DE7826151U1

DE7826151U1 - Ventilation device for the housing interior of a rotary machine

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Publication number: DE7826151U1
Application number: DE19787826151
Authority: DE
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 1978-09-02
Filing date: 1978-09-02
Publication date: 1980-01-31

Description

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Kennwort * -S t-audruck-Ent lüften' ·.'.'·. ·. S,' ^CjilöhiPassword * -S t-audruck-Entlüften '·.'. '·. ·. S, '^ Cjilöhi

Entlüftungseinri chtung für den Gehäuse-Innenraum einer RotationsmaschineVentilation device for the housing interior of a rotary machine

Die Erfindung betrifft eine Entlüftungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches l.The invention relates to a ventilation device according to the preamble of the claim l.

Rotationsmaschinen, bei denen solche Entlüftungseinrichtungen Verwendung finden, sind z. B.Rotary machines in which such ventilation devices are used find are z. B.

- Zahnradgetriebe, worin der Rotor ein Zahnrad ist,- gear transmission, in which the rotor is a gear,

- eine in einem Gehäuse gekapselte Kupplung, insbesondere eine hydrodynamische Kupplung, worin der Rotor durch eine der Kupplungshälften gebildet ist,- A clutch encapsulated in a housing, in particular a hydrodynamic clutch, in which the rotor is driven by one of the Coupling halves is formed,

- Aggregate, in denen eine vorzugsweise hydrodynamische Kupplung mit einem Zahnradgetriebe kombiniert ist.- Units in which a preferably hydrodynamic coupling is combined with a gear drive.

In solchen Rotationsmaschinen wird als Schmiermittel und/oder als Kraftübertragungs-Flüssigkeit öl verwendet. Wenn solche Masohinen mit hohen Rotordrehzahlen arbeiten, dann findet eine Zerstäubung des Öles statt. Demzufolge bildet sich im Gehäuse-Innenraum ein Überdruck, so daß ölnebelhaltige Luft durch die im Gehäuse befindlichen Wellenabdichtungen nach außen dringt. Dadurch geht ein Teil des Öles verloren, wobei ein Teil des Öles von den Dichtungsringen abtropft; außerdem wird die Umgebungsluft mit öl verschmutzt.In such rotary machines, oil is used as a lubricant and / or as a power transmission fluid. If such masohinen If you work at high rotor speeds, the oil will then be atomized. As a result, there is a build-up in the interior of the housing Overpressure, so that air containing oil mist through the air in the housing Shaft seals penetrate to the outside. This is a part of it of the oil is lost, with part of the oil dripping off the sealing rings; in addition, the ambient air is polluted with oil.

Es ist bekannt, aus den genannten Gründen einen Entlüftungskanal mit einem ölnebelabscheider vorzusehen. In vorbenutzten Rotationsmaschinen ist der Entlüftungskanal durch die Gehäusewand geführt und der ölnebelabscheider auf das Gehäuse aufgesetzt. Der ölnebelabscheider umfaßt eine in einem Filtertopf angeordnete Filterpatrone, Der Durchflußwiderstand des Filters kann je nach dem verwendeten Filtermaterial beträchtliche Werte einnehmen, insbesondere wennIt is known to provide a ventilation duct with an oil mist separator for the reasons mentioned. In previously used rotary machines, the ventilation duct is passed through the housing wall and the oil mist separator is placed on the housing. The oil mist separator includes a filter cartridge arranged in a filter bowl. The flow resistance of the filter can vary depending on the one used Filter material take on considerable values, especially when

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ein hoher Reinheitsgrad der austretenden Luft gefordert wird. In selchen Fällen ist es vielfach notwendig, dem ölnebelabscheider ein Gebläse zuzuordnen. Diese Bauweise ist aber teuer und man benötigt ständig Energie für den Antrieb des Gebläses.a high degree of purity of the exiting air is required. In such cases it is often necessary to use the oil mist separator assign a fan. However, this construction is expensive and energy is constantly required to drive the fan.

