<Desc/Clms Page number 1>
Compressor met minstens een compressortrap en een vochtafscheider.
Deze uitvinding heeft betrekking op een compressor met minstens één compressortrap en een vochtafscheider, waarbij de compressortrap een behuizing bevat die van een inlaat voor samen te persen gas en een uitlaat is voorzien en minstens twee in deze behuizing gemonteerde samenwerkende compressorelementen bevat waarvan er minstens één roterend
EMI1.1
is. In een meertrapscompressor wordt het door een compressortrap samengeperste gas dat door deze compressie opgewarmd werd, afgekoeld in een tussenkoeler. Bij deze afkoeling wordt het in dit gas aanwezige vocht gecondenseerd in de vorm van vochtdeeltjes die met het gas naar de volgende compressortrap worden meegesleurd.
Om te beletten dat deze vochtdeeltjes in de volgende compressortrap terechtkomen, wordt in de bekende compressoren meestal een vochtafscheider tussen de tussenkoeler en de volgende compressortrap geplaatst.
Deze afzonderlijke vochtafscheiders nemen evenwel veel plaats in, zijn relatief duur en hebben een beperkt afscheidingsrendement.
Ook voor de eerste compressortrap of bij een ééntrapscompressor wordt, wanneer zieh vocht in het samen te persen gas kan bevinden, een vochtafscheider voor deze trap geplaatst.
<Desc/Clms Page number 2>
Deze uitvinding heeft een compressor als doel die voornoemde en andere nadelen uitsluit en die op een constructief eenvoudige, compacte en relatief goedkope manier een doelmatige afscheiding van vocht uit het samen te persen gas mogelijk maakt.
Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de inlaat van de compressortrap nagenoeg afgesloten is door een sneldraaiend lichaam uit cellulair materiaal met open cellen dat een voldoende lage doorstroomweerstand voor het gas bezit om dit gas door te laten, maar dat vochtdeeltjes en andere deeltjes tegenhoudt en radiaal wegslingert, welk lichaam in de behuizing geïntegreerd is.
Dergelijke lichamen worden reeds gebruikt voor het afscheiden van water uit een luchtstroom, maar in afzonderlijke separatoren.
Het lichaam kan door de gasstrom zelf of door een uitwendige krachtbron aangedreven worden, maar bij voorkeur strekt de inlaat zieh uit over een as waarmee het roterende compressorelement in de behuizing gelagerd is en is het lichaam op deze as vastgemaakt.
Ter plaatse van dit lichaam kan de inlaat van een verbreding voorzien zijn die een kamer vormt waarin het weggeslingerde vocht opgevangen wordt.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een compressor met minstens één compressortrap en een vochtafscheider volgens de uitvinding beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin :
<Desc/Clms Page number 3>
figuur 1 schematisch een doorsnede weerrgeeft van een trap van een compressor volgens de uitvinding ; figuur 2 het gedeelte weergeeft dat in figuur 1 met F2 aangeduid, maar met betrekking met een andere uitvoeringsvorm.
In figuur 1 is een compressortrap van een schroefcompressor weergegeven die in hoofdzaak bestaat uit een behuizing l waarin twee samenwerkende door schroefvormige rotoren gevormde compressorelementen 2 en 3 draaibaar gemonteerd zijn.
Om constructieve redenen bestaat de behuizing 1 uit verschillende delen die, bij voorbeeld door middel van bouten aan elkaar bevestigd zijn.
De behuizing 1 begrenst een binnenste ruimte 4 waarin de roterende compressorelementen 2 en 3 gelegen zijn.
Het roterende compressorelement 2 bestaat uit een schroefvormig lichaam 5 dat op beide uiteinden axiaal van een as 6, respectievelijk 7, voorzien is.
De as 6 is gelagerd in een lager 8 dat in de behuizing 1 gemonteerd is en sluit rechtstreeks of onder tussenkomst van een overbrenging aan op een niet in figuur 1 weergegeven aandrijfmotor.
De as 7 is gelagerd in een kogellager 9 dat in de behuizing 1 geïntegreerd is. Aan de buitenkant van dit kogellager 9 is een ring 10 op de as 7 geklemd.
