DE60305721T2

DE60305721T2 - Einlassstück in einem flüssigkeitsinjiziertem kompressorelement

Info

Publication number: DE60305721T2
Application number: DE2003605721
Authority: DE
Inventors: Paul Tom BLOCK; Paula Manuel VANDEVOORDE
Original assignee: Atlas Copco Airpower NV
Current assignee: Atlas Copco Airpower NV
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2023-07-25
Also published as: PL374483A1; KR100734382B1; US7174917B2; NO20051548L; JP2005536678A; BR0313017A; NO337596B1; DE60305721D1; CN1678832A; EP1552154A1; ATE328202T1; DK1552154T3; AU2003254423A1; PT1552154E; WO2004020833A1; CA2495575A1; PL208855B1; BR0313017B1; EP1552154B1; KR20050037576A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einlassstück für ein flüssigkeitseingespritztes Kompressorelement.
Wenn ein Kompressorelement zum Stillstand gebracht wird, wird aufgrund des in dem Kompressor aufgebauten Drucks Luft oder ein anderes Gas durch die Einlassleitung entweichen. In dieser Luft unter hohem Druck, bis zu 13 bar, findet sich auch Nebel von der Flüssigkeit, insbesondere Öl, die zum Schmieren, Kühlen und Abdichten auf die Rotoren gespritzt worden war.
Dieses zum Stillstand bringen kann entweder ein Nothalt oder die normale Deaktivierung des Kompressorelements sein.
Die Flüssigkeit wird wiederverwendet, und deswegen ist es erwünscht, Verluste dieser Flüssigkeit, etwa als Nebel, durch die Einlassleitung zu stoppen und sie zum Kompressorelement zurückfließen zu lassen. Außerdem könnte diese Flüssigkeit einen negativen Einfluss auf die Wirkung des Filters, der normalerweise am Anfang der Einlassleitung aufgestellt ist, ausüben, oder sie könnte diesen Filter beschädigen.
Zu diesem Zweck umfassen Kompressorelemente traditionell ein Einlassventil in ihrer Einlassleitung, das automatisch geschlossen wird, wenn das Kompressorelement zum Stillstand gebracht wird, sodass keine Luft durch die Ansaugleitung in das Kompressorelement hinein beziehungsweise aus diesem heraus strömen kann.
Ein Einlassventil umfasst bewegende Teile und ist Verschleiss unterworfen. Deswegen kann es im Fall eines Kompressorelements, das häufig gestartet und gestoppt wird, notwendig sein, das Rückschlagventil in der Einlassleitung von Zeit zu Zeit zu ersetzen. Zudem ist ein Einlassventil relativ teuer.
Eine Kompressoreinlasskammer ohne Ventil, die eine Trennwand zum Lenken der Einlassluft zu der Ansaugöffnung des Kompressors aufweist, ist in US 5.120.207 A offenbart.
Die vorliegende Erfindung bezweckt ein Einlassstück für ein flüssigkeitseingespritztes Kompressorelement, das die vorgenannten Nachteile nicht aufweist und das Flüssigkeitspartikel effektiv zurückhält, das jedoch, im Gegensatz zu einem Einlassventil, keine bewegenden Teile aufweist und relativ preiswert ist.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein Einlassstück erreicht, das eine Buchse umfasst, die aus einem Mantel, einer mit einer Öffnung versehenen Bodenwand und einer oberen Wand, die vollständig dicht ist, einem Rohr, das an der Innenseite der Buchse mündet, und einer Trennwand, die ein Überspannungsteil umfasst, das die Öffnung in der vorgenannten Bodenwand überspannt und das in ein Umfassungsteil übergeht, das bis zu der Bodenwand hinunterreicht und das die Öffnung teilweise umgibt, besteht, wobei die Trennwand einen Durchgang an einer Seite der Öffnung belässt und das Rohr in der Buchse zwischen der oberen Wand und dem Überspannungsteil mündet, sodass, aufgrund der Trennwand, Gas, das aus der Öffnung zu dem Rohr strömt, unter anderem eine Drehbewegung vollziehen muss.
Dank dieser Drehbewegung werden nicht nur große Tropfen zurückgehalten, sondern wird auch Flüssigkeit in Form von Nebelpartikeln zurückgehalten.
Vorzugsweise schließt das Umfassungsteil der Trennwand nur mit einem Seitenrand gegen den Mantel an, während der Durchgang zwischen dem anderen Seitenrand und dem Mantel offen bleibt.
Die Buchse ist vorzugsweise zylindrisch oder hat einen elliptischen Querschnitt, was die Drehbewegung des Gases fördert.
Die Öffnung in der Bodenwand der Buchse ist vorzugsweise exzentrisch gelegen.
An der Seite des Überspannungsteils kann der Durchgang durch ein zusätzliches Trennwandteil begrenzt sein, das an dieses Überspannungsteil anschließt und sich über einen geringen Abstand zur Bodenwand hin erstreckt.
Der Durchgang hat vorzugsweise eine Oberfläche, die mindestens so groß ist wie die Oberfläche des Querschnitts des Rohrs.
Demzufolge wird der Druckabfall in dem Einlassstück unter normalen Betriebsbedingungen des Kompressorelements niedrig sein.
Das Einlassstück ist vorzugsweise direkt auf den Einlass des Kompressorelements montiert. Zu diesem Zweck kann das Einlassstück mit einem aus dem Mantel ragenden Montageflansch versehen sein, welcher Flansch mit der Bodenwand ein Ganzes formen kann.
Mit der Absicht, die Merkmale der Erfindung besser zu erläutern, ist die nachfolgende bevorzugte Ausführung gemäß der Erfindung nur als Beispiel, ohne in irgendeiner Weise einschränkend zu sein, beschrieben, unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen, worin:
1 eine Perspektivansicht eines Kompressorelements darstellt, woran ein erfindungsgemäßes Einlassstück angebracht ist;
2 eine Perspektivansicht in einem größeren Maßstab, mit einer teilweisen Wegschneidung, des Einlassstücks von 1 darstellt;
3 eine Perspektivansicht mit einer teilweisen Wegschneidung, gesehen gemäß Pfeil F3 in 2, darstellt;
4 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV in 3 darstellt;
5 einen Schnitt gemäß Linie V-V in 3 darstellt;
6 einen Schnitt gemäß Linie VI-VI in 3 darstellt.
1 stellt ein erfindungsgemäßes Einlassstück 1 dar, das direkt auf dem Einlass eines öleingespritzten Schraubenkompressorelements 2 montiert ist. Die Konstruktion dieses Kompressorelements 2 ist den Fachleuten hinreichend bekannt und wird hier nicht im Einzelnen dargestellt oder beschrieben.
Innerhalb des Gehäuses 3 des Kompressorelements 2 sind zwei Rotoren aufgestellt, die von einem Motor 4 angetrieben werden, wobei das Gehäuse 3 unten einen Auslass hat, woran eine Druckluftleitung angeschlossen ist, und ein oder mehrere Öleinspritzpunkte, die mit einer Ölzufuhrleitung verbunden sind, und das oben einen Einlass hat.
Der Einlass des Kompressorelements 2 umfasst einen Anschlussflansch, oder, wie in 1 dargestellt, ein flaches horizontales Teil 5 des Gehäuses 3.
Das Einlassstück 1, das in den 2 bis 6 im Einzelnen dargestellt ist, ist mit einem Anschlussflansch 6 versehen, womit es über dem Einlass mittels Bolzen 7 direkt an besagtem flachen Teil 5 befestigt ist.
Wenn hiernach Richtungen angegeben sind, so sollten sie in der Position des Einlassstücks 1 gesehen werden, wenn dieses auf dem Teil 5 montiert ist.
Das Einlassstück 1, wie in den Figuren dargestellt, besteht hauptsächlich aus einer runden, vertikalen Buchse 8, einem daran anschließenden horizontalen, runden Rohr 9, und innen einer Trennwand 10 mit soviel runden Formen als möglich, um unerwünschte Wirbel des Luftstroms zu vermeiden.
Die Buchse 8 besteht aus einem zylindrischen Mantel 11, einer runden Bodenwand 12 mit einer exzentrisch darin angebrachten runden Öffnung 13, und einer oberen Wand 14, die vollständig geschlossen ist. Wenn möglich, bildet die Bodenwand 12 ein Ganzes mit dem vorgenannten Anschlussflansch 6. Wenn die Abmessungen des Anschlussflanschs 6 kleiner sind als die Bodenwand 12, sollte eine Auslassleitung zwischen dem Anschlussflansch 6 und der Bodenwand montiert werden. Die Höhe dieses Auslassleitungs wird durch die zum Montieren der Bolzen 7 erforderliche Höhe bestimmt. Der Durchmesser der Öffnung 13 entspricht vorzugsweise dem Durchmesser des Rohrs 9.
An das Rohr 9 wird eine Einlassleitung mit darin einem Filter angeschlossen. Dieses Rohr 9 schließt tangential an die Buchse 8 an, direkt unter der oberen Wand 14, wobei die Achse des Rohrs 9 vorzugsweise die Vertikale durch die Mitte der Öffnung 13 schneidet.
Die Trennwand 10 besteht aus einem liegenden Überspannungsteil 15, das die Öffnung 13 an der Oberseite, jedoch unter dem Auslass des Rohrs 9 überspannt und das fließend in ein stehendes Umfassungsteil 16 übergeht, das bis zur Bodenwand 12, neben der Öffnung 13, reicht und das diese Öffnung 13 teilweise umgibt, während ein zusätzliches vertikales Trennwandteil 17 unten an dem Überspannungsteil 15 an dem Umfassungsteil 16 anschließt.
Das Rohr 9 mündet somit über besagtem Überspannungsteil 15 in die Buchse 8.
Das Überspannungsteil 15 schließt an dem Mantel 11 an, außer an der Seite des Umfassungsteils 16. Das Überspannungsteil 16 sollte die Öffnung 13 praktisch vollständig überspannen, und somit wird die Größe dieses Überspannungsteils 15, diagonal zu dem Umfassungsteil, durch den Durchmesser der Öffnung 13 bestimmt.
Besagtes Überspannungsteil 15 ist vorzugsweise rechtwinklig auf den Mantel 11 gerichtet, und vertikal schließt die Oberseite des Überspannungsteils 15 tangential an den Mantel 11 an.
Das Umfassungsteil 16 schließt mit einem aufrecht stehenden Seitenrand an den Mantel 11 an. Zwischen dem anderen stehenden Seitenrand und dem Mantel 11 wird jedoch ein Durchgang 18 freigelassen.
Die Oberfläche dieses Durchgangs 18 entspricht der Oberfläche der Öffnung 13, wodurch der Druckabfall in dem Einlassstück 1 begrenzt wird.
Das Umfassungsteil 16 kann, parallel zur Bodenwand 12 gesehen, gerade, gebogen, beispielsweise kreisförmig, oder teilweise gerade und teilweise gebogen sein.
Dieses Umfassungsteil 16 wird vorzugsweise in einem Winkel α von beispielsweise 10° in Bezug zur Vertikalen auf der Bodenwand stehen und ist vorzugsweise unten gebogen, um horizontal an die Bodenwand 12 anzuschließen, um eine gute Leitung der Luft zu verschaffen und eine gute Verbindung der Trennwand 10 an der Bodenwand 12 zu verschaffen.
Das zusätzliche vertikale Teil 17 der Trennwand 10 schließt an die Unterseite des Überspannungsteils 15 an, direkt über dem Durchgang 18, und hat, parallel zur Bodenwand 12, dieselbe Breite wie der Durchgang 18, wobei dieses Teil 17 eine direkte Umleitung zu dem Rohr 9 ausschließt.
Zur Begrenzung des Druckabfalls in dem Einlassstück 1 ist der Abstand zwischen dem Umfassungsteil 16 und dem vertikalen Trennwandteil 17 einerseits und dem Mantel 11 andererseits so groß wie oder größer als die Breite des Durchgangs 18, parallel zur Bodenwand 12.
Aus demselben Grund ist der Abstand zwischen dem Überspannungsteil 15 und der oberen Wand 14 gleich dem oder größer als der Durchmesser des Rohrs 9.
Der minimale Durchmesser des Einlassstücks 1 wird durch den Durchmesser der Öffnung 13 und die Breite des Durchgangs 18 bestimmt.
Das Einlassstück hat unter normalen Betriebsbedingungen einen niedrigen Strömungswiderstand, und einen hohen Strömungswiderstand, wenn das Kompressorelement zum Stillstand gebracht wird.
Wenn der Strömungswiderstand unter normalen Betriebsbedingungen niedrig ist, so werden beim Einströmen der Luft wenig Verluste auftreten. Ein hoher Strömungswiderstand zu der Zeit, wenn das Kompressorelement zum Stillstand gebracht wird, stellt sicher, dass wenig Ölpartikel durch die Einlassleitung nach außen strömen.
Da das Überspannungsteil 15 mindestens so breit ist wie die Größe der Öffnung 13, werden die großen Öltropfen durch besagtes Überspannungsteil 15 über der Öffnung 13 zurückgehalten werden.
Die kleineren Ölpartikel werden durch das Zentrifugalkraftprinzip zurückgehalten. Aufgrund der Form der Trennwand 10 und teilweise deswegen, weil die Buchse 8 zylindrisch ist oder, einer Variante gemäß, einen elliptischen horizontalen Querschnitt aufweist, wird der Luftstrom aus dem Kompressorelement 2 eine Drehbewegung ausführen. Da das Rohr 9 sich über dem Überspannungsteil 15 befindet, muss die Luft außer einer horizontalen Bewegung auch eine vertikale Bewegung ausführen.
Das zusätzliche vertikale Trennwandteil 17 stellt sicher, dass Luft aus dem Kompressorelement 2 zuerst nach unten geführt wird, sodass das Volumen der Buchse 8 vollständig benutzt wird. Der Luftstrom wird dann weniger dazu neigen, direkt durch das Rohr 9 zu entweichen, sondern wird zuerst eine Drehbewegung ausführen.
Somit hält das Einlassstück 1 das Öl praktisch vollständig zurück, wenn die Luft ausströmt, sodass ein Einlassventil nicht mehr nötig ist. Trotzdem ist der Druckverlust durch das Ansaugen unter normalen Betriebsbedingungen des Kompressorelements 2 minimal.
Das Einlassventil 1 ist nicht auf öleingespritzte Kompressorelemente 1 begrenzt. Es kann auch angewendet werden, wenn andere Schmierflüssigkeiten eingespritzt werden.
Das zusätzliche vertikale Teil 17 der Trennwand 10 ist nicht immer notwendig.
Einer Variante gemäß besitzt das Einlassstück, statt des Trennwandteils 17, oder eventuell auf diesem, eine vertikale zusätzliche Trennwand 19, die oben auf dem Überspannungsteil 15 steht. Diese zusätzliche Trennwand 19 ist mittels einer Strichlinie in den 2, 3 und 4 dargestellt.
In der vertikalen Richtung des Überspannungsteils 15 reicht die zusätzliche Trennwand 19 bis an die obere Wand 14 und erstreckt sich in horizontaler Richtung, mehr oder weniger in derselben Richtung wie das Rohr 9, bis zu dem Mantel 11 an einer Stelle, die sich nächst dem Auslass des Rohrs 9 befindet, an der Seite, wo sich der Durchgang 18 befindet.
Diese Trennwand 19 wird mindestens so lang sein wie die Breite des Durchgangs 18.
Der Abstand zwischen dem aufrecht stehenden freien Ende besagter Trennwand 19 und dem gegenüberliegenden Teil des Mantels 11 ist mindestens gleich der Breite des Durchgangs 18.
Das zusätzliche Teil 19 verhindert einen unerwünschten direkten Luftstrom von dem Durchgang 18 zu dem Rohr 9.
Das Anschlussstück 1 wird vorzugsweise vertikal aufgestellt und der Auslass des Kompressorelements 2 wird sich vorzugsweise oben befinden, sodass das in dem Anschlussstück gesammelte Öl in das Kompressorelement zurückfließen kann.
Wenn das Kompressorelement auf ein Luftkessel angeschlossen ist, der mit einer Abblasvorrichtung versehen ist, um die Druckluft entweichen zu lassen, wenn das Kompressorelement zum Stillstand gebracht wird, kann diese Abblasvorrichtung unten an dem Einlassstück 1 angeschlossen sein, sodass das Abblasen durch dieses Einlassstück stattfindet und Öl in der Abblasluft durch dieses Einlassstück 1 auf die oben beschriebene Weise zurückgehalten wird.
Die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf die als Beispiel beschriebene und in den begleitenden Zeichnungen dargestellte Ausführung begrenzt; vielmehr kann ein solches Einlassstück in verschiedenen Formen verwirklicht werden, ohne die Reichweite der Erfindung zu verlassen.

Claims

Einlassstück für ein flüssigkeitseingespritztes Kompressorelement, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Buchse (8) umfasst, die aus einem Mantel (11), einer mit einer Öffnung (13) versehenen Bodenwand (12) und einer oberen Wand (14), die vollständig dicht ist, einem Rohr (9), das an der Innenseite der Buchse (8) mündet, und einer Trennwand (10), die ein Überspannungsteil (15) umfasst, das die Öffnung (13) in der vorgenannten Bodenwand (12) überspannt und das in ein Umfassungsteil (16) übergeht, das bis zu der Bodenwand (12) hinunterreicht und das die Öffnung (13) teilweise umgibt, besteht, wobei die Trennwand (10) einen Durchgang (18) an einer Seite der Öffnung (13) belässt und das Rohr (9) in der Buchse (8) zwischen der oberen Wand (14) und dem Überspannungsteil (15) mündet, sodass, aufgrund der Trennwand (10), Gas, das aus der Öffnung (13) zu dem Rohr (9) strömt, unter anderem eine Drehbewegung vollziehen muss.
Einlassstück gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Ränder der Trennwand (10), außer den Rändern des Durchgangs (18), an dem Mantel (11) anschließen.
Einlassstück gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umfassungsteil (16) der Trennwand (10) nur mit einem Seitenrand an dem Mantel (11) anschließt, während der Durchgang (18) zwischen dem anderen Seitenrand und dem Mantel (11) offen bleibt.
Einlassstück gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (8) zylindrisch ist oder einen elliptischen Querschnitt hat.
Einlassstück gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umfassungsteil (16) vorzugsweise einen Winkel α in Bezug zur Vertikalen auf der Bodenwand (12) bildet.
Einlassstück gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (13) in der Bodenwand (12) der Buchse (8) exzentrisch angeordnet ist.
Einlassstück gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, an der Seiten des Überspannungsteils (15), der Durchgang (18) von einem zusätzlichen Trennwandteil (17) begrenzt wird, der an besagtes Überspannungsteil (15) anschließt und sich über einen geringen Abstand zur Bodenwand (12) hin erstreckt.
Einlassstück gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens so breit ist wie die Größe der Öffnung (13).
Einlassstück gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine zwischen dem Überspannungsteil (15) und der oberen Wand (14) vorgesehene und mit einem Rand an dem Mantel (11) anschließende zusätzliche Trennwand (19) umfasst, wobei diese Trennwand (19) mindestens so lang wie der Durchgang (18) ist und verhindert, dass Gas direkt von dem Durchgang (18) zum Rohr (19) strömt.
Einlassstück gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (18) eine Oberfläche aufweist, die mindestens so groß ist wie die Oberfläche des Querschnitts des Rohrs (9).
Einlassstück gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Umfassungsteil (16) und dem Mantel (11) der Buchse (8) mindestens so groß ist wie die Breite des Durchgangs (18), gemessen parallel zur Bodenwand (12).
Einlassstück gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es direkt auf dem Einlass des Kompressorelements (2) montiert ist.
Einlassstück gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem aus dem Mantel (11) ragenden Montageflansch (6) versehen ist, welcher Flansch mit der Bodenwand (12) ein Ganzes bildet.
Einlassstück gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Flansch (6) kleiner ist als die Bodenwand (12), eine zusätzliche Auslassleitung vorgesehen ist.
Einlassstück gemäß einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es vertikal aufgestellt ist, sodass das in dem Anschlussstück gesammelte Öl in das Kompressorelement zurückfließen kann.