Eine andere bekannte Entlüftungseinrichtung (DE-OS 26 43 767, ^pig· 3) genügt offensichtlich nur geringeren Anforderungen. Dort ist der Entlüftungskanal durch die Rotorwelle hindurch nach außen geführt; auch ein ölnebelfilter ist im Inneren der Rotorwelle angeordnet. Eine Fördereinrichtung für die abzuführende Luft ist dort nicht vorhanden.Another known venting device (DE-OS 26 43 767, ^p ig · 3) obviously only meets lower requirements. There the ventilation duct is led through the rotor shaft to the outside; an oil mist filter is also arranged inside the rotor shaft. There is no conveying device for the air to be discharged.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebene Entlüftungseinrichtung derart weiterzubilden, daß trotz Verwendung eines Filters mit hohem Durchflußwiderstand ein energiesparender Transport der abzufuhrenden Luft gewährleistet ist.The invention is based on the object of developing the ventilation device specified in the preamble of claim 1 in such a way that that despite the use of a filter with a high flow resistance, an energy-saving transport of the air to be discharged is guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Entlüftungseinrichtung gelöst.This object is achieved by the ventilation device specified in claim 1 solved.

Danach wird die Bewegungsenergie der an einer umlaufenden Fläche des Rotors befindlichen Luft-Grenzschicht ausgenutzt, um den auf der Zuströmseite des ölnebelfliters erforderlichen Druck zu erzeugen. Es zeigte sich überraschend, daß durch das Ansetzen einer einfachen Abschäleinrichtung an die genannte Fläche des Rotors die Luft-Grenzschicht derart in den Entlüftungskanal überführt werden kann, daß sich ein für das Beaufschlagen des ölnebelfilters bei weitem ausreichender Staudruck bildet.Then the kinetic energy of the air boundary layer located on a rotating surface of the rotor is used to reduce the to generate the required pressure on the upstream side of the oil mist filter. It was found, surprisingly, that by attaching a simple peeling device to the surface of the rotor mentioned the air boundary layer can be transferred into the ventilation duct in such a way that there is a point for the application of the oil mist filter forms by far sufficient dynamic pressure.

Es wäre an sich auch denkbar, die gestellte Aufgabe dadurch zu lösen, daß ein vom Rotor angetriebenes Gebläse vorgesehen wird. Jedoch wurde erkannt, daß die genannte Abschäleinrichtung bei gleicher Wirksamkeit einen viel geringeren Bauaufwand erfordert.It would also be conceivable per se to solve the problem posed by providing a fan driven by the rotor. However, it was recognized that the above-mentioned peeling device requires a much lower construction cost with the same effectiveness.

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Der Vorzug der erfindungsgemäßen Lösung liegt aber nicht allein in der Einfachheit der Bauweise, sondern auch darin, daß der Energieverbrauch für den Lufttransport vernachlässigbar gering ist. Die Erfindung ermöglicht es außerdem, ein für die ölnebelabscheidung wesentlich wirksameres Filtermaterial zu benutzen, z. B. ein Glasfaservlies anstelle der bisher vielfach üblichen Papierfilter.The advantage of the solution according to the invention lies not only in the simplicity of the construction, but also in the fact that the Energy consumption for air transport is negligibly low. The invention also makes it possible to use one for oil mist separation to use much more effective filter material, e.g. B. a glass fiber fleece instead of the previously common Paper filter.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für die Erfindung sind hydrodynamische Kupplungen, die innerhalb eines feststehenden Kupplungs- oder Getriebegehäuses angeordnet sind (z.B. DE-AS 12 JJ 388 oder Patentanmeldung P 27 48 386.9-12). Die rotierenden Kupplungsteile und etwa neben der Kupplung angeordnete Zahnräder verursachen in besonders starkem Maße eine Zerstäubung oder Vernebelung von Arbeits- und Schmieröl im Gehäuse. Die Bildung von ölnebel kann z. B. dort besonders intensiv sein, wo das Zuführen des Arbeitsöles in den Arbeitsraum der Kupplung über eine am Primärschaufelrad angeordnete offene Fangrinne erfolgt.A preferred field of application for the invention are hydrodynamic clutches which are arranged within a fixed clutch or gear housing (e.g. DE-AS 12 JJ 388 or patent application P 27 48 386.9-12). The rotating coupling parts and the gear wheels arranged for example next to the coupling cause a particularly strong atomization or misting of working and lubricating oil in the housing. The formation of oil mist can, for. B. be particularly intense where the supply of the working oil into the working space of the clutch takes place via an open gutter arranged on the primary impeller.

Die Erfindung kann aber auch in reinen Zahnradgetrieben oder in schnell laufenden Kolbenmaschinen angewendet werden, im letzteren Falle zur Entlüftung des Kurbelgehäuses.However, the invention can also be used in pure gear drives or in high-speed piston engines, in the latter case Trap for venting the crankcase.

