DK173949B1 - Spærresystem for smøreolie til en centrifugalkompressors lejer - Google Patents

Description

i DK 173949 B1

Opfindelsen vedrører et spærresystem, der med små omkostninger og minimalt energiforbrug effektivt blokerer cirkulation af gas og oliedamp fra den tilhørende samlebeholder, gennem labyrinttætningen og mod 5 kompressorens sugeside, dvs. mod kompressorens første trins kompressorhjul, og således hindrer tab af olie, tillader at kompressoren med fordel kan anvendes i et lukket miljø, dvs. et miljø der ikke er i kontakt med atmosfæren, såsom ved havbunden, især når beholderen 10 som følge af pladsmangel må placeres meget tæt ved kompressoren.

Mere specifikt vedrører opfindelsen en forbedring af spærresystemet beskrevet i IT patentansøgning nr. MI91 A 000210.

15 I det i nævnte patentansøgning beskrevne spærre system kompenseres den skadelige gasstrøm, der kunne opstå via den lukkede smøreoliesamlebeholder mellem le-jekammeret på kompressorens afgangsside, som er ved det højeste tryk, og lejekammeret på kompressorens sugesi-20 de, som er ved det laveste tryk, og kunne medrive oliedamp og -dråber gennem labyrinttætningen og mod det første trins kompressorhjul med påfølgende uacceptable smøreolietab, ved at indbefatte i afgangsrøret til sam-lebeholderen fra kammeret på kompressorens sugeside en 25 dynamisk spærring af væskeringstypen, som tillader smøreolien at passere ved tyngdekraftens hjælp, men som hindrer passage af gas eller damp i den modsatte retning. Mere specifikt består denne dynamiske spærring af en skive, som roterer inde i en torusformet statordel 30 med hvilken skiven danner en snæver passage, der altid forbliver fyldt med spærreolie som følge af den roterende skives centrifugalvirkning.

Selvom denne løsning er særdeles effektiv som en spærring lider den af en række ulemper, såsom en kom-35 pleks opbygning og høj pris, som følge af behovet for en hjælpemotor til at drive skiven og et højt energi- DK 173949 B1 2 forbrug, fordi hele den oliemængde, der er nødvendig til at smøre lejet på kompressorens sugeside skal passere gennem passagen mellem den roterende skive og den torusformede statordel.

5 Hensigten med opfindelsen er at eliminere disse ulemper ved at tilvejebringe et spærresystem, der ikke kræver en motor, og som blot benytter en minimal spærreoliemængde.

Dette opnås ved ikke at placere spærringen i af-1 o gangsrøret fra kammeret på kompressorens sugeside til beholderen, men i selve kammeret, mellem lejet og labyrinttætningen på sugesiden, og ved at udforme spærresystemet med en skive, der er drejefast og koncentrisk med kompressorens rotationsaksel, og som har en om-15 vendt, U-formet rand, der huser en statorring, der er stift forbundet med væggen af lejekammeret på sugesiden og som er koncentrisk med kompressorakslen, med hvilken statorring skiven danner en snæver passage, der kontinuerligt tilføres olie med spærretryk gennem kalibrere-20 de huller i ringen.

Tilstedeværelsen af den snævre passage der er udsat for centrifugalkraften som følge af rotationen af skiven, der er drejefast med akslen, hvilket sikrer at passagen altid holdes fyldt med spærreolie, bevirker at 25 lejekammeret på kompressorens sugeside adskilles effektivt fra labyrinttætningszonen på kompressorens sugeside og hindrer således enhver cirkulation af gas og smøreoliedamp fra kammeret til kompressorens første trins kompressorhjul. Som følge heraf hindres tab af smøre-30 olie, selv om trykket i kammeret, fordi kompressoren er placeret i et lukket miljø, er højere end trykket i området ved det første kompressorhjul, fordi kammeret på kendt måde er forbundet til lej ekammeret på kompressorens afgangsside via afgangsrørene og toppen af den 35 lukkede samlebeholder.

Den nødvendige spærreoliestrøm gennem passagen er nu blot det minimum, der kræves for at hindre over- DK 173949 B1 3 opvarmning af passagen forårsaget af viskositeten af olien, der bevæges af den roterende skive. For at hindre uønsket tab af spærreolie og således holde den krævede oliestrøm lille, har statorringen ifølge en yder-5 ligere udførelsesform på den side der vender mod skiven en kile, som går ind i et korresponderende hulrum i skiven, og en ringformet deflektortand, der springer frem udover yderkanten af hulrummet i skiven. På denne måde skabes en slags labyrint som hindrer spærreolien i 1 o at strømme ind i mellemrummet mellem akslen og stator-ringen.

Med opfindelsen tilvejebringes et spærresysten for smøreolie til en centrifugalkompressors lejer med labyrinttætninger, hvilken centrifugalkompressor er in-15 stalleret i et lukket miljø og omfatter én eller flere kompressorhjul monteret på en aksel, der roterer med høj hastighed i lejerne, og en pumpe, der tager smøreolien for lejerne fra en lukket samlebeholder og tilfører den under tryk til henholdsvis et kammer, der ven-20 der mod lejet placeret på kompressorens sugeside, opstrøms for sugeside-labyrinttætningen, og et kammer, der vender mod lejet placeret på kompressorens afgangsside, nedstrøms for afgangsside-labyrinttætningen, hvorfra olien ved hjælp af tyngdekraften føres gennem 25 separate rør, der forbinder de respektive kamre med toppen af den lukkede samlebeholder, hvilket spærresystem er ejendommeligt ved, at der i kammeret vendende mod lejet på kompressorens sugeside, i en position mellem lejet og sugeside-labyrinttætningen, koncentrisk 30 med og drejefast med kompressorakslen, er en skive med en omvendt, U-formet rand, der huser en statorring, der er stift forbundet med kammerets væg og er koncentrisk med akslen, med hvilken statorring skiven danner en snæver passage, der kontinuerligt tilføres spærreolie 35 gennem kalibrerede huller i ringen, og som af centrifugalvirkningen af den roterende skive holdes fyldt med DK 173949 B1 4 spærreolie afledt fra røret gennem hvilket smøreolie tilføres under tryk til kammeret, hvilken statorring, på den side, der vender mod skiven har en kile, som går ind i et korresponderende hulrum i skiven og en ring-5 formet reflektortand, der springer frem udover yderkanten af hulrummet i skiven.

