DE3243324A1

DE3243324A1 - Einrichtung an hochdruck-schraubenkompressoren mit oeleinspritzung

Info

Publication number: DE3243324A1
Application number: DE19823243324
Authority: DE
Inventors: Arnold 16357 Spånga Englund; Lars Dipl.-Ing. 13150 Saltsjö-Duvnäs Schibbye
Original assignee: Sullair Technology AB
Current assignee: Sullair Technology AB
Priority date: 1981-11-25
Filing date: 1982-11-23
Publication date: 1983-06-01
Also published as: US4443170A; SE8107014L

Description

Patentanwälte DiPL.-lNcÖi, ³KEICkJiAAiJn, JDiSl--Phys. Dr. K.Fincke

Dipl.-Ing. RA₁WeICKMANN) Dipl.-Chem. B..Huber

Br.-Tng. H. Liska

8000 MÜNCHEN 86 <) η

POSTFACH 860820 ^{2 3}'

MOHLSTRASSE 22

TELI-FON (089) 980352

TELKX 522621

TELRGRAMM PATRNTWEICKMANN MÜNCHEN

SULLA.IR TECm OLOGY AB
Rosenlundsgatan 54

S-116 53 Stockholm/Schv/eden

Einrichtung an Hochdruck-Schraubenkompressoren mit Öleinspritzung

Einrichtung an Hochdruck-Schraubenkompressoren mit öleinspritzung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung an öleingespritzten Schraubenkompressoren für hohe Drücke, insbesondere eine Einrichtung zur Lagerung beider Rotoren des Kompressors.

öleingespritzte Schraubenkompressoren arbeiten normalerweise

2 mit einem Auslaßdruck der Größenordnung 7-20 kg/cm . Die Lagerung der Rotoren in diesen Kompressoren erfolgt gewöhnlich mittels herkömmlicher Kugel- und Rollenlagereinrichtung, was bei den angegebenen Drücken keine Problerne für die angestrebten Standzeiten der Lager mit sich brinrt. Bei Schraubenkompressoren mit höherem Auslaßdruck als dem vorstehend genannten hat man bisher als einzigen Ausweg angesehen, su einem völlig anderen Lagerungstyp, nämlich Gleitlagern, zur Aufnahme der hier stark zunehmenden Radialkräfte überzugehen. Dieser Lagertyp hat jedoch mehrere Nachteile, die u.a. auf der Empfindlichkeit für notwendigen zugeführten Lageröldruck, insbesondere beim Hochfahren, beruhen, wobei die Anlage mit einer Ölpumpe ergänzt werden muß. Ein weiterer Nachteil sind die steigenden Reibungsverluste.

Die vorliegende Erfindung hat die. Aufgabe, eine solche Einrichtung für Hochdruck-ochraubenkompressoren zu schaffen, daß die vorgenannten Gleitlagereinrichtungen vermieden werden könnon.

Bei herkömmlichen öleingespritzteii ochraubenkomprer-üoren für relaiv hohe Drücke werden die Rotoren normalerweise für ein Länfien/Durchmesserverhä'ltnis der Gröbonordnurif, 1,5:1 oder höher bemessen, und auf der Hochdruckseite des Kompressors werden in der R.egel Lagerpaare vom Kuf;el- oder Rollenlasertyp

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zur Aufnahme nicht nur der Hadialkräfte auf genannter Seite des-Kompressors, sondern auch zur Aufnahme der gesamten, die Rotoren beeinflussenden Axialkräfte angeordnet. Auf der Niederdruckseite des Kompressors werden gewöhnlich zylindrische Rollenlager zur Aufnahme der Radialkräfte auf dieser Seite angeordnet. Diese herkömmliche Einrichtung kann jedoch nicht für Hochdruckkompressoren angewendet werden, vor allem weil keine ausreichenden Lagerstandzeiten erreicht werden können, insbesondere nicht an der Lagereinrichtung auf der Hochdruckseite des Kompressors, die kombinierte Axial- und Radialkräfte aufnimmt.

Die reri'innte Aufgabe wurde dadurch gcilöot, daß der lirfindurif¹; dit· in den beigefür.ten Patentansprüchen definierten Kenn-" S'-'ivhen gegeben wurden.

