DE7321836U - Vorrichtung zur schmierung der lager der rotoren von schraubenkompressoren - Google Patents
Vorrichtung zur schmierung der lager der rotoren von schraubenkompressorenInfo
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Description
Vorrichtung zur Schmierung der Lager der Rotoren von Schraubenkompressoren ^
Die Neuerung bezieht sich auf einen Schraubenkompressor, -pumpe oder dergleichen mit Gehäuse und Rotoren und Einrichtungen zur
Schmierung der saugseitigen Lager der Rotoren mittels durch die druckseitigen Lager hindurchgesetzten Schmiermittels.
Zur Kompression von gasförmigen Medien werden in vielen Fällen Schraubenkompressoren bevorzugt verwendet. Bei ihnen wird das
zu komprimierende gasförmige Medium, meist Luft, durch eine Ansaugleitung in den Arbeitsraum des Kompressors angesaugt. Im
Arbeitsraum des Schraubenkompressors wird das angesaugte gasförmige Medium auf bekannte Weise dadurch komprimiert, daß es
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Dlpl.-Ing. Pötor Soohn
Telefon ι (OΘΘ) 846120
Telegramme ι pntrndo muenohen
7321836 06.10.77
Hypo-Bonk München 8 ISO 188878
PoetBoheok Münohen 877Θ7·ΘΟ8
fortlaufend durch jeweils zwei ineinandergreifende Schraubengänge
zweier im Kompressorgehäuse angeordneter Rotoren von der Saugseite bis zur Druckseite des Kompressors geschoben wird, wobei
sich das Volumen der das Gas oder die Luft enthaltenden Verdichtungsgänge, jeweils verringert. Das auf seinen Enddruck komprimierte
gasförmige Medium wird abschließend durch eine Druck leitung aus dem Arbeitsraum des Schraubenkompressors zum Verbraucher
hin ausgeschoben.
Einer der Vorteile der Schraubenkompressoren ist das Fehlen von oszillierenden Massen bei ihnen. Sie lassen sich daher mit relativ
hohen Drehzahlen betreiben, was eine hohe Kompressionsleistung pro Kompressorstufe und damit eine große Wirtschaftlichkeit
des Schraubenkompressors ermöglicht. Die bekannten Schraubenkompressoren arbeiten mit Drehzahlen beispielsweise bis zu
9000 Umdrehungen pro Minute. Im Hinblick auf derartig hohe Drehzahlen kommt der Schmierung der Lager der Rotoren eine besondere
Bedeutung zu.
Bei den bekannten Schraubenkompressoren werden die Rotorlager in der Regel mit öl geschmiert, welches aus dem Arbeitsraum des nach
dem ölüberflutungsprinzip arbeitenden - Kompressors durch
den druckseitigen Stirnspalt entweicht. Dabei erfolgt die Schmierung der saugseitigen Lager der Rotoren jeweils mittels des durch
die druckseitigen Lager hindurchgesetzten Öls. Hierbei wird das öl vom druckseitigen zum, saugseitigen Lager mit Hilfe einer außerhalb
des Kompressors verlaufenden Ölleitung transportiert. Eine derartige Ölleitung, die ja als Druckleit ig auszuführen ist, bedeutet
einen zusätzlichen Aufwand und ist überdies eine weitere Quelle von Betriebsstörungen für die bekannten Kompressoren. Hierbei
ist zu berücksichtigen, daß die bekannte Ölleitung vielfach eine die direkte Entfernung der saug- und druckseitigen Lager
voneinander übertreffenden Länge aufweisen muß, was unter anderem auch noch zu erheblichen Reibungsverlusten führt. Die bekannte
Ölleitung ergibt also eine nicht unbeachtliche Erhöhung des Bau-
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aufwände sowie eine Herabsetzung der Betriebssi herheit der bisherigen
Schraubenkompressoranlagen.
Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen
und wirksamen Schraubenkompressor, -pumpe oder dergleichen mit Rotoren und Gehäuse und Einrichtungen zur Schmierung
der saugseitigen Lager der Rotoren mittels des durch die druckseitigen Lager hindurchgesetzten Schmiermittels zu schaffen, bei
welchem die Einrichtungen zur Schmierung der saugseitigen Lager der Rotoren nicht die Nachteile der bekannten Einrichtungen hierfür
aufweisen.
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils in einer Rotorwelle eine am druckseitigen Rotorwellenende mit dem
druckseitigen Lagerspalt und im Bereich des saugseitigen Rotorwellenendes mit dem saugseitigen Lagerspalt in offener Verbindung
stehende koaxiale öldurchtrittsbohrung angeordnet ist. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Neuerung laufen
vom saugseitigen, stirnseitig abgeschlossenen Endabschnitt der öldurchtrittsbohrung aus, vorzugsweise mehrere gleichmäßig
über dem Umfang verteilte radiale, ölantransportbohrungen bis zum äußeren Umfang der Rotorwelle. Mit Vorteil münden dabei die
ölantransportbohrungen in Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen vor dem saugseitigen Lager am äußeren Umfang des saug- ·
seitigen Rotorwellenendes.
Ein derartiger neuerungsgemäßer Schraubenkompressor ermöglicht mit besonders einfachen Mitteln eine Schmierung der saugseitigen
Lager der Rotoren. Hierzu sind lediglioli jeweils eine am druokseitigen
Rotorwellenende offene koaxiale öldurchtrittsbohrung im Rotor sowie am saugseitigen stirnseitig abgeschlossenen Ende der
öldurchtrittsbohrung radiale ölantransportbohrungen erforderlich.
Das am druckseitigen La.gerspalt austretende unver Druck befindliche
Schmieröl strömt dort direkt in die öldurohtrittebohx'uwg im
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Rotor ein, strömt so auf kürzestem Wege zur saugseitigen Lagerung,
wo es in besonders vorteilhafter Weise von der durch die Rotorendrehung entstehenden auf das öl wirkenden Zentrifugalkraft
aus den radialen ölantransportbohrungen laufend in den saugseitigen Lagerspalt geschleudert wird und dort durch die
saugseitigen Lager hindurchströmt. Bei der neuerungsgemäßen Einrichtung braucht jeweils nur eine im Verhältnis zur bekannten Ölleitung
kurze öldurchtrittsöffnung im Rotor selbst vorgesehen werden, die bei entsprechender Anordnung immer druckfest ist.
Somit wird der Bauaufwand für die ölbeförderung von den druckseitigen
zu denssaugseitigen Lagern der Rotoren auf ein Minimum reduziert. Ferner ist die erfindungsgemäße ölbeförderung äußerst betriebssicher,
so daß dadurch immer eine ordnungsgemäße Schmierung der Rotorlager und damit ein störungsfreier Betriebsablauf der erfindungsgemäßen
Schraubenkompressoranlagen ermöglicht wird.
Zur Schmierung der Lager kann bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
bei nach dem ÖlüberflutungssysteiD arbeitenden Schraubenkompressoranlagen auf einfache Weise das aus dem Arbeitsraum
des Kompressors durch den druckseitigen Stirnspalt zum Lagerspalt entweichende öl verwendet werden. Dies hat den Vorteil, daß
die beim Kompressionsvorgang im Schraubenkompressor aufgebrachte Druckenergie des entweichenden Öls noch zur Lagerschmierung und
zum Öltransport zwischen den druck- und saugseitigen Lagern ausgenutzt wird- Dabei durchströmt das aus dem Arbeitsraum des Kompressors
entweichende öl zuerst die druckseitigen Lager und schmiert diese dabei laufend, strömt danach infolge seiner Druckenergie,
d.h. ganz von selbst durch die jeweils im Rotor vorgesehene öldurchtrittsöffnung zu den saugseitigen Lagern, durchströmt
diese, wobei es sie laufend schmiert, und strömt anschließend an der Saugseite wieder in den Arbeitsraum des Kompressors durch den
dortigen Lagerspalt. Sieht man einmal davon ab, daß beim Kompressionsvorgang
laufend neues öl in den Arbeitsraum des Kompressors eingeführt wird, so ergibt sich also hier^bei quasi ein ölkreislauf
bei der Lagerschmierung.
