DE2256681A1

DE2256681A1 - Turboverdichter

Info

Publication number: DE2256681A1
Application number: DE2256681A
Authority: DE
Inventors: Kurt Joachim Dr I Bauermeister; Walter Koeller
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1972-11-18
Filing date: 1972-11-18
Publication date: 1974-06-06
Also published as: DE2256681B2

Description

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DEMAG Aktiengesellschaft 10. November 1972

41 Duisburg 5704 - C/il

Wolfgang-Reuter-Platz

Turboverdichter

Die Erfindung betrifft einen Turboverdichter mit einem für alle Laufräder gemeinsamen, in einem geschlossenen Gehäuse angeordneten Getriebe, dessen Wellen in der Gehäusewand gelagert und gegenüber dieser abgedichtet sind-.

Der mechanische Wirkungsgrad eines Getriebe-Turboverdichters wird durch die Verluste im Übersetzungsgetriebe wesentlich beeinträchtigt.

Die Verlustleistung im Getriebe, die sich aus mehreren Teilverlusten zusammensetzt, kann vermindert werden, indem man einen dieser Teilverluste, gegebenenfalls den sogenannten Ventilationsverlust der Zahnräder, vollkommen oder zumindest teilweise beseitigt.

Bei Zahnrädern entsteht der Ventilationsverlust zum einen an der Scheibe, zum anderen an den Zähnen, und zwar dadurch, daß an jedem Rad das Luft-Ölnebel-Gemisch vollkommen festhaftet und mit der Umfangsgeschwindigkeit des Rades entsprechender Geschwindigkeit mitgeschleppt

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wird; in einer dünnen Grenzschicht nimmt die Luftgeschwindigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit des Rades bis auf die Geschwindigkeit der Umgebung ab. Die Mitnahme des Luft-ölnebel-Gemisches durch die rotierenden Räder erzeugt Zentrifugalkräfte, die das Gemisch nach außen schleudern und Querwirbel hervorrufen. Die zur Aufrechterhaltung dieser Bewegung notwendige Energie geht verloren.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach darin, einen Getriebe-Turboverdichter in der Weise zu verbessern, daß sein mechanischer Wirkungsgrad erhöht wird. Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, den Innenraum des Getriebegehäuses an eine Unterdruck erzeugende Einrichtung anzuschließen, wobei die Wellendichtungen mit Drucköl beaufschlagbar sind, das gleichzeitig als Dichtmittel und Schmieröl dient.

Hierdurch gelingt es, das spezifische Gewicht der Umgebung, in der die Getrieberäder arbeiten, herabzusetzen und dadurch den Wirkungsgrad zu verbessern, weil die Größe des Ventilationsverlustes der Zahnräder abhängig ist von der Umfangsgeschwindigkeit, gemessen am Teilkreis des Zahnrades (u ) und vom spezifischen Gewicht ( ^₁Q ) des Luft-Ölnebel-Gemisches, in dem die Zahnräder arbeiten, wobei die Zahnrad-Teilkreisgeschwindigkeit u ein sich aus den Betriebsaufgaben des Getriebes ergebender Wert ist.

Zweckmäßigerweise steht der Innenraum des Getriebegehäuses mit einer Saugpumpe in Verbindung, an deren Druckseite eine zu einem ölbehälter führende Leitung

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angeschlossen 1st. Der Saugpumpe ist ein einstellbares Unterdruckventil vorgeschaltet. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Wellenlager mit Gleitlagern kombinierte,^an eine Drucköl-Leitung angeschlossene Stopfbüchsen. An den antriebs- und abtriebsseitigen WellendurchfUhrungen sind Deckel am Gehäuse angeordnet, zwischen denen und der Gehäusewand sich naoh außen abgedichtete Kammern befinden. Diese Kammern sind mit den zum ölbehälter führenden Leitungen verbunden.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert« Es zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Mehrstufen-Turboverdichter mit einem Stirnradgetriebe in Seitenansicht,

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch ein Planetengetriebe in Seitenansicht.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist in einem Getriebegehäuse 1 ein für alle Verdichterstufen gemeinsames Getriebe angeordnet, das aus einer im Gehäuse 1 gelagerten, ein Zahnrad 2 tragenden Antriebswelle 5 sowie aus mit dem Zahnrad 2 kämmenden Ritzeln 4, 5 besteht, welche auf denebenfalls im Gehäuse gelagerten Wellen 6, 7 befestigt sind. Die Antriebswelle 3 ist über eine Kupplung 28 mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden. Jede Ritzelwelle trägt an beiden Enden je ein radiales

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Verdichter-Laufrad 8, 9, 10, 11. An den WellendurchfUhrungen sind Deckel 12, 13 außen am Getriebegehäuse befestigt. Zwischen diesen Deckeln und dem Getriebegehäuse 1 befinden sich abgedichtete Kammern. Die aus dem Gehäuse 1 austretenden Wellenenden J5« 6, 7 sind mit Hilfe von mit Gleitlagern kombinierten Stopfbüchsen 17 abgedichtet. Die Stopfbüchsen 17 werden mit Drucköl beaufschlagt, das ihnen über eine Leitung 18 zugeführt wird.

