SE453318B - Rotormaskin med en axialkraftbalanseringsanordning - Google Patents

Description

453 318 Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en maskin av det inledningsvis angivna slaget, vid vilken axialkraftbalanse- ringsanordningen är så utförd att kontroll och byte av axial- lager inte onödigtvis försvåras och att en förlängning av axiallagrens livslängd kan erhållas.

Detta har enligt uppfinningen ernátts därigenom att maskinen har erhållit de i efterföljande patentkrav angivna känneteck- nen .

Genom att det särskilda axiallagret är anordnat ytterst på axeltappen och är fjädrande inspänt mellan axialkraftbalanse- ringsanordningen och det fjädrande organet kan det utan vidare kontrolleras och eventuellt bytas även av outbildad arbets- kraft. Detta utnyttjas lämpligen på så sätt, att det särskilda axiallagret belastas förhållandevis hårt, varvid belastningen på de övriga axiallagren blir i motsvarande grad mindre med den följden att dessa får en ökad livslängd. Det särskilda axial-V lagret däremot får kortare livslängd, vilket emellertid är av mindre betydelse eftersom det lätt kan bytas, exempelvis i sam- band med normalt förekommande underhållsservice.

Det särskilda axiallagret kan även vara verksamt vid maskinens startande och stoppande när inget eller ringa tryck hos arbets- fluidet förefinnes, d v s vid låga varvtal som medför opropor- tionerligt stort slitage på lagret. Även av denna orsak är det således viktigt att det särskilda axiallagret är lätt utbyt- bart.

Enligt en föredragen utföringsform är den ringformiga kolv- cylinderanordningen utförd som en “plug-in" enhet varför även denna är lätt uttagbar och återinsättbar utan risk för att läckage skall förorsakas därigenom. ÄSS 318 Uppfinningen är närmare tydliggjord i det följande i anslutning till bifogade ritning, som visar ett utföringsexempel på en maskin enligt uppfinningen, och på vilken fig. 1 är en sche- matisk sidovy av en maskin enligt uppfinningen, fig. 2 är en längdsektion genom lagerarrangemanget på maskinens högtrycks- sida, och fig. 3 är en delsektion visande en modifikation av det särskilda axiallagret i fig. 2.

Fig. 1 visar en skruvkompressor försedd med ett hus 1 med en lågtryckssida 2 och en högtryckssida 3 samt en inloppskanal 4 och en utloppskanal 5 för ett arbetsfluidum, exempelvis ett köldmedium.

I huset 1 är två skruvrotorer 6, 7 roterbart lagrade. Såsom framgår av fig. 2, som är ett horisontellt snitt genom rotor- axlarnas centrumlinjer, är en axeltapp 8 på högtrycksänden hos den uppifrån sett högra rotorn 7, som är en hanrotor, lagrad i första hand i ett radialrullager 10 och två inbördes avpassade axialkullager 11. Arrangemanget med de dubbla, s k matchade kullagren 11, innebär en komplikation men är betingat av att axialkrafterna är stora liksom kraven på lång livslängd, medan utrymmet kring axeltappen 8 på denna ände av rotorn 7 är beg- ränsat och inte tillåter användningen av större axiallager.

Lagerarrangemanget 11 är anordnat i en i husets högtrycksände 3 anordnad cylindrisk urtagning 14, i vilken även en axialkraft- balanseringsanordning i form av en ringformig kolv- och cylin- deranordning 15, 16 är glidbart lagrad liksom axiellt utanför denna ett särskilt axiallagers 17 ytterring och en distanshylsa 18, som fjädrande anligger mot en tallriksfjäder 19 på insidan av ett urtagningen 14 tillslutande lock 20.

Mellan kolvdelen 15 och cylinderdelen 16 är en ringformig kam- mare 21 anordnad innehållande en tryckfjäder, som håller delar- na isärpressade, och kommunicerande med en genom husets 1 vägg sig sträckande tryckfluidumkanal 22. För att förhindra läckage '453 518 av tryckfluidum från kammaren 21 är kolvdelen 15 försedd med en tätningsring 23, som tätar mot urtagningen 14, och cylinderde- len 16 försedd med dels en tätningsring 24, som tätar mot ur- tagningen 14, dels en tätningsring 25, som tätar mot kolvdelen 15.

På axeltappen 8 är radiallagrets 10 och axiallagrens 11 inner- ringar samt en distanshylsa 26 och det särskilda axiallagrets 17 innerring inspända medelst en pà axeltappens 8 ände fast- skruvad låsskiva 27.

Det särskilda axiallagret 17 är av det slag, som kan överföra axialkrafter i båda riktningarna. När rotormaskinen star stilla eller eljest när tryckfluidet i kammaren 21 har lågt tryck hålls rotorn 7 tryckt i riktning mot làgtryckssidan 2 av tall- riksfjädern 19, vars tryckkraft överföres till rotorn 7 via distanshylsan 18, lagret 17, distanshylsan 26 och lagrens 10, 11 innerringar.