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i einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsmäßen
Kompressors, bei welchem man zur Schmierung der Lager in mpressorduajchströmungsriohtung gesehen vor dem drucksei ti «sen
ger Drucköl in den Lagerspalt einführt, ist im druckseitigen igergehäuse in Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen
r dem druckseitigen Lager eine von außen bis zum Lagerspalt verlaufende ölzuführungsbohrung angeordnet. Die ölzuführungsbohrung
erlaubt dabei auf einfache Weise die Zufuhr von öl bestimmter Menge und bestimmten Drucks von außen an die Rotorenlager.
Bei einer anderen Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Schraubenkompressors, bei welchem man zur Schmierung der Lager in
Kompressordurchströmungsrichtung gesehen vor dem druckseitigen Lager Drucköl in den Lagerspalt einführt, ist auch im saugseitigen
Lagergehäuse in Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen hinter dem saugseitigen Lager eine ölaustrittsbohrung vorgesehen.
Bei dieser Ausführungsform sind gemäß einem weiteren Merkmal der Neuerung die ölzuführungsbohrung und die ölaustrittsbohrung
durch eine Ölleitung miteinander verbunden, in welcher eine ölpumpe sowie gegebenenfalls sonstige Vorrichtungen angeordnet
sind. Diese Ausführungsform ist insbesondere für Trockenlaufkompressoren
vorgesehen, bei denen öa kein öl in den Arbeitsraum des
Kompressors gelangen darf. Bei einem derartigen Kompressor, bei welchem Jeweils zwischen dem saug- bzw. druckseitigen Lagergehäuse
und dem Arbeitsraum des Kompressors besonders leistungsfähige Dichtungen vorgesehen sind, strömt das Lagerschmieröl also erfindungsgemäß
in einen minimal kurzen Kreislauf, indem en nach
Durchtritt durch das druckseitige Lager in die koaxiale öldurchtrittsbohrung einströmt, nach Durchströmen dieser durch die radialen
ölantransportbohrungen zum saugseitigen Lager austritt, dieses durchströmt, anschließend durch die ölaustrittsbohrung aus
dem saugseitigen Lagergehäuse austritt, durch die Ölleitung zu der im druckseitigen Lagergehäuse vorgesehenen ölzuführungsbohrung
befördert wird und schließlich durch diese wieder in das druckseitige Lagergehäuse zurückströmt. Zur Förderung des Öls im Kreislauf
ist in der Ölleitung eine Pumpe vorgesehen. Ferner können
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nooh weitere Aggregate wie ölreservoire, Ölkühler und Ölfilter
in der Ölleitung angeordnet sein.
Die Neuerung wird nachstehend anhand mehrerer in der Zeiohnung
schematisoh dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert·
Es zeigen:
Fig. 1 im Längsschnitt einen Sohraubenkompressor,
Fig. 2 im Längsschnitt eine Ausführungsform einer neuerungsgemäßen
Vorrichtung zur Lagerschmierung,
Fig. 3 im Längsschnitt eine zweite Ausführuugsform einer neuer.ungsgemäß.en
Vorrichtung zur Lagerschmierung und
Fig. 4- im Längsschnitt eine dritte Ausführungsforro einer neuerungsgemäßen
Vorrichtung zur Lagerschmierung.