Bei hydrodynamischen Kupplungen hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die Abschäleinrichtung am Außenumfang des primärseitigen Laufrades anzuordnen, vorzugsweise an einer Kreiszylinder-Mantelfläche. Einerseits ist dort die Umfangsgeschwindigkeit besonders hoch, und zwar auch dann, wenn der Sekundärteil der Kupplung mit einer kleineren Drehzahl als der Primärteil umläuft. Andererseits hat es sich gezeigt, daß an dieser Stelle der ölnebelgehalt der Luft geringer ist als an den meisten anderen Stellen des Gehäuse-Innenraumes. Beide Umstände erhöhen die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung.It has proven to be particularly useful in hydrodynamic couplings proven to arrange the peeling device on the outer circumference of the primary-side impeller, preferably on a circular cylinder jacket surface. On the one hand, the peripheral speed is particularly high there, even if the secondary part of the Coupling rotates at a lower speed than the primary part. On the other hand, it has been shown that at this point the oil mist content the air is less than in most other places in the housing interior. Both circumstances increase the effectiveness the ventilation device according to the invention.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Es zeigte sich, daß insbesondere die Merkmale des Anspruches 5 für ein sicheres Funktionieren der Abschäleinrichtung von Bedeutung sind.The subclaims relate to advantageous embodiments of the invention. It was found that the characteristics of the Claim 5 are important for the safe functioning of the peeling device.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawing. In it shows

Fig. l eine an einer hydrodynamischen Kupplung angeordnete Entlüftungseinrichtung;Fig. 1 arranged on a hydrodynamic coupling Ventilation device;

( ^ Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1;(^ Fig. 2 is a section along line II-II of Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 1;FIG. 3 is a view in the direction of arrow III in FIG. 1; FIG.

Fig. 4 eine in einem Zahnradgetriebe angeordnete Entlüftungseinrichtung.4 shows a ventilation device arranged in a gear transmission.

In den Figuren I und 2 ist eine hydrodynamische Kupplung mit (lO) bezeichnet. Sie dient zur Drehmomentübertragung von einer Primärwelle (Ll) auf eine Sekundärwelle (12).Die Primärwelle 11 wird über '' ein ins Schnelle übersetzendes Zahnradpaar (13, 1^·) angetrieben, das nur in Fig. 1 symbolisch mit strichpunktierten Linien ange-. deutet ist. Die Kupplung (lO) und die Zahnräder (13, i4) befinden ' ( ) sich innerhalb eines Getriebegehäuses (9).In Figures I and 2 is a hydrodynamic coupling with (10) designated. It is used to transmit torque from a primary shaft (Ll) to a secondary shaft (12). The primary shaft 11 is over '' a pair of gears (13, 1 ^ this indicated symbolically only in Fig. 1 with dash-dotted lines. indicates is. The clutch (10) and the gears (13, i4) are located '() within a gear housing (9).

Die Kupplung (lO) weist in bekannter V/eise ein an der Primärwelle (ll) befestigtes Primär-Schaufelrad (15) und ein an der Sekundärwelle (12) befestigtes Sekundär-Schaufelrad (l6) auf. Am Primär-Schaufelrad (15) ist ein Flansch (15a) angeformt. An diesem ist mittels eines weiteren Flansches (17a) eine Kupplungsschale (17) mit einer Zwischenwand (19) befestigt, die das Sekundär-Schaufelrad (16) umhüllen. Das Zuführen von öl als Arbeitsflüssigkeit in den torusförmigen Arbeitsraum der Kupplung (10) erfolgt über eine nicht dargestellte Rohrleitung,The clutch (10) has a known manner on the primary shaft (ll) attached primary impeller (15) and a secondary impeller (l6) attached to the secondary shaft (12). A flange (15a) is molded onto the primary impeller (15). A coupling shell (17) with an intermediate wall (19) is attached to this by means of a further flange (17a), which the Wrap the secondary paddle wheel (16). The supply of oil as working fluid into the toroidal working space of the Coupling (10) takes place via a pipeline, not shown,

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die in eine ringförmige Fangrinne (l8) mündet. Zum Abführen der Arbeitsflüssigkeit ist ein in den Innenraum der Schale (17) ragendes, vorzugsweise bewegliches Schöpfrohr (8) vorgesehen.which opens into an annular gutter (l8). In order to discharge the working fluid, an in the interior of the shell (17) protruding, preferably movable scoop tube (8) is provided.