<Desc/Clms Page number 4>
Het roterende compressorelement 3 bevat op analoge manier een schroefvormig lichaam 11 en op beide uiteinden daarvan een as 12, respectievelijk 13.
De as 12 is aan een zijde gelagerd in een kogellager 14 dat in de behuizing 1 is vastgemaakt. Een klemring 10 is eveneens aan de buitenzijde van dit kogellager 14 op de as 12 geklemd.
De as 13 is aan de andere zijde gelagerd in een lager 15 dat eveneens geïntegreerd is in de behuizing 1.
Deze as 13 strekt zieh met een verlengd uiteinde 13A uit tot voorbij het lager 15, namelijk tot in een kamer 16 die in een eindwand van de behuizing 1 gevormd is en deel uitmaakt van de inlaat 16-17-18 die zich dus over de as 13 uitstrekt.
Het gedeelte 17 van de inlaat stelt de kamer 16 in verbinding met de lagedrukzijde van de ruimte 4, terwijl het gedeelte 18 van de inlaat, dat een kleinere dwarsdoorsnede bezit dat de kamer 16, deze kamer 16 met de buitenkant van de behuizing 1 in verbinding stelt.
In de kamer 16 is op het verlengde uiteinde 13A van de as 13 een lichaam 19 in de vorm van een ronde schijf vastgemaakt die uit cellulair materiaal met open cellen is vervaardigd.
De diameter van het lichaam 19 is kleiner dan de diameter van de kamer 16 maar groter dan de diameter van het gedeelte 18 van de inlaat 18-19-20 die trouwens door het lichaam 19 nagenoeg volledig afgesloten wordt.
<Desc/Clms Page number 5>
Het lichaam 19 bezit een voldoend lage doorstroomweerstand om het samen te persen gas in het bijzonder lucht door te laten.
Dit lichaam 19 bestaat bij voorkeur uit een hard schuim van kunststof, van metaal of van keramisch materiaal.
Een zeer geschikt materiaal voor het lichaam 19 is een schuim uit metaal dat vervaardigd werd door een metaallaag, bij voorbeeld nikkel of nikkel-chroom door middel van een galvanisch procédé op een polyurethaan schuim af te zetten en daarna dit polyurethaan schuim door pyrolyse te verwijderen, of een schuim uit keramisch materiaal dat vervaardigd werd door het afzetten van een keramisch materiaal op een polyurethaan schuim en het daarna thermisch verwijderen van dit polyurethaan schuim, bijvoorbeeld door pyrolyse.
Op de kamer 16 sluit een afvoerkanaaltje 20 aan dat zieh tot buiten de behuizing 1 uitstrekt.
Door de behuizing l strekt zich aan de tegenoverliggende zijde van de inlaat 16-17-18 een uitaat 21 uit voor het samengeperste gas.
De werking van de compressor is eenvoudig en als volgt.
Door de aandrijving wordt via de as 6 het lichaam 5 gewenteld dat op zijn beurt door middel van tandwielen of door rechtstreeks contact het lichaam 11 wentelt.
Het samen te persen gas, eventueel reeds afkomstig van een vorige compressortrap, wordt via de inlaat 16-17-18 in de ruimte 4 gebracht en door de compressorelementen 2 en 3
<Desc/Clms Page number 6>
samengeperst. Het samengeperste gas wordt afgevoerd via de uitlaat 21.
Dit samen te persen gas stroomt daarbij doorheen het volledig in de behuizing 1 geïntegreerde roterende lichaam 19 waar de vochtdeeltjes tegengehouden worden en radiaal uit het lichaam 19 geslingerd worden.
De stroominrichting van het te samen te persen gas is door de pijlen 22 aangeduid.
Deze vochtdeeltjes worden onderaan in de kamer 16 verzameld, hetgeen aangeduid is door de pijlen 23, en via het afvoerkanaaltje 20 afgevoerd.
De hiervoor beschreven compressor vergt dus geen afzonderlijke vochtafscheider. Het lichaam 19 vormt een in de compressortrap geïntegreerde vochtafscheider waardoor het geheel compact en relatief goedkoop is.
Het lichaam 19 kan in plaats van op de as 13 van het compressorelement 3 op de as 6 van het compressorelement 2 gemonteerd worden, in welk geval de inