NL192578C - Dynamisch afdichtingssysteem voor de smeerolie van de lagers van een centrifugale compressor met labyrintafdichtingen die is opgesteld in een van de buitenlucht gescheiden omgeving. - Google Patents

Description

1 192578

Dynamisch afdichtingssysteem voor de smeerolie van de lagers van een centrifugale compressor met labyrintafdichtingen die is opgesteld in een van de buitenlucht gescheiden omgeving

De uitvinding heeft betrekking op een dynamisch afdichtingssysteem voor de smeerolie van de lagers van 5 een centrifugale compressor met labyrintafdichtingen, die is opgesteld in een van de buitenlucht gescheiden omgeving, omvattende een binnen een ringvormig statordeel roterende schijf, waarbij het statordeel met afdichtingsolie wordt gevuld door de centrifugale werking van de roterende schijf en een hulppomp, die de smeerolie voor de lagers onttrekt aan een gesloten verzamelvat en onder druk toevoert aan een kamer bij het lager aan de zuigzijde van de compressor, stroomopwaarts van de aan de zuigzijde gelegen labyrintaf-10 dichting, en aan een kamer bij het lager aan de afvoerzijde van de compressor, stroomafwaarts van de aan de afvoerzijde gelegen labyrintafdichting, uit welke kamers de smeerolie door middel van zwaartekracht wordt afgevoerd via afzonderlijke pijpen die de kamers verbinden met de bovenzijde van het verzamelvat.

Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een verbetering van het bekende afdichtingssysteem volgens de Europese octrooiaanvrage 0.500.153.

15 In deze octrooiaanvrage wordt de schadelijke gasstroom, die zou kunnen ontstaan via het gesloten verzamelvat voor smeerolie, tussen de kamer van het lager aan de afvoerzijde van de compressor, die de hoogste druk heeft, en de kamer van het lager aan de zuigzijde van de compressor, die de laagste druk heeft, en die oliedamp en -druppels zou kunnen meesleuren door de labyrintafdichting en naar de rotor van de eerste compressortrap met als gevolg een onaanvaardbaar verlies van smeerolie, gecompenseerd door 20 in de afvoerpijp vanaf deze kamer aan de zuigzijde van de compressor naar het vat een dynamische barrière op te nemen van het vloeistofringtype, die de smeerolie door zwaartekracht laat passeren, maar doorgang van gas of damp in de tegenovergestelde richting voorkomt. Meer in het bijzonder bestaat deze dynamische barrière uit een schijf die binnen een toroïdevormig statordeel draait en waarmee de schijf een smalle doorgang vormt die altijd gevuld blijft met afdichtingsolie als gevolg van de centrifugale werking van 25 de roterende schijf.

Alhoewel deze oplossing zeer effectief is als afdichting, heeft deze een aantal nadelen, zoals een zekere constructieve complexiteit en hoge kosten als gevolg van de noodzaak van een extra motor voor het aandrijven van de schijf, en een hoog gedissipeerd vermogen, omdat de gehele hoeveelheid olie die nodig is voor het smeren van het lager aan de zuigzijde van de compressor door de doorgang tussen de 30 roterende schijf en het toroïdevormige statordeel moet stromen.

Het doel van de onderhavige uitvinding is om deze nadelen te ondervangen door een afdichtingssysteem te verschaffen dat geen motor behoeft en slechts een minimale hoeveelheid afdichtingsolie gebruikt.