Bei Kupplungen dieser Art kann die Drehzahl der Primärwelle (ll) etwa 6 000 Umdrehungen je Minute und somit - bei einem Außendurchmesser der Flansche (15a, 17a) von etwa 0,6 m - die maximale Umfangsgeschwindigkeit bis zu 200 m/s betragen, Hierdurch verursachen die mit öl geschmierten Zahnräder und die Kupplung (10) ein intensives Zerstäuben oder Vernebeln des Öles innerhalb des Getriebegehäuses (9). Demzufolge entsteht im Gehäuseinneren ein Überdruck, der mittels einer Entlüftungseinrichtung mit einem Ölnebel-Abscheider (20) abgebaut werden muß. Der letztere weist die folgenden Teile auf:With this type of coupling, the speed of the primary shaft (ll) about 6,000 revolutions per minute and thus - with an outer diameter of the flanges (15a, 17a) of about 0.6 m - the maximum Circumferential speed of up to 200 m / s, causing this the oil-lubricated gears and the clutch (10) produce an intensive atomization or misting of the oil within the Gear housing (9). As a result, an overpressure arises inside the housing, which by means of a ventilation device with a Oil mist separator (20) must be dismantled. The latter shows the following parts:

- einen aus Blech geformten Filtertopf (21), der in eine öffnung des Getriebegehäuses (9) eingesetzt ist,- A filter bowl (21) formed from sheet metal, which is inserted into an opening in the gear housing (9),

- einen Deckel (22) mit Entlüftungsstutzen (23),- a cover (22) with a ventilation nozzle (23),

- eine am Deckel (22) befestigte Filterpatrone (24) mit einem daran befestigten Trichter (25), der zum Abführen des ausgeschiedenen Öles in ein an den Boden des Filtertopfes (21) angeschlossenes U-Rohr (26) mündet.- A filter cartridge (24) attached to the cover (22) with a funnel (25) attached to it, the for discharging the separated oil into a U-tube (26) connected to the bottom of the filter bowl (21) flows out.

Gemäß der Erfindung ist zum Zuführen von Luft aus dem Inneren des Getriebegehäuses (9) in den Ölnebel-Abscheider (20) am Außenumfang der Flansche (15a, 17a) eine Abschäleinrichtung (30) angeordnet. Wie aus den Figuren l bis 3 erkennbar ist, umfaßt diese ein trichterartiges, aber auf einer Seite offenes Auffangblech (31)> das die Flansche (15a, 17a) der Kupplung (10) - im Querschnitt gesehen (Fig. 2) - umhüllt und sich entgegen der Drehrichtung (Pfeil D) erweitert. Das Auffangblech (31) geht über in eine Rohrleitung (32), deren Eintrittsöffnung (33) schlitzförmig ist, d.h„ einen schmalen, rechteckförmigen Querschnitt aufweist.According to the invention, air is supplied from the interior of the gear housing (9) into the oil mist separator (20) on the outer circumference a peeling device (30) is arranged on the flanges (15a, 17a). As can be seen from Figures 1 to 3, this comprises a funnel-like, but open on one side collecting plate (31)> which the flanges (15a, 17a) of the coupling (10) - seen in cross section (Fig. 2) - envelops and turns against the direction of rotation (Arrow D) expanded. The collecting plate (31) merges into a pipe (32), the inlet opening (33) of which is slot-shaped, i.e. "has a narrow, rectangular cross-section.

Die Eintrittsöffnung (33) erstreckt sich zweckmäßig über die gesamte Breite der Plansche (15a, 17&). Die Eintrittsöffnung (33) wird auf ihrer einen Längsseite von einem sogenannten Schälblech (34) gebildet, das in möglichst geringem Abstand von der Außenumfangsflache (10a) der Plansche (15a, 17a) angeordnet wird (Abstand etwa 1 mm). Die vorgenannte Fläche (lOa) ist vorzugsweise zylindrisch; sie könnte aber auch kegelig sein.The inlet opening (33) expediently extends over the total width of the pool (15a, 17 &). The entrance opening (33) is formed on one of its long sides by a so-called peeling plate (34), which is as close as possible from the outer peripheral surface (10a) of the plansche (15a, 17a) (distance about 1 mm). The aforementioned surface (10a) is preferably cylindrical; but it could also be conical be.

Anschließend an die Einlaßöffnung (33) bildet die Rohrleitung (32) eine düsenartige, möglichst stetige Querschnittserweiterung (35). Danach folgt ein Übergang auf kreisförmigen Querschnitt. Die Rohrleitung (32) ist mit Haltern (36) am Gehäuse (9) befestigt und mündet in den Piltertopf (21).Subsequent to the inlet opening (33), the pipeline (32) a nozzle-like, as constant as possible cross-sectional widening (35). This is followed by a transition to a circular cross-section. the The pipe (32) is fastened to the housing (9) with holders (36) and opens into the filter bowl (21).