Durch sowohl theoretische Berechnungen als auch Versuche wurde gefunden, daß durch Bemessung der Rotoren mit bedeutend niedrigeren Länge/Durchmesserverhältnissen als normal ein großer Teil der Radialkräfte, dank der Einwirkung der exzentrischen Angriffslage der Axialkrafte auf den Rotoren, von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite überführt werden kann. Hierdurch konnte die kombinierte Axial- und Radialkraft auf die Lager auf der Hochtirur.kseitc α ο vermindert werden, «laß für dic»se La^er .'iktfeptabl ο otandBeiten erreicht worden konnten. Dut'<vh diese veränderte-Verteilung der RadIaI-räi'te konnte jedoch der herkömmliche zylindrische Radiallagertyp auf der Niederdruckseite nicht länger angewendet werden. Deshalb wurde hierfür eine völlig neue Radiallagereinrichtung entwickelt.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Die Figur Ln der Zeichnung ist ein Schnitt durch den Schraubenkompresnor mit. einer Einrichtung gemäß der Erfindung.

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In der Figur ist ein Rotorgehäuse 10 gezeigt, in dem zwei Rotoren, ein Hauptrotor 11 und ein Nebenrotor 12, im Eingriff miteinander sind. Der Kompressor hat eine Hochdruckseite 13 und eine Niederdruckseite 14. Der Hauptrotor 11 hat an der Hochdruckseite ein vorragendes Achsende 15 und an der Niederdruckseite ein vorragendes Achsende 16. Der Nebenrotor 12 hat an der Hochdruckseite ein vorragendes Achsende 17 und an der Niederdruckseite ein vorragendes Achsende 18. Sämtliche Achsenden 15-18 lagern im Rotorgehäuse 10 mittels auf den Rotorachsenden 15-18 angeordneter Paare von Kegelrollenlagern 19a,19b,20a,20b,21a,21b,22a,22b. Die Rollenlagerpaare auf der Hochdruckseite 19a,19b,2Ia,21b sind so auf den Achsenden 15 bzw. 17 angeordnet, daß die breiteren Kanten der Innenringe der Lager einander zugewandt sind. Auf der Niederdruckseite dagegen sind die Paare von Kegelrollenlager^. 20a,20b, 22a,22b so auf den Achsenden 16 bzw. l8 angeordnet, daß die schmaleren Kanten der Innenringe der Lager einander zugewandt sind, und so, daß die Rollen einwärts zur Achsmitte zueinander geneigt sind. Die Lager 20a,20b bzw. 22a,22b auf der Niederdruckseite sind mit einem internen Axialspiel, vorzugsweise der Größenordnung 0,03-0,05 mm, montiert. Diese interne Spieleinstellung geschieht durch Anpassung der Dicke der Ringe 28 und 29· Die Außenringe diener Lager sind in Axialdichtung frei montiert, so daß diese- Außenringe sich frei in Axialrichtung bewegen können. Diese Lager werden hierdurch verhindert, irgendwelche Axialkräfte aufzunehmen. Zwecke-Ausgleiches des Hauptteiles der auf die Rotoren wirkenden Axialkräfte ist an den Achsenden I6,l8 auf der Niederdruckseite ein Ausgleichskolben 2"5 bzw. 2Ί an jedem Achsende angeordnet. Zu diesen Ausgleichskoibun kann ül unter· Druck zugeführt werden, um die gewünschte Auü^leichskraft zu bewirken. Die Außendurchmesser der Ausgleichskolben werden vorzugsweise mittels mechanischer Dichtungen 25 und 26 abgedichtet .

Durch die vorstehend beschriebene Einrichtung der beiden zusammenwirkenden Lager 20a und 20b 'b«w. 22a und 22b wurde

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erreicht, daß die gesamte Radialkraft im wesentlichen gleichförmig zwischen diesen zusammenwirkenden Lagern verteilt wird, und daß das Länge/Durchmesserverhältnis auf bedeutend niedrigere Werte als normal begrenzt wird. Dank dieser Einrichtung konnte die Standzeil, im Gegensatz zu herkömmlichen und bisher bekannten solchen Schraubenkompressoreinrichtungenj auf akzeptable Werte verlängert werden. Ein weiterer Vorteil mit der vorgenannten Lagereinrichtung ist, daß eventuelle Wärmeausdehnungen der Achsenden I6',l8 auf der Niederdruckseite keine Axialkraft auf die Lager 20a,20b bzw. 22a,22b der Niederdruckseite verursachen. Falls eine Verlängerung des Achsendes in Beziehung zum Rotorgehäuse eintritt, wird dank des internen Spieles zwischen den Lagern 20a und 20b bzw. 22a und 22b der größte Teil der Radialkräfte zu dem Lager überführt,das dem Kompressionsraum am nächsten liegt, d.h. zu den Lagern 20a und 22a, wodurch der Außenring dieser Lager, außer von der aufgrund der Verlängerung erhaltenen momentanen Axialkraft, auch von der momentanen Axialkomponente beeinflußt wird, die von der genannten Radialkraft auf diesem Lager erhalten wird. Die gesamte Axialkraft auf dem Außenring, die somit momentan aus zwei in dieselbe Richtung wirkenden Teilen besteht, erhält hierdurch eine beträchtliche Größe, die ausreicht, um die Reibungskräfte zwischen den Außenringen der Lager und dem Rotorp;ehatme zu überwinden, wodurch eine axiale Verschiebung dieser Außenringe erhalten wird. Hierdurch wird eine Anpassung an die vorgenannte Verlängerung des Achsendes auf die Weise erhalten, daß die Lager wieder axial entlastet werden und somit nur Radialkräfte aufnehmen, und so daß die Verteilung dieser Kräfte im wesentlichen gleichförmig wird,

Zwecks leichterer Überwindung der Reibungskräfte zwischen den Außenringen der Lager und dem Rotorgehäuse sind neben den Außenringen der Lager Nuten 27 im Rotorgehäuse für Zuführung von ül unter Druck angeordnet. Diese Nuten 27 können vorzugsweise im wesentlichen in der Richtung der Wirkung der größten Axialkx'äl'to angeordnet »ein.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung an öleingespritzten Schraubenkompressoren für hohe Drücke, dadurch gekennzeichnet, daß das Längen/Durchmesser Verhältnis der Rotoren (11,12) niedriger ist als 1,3:1!, daß Paare von Kegelrollenlagern (19-22) an beiden Achsenden (15-18) der Rotoren angewendet werden, daß die Lager (19₃21) am Hochdruckende (13) der Rotoren so angeordnet sind, daß die breiteren Kanten der Innenringe der Lager einander zugewandt und vorgesehen sind, sowohl Radialals auch Axialkräfte aufzunehmen, daß die Lager (20,22) am Niederdruckende (l'-t) der Rotoren so angeordnet sind, daß die schmaleren Kanten der Innenringe der Lager einander augewandt und vorgesehen sind, nur Radialkräfte aufzunehmen, und daß öldruckbetätigte Ausgleichkolben (23,24) an den Achsenden (l6,l8) am Niederdruckende (1*0 der Rotoren zur Aufnahme des Hauptteiles der im Kompressor initiierten axialen Kräfte angeordnet sind.

^. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenringe der Lager (19,21) am Hochdruckende (13) der Rotoren axial fixiert sind, während die Aui'onririKe der Lager (20,22) am Niederdruckende (l'l) der Rotoren axial frei sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeic hnet, daß die Lager (20a und 20b bzw. 22a und 22b) am Niederdruckende (lH) der Rotoren mit einem internen Axialspiel, vorzugsweise in der Größenordnung 0,0.5 bis 0,05 mm, angeordnet sind.

•4. Einrichtuni¹; nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h π !.-kennzeichnet, daß an den Lagern (20,22) am Niederdruckende (14) der Rotoren tauten (27) für Zuführung von öl unter Druck im Lagergehäuse neben den Außenringen der Lager angeordnet sind.

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5. Einrichtung nach Anspruch ^,dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Nuten (27) im wesentlichen in der Richtung der Wirkung der Radialkräfte angeordnet sind.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Lager (19-22) im Kompressor dieselbe Abmessung haben.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Außendurchmesüor der Ausgleichkolben (23,."³^) mit mechanischen Dichtungen (2b, 26) abgedichtet werden, so daß die zugeführter. Öldrücke mit Sicherheit beibehalten werden können.

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