In Fig. 1 ist zwecks Einführung in die Neuerung zur überschlägigen
Veranschaulichung von dessen Aufbau und Wirkungsweise ein Schraubenkompressor im schematxschen Längsschnitt dargestellt. Der
Schraubenkompressor gemäß Fig. 1 weist einen weiblichen 1 und einen männlichen 2 (nicht dargestellt) Rotor auf, welche koaxial in
entsprechenden sich durchdringenden zylindrischen Bohrungen eines Kompressorgehäuses 3 angeordnet sind. Das Gehäuse 3 besitzt je
eine saugseitige 4- und eine druckseitige 5 Stirnwand. In den Stirnwänden
4· und 5 sind die Wellen der Rotoren 1 und 2 gelagert, insbesondere
in der Stirnwand 4- das saugseitige Rotorwellenende 6a bzw. 7a (nicht dargestellt) und in der Stirnwand 5 das druckseitige
Rotorwellenende 6b bzw. 7b (nicht dargestellt). Dies ist der besseren Übersichtlichkeit halber in Fig. 1 zunächst nur schematise
angedeutet. Ferner ist in der saugseitigen Stirnwand 4- ein Ansaugstutzen
8 vorgesehen, der mit dem Arbeitsraum 9 des Schraubenkompressors über eine Ansaugöffnung 10 in Verbindung steht. Schließlich
ist dem Gehäuse 3 ein sich an die druckseitige Gehäusestirnwand 5 anschließender Hochdruckstutzen 11 zugeordnet, der mit dem
Arbeitsraum 9 über eine Hochdrucköffnung 12 verbunden ist. Die
Rotoren 1 und 2 sind in bestimmten Anwendung,yfällen, insbesondere
bei Trockenlaufkompressoren an ihren druckseitigen Wellenenden 6b
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bzw. 7b duroh SynohronlsierzahnrSder drenfest miteinander verbunden,
was ,je do oh in sämtlichen
Zeichnungen der besseren Übersichtlichkeit halber fortgelassen
ist.
Das saugseitige '»eilenende 7a der männlichen Rotorwelle ist zum Antrieb des Schraubenkompressors an eine nicht dargestellte
Antriebsmaschine angeschlossen. «Vird der Kompressor angetrieben, so laufen die Rotoren 1 und 2 gegensinnig (vgl.Drehpi'eil 15
des weiblichen Rotors 1). Dabei wird Gas von Ansaugdruck gemäß Pfeil 8a durch den Ansaugstutzen 8 und die Ansaugöffnung 10 in
den Arbeitsraum 9 des Kompressors eingesaugt. Im Arbeitsraum 9 wird das Gas auf bekannte Weise dadurch komprimiert, daß es
fortlaufend durch jeweils zwei ineinandergreifende Schraubengänge von der Saugseite bis zur Druckseite geschoben wird, wobei
sich das Volumen der das Gas enthaltenden Verdichtungsgänge jeweils verringert. An der Druckseite des Schraubenkompressors
wird das auf Kompressionsenddruck gebrachte Gas aus dem jeweils letzten Verdichtungsgang durch die in der druckseitigen Gehäusestirnwand
angeordnete Hochdrucköffnung 12 in den Hochdruckstutzen 11 geschoben, durch welchen es gemäß Pfeil 11a zum Verbraucher
gelangt.
Bei nach dem ülüberflutungsprinzip arbeitenden Schraubenkompressoren
wird während des Betriebs des Schraubenkompressors zur Kühlung, Schmierung und Abdichtung laufend Ul in deren Arbeitsraum
9 eingebracht. Dagegen erfolgt* insbesondere bei Trockenlaufkompressoren keine ölzufuhr in den Arbeitsraum 9 des Schraubenkompressors.
Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf die Schmierung der
Lager der Rotorwellenenden 6a bzw. 7a und 6b bzw. 7b· In den
Figuren 2, 5 und 4 ist jeweils anhand eines Längsschnitts durch
einen erfindungsgemäßen Schraubenkompressor ähnlich dem in Figur 1 dargestellten Längsschnitt je eine Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Anordnung zur Schmierung dieser Lager schema-
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tie oh dargestellt, wobei sämtliche übrigen einzelheiten der -EInfaohhelt
halber nur schematich angedeutet oder fortgelassen sind.
Bei der Ausführunesform gemäß l'igur 2 1st jeweils In der Rotorwelle
koaxial eine am druckseitigen Rotorwellenende 6b bzw. Tb
offene uldurchtrittsbohrung 13 angeordnet. Das druckseitige Rotorwellenende
6b bzw. 7b befindet sich ganz Innerhalb des das
druckseitige Lager 14 umgebenden, mit einem Aoschlußdeckel 15
versehenen druckseitigen Lagergehäuses 16.