Dit wordt bereikt doordat een roterende schijf is aangebracht in de kamer die naar het aan de zuigzijde van de compressor gelegen lager is gericht, tussen het lager en de aan de zuigzijde gelegen labyrintafdich-35 ting en concentrisch vast op de roterende as van de compressor, dat de roterende schijf een omgekeerde U-vormige rand heeft, waarin een statorring (26) is opgenomen, waarbij de statorring vast verbonden is met een wand van de kamer, concentrisch ten opzichte van de as is aangebracht en met de roterende schijf een nauwe doorgang vormt, die via gekalibreerde gaten (30) in de statorring continu wordt gevoed met afdichtingsolie en die door de centrifugale werking van de roterende schijf gevuld wordt gehouden met 40 afdichtingsolie, waarbij de afdichtingsolie wordt afgetapt uit een pijp waardoorheen smeerolie onder druk naar de kamer wordt gevoerd, waarbij de statorring aan de zijde, die naar de roterende schijf is gericht, is voorzien van een wig, die in een overeenkomstige holte in de schijf is geplaatst, en is voorzien van een ringvormige afbuigtand die buiten de buitenste rand van de holte in de schijf uitsteekt.

Op deze wijze wordt door de aanwezigheid van de smalle doorgang die is onderworpen aan centrifugaal-45 kracht ten gevolge van de rotatie van deze vast met de as verbonden schijf, die deze doorgang altijd gevuld houdt met afdichtingsolie, op effectieve wijze de lagerkamer aan de zuigzijde van de compressor gescheiden van het gebied van de labyrintafdichting aan de zuigzijde van de compressor, waardoor elke circulatie van gas en smeeroliedamp uit deze kamer naar de rotor van de eerste compressortrap en dientengevolge elk verlies van smeerolie wordt voorkomen hoewel, met de compressor in een afgesloten omgeving, de druk 50 in deze kamer hoger is dan die in het gebied van de eerste rotor doordat, zoals algemeen bekend is, deze kamer met de lagerkamer aan de afvoerzijde van de compressor is verbonden via de afvoerpijpen en de afgedichte bovenzijde van het verzamelvat.

De benodigde stroomsnelheid van de afdichtingsolie door deze doorgang is nu slechts de minimale snelheid die nodig is om oververhitting van de doorgang, die wordt veroorzaakt door de viscositeit van door 55 de roterende schijf bewogen olie, te voorkomen.

Een dynamisch afdichtingssysteem voor een roterende as is op zich bekend uit US 3,765,688. Dit bekende systeem omvat een vast op de roterende as aangebrachte schijf met een omgekeerd U-vormige

Claims (3)

192578 2 rand, waarin een stationaire statorring is opgenomen. In de smalle doorgang tussen de statorring en de roterende schijf wordt continu olie toegevoerd. De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een voorkeurs-5 uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt getoond, die echter niet beperkend is aangezien technische of constructieve aanpassingen kunnen worden uitgevoerd zonder buiten het kader van de onderhavige uitvinding te vallen. In deze tekening toont: figuur 1 een aanzicht, gedeeltelijk in doorsnede, van een centrifugaalcompressor met labyrintafdichtingen, 10 waarbij het afdichtingssysteem voor de smeerolie van een lager is uitgevoerd overeenkomstig de uitvinding, en figuur 2 een aanzicht op vergrote schaal en in doorsnede van een detail van figuur 1, dat het afdichtingssysteem volgens de uitvinding toont.

15 In de figuren geeft het verwijzingscijfer 1 een centrifugaalcompressor aan, waarin een procesgas, dat door een aanzuigkanaal 2 binnentreedt en door een afvoerkanaal 3 uittreedt, wordt gecomprimeerd door de bladen van een rotor 4 die is aangebracht op een as 5, die met hoge snelheid roterend wordt aangedreven door een motor 6 en gelagerd is in lagers 7 en 8 die zijn aangebracht aan de zuigzijde resp. aan de afvoerzijde van het compressiedeel van de compressor 1, dat wordt begrensd door labyrintafdichtingen 9 20 resp. 10. Figuur 1 toont eveneens een kanaal 11 waarlangs de zuigdruk van de compressor wordt overgebracht naar een kamer 12, die stroomafwaarts van de rotor 4 is gelegen. De lagers 7 en 8 worden continu gesmeerd door smeerolie 13 die zich in een gesloten verzamelvat 14 bevindt, waaruit het wordt onttrokken door een pomp 15 die, via pijpen 16 en 17 de olie toevoert aan een kamer 18 bij het lager 8 aan de afvoerzijde van de compressor resp. aan een kamer 19 bij het lager 7 aan 25 de zuigzijde van de compressor. De olie stroomt vervolgens door de zwaartekracht uit de kamers 18 en 19 door afzonderlijke pijpen 20 resp. 21, die deze kamers verbinden met de bovenzijde 22 van het gesloten vat 14. Een dynamisch afdichtingssysteem 23 volgens de uitvinding is aangebracht in de kamer 19, tussen het lager 7 en de labyrintafdichting 9.

