(12) OPIS PATENTOWY (19) PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (2 1) Numer zgłoszenia (2 2) Data zgłoszenia: (51) IntCl7 F04D 29/08 (54) Sposób uszczelnienia korpusów sprężarki wirnikowej (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 21/97 (73) Uprawniony z patentu: Huta im. Tadeusza Sendzimira SA, Kraków, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 08/00 (72) Twórcy wynalazku: Kazimierz Wątor, Kraków, PL Andrzej Sternak, Kraków, PL Tadeusz Ragan, Kraków, PL PL B1 1. Sposób uszczelniania korpusów sprężarki wirnikowej z uszczelnieniami labiryntowymi, w których (54) 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 uszczelnione 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 chłodzenia 1 ma nadmuch azotem o ciśnieniu do 0,075 MPa i natężeniu wypływu do 120 m 3/h, oraz ma na pozostałych uszczelnieniach labiryntowych, a to drugie uszczelnienie labiryntowe (9), trzecie uszczelnienie labiryntowe (16), czwarte uszczelnienie labiryntowe (17), piąte uszczelnienie labiryntowe (18) 1 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 odpływowym (23) poza układ sprężania tlenu.

2 Sposób uszczelniania korpusów sprężarki wirnikowej Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób uszczelniania korpusów sprężarki wirnikowej z uszczelnieniami labiryntowymi, 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 uszczelnione 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 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 labiryntowe (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 odpływowym (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 uszczelnienie 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 uszczelnienia pierwszego uszczelnienia labiryntowego, decydujący w znacznej mierze o stopniu czystości sprężanego tlenu, umożliwiał uzyskanie zadawalającego uszczelnienia poprzez utworzenie zaporowego ciśnienia zapobiegającego penetracji tlenu do łożyska smarowanego smarem płynnym, 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 powietrzno tlenowa jest odprowadzana częściowo wydmuszkami, a głównie króćcami do rurociągu zbiorczego i zawracana do rurociągu ssącego pierwszego stopnia sprężania. Znany sposób uszczelnienia 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 poniżej 2500 ppm.

3 Celem wynalazku jest opracowanie nowego sposobu uszczelniania korpusów sprężarki wirnikowej, w której obok zabezpieczenia łożysk smarowanych smarem płynnym, możliwe będzie 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 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 uszczelnione wały są połączone sprzęgłami, odznacza 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 ciśnieniu do 0,075 MPa i natężeniu wypływu do 120 m3/h. Na pozostałych uszczelnieniach labiryntowych 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 rurociągiem odpływowym poza układ sprężania tlenu. Łączne odprowadzające natężenie wypływu mieszaniny azotu i tlenu rurociągiem odprowadzającym poza układ sprężania wynosi 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 labiryntowych 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 uszczelniającego. Sprężarka wirnikowa, złożona z korpusu pierwszego 1, korpusu drugiego 2 i korpusu trzeciego 3 ma wały wirników 4 ułożyskowane na łożyskach 5 i wzajemnie połączone sprzęgłami 6 napędzane wspólnym zespołem napędowym poprzez przekładnię 7. Korpus pierwszy 1 sprężarki wirnikowej, uszczelniony pierwszym uszczelnieniem labiryntowym 8 i drugim uszczelnieniem labiryntowym 9, ma na pierwszym uszczelnieniu labiryntowym 8 rurociąg tłoczny tlenowy 10 połączony z układem chłodzenia 11 po czwartym stopniu sprężania o średnicy czynnej umożliwiającej realizację nadmuchu tlenu o natężeniu przepływu do 75 m3/h. Nadmuch tlenu rurociągiem tłocznym 10 jest dokonywany na pierwszym uszczelnieniu labiryntowym 8 w pobliżu rejonu zasysania pierwszego stopnia sprężania. Od strony łożyska 5 pierwsze uszczelnienie labiryntowe 8 ma króciec tłoczny azotu 12 połączony z magistralą tłoczną 13, przez który jest realizowany 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 ciśnieniu do 0,075 MPa i natężeniu wypływu do 120 m3/h i ma wydmuszki 14, oraz króćce odprowadzaj 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 rurociągiem tłocznym 10 dokonywany na pierwszym uszczelnieniu labiryntowym 8 w pobliżu rejonu zasysania pierwszego stopnia sprężania, o natężeniu przepływu do 75 m3/h, przy równoczesnym 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 możliwości zasysania mieszanki tlenowo-azotowej, a ewentualne zasysanie, ogranicza się do poboru

4 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 łożyska płynnego smarowania, w postaci mieszanki tlenu i azotu jest odprowadzany wydmuszkami 12. 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 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 ciśnienia azotu i natężenia wypływu. Część mieszanki tlenowo-azotowej jest odprowadzana wydmuszkami 14.

5

6 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz Cena 2,00 zł.