An den saugseiti&en Rotorv/ellenenden 6a bzw. 7a verlaufen vom
dortigen stirnseitig abgeschlossenen Endabsciinitt der öldurchtrittsbohrung
13 aus mehrere gleichmäßig über dem Umfang verteilte radiale ülantransportbohrungen 18 zum äußeren Umfang der
Rotorwelle. Dabei münden die Ülantransportbohrungen 18 in Durchströmungsrichtung
des Kompressors gesehen vor dem saugseitigen Lager 19 am äußeren Umfang des saugseiticen Rotorwellenendes 6a bzv
7a· Bas saugseJLtige Lager 19 ist ebenfalls in einem Lagergehäuse
20 angeordnet, das einen mit einer Wellendichtung 21a versehenen Verschlußdeckel 21 aufweist.
Der Weg des Öls zur neuerOugf sgemäßen Lagerschmierung ist durch
Pfeile angedeutet. Danach strömt aus dem Arbeitsraum 9 des
Kompressors entweichendes unter Druck befindliches ül jeweils in
das druckseitige Lagergehäuse 16 ein, durchströmt das druckseiti;,e
Lager 14· und verläßt anschließend das Lagergehäuse 16 durch die dort offene öldurchtrittsbohrung 13«Es durchströmt die
üldurchtrittsbohrung 13 und wild an deren saugeeitigem findabschnitt
durch die radialen Clantransportbohrungen 18 in das saugseitige Kompressorgehäuse 20 hine Inges chi euder 1C. Dort durchströmt es das saugseitige Lager 19 und strömt anschließend wieder
in den Arbeitsraum 9 des Schraubeakompressors ein.
Die in B1IgUr 3 dargestellte Ausführun^sform der neuer .ungsgemäßen
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Anordnung unterscheidet sich von der in Figur 2 dargestellten grundsätzlich dadurch, daß im druckseitigen Lagergehäuse 16· in
Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen vor dem druckseitigen
Lager 14 eine von außen verlaufende Clzuführungsbohrung
angeordnet ist. Gemäß Pfeil 22a wird zur Lagerschmierung Ül bestimmten
Drucks und in bestimmter Menge in das Lagergehäuse 16* eingeführt derart, daß bei dieser Ausführungsform insbesondere
kein aus dem Arbeitsraum 9 des Kompressors entweichendes ül in das Lagergehäuse 16* gelangen kann. Im übrigen ist der Strömungsverlauf des Lagerschmieröls nach dessen Eintritt durch die Ulzuführungsbohrung
22 in das Lagergehäuse 16 bis zum saugseitißen Lager 19 und anschließend zurück in den Arbeitsraum 9 des Schraubenkompreasors
-wie durch Pfeile angedeutet- grundsätzlich entsprechend wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 2.
In Figur 4 ist schließlich eine weitere Ausführungeform der neue-mragpgemäßen Anordnung dargestellt, welche sich insbesondere
für Trockenlaufkompressoren eignet, bei denen ja kein ül in den
Arbeitsraum des Kompressors gelangen darf. Bei dieser Ausführungsform ist außer der im druckseitigen Lagergehäuse 16*' in Kompressordur
chs tr omungsrichtung gesehen vor dem druckseitigen Lager
angeordneten ölauführungsbohrung ferner im saugseitigen Lagergehäuse
20·· in Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen
hinter dem saugseitigen Lager 19 eine Claustrittsbohrung 23 vorgesehen,
ülzuführungsbohrung 22" und ülaustrittsbohrung 23 sind
durch eine Ölleitung 24 miteinander verbunden. Bei der in der Ölleitung vorgesehenen mit 25 bezeichneten Anordnung handelt es
sich um eine ölpumpe sowie ferner gegebenenfalls sonstige Aggregate
wie ölreservoire, ölkühler, ölfilter. Zur Abdichtung des
Arbeiteraums 9 des Kompressors gegen jegliches öl sind jeweils
zwischen dem saugseitigen 20M bzw. druckseitigen 16'' Lagergehäuse
und dem Arbeitsraum 9 besonders leistungsfähige Dichtungen 26 bzw. 2? vorgesehen.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 strömt das Lagerschmierb'l
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in einem optimal kurzen Kreislauf, ohne dabei in den Arbeitsraum