Die Jeweils zwischen der Wand des Gehäuses 1 und den Deckeln 12, 13 gebildeten Kammern 14, 15 sind an eine Leitung 16 angeschlossen, die zu einem nicht dargestellten ölbehälter führt. An die Leitung 16 ist aber auch der Innenraum des Gehäuses 1 angeschlossen, und zwar über eine Saugpumpe 19 und ein Rohr 20.

Das den mit den Gleitlagern kombinierten Stopfbüchsen über die Druckölleitung 18 zugeführte öl hat außer der schmierenden auch noch eine abdichtende Funktion, weil die ölzufuhr in einem gewissen Abstand vom innenliegenden Ende der Stopfbüchsen erfolgt. Das aus den Gleitlagern bzw. Stopfbüchsen 17 austretende öl fließt daher teilweise in den Raum 1 und teilweise in die Kammern 14, 15. Aus den Kammern 14, 15 fließt das öl frei durch die Leitung l6 in den ölbehälter. Das durch die Stopfbüchsen 17 in den Innenraum des Getriebegehäuses gelangende öl wird mit Hilfe der Saugpumpe 19 über das Rohr 20 ebenfalls in die Leitung l6 und weiter in den ölbehälter gefördert. Die Saugpumpe I9 hat die weitere Aufgabe, die bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung im Getriebegehäuse 1 befindliche Luft bis zur Einstellung eines gewissen Unterdrucks abzusaugen und diesen Unterdruck ständig aufrechtzuerhalten. Durch die Stopfbüchsen 17

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kann bei der Evakuierung des Innenraums 1 praktisch keine Luft aus den unter Normaldruck stehenden Kammern 14, 15 in den Raum 1 übertreten. Hierdurch kann im Innenraum des Getriebegehäuses 1 ein ständiger Unterdruck aufrechterhalten werden, dessen Größe mit Hilfe eines einstellbaren Unterdruck-Ventils 21 reguliert werden kann.

Die Anordnung des in Pig. 2 dargestellten Planetengetriebes entspricht der Anordnung gemäß Fig. 1. Mit 22 ist eine dem Sonnenrad 27-zugeordnete Welle bezeichnet, 2j5 ist eine mit den Planetenrädern 25* verbundene Welle, welche an den Träger 24 der Plahetenräder 25 und 26 angeschlossen^ ist. Das Sonnenrad 27 ist mit der Welle 22 fest verbunden.¹ Über die Leitung wird den mit Gleitlagern kombinierten Stopfbüchsen Drucköl zugeführt. Das im Innenraum des Getriebegehäuses 1 angesammelte öl wird von der Saugpumpe 19 durch das Rohr 20 in die Leitung 16 gefördert. Die Saugpumpe. 19 .erzeugt, gleichzeitig innerhalb des Getriebegehäuses 1 einen ständigen Unterdruck, der mit Hilfe des Unterdruckventils 21 reguliert wird. Das öl aus den Kammern 14" und 15 fließt durch die Leitung in den ölbehälter.

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Claims

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Patentansprüche

l.j Turboverdichter mit einem für alle Laufräder gemeinsamen, in einem geschlossenen Getriebegehäuse angeordneten Getriebe, dessen Wellen in der Gehäusewand gelagert und gegenüber dieser abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet,

daß der Innenraum des Getriebegehäuses (1) an eine Unterdruck erzeugende Einrichtung angeschlossen ist, wobei die Wellendichtungen mit Drucköl beaufschlagbar sind, das gleichzeitig als Dichtmittel und Schmiermittel dient.
2. Turboverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Innenraum des Getriebegehäuses (1) mit einer Saugpumpe (19) in Verbindung steht, an deren Druckseite eine zu einem Ölbehälter führende Leitung (16) angeschlossen ist.
3. Turboverdichter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Saugpumpe (19) ein einstellbares Unterdruckventil (21) vorgeschaltet ist.

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4. Turboverdichter nach den Ansprüchen 1 bis 3# dadurch gekennzeichnet» daß die Wellenlager mit Gleitlagern kombinierte, an eine Druckölleitung (l8) angeschlossene Stopfbüchsen (I7) sind.
5. Turboverdichter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den antriebs- und abtriebsseitigen Wellendurchführungen Deckel (12, 1?) am Gehäuse angeordnet sind, zwischen denen und der Gehäusewand sich nach außen abgedichtete Kammern (14, 15) befinden.
6. Turboverdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (14, 15) mit der zum ölbehälter führenden Leitung (ΐβ) verbunden sind.

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