När rotormaskinen efter start har börjat komma upp i varv växer arbetsmediets tryck mot rotorernas 6, 7 högtrycksändytor, vil- ket medför att belastningen på axiallagren 11 växer. Samtidigt ökar trycket hos fluidet i kammaren 21, så att kolvdelen 15 sätts an mot lagrens 11 ytterringar och cyliderdelen 16 sätts an mot lagrets 17 ytterring mot verkan av tallriksfjädern 19, varvid lásskivan 27 och därmed hela rotorn 7 av lagret 17 pres- sas i riktning mot maskinens högtryckssida 3 och därigenom åstadkommer en minskning av belastningen pà lagren 11.

Genom anpassning av trycket i kammaren 21 och cylinderdelens 16 area i kammaren 21 kan fördelningen av rotorns 7 axialbelast- ning på lagren 11 och lagret 17 inställas sa, att lagren 11 får erforderlig livslängd. Därvid kan man utan större olägenhet godtaga en förhållandevis stor belastning av lagret 17, som även har att upptaga den av tallriksfjädern 19 förorsakade be- lastningen, emedan lagret 17 lätt kan bytas rutinmässigt vid 453 31.8 servicetillfällen utan att vare sig lagren 11 eller kolv-cylin- deranordningen 15, 16 med dess anslutning 22 berörs av bytet.

När locket 20 och làsskivan 27 har avlägsnats kan hylsan 18 och lagret 17 dragas ut ur urtagningen 14. Om så skulle erfordras kan även axialkraftbalanseringsanordningen 15, 16 dragas ut utan att dess tryckfluidumanslutning behöver röras.

Det särskilda axiallagret behöver inte vara av det i fig. 2 vi- sade slaget, som kan taga upp axialbelastningar i båda rikt- ningarna, utan kan naturligtvis vara upgdelat på tvâ separata lager, exempelvis så som visas i fig. 3. Där visas ett lager 30, som motsvarar lagret 17 i fig. 2 i vad avser axialkraft- balanseringen. För överföring av axialkraft från tallriks- fjädern 19 till lásskivan 27 vid låga varvtal och vid stopp är ett ytterligare lager 31 anordnat mellan dessa båda element centrerat på làsskivan medelst ett nav 32. Detta är dock en mindre elegant lösning än utförandet enligt fig. 2 och har dessutom den nackdelen att lagret 31 ständigt är belastat av tallriksfjädern 19 i större eller mindre grad.

Claims (1)

1. 453 318 Rotormaskin omfattande ett hus (1) med en lagtryckssida (2) och en högtryckssida (3) och med inlopps- och utloppskanaler (4, 5) för ett arbetsfluidum, minst en rotor (7) som är roterbart lag- rad i huset och under rotation är utsatt för axiell påverkan i riktning mot làgtryckssidan (2) och mot i huset anbragta axial- lager (11) av arbetsmediet och i riktning mot högtryckssidan (3) av en axialkraftbalanseringsanordning (15, 16) försedd med en kolv-cylinderanordning, som under inverkan av ett av maski- nens driftförhállanden beroende tryckfluidum delvis avlastar axiallagren (11) via ett särskilt, motlyerkan av ett axiellt fjädrande organ (19) begränsat rörligt axiallager (17), vilket fjädrande organ (19) är dimensionerat att halla rotorn (7) tryckt i riktning mot làgtryckssidan (2) när axialkraftbalan- seringsanordningen (15, 16) är väsentligen overksam vid start och stopp, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att det sär- skilda axiallagret (17) är anordnat på en yttersta del av en till rotorn hörande axeltapp (8) pá rotorns högtryckssida (3) mellan ä ena sidan en på axeltappen löstagbart fastsatt lås- anordning (27) för det särskilda axiallagret (17) och ä andra sidan axialkraftbalanseringsanordningen, som är belägen axiellt innanför det särskilda axiallagret och har formen av tvâ i och för sig kända, inbördes axiellt expanderbara, ringformiga delar (15, 16) i en cylindrisk urtagning (14) i huset. Rotormaskin enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att det särskilda axiallagret (30, fig. 3) är ett rullnings- lager, som är försett med en innerring, som är fixerad på axel- tappen (8) medelst läsanordningen (27), och en ytterring, som är belägen mellan axialkraftbalanseringsanordningen (15, 16) och det fjädrande organet (19) via en ytterring hos ett ytter- ligare rullningslager (31) med en på axeltappen (8) anbragt in- nerring, vilket lager är anordnat att kunna överföra en axiell kraft mellan det fjädrande organet (19) och axeltappen (8). 453 318 Rotormaskin enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att det särskilda axiallagret är ett kullager (17) av det slag, som kan ta upp axiella krafter i båda riktningarna och som är försett med en innerring, som är fixerad på axeltappen (8) me- delst làsanordningen (27) och en ytterring, som är belägen mel- lan axialkraftbalanseringsanordningen (15, 16) och det fjädran- de organet (19). Rotormaskin enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att axialkraftbalanseringsanordningens (15, 16) ringformiga kolv-cylinderanordning har en radiell öppning (21) för tryckfluidet, vilken mynnar mellan tvâ på anordninqen anordnade, ringformiga tätningsorqan (23, 24), som tätande an- ligger mot den cylindriska urtagningen (14) i huset, i vilket en tryckfluidumkanal (22) är anordnad att utmynna i den cylind- riska urtagningen (14) mitt för anordningens radiella öppning (21).