des Kompressors zu gelangen. Insbesondere ist der ütrömungsverlauf
des Lagerschmieröls (vgl. auch die in Figur 4 entsprechend angeordneten Pfeile) folgendermaßen:
Bas durch das druckseitige Lager 14 hindurchgetretene Cl strömt
am druckseitigen Rotorwellenende in die offene Cldurchtrittsbohrung
13 ein, durchströmt diese und tritt in deren Endbereich durch die radialen ülantransportbohrungen 18 in Durchströmungsrichtung
des Kompressors gesehen vor dem saugseitigen Lager 19 in das saugseitige Lagergehäuse 20·' ein. Sas Ol tritt durch das
saugseitige Lager 19 hindurch und verläßt erschließend das saugaeitige
Lagergehäuse 20'' durch die ülaustrittsbohrung 25· Es
strömt dann durch die Ölleitung 24 wieder zurück zum druckseiti^en
Lagergehäuse 16' *} Welches es durch die Clzutrittsbohrung 22*'
eintritt und wieder zum druckseitigen Lager 14 strömt. Die Clumwälzung
erfolgt mittels der Pumpe 25.
Die neue rungs gemäßen Anordnungen zur Lagerschmierung sind einfach
und billig herzustellen und können grundsätzlich auch nachträglich in öchraubenkompressoranlageu vorgesehen werden.
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Claims (6)
1. Schraubenkompressor,-pumpe oder dergleichen mit Gehäuse
und Rotoren und Einrichtungen zur Schmierung der saugseitigen Lager der Rotoren mittels durch die druckseitigen
Lager hindurchgesetzten Schmiermittels, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils in der Rotorwelle eine am druckseitigen
Rotorwellenende (6b; 7t>) mit dem druckseitigen Lagerspalt
und im Bereich des saugseitigen Rotorwellenendes (6aj 7a) mit dem saugseitigen Lagerspalt in offener Verbindung
stehende koaxiale öldurchtrittsbohrung (13) angeordnet ist.
2. Schraubenkompressor, -pumpe oder dergleichen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom saugseitigen, stirnseitig
abgeschlossenen Endabschnitt der Öldurchtrittsbohrung (13) aus, vorzugsweise mehrere gleichmäßig über dem Umfang verteilte
radiale, Ölantransportbohrungen (18) bis zum äußeren Umfang der Rotorwelle (6a; 7a) verlaufen.
3. Schraubenkompressor, -pumpe oder dergleichen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ölantransportbohrungen
(18) in Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen vor
Dipl.-Ing. Hans Köster
Dipl.-Ing. Peter Sooha
Telefon! (08Θ) 346120
Telegramme! patrade muenohen
7321836 06.10 77
Hypo-Bank München 318013Θ 272
Postscheck München 27767-808
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dem saugseitigen Lager (19) am äußeren Umfang des saugseitigen
Rotorwellenendes (6aj 7a) enden.
4. Schraubenkompressor, -pumpe oder dergleichen nach einem
der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im druckseitigen Lagergehäuse (161, 16") in Durchströmungsriohtung
des Kompressors gesehen vor dem druckseitigen Lager (14·) eine von außen bis zum Lagerspalt verlaufende ölzuführungsbohrung
(22, 22") angeordnet ist.
5· Schraubenkompressor, -pumpe oder dergleichen nach Anspruch 4-,
dadurch gekennzeichnet, daß im saugseitigen Lagergehäuse (20") in Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen hinter
dem saugseitigen Lager (19) eine ölaustrittsbohrung (23)
vorgesehen ist.
6. Schraubenkompressor, -pumpe oder dergleichen nach Anspruch 3
und 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die ölzuführungsbohrung
(22") und die ölaustrittsbohrung (23) durch eine Ölleitung (24·) miteinander verbunden sind, in welcher eine ölpumpe sowie
gegebenenfalls sonstige Vorrichtungen (25) angeordnet sind.
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