Mit der in der vorbeschriebenen Weise gestalteten Abschäleinrichtung (30) gelingt es, die an der Außenumfangsflache (lOa) befindliche und mit hoher Geschwindigkeit umlaufende Luft-Grenzschicht aufzufangen und deren Bewegungsenergie weitgehend in Druckenergie umzuwandeln. Dadurch kann für die Filterpatrone (24) ein zum Zwecke der Ölnebel-Abscheidung besonders wirksames, jedoch eine hohe Druckdifferenz erforderndes Filtermaterial verwendet werden. Die angeströmte Kante des Schälbleches (34) kann bei Bedarf zugespitzt sein.With the peeling device designed in the manner described above (30) succeeds in the one located on the outer circumferential surface (10a) and to capture the circulating air boundary layer at high speed and to convert their kinetic energy largely into pressure energy. This allows a for the purpose of the filter cartridge (24) filter material that is particularly effective for oil mist separation, but requires a high pressure difference. the The edge of the peeling plate (34) against the flow can be pointed if necessary.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Abschäleinrichtung (40) im Prinzip gleich wie in den Figuren 1 bis 3 ausgebildet. Da es sich hier aber um ein reines Zahnradgetriebe handelt (mit einem kleinen Zahnrad 4l und einem großen Zahnrad 42), ist an dem kleinen, also mit der höheren Drehzahl umlaufenden Zahnrad (4l) eine aus Blech geformte tellerartige Scheibe (43) befestigt. An diese Scheibe (43) ist ein Bund (44) angeformt mitIn the embodiment shown in FIG. 4, the peeling device is (40) is basically the same as in FIGS. 1 to 3. But since this is a pure gear transmission acts (with a small gear 4l and a large gear 42), there is a plate-like disc (43) formed from sheet metal on the small gear (4l) rotating at the higher speed attached. A collar (44) is integrally formed with this disk (43)

einer vorzugsweise zylindrischen Außenmantelfläche (45). Der Durchmesser dieser Fläche ist beträchtlich größer als der Kopfkreis des Zahnrades (4l), weil dort die Umfangsgeschwindig keit entsprechend hoch ist. Dies trägt wesentlich zur Wirksamkeit der Abschäleinrichtung (40) bei. Unter Umständen reicht aber auch schon die am Außenumfang der Zahnräder (4l, 42) herrschende Umfangsgeschwindigkeit aus. Dann kann die Abschäleinrichtung - abweichend von FIg₀ 4 - unter Wegfall der Scheibe (45) direkt an einem der Zahnräder (4l oder 42) angeordnet werden.a preferably cylindrical outer jacket surface (45). The diameter of this area is considerably larger than the tip circle of the gear (4l), because there the speed is accordingly high. This contributes significantly to the effectiveness of the peeling device (40). Under certain circumstances, however, the circumferential speed prevailing on the outer circumference of the gear wheels (4l, 42) is sufficient. The peeling-off device can then be arranged directly on one of the gear wheels (41 or 42) _{- in contrast to FIG. 0 4 - with the omission of the disk (45).}

23.08.78
Sh/MJ08/23/78
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Γ.Γ.

Claims

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G 3607 Voith Turbo GmbH & Co. KG,

Password: back pressure bleeder Crailshelm

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1. Ventilation device for the housing interior of a Rotary machine with a ventilation duct leading out of the housing interior through an oil mist separator and with a conveying device for the discharge duct Air, characterized in that on a circumferential surface (10ai 4i5) of the rotor (15; 4l, 43) a peeling device (30j 40) is arranged for the air boundary layer surrounding this surface, from which Use the ventilation duct to transport the peeled-off air forming pipe (32) is guided to the oil mist separator (20).

2. Ventilation device according to claim 1, characterized in that that the circumferential surface (lOaj 45) is a circular cylinder jacket surface is.

3. Ventilation device according to claim 1 or 2, characterized in that that the circumferential surface (10a) directly on the rotor (15), e.g. on the primary-side impeller (15) of a hydrodynamic Coupling (10) is arranged.

4. Ventilation device according to claim 1 or 2, characterized in that that the circumferential surface (45) is arranged on an additional component (43) fastened to the rotor (4l) is.

5. Ventilation device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pipeline (352) belonging to the peeling device (30; 40) extends across the Slit-shaped extending in the circumferential direction of the rotor (i5j 43) Inlet opening (33) and a nozzle-like cross-sectional enlargement (35) adjoining it in the direction of flow having.

6. Ventilation device according to claim 5, characterized in that that a funnel-like collecting plate (31) is arranged in front of the inlet opening (33).

08/23/78

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