SE424760B - Forfarande vid en oljeinsprutad skruvkompressor for balansering av axialkrafter hos atminstone en av kompressorns rotorer, for tetning av spalterna mellan rotorhus och rotorernas axlar, samt for kylning och smorjning .. - Google Patents

Description

dem .(15 im 25 50 35 fw 8068760-4 smörjning och kylning är möjlig genom att uppfinningen er- hållit.de i patentkraren angivna kännetecknen.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i form av ett utföringsexempel och med hänvisning till ritningen som visar ett horisontalsnitt genom en skruvkompressor försedd dmed ett arrangemang enligt uppfinningen.

Skruvkompressorns 10 rotorhus 11 innehåller ett kompres- g'sionsrum i form av tvâ varandra skärande borrningar bildande rotorlopp, med en lágtrycksöppning 12 vid ena änden 13 och med en högtrycksöppning (icke visad) vid andra änden 14. I rotorloppen är två i varandra ingripande rotorer, en skruv- rotor 15 och en slidrotor 16, roterbart monterade.

På kompressorns lâgtryckssida är för lagring av skruv- rotorn_15 inbyggt dels ett radíallager 17, företrädesvis av rullagertyp, och dels axíallager 18, företrädesvis av vinkel- ikontaktkullagertyp. Utanför detta lagerpaket är en balanserings- kolv 19 anordnad vid rotorns axelände 20 för utbalansering av huvuddelen av de på skruvrotorns 15 högtrycksände verkande axial- krafterna. Balanserixgskolven 19 är anordnad i ett tryckrum 21, till vilket olja under tryck kan tillföras utifrån genom en oljeínloppsöppníng 22. Vid ytterdiametern på balanserings- kolven finns en mekanisk tätning 23, vilken tillförsäkrar ett konstant bibehållande av trycket hos den tíllförda oljan. För åstadkommande av oljecirkulation för kylning av denna tätning 723 samt för kylning och smörjning av lagerpaketet 17,18 är för- bindelser 24 borrade från tryckrummet 21 utanför balanserings- kolven 19 in till lagerutrymmet vid rotoraxeln. Härifrån kan oljan passera vidare längs spalter 25 mellan rotoraxeln och rotorhuset in i kompressionsrummet för tätning av dessa spalter 25, eliminerande läckage från kompressionsrummet.

Skruvkompressêrn 10 drivs via skruvrotorns 15 drívaxel 26, sträckande sig ut genom rotorhuset 11 på dettas högtrycks- sida. Axeln 26 är lagrad i ett radiallager 27, vilket befinner sig i eff lagerrum 231. I detta lagerrum är även en mekanisk axeltätning 29 anordnad för drivaxcln 26. Lagerrnmmct 28a vid skruvrotorns 15 högtryckssida står i direkt förbindelse med ett lagerrum 28b vid slídrotcrns 16 högtryckssída. I slidrotorns lagerrum 28b är ett rzdiallager 30 anordnat för lagring av slidrotorns axel 31 på högtryckssidnn. Som framgår är ej nâgra speciella tätningar inbyggda mot kompressíonsrummet. Till lager- 10 15 20 25 30 35 40 lsoosvso-4 3 rummen 28a, 28b tillföres olja under tryck genom en strypning-W Unwvw 33 som är anpassad att ge ett tryck är i storleksordningen av det aritmetiska medelvärdet av skruvkompressorns in- och utlopps- tryck, så att ett oljeflöde tillförsäkras genom lagren 27,30, längs spalterna 32a, 32b, bildade mellan rotoraxlarna 26, 31 och rotorhuset, in i kompressíonsrummet, varigenom kylning och smörjníng av dessa lager 27,30 erhålles samtidigt som gasläckage ut från kompressíonsrummet längs rotoraxlarna 26, 31 förhindras.

För lagring av slidrotorn 16 på lågtryckssídan är liksom för skruvrotorn 15 inbyggt ett lagerpaket i form av dels ett radiallager 34, företrädesvis av rullagertyp, och dels axial- lager 35, företrädesvis av vínkelkontaktkullagertyp. Utanför detta lagerpaket är en balanseringskolv 36 anordnad fastsatt medelst skruvar (en skruv 43 antydd i figuren) vid slidrotorns axelände 37. (Motsvarande fastsättning gäller för balanserings- kolven 19 vid skruvrotorns axelände). Balanseringskolven 36 är anordnad i ett tryckrum 38 till vilket olja under tryck tillföres. Vid ytterdiametern på balanseringskolven 36 är en mekanisk tätning 39 anordnad för att garantera ett konstant bibehållande av trycket hos den tillförda oljan. För åstad- kommande av oljecirkulation för kylning av denna tätning 39 samt för kylning och Smörjning av lagerpaketet 34,35 är för-" bindelser 40 borrade från tryckrummet 38 in till laflerutrymmet vid slidrotorns axelände 37. Härifrån kan oljan passera vidare längs spalter 41 mellan rotoraxeln och rotorhuset in i kompres- sionsrummet för tätning av dessa spalter 41 mot läckage från kompessionsrummet.

För tillförsel av olja till tryckrummet 38 på slidrotorns 16 högtryckssída är en förbindelse 42 borrad axiellt längs slidrotorns centrumlinje så att ett gemensamt tryck erhålles i slidrotorns lagerrum 28b och tryckrum 58.

Tryckrummet 21 för skruvrotorns 15 balanseríngskolv 19 tíllföres olja med ett tryck motsvarande skruvkompressorns ut- loppstryck reducerat med tryckfall i oljekylare och oljefilter.

Oljetrycket i detta tryckrum 21 är således väsentligt högre än i motsvarande tryckrum 38 på slidrotorsidan, vilket är önskvärt beroende på de avsevärt högre axialkrafter som verkar på skruvrotorn 15 i jämförelse med på slidrotorn 1b. Tack vare att skruvkompressorn drivs från skruvrotorns högtryckssida föreligger där ingen fri axeltappsaren och således erhålles oÄz' uns 10 15 20' 25 30 35 w~ -8008760-4 'paket.r' 4 inga tilläggsaxialkrafter från högtryckssidanš Iagerrum Z8a:¿'“'w varigenom arean på skruvrotorns balanseringskolv kunnat begränsas och göras av samma storlek som på slidrotorsidan, varigenom det blivit möjligt att göra såväl lagerpaketet som balanserings- kolvsystemet inklusive de mekaniska tätningarna likadana på skruv- och slidrotorsidornas lågtrycksändar.

Vad beträffar dimensioneringen av förbindelserna 24 och p40g borrade från tryckrummen 21 resp. 38, beräknas hålarean som erhålles genom en eller flera borrningar utifrån tillgänglig oljetrycksskillnad och oljeviskositet, så att en lämplig olje- mängd för kylning och smörjning av lagerpaketet erhålles. Denna oljemängd är vanligen i storleksordningen 5 liter/min per lager- När det gäller strypníngen 33 skall denna beräknas så att g oljetillförseln genom densamma är något större än den oljemängd som har beräknats för genomströmningen i de ovannämnda förbindel- serna. Härigenom erhålls alltid en oljetillförsel längs spalterna 32a, 3Zb på högtryckssidan in mot kompressionsrummet. Väsentligt ioch utmärkande för uppfinningen är emellertid att det inte krävs någon noggrannare diemensionering av denna strypning, eftersom en oljetillförsel utöver ovannämnda minimimängd endast medför att trycket i lagernmmæn 28a, 28b och i slid- rotorns tryckrum 38 ökar jämförelsevis obetydligt eftersom samtidigt; på grund av det ökade trycket, oljegenomströmningen längs framför allt spalterna 32a, 32b på högtryckssidan ökar.

En annan väsentlig och karakteristisk fördel med uppfin- ningen är att om trycket enligt vad som nyss beskrivits ökar i lagernmmæn 28a} 28b så inverkar inte detta på vare sig skruvrotorns eller slidrotorns axialkrafter. På skruvrotorn 15 gernämligen, på grund av att den ingående axeln 26 utgör driv- axel och att den mekaniska tätningens 29 tätningsarea är placerad i nivå med den till kompressionsrummet ingående rotor- axelns diameter, trycket i lagerrummet 28a inte någon axial- kraft, utan axialkrafterna på rotoraxeln 26 balanserar i detta utrymme Z8a ut varandra praktiskt taget fullständigt. Vad avser slidrotorn 16 gäller här principiellt samma sak som beskrivits --för skruvrotorn 15; nämligen att axialkrafterna är praktiskt taget oberoende av trycket i lagerrummet 28b eftersom den axíalkraft, som erhålles på rotoraxeln 31 i detta utrymme 28b, balanseras praktiskt taget fullständigt av den axialkraft som im 15 20 8008760-4 5 erhålles på balanseringskolven 36 på slidrötorns motsatta sidaw på grund av att dels, såsom ovan beskrivits samma tryck råder på båda sidor och dels att i det närmaste samma tryckarea före- ligger på båda sidor, det senare genom att rotoraxelns 31 diameter på högtryckssidan är huvudsakligen densamma som diametern på balanseríngskolven 36 på lågtryckssidan.

Genom de ovan beskrivna arrangemangen har på ett mycket driftssäkert sätt erhållits dels ett oljecirkulationssystem för kylning och Smörjning av lager och mekaniska tätningar och dels ett axíalbalanseringssystem för båda rotorerna, vilket möjliggör användning av enkla och billiga lager med goda livs- längder. Arrangemanget ger på skruvrotorn, där axíalkrafterna är höga, via balanseringskolven en balanseringskraft, vilken ökar med ökande mottryck i kompressorn, vilket medför att lagerkrafterna och därmed lagerlivslängden i stort sett för- blir konstanta. Ändring av inloppstrycket till kompressorn inverkar inte på de axialkrafter som påverkar skruvrotorn från balanseríngskolv eller lagerrum. För slídrotorns del påverkas axialkrafterna från balanseringskolv och lagerrum ej heller av ändringar vare sig i in- eller utloppstrycken hos kompressorn.

Claims (1)

1. 't e c k n a t 8003160-4 ¿ Patentkrav g1. Förfarande vid en oljeinsprutad skruvkompressor (10), för balansering av axialkrafter hos_åtminstone en av kompres- 'sorns rotorer;'för tätning av spalterna mellan rotorhus och rotorernas axlar, samt för kylning och smörjning av rotor- 7-.axlarnas lagringar, där ett rotorhus (11) innehåller ett kompressionsrum i form av två rotorlopp begränsade av två varandra skärande borrningar med en lågtrycksöppning (12) vid ena änden (13) och en högtrycksöppning vid den andra änden (14) samt två i varandra ingripande rotorer, en skruvrotor (15) och en slidrotor (16), roterbart monterade i rotorloppen och varvid drivningen av kompressorn sker på skruvrotorns (15) axel (26) på högtryckssidan k ä n n e t e c k n-a t av 'att vid kompressorns högtrycksände tillföres till lagerrum (28a,28b) vid båda rotorernas ändar olja med tryck av sådan storlek att en oljeströmníng erhålles in mot kompressions- rummet längs spalterna (3Za,32b) mellan rotoraxlarna och rotor- huset för tätning mot läckage från kompressionsrummet, att olja med detta tryck via en förbindelse från slidrotorns lagerrum (Z8b) tillföres till ett tryckrum (38) vid slídrotorns låg- trycksände för utbalansering av den axialkraft som uppkommer *på slidrotorns axelände (31) på högtryckssidan på grund av den \ till slidrotorns lagerrum (28b) tillförda oljan. Z. Förfarande enligt krav H, k ä n n e t e c k n a t av att oljan tíllföres till lagerrummen (28a,28b) genom en gemensam inloppsledníng och att de båda lagerrummen (28a,28b) står i direkt förbindelse med varandra. 3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, n a t _av att tillförseln av olja från-slidrotorns lagerrum (28b) till tryckrummet (38) sker via en centralt genom slid-' rotorns akel gående borrning (42). ' g ' 4. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att för lagring av rotoraxlarna i lager- rummen (28a,28b) anordnade rullager (27 resp. 30) kyles och smörjes av den till lagerrummen (28a,28b) tillförda oljan. 5. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e av att för att inga axialkrafter skall till- föras till skruvrotorns axel på grund av den till skruvrotorns lagerrum (28a) tillförda oljan verkar oljan på en mekanisk tätning (29) anordnad kring drivaxeln (26) på så sätt att den avtätade ytan har ungefär samma diameter som rotoraxelns dia- k ä n n e t e c k - 8008760-4 meter där axeln går genom rotorhuset. 6. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att trycket pa den till lagerrummen (Z8a,28b) och slidrotorns tryckrum (38) tillförda oljan är i storleksordningen av det aritmetiska medelvärdet av skruv- kompressorns in- och utloppstryck. 7. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att för axiell balansering av skruvrotorn (15) tillföres olja under tryck utifrån till ett till skruv- rotorns axelände (20) på lågtryckssidan gränsande tryckrum (21). _ 8. Förfarande enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att för lagring av rotoraxlarna på lågtryckssidan uppbäres skruv- och slidrotorernas axeländar (20 resp. 37) av rullager (17 resp. 34) och vinkelkontaktkullager (18 resp. 35). 9. Förfarande enligt krav 7 eller 8, k ä n n e t e c k - n a t av att för balanseríngen av skruvrotorns resp. slid- rotorns axeländar pressas i tryckrummen (21 resp. 38) anordnade balanseringskolvar (19 resp. 36) mot axeländarna (20 resp. 37) och att balanseringskolvarnas (19,36) ytterdiametrar tätas av mekaniska tätningar (23,39) så att de till tryckrummen till- förda oljetrycken bibehålles. ~ 10. Förfarande enligt krav 8 eller 9, k ä n n e t e c k - n a t av att från tryckrummen (21,38) tillföres olja via med strypníngar försedda förbindelser (24,40) till lagren (17,18 resp. 34,35) för smörjning och kylning av dessa. 11. Förfarande enligt något av kraven 7-10, k ä n n e - t e c k n a t av att trycket på den till skruvrotorns tryckrum tillförda oljan är ungefär detsamma som skruvkompres- sorns utloppstryck. 12. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att oljan ingår i samma oljecirkulations- system som oljeínsprutníngen till kompressionsrummet samt att trycket på oljan som tillföras till lagerrummen (28a,28b) och till slidrotorns tryckrum (38) reduceras genom en strypning (35).