RZECZPOSPOLITA
POLSKA
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 179299
(13) B1
(2 1) Numer zgłoszenia.
313568
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej Polskiej (2 2) Data zgłoszenia:
29.03.1996
(51) IntCl7
F04D 29/08
(54) Sposób uszczelnienia korpusów sprężarki wirnikowej
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
13.10.1997 BUP 21/97
(73) Uprawniony z patentu:
Huta im. Tadeusza Sendzimira SA, Kraków, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.08.2000 WUP 08/00
(72) Twórcy wynalazku:
Kazimierz Wątor, Kraków, PL Andrzej Sternak, Kraków, PL Tadeusz Ragan, Kraków, PL
1. Sposób uszczelniania korpusów sprężarki wi- rnikowej z uszczelnieniami labiryntowymi, w których (54) stosunek długości uszczelnienia labiryntowego do śred-
nicy określony jest współczynnikiem nie większym niż 1,35, zaopatrzone w wydmuszki, wymuszony prze- dmuch zaporowy, w którym sprężarka złożona jest z dzielonych korpusów a ich ułożyskowane i uszczel- nione wały są połączone sprzęgłami, znamienny tym, że pierwsze uszczelnienie labiryntowe (8) pierwszego stopnia sprężania ma nadmuch tlenu o natężeniu przepływu do 75 m3/h, realizowany z układu chłodze- nia 1 ma nadmuch azotem o ciśnieniu do 0,075 MPa i natężeniu wypływu do 120 m 3/h, oraz ma na pozo- stałych uszczelnieniach labiryntowych, a to drugie uszczelnienie labiryntowe (9), trzecie uszczelnienie labi- ryntowe (16), czwarte uszczelnienie labiryntowe (17), piąte uszczelnienie labiryntowe (18) 1 szóste uszczel- nienie labiryntowe (19) nadmuch azotem o ciśnieniu do 0,075 MPa i natężeniu wypływ do 120 m3/h i ma króćce odprowadzające (21) mieszaninę azotu i tle- nu do kolektorów wstępnych (22) połączonych z ru- rociągiem odpływowym (23) poza układ sprężania tlenu.
PL 17 92 99 B1
Z a s t r z e ż e n i a p a t e n t o w e
1. Sposób uszczelniania korpusów sprężarki wirnikowej z uszczelnieniami labiryntowy- mi, w których stosunek długości uszczelnienia labiryntowego do średnicy określony jest współczynnikiem nie większym niż 1,35, zaopatrzone w wydmuszki, wymuszony przedmuch zaporowy, w którym sprężarka złożona jest z dzielonych korpusów a ich ułożyskowane i uszczel- nione wały są połączone sprzęgłami, znamienny tym, że pierwsze uszczelnienie labiryntowe (8) pierwszego stopnia sprężania ma nadmuch tlenu o natężeniu przepływu do 75 m3/h, realizowa- ny z układu chłodzenia i ma nadmuch azotem o ciśnieniu do 0,075 MPa i natężeniu wypływu do
120 m3/h, oraz ma na pozostałych uszczelnieniach labiryntowych, a to drugie uszczelnienie la- biryntowe (9), trzecie uszczelnienie labiryntowe (16), czwarte uszczelnienie labiryntowe (17), piąte uszczelnienie labiryntowe (18) i szóste uszczelnienie labiryntowe (19) nadmuch azotem o ciśnieniu do 0,075 MPa i natężeniu wypływ do 120 m3/h i ma króćce odprowadzające (21) mieszaninę azotu i tlenu do kolektorów wstępnych (22) połączonych z rurociągiem odpływo- wym (23) poza układ sprężania tlenu.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsze uszczelnienie labiryntowe (8) pierwszego stopnia sprężania ma nadmuch tlenu o natężeniu przepływu do 75 m3/h, realizowany z układu chłodzenia (11) po czwartym stopniu sprężania.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsze uszczelnienie labiryntowe (8) pierwszego stopnia sprężania ma nadmuch tlenu o natężeniu przepływu do 75 m3/h, realizowany z układu chłodzenia (11) po szóstym stopniu sprężania.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że łączne odprowadzające natężenie wypływu mieszaniny azotu i tlenu rurociągiem odpływowym (23) poza układ sprężania, wynosi do 400 m3/h.