Opfindelsen vil nu blive nærmere forklaret ved hjælp af en udførelsesform og med henvisning til tegningen, på hvilken 10 fig. 1 er et sidebillede i delvis snit af en centrifugalkompressor med labyrinttætninger og med et spærresystem ifølge opfindelsen, og fig. 2 et sidebillede i delvis snit af en detalje af fig. l, visende spærresystemet i stor målestok.

75 På tegningen er vist en centrifugalkompressor 1 i hvilken procesgassen, der strømmer ind gennem sugekanalen 2 og strømmer ud gennem afgangskanalen 3, kom-primeres ved hjælp af skovlbladene på et kompressorhjul 4, monteret på en aksel 5, der roteres med høj hastig-20 hed ved hjælp af en motor 6 i lejer 7 og Θ, placeret henholdsvis på sugesiden og tryksiden af kompressorens l's kompressions zone, der afgrænses ved hjælp af labyrinttætninger henholdsvis 9 og 10. Fig. 1 viser også en kanal li ved hjælp af hvilken kompressorens suge-25 tryk overføres til kammeret 12 nedstrøms for kompressorhjulet 4.

Lejerne 7 og 8 smøres kontinuerligt af smøreolie 13, indeholdt i en lukket samlebeholder 14, hvorfra den suges ved hjælp af en pumpe 15, der via 30 rør 16 og 17 leder den henholdsvis til et kammer 18, der vender mod lejet 8 placeret på kompressorens afgangsside, og til et kammer 19, der vender mod lejet 7 placeret på kompressorens sugeside. Olien strømmer derefter ud af kamrene 18 og 19 ved tyngdekraftens 35 hjælp og gennem separate rør henholdsvis 20 og 21, som forbinder kamrene til toppen 22 af den lukkede beholder 14.

DK 173949 B1 5

Det dynamiske spærresystem 23 ifølge opfindelsen er placeret i kammeret 19 mellem lejet 7 og labyrinttætningen 9. Spærresystemet 2 3 består af en skive 24, der er drejefast med og koncentrisk placeret 5 på kompressoren l's aksel 5, hvilken skive har en omvendt, U-formet rand 25, i hvilken der er indsat en statorring 26, der er stift forbundet med væggen 27 i kammeret 19 og som er anbragt koncentrisk med akslen 5.

10 Statorringen 26 danner således med den rote rende skive 24 en snæver passage 28, der kontinuerligt tilføres spærreolie, afledt fra røret 17 via en gren 31 i retning af pilene 29, gennem kalibrerede huller 30.

15 Statorringen 26 har yderligere på siden, der vender mod den roterende skive 24 en kile 32, som går ind i et korresponderende hulrum 33 udformet i den roterende skive 24, samt en ringformet deflektor-tand 34, som rager ud over og derfor går forbi den 20 ydre ringkant 35 af hulrummet 33.

Claims (1)

1. Spærresystem (23) for smøreolie (13) til en centrifugalkompressors (1) lejer (7, 8) med labyrinttætninger (9, 10), hvilken centrifugalkompressor er installeret i et lukket miljø og omfatter én eller flere 5 kompressorhjul (4) monteret på en aksel (5), der roterer med høj hastighed i lejerne, og en pumpe (15), der tager smøreolien for lejerne fra en lukket samlebehol-der (14) og tilfører den under tryk til henholdsvis et kammer (19), der vender mod lejet (7) placeret på kom-10 pressorens sugeside, opstrøms for sugeside-labyrinttæt-ningen (9), og et kammer (18), der vender mod lejet (8) placeret på kompressorens afgangsside, nedstrøms for afgangsside-labyrinttætningen (10), hvorfra olien ved hjælp af tyngdekraften føres gennem separate rør (21, 15 20), der forbinder de respektive kamre med toppen (22) af den lukkede samlebeholder, kendetegnet ved, at der i kammeret (19) vendende mod lejet (7) på kompressorens sugeside, i en position mellem lejet (7) og sugeside-labyrinttætningen (9), koncentrisk med og 20 drejefast med kompressorakslen (5), er en skive (24) med en omvendt, U-formet rand (25), der huser en sta-torrlng (26), der er stift forbundet med kammerets (19) væg (27) og er koncentrisk med akslen (5), med hvilken statorring (26) skiven (24) danner en snæver passage 25 (28), der kontinuerligt tilføres spærreolie gennem ka librerede huller (30) i ringen (26), og som af centrifugalvirkningen af den roterende skive (24) holdes fyldt med spærreolie afledt fra røret (17) gennem hvilket smøreolie (13) tilføres under tryk til kammeret 30 (19), hvilken statorring (26), på den side der vender mod skiven (24), har en kile (32), som går ind i et korresponderende hulrum (33) i skiven (24) og en ringformet reflektortand (34), der springer frem udover yderkanten af hulrummet i skiven.