30 Het systeem 23 bestaat uit een schijf 24 die concentrisch vast op de as 5 van de compressor 1 is aangebracht, waarbij deze schijf een omgekeerde U-vormige rand 25 heeft, waarin een statorring 26 is aangebracht die vast is verbonden met de wand 27 van de kamer 19 en concentrisch ten opzichte van de as 5 is aangebracht. De statorring 26 vormt dus met de roterende schijf 24 een nauwe doorgang 28 die via gekalibreerde 35 gaten 30 in de richting van de pijlen 29 continu wordt gevoed met afdichtingsolie die wordt afgetapt uit de pijp 17 via een aftakking 31. Tenslotte is de statorring 26 aan de zijde van de roterende schijf 24 voorzien van een wig 32 die is aangebracht in een overeenkomstige holte 33, die is gevormd in de roterende schijf 24, en van een ringvormige afbuigtand 34 die uitsteekt voorbij de buitenste ringvormige rand 35 van de holte 33. 40 Dynamisch afdichtingssysteem voor de smeerolie van de lagers van een centrifugale compressor met 45 labyrintafdichtingen, die is opgesteld in een van de buitenlucht gescheiden omgeving, omvattende een binnen een ringvormig statordeel roterende schijf, waarbij het statordeel met afdichtingsolie wordt gevuld door de centrifugale werking van de roterende schijf en een hulppomp, die de smeerolie voor de lagers onttrekt aan een gesloten verzamelvat en onder druk toevoert aan een kamer bij het lager aan de zuigzijde van de compressor, stroomopwaarts van de aan de zuigzijde gelegen labyrintafdichting, en aan een kamer 50 bij het lager aan de afvoerzijde van de compressor, stroomafwaarts van de aan de afvoerzijde gelegen labyrintafdichting, uit welke kamers de smeerolie door middel van zwaartekracht wordt afgevoerd via afzonderlijke pijpen die de kamers verbinden met de bovenzijde van het verzamelvat, met het kenmerk, dat een roterende schijf (24) is aangebracht in de kamer (19) die naar het aan de zuigzijde van de compressor gelegen lager (7) is gericht, tussen het lager (7) en de aan de zuigzijde gelegen labyrintafdichting (9) en 55 concentrisch vast op de roterende as (5) van de compressor, dat de roterende schijf (24) een omgekeerde U-vormige rand (25) heeft, waarin een statorring (26) is opgenomen, waarbij de statorring (26) vast verbonden is met een wand (27) van de kamer (19), concentrisch ten opzichte van de as (5) is aangebracht 3 192578 en met de roterende schijf (24) een nauwe doorgang (28) vormt, die via gekalibreerde gaten (30) in de statorring (26) continu wordt gevoed met afdichtingsolie en die door de centrifugale werking van de roterende schijf (24) gevuld wordt gehouden met afdichtingsolie, waarbij de afdichtingsolie wordt afgetapt uit een pijp (17) waardoorheen smeerolie onder druk naar de kamer (19) wordt gevoerd, waarbij de statorring 5 (26) aan de zijde, die naar de roterende schijf is gericht (24), is voorzien van een wig (32), die in een overeenkomstige holte (33) in de schijf (24) is geplaatst, en is voorzien van een ringvormige afbuigtand (34) die buiten de buitenste rand (35) van de holte (33) in de schijf uitsteekt. Hierbij 2 bladen tekening