* * *
Przedmiotem wynalazku jest sposób uszczelnienia korpusów sprężarki wirnikowej, zwłaszcza sprężarki złożonej z dzielonych korpusów, w których ułożyskowane i uszczelnione wały napędzane wspólnym zespołem napędowym są połączone sprzęgłami.
Znany jest sposób uszczelnienia korpusów sprężarki wirnikowej, w którym pierwsze usz- czelnienie labiryntowe ma nadmuch tlenu o natężeniu wypływu do 50 m3/h i nadmuch zaporowy powietrzem atmosferycznym o ciśnieniu 0,2 MPa i natężeniu wypływu do 300 m3/h. Mieszanka tlenu i powietrza jest odprowadzana poza uszczelnienie wydmuszkami. Znany sposób uszczel- nienia pierwszego uszczelnienia labiryntowego, decydujący w znacznej mierze o stopniu czysto- ści sprężanego tlenu, umożliwiał uzyskanie zadawalającego uszczelnienia poprzez utworzenie zaporowego ciśnienia zapobiegającego penetracji tlenu do łożyska smarowanego smarem płyn- nym, lecz równocześnie powodował zasysanie części mieszanki powietrzno tlenowej o znacznej zawartości azotu do obiegu sprężania tlenu. Pozostałe uszczelnienia labiryntowe mają nadmuch zaporowy powietrzem o ciśnieniu 0,2 MPa i natężeniu wypływu do 300 m3/h. Mieszanka powie- trzno tlenowa jest odprowadzana częściowo wydmuszkami, a głównie króćcami do rurociągu zbiorczego i zawracana do rurociągu ssącego pierwszego stopnia sprężania. Znany sposób usz- czelnienia korpusów sprężarki wirnikowej, zwłaszcza sprężarki złożonej z dzielonych korpusów i stosunku długości uszczelnienia labiryntowego do średnicy określony współczynnikiem nie większym niż 1,35, powodował znaczne zanieczyszczenie tlenu azotem do wysokości nawet po- niżej 2500 ppm.
Celem wynalazku jest opracowanie nowego sposobu uszczelniania korpusów sprężarki wirnikowej, w której obok zabezpieczenia łożysk smarowanych smarem płynnym, możliwe bę- dzie uzyskanie sprężonego tlenu o zawartości azotu poniżej 50 ppm.
Cel wynalazku został osiągnięty w rozwiązaniu, w którym sposób uszczelniania korpusów sprężarki wirnikowej z uszczelnieniami labiryntowymi, w których stosunek długości uszczelnie- nia labiryntowego do średnicy określony jest współczynnikiem nie większym niż 1,35, zaopa- trzone w wydmuszki, wymuszony przedmuch zaporowy, w którym sprężarka złożona jest z dzielonych korpusów a ich ułożyskowane i uszczelnione wały są połączone sprzęgłami, odzna- cza się tym, że pierwsze uszczelnienie labiryntowe pierwszego stopnia sprężania ma nadmuch tlenu o natężeniu przepływu do 75 m3/h, realizowany z układu chłodzenia po czwartym stopniu sprężania lub w odmianie wykonania po szóstym stopniu sprężania i ma nadmuch azotem o ciś- nieniu do 0,075 MPa i natężeniu wypływu do 120 m3/h. Na pozostałych uszczelnieniach labiryn- towych ma nadmuch azotem o ciśnieniu do 0,075 MPa i natężeniu wypływu do 120 m3/h i ma króćce odprowadzające mieszaninę azotu i tlenu do kolektorów wstępnych połączonych ru- rociągiem odpływowym poza układ sprężania tlenu. Łączne odprowadzające natężenie wypływu mieszaniny azotu i tlenu rurociągiem odprowadzającym poza układ sprężania wy- nosi do 400 m3/h.
Zastosowanie rozwiązania według wynalazku umożliwia uzyskanie produktu w postaci sprężonego tlenu zanieczyszczanego w procesie sprężania azotem w granicach od 10 do 20 ppm.
Dodatkowym korzystnym skutkiem technicznym wynalazku jest poprawa pracy uszczelnień la- biryntowych utworzonych z elastycznych pierścieni, podatnych na odkształcenia i deformacje, które w warunkach zmienionego ciśnienia i natężenia przepływu medium zaporowego wykazują zwiększoną skuteczność działania.
Rozwiązanie według wynalazku jest przedstawione w przykładowym wykonaniu na załączonym rysunku, na którym uwidoczniono schemat budowy sprężarki i obieg medium usz- czelniającego.
Sprężarka wirnikowa, złożona z korpusu pierwszego 1, korpusu drugiego 2 i korpusu trze- ciego 3 ma wały wirników 4 ułożyskowane na łożyskach 5 i wzajemnie połączone sprzęgłami 6 napędzane wspólnym zespołem napędowym poprzez przekładnię 7. Korpus pierwszy 1 sprężar- ki wirnikowej, uszczelniony pierwszym uszczelnieniem labiryntowym 8 i drugim uszczelnie- niem labiryntowym 9, ma na pierwszym uszczelnieniu labiryntowym 8 rurociąg tłoczny tlenowy
10 połączony z układem chłodzenia 11 po czwartym stopniu sprężania o średnicy czynnej umoż- liwiającej realizację nadmuchu tlenu o natężeniu przepływu do 75 m3/h. Nadmuch tlenu ruro- ciągiem tłocznym 10 jest dokonywany na pierwszym uszczelnieniu labiryntowym 8 w pobliżu rejonu zasysania pierwszego stopnia sprężania. Od strony łożyska 5 pierwsze uszczelnienie labi- ryntowe 8 ma króciec tłoczny azotu 12 połączony z magistralą tłoczną 13, przez który jest reali- zowany nadmuch azotem o ciśnieniu do 0,075 MPa i natężeniu wypływu do 120 m3/h, oraz ma rozmieszczone wydmuszki 14 odprowadzania mieszaniny tlenu i azotu. Magistrala tłoczna 13 ma rezerwowe źródło zasilania 15 podawania sprężonego azotu. Na pozostałych uszczelnieniach labiryntowych, a to drugie uszczelnienie labiryntowe 9, trzecie uszczelnienie labiryntowe 16, czwarte uszczelnienie labiryntowe 17, piąte uszczelnienie labiryntowe 18 i szóste uszczelnienie labiryntowe 19 ma tłoczne króćce azotu 20, przez które jest realizowany nadmuch azotem o ciś- nieniu do 0,075 MPa i natężeniu wypływu do 120 m3/h i ma wydmuszki 14, oraz króćce odprowa- dzaj ące 21 mieszaninę azotu i tlenu do kolektorów wstępnych 22 połączonych, z rurociągiem odpływowym 23 poza układ sprężania tlenu. Tłoczne króćce azotu 20 są połączone z magistralą tłoczną 13.
Rozwiązanie według wynalazku działa następująco. Nadmuch zaporowy tlenu ruro- ciągiem tłocznym 10 dokonywany na pierwszym uszczelnieniu labiryntowym 8 w pobliżu rejonu zasysania pierwszego stopnia sprężania, o natężeniu przepływu do 75 m3/h, przy rów- noczesnym nadmuchu zaporowym azotem o ciśnieniu do 0,075 MPa i natężeniu wypływu do
120 m3/h, tworzy korzystny rozkład uszczelniający. Pierwszy stopień sprężania, nie ma możli- wości zasysania mieszanki tlenowo-azotowej, a ewentualne zasysanie, ogranicza się do poboru
179 299 3
czystego tlenu z nadmuchu zaporowego. Nadmuch zaporowy azotem o ciśnieniu do 0,075 MPa i natężeniu wypływu do 120 m3/h, tworząc skuteczną zaporę przed penetracją tlenu z rejonu łoży- ska płynnego smarowania, w postaci mieszanki tlenu i azotu jest odprowadzany wydmuszkami
12. Na pozostałych uszczelnieniach labiryntowych, a to drugie uszczelnienie labiryntowe 9, trze- cie uszczelnienie labiryntowe 16, czwarte uszczelnienie labiryntowe 17, piąte uszczelnienie labi- ryntowe 18 i szóste uszczelnienie labiryntowe 19 ma nadmuch zaporowy azotem poprzez tłoczny króciec azotu 20 o ciśnieniu do 0,075 MPa i natężeniu wypływu do 120 m3/h. Odprowadzanie azotu zmieszanego z tlenem jest realizowane poprzez króćce odprowadzające 21 do kolektorów wstępnych 22 połączonych z rurociągiem odpływowym 23 o łącznym natężeniu wypływu do 400 m3/h. Zabezpieczenie czystości sprężanego tlenu uzyskano poprzez optymalny dobór ciśnie- nia azotu i natężenia wypływu. Część mieszanki tlenowo-azotowej jest odprowadzana wydmu- szkami 14.
179 299
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz Cena 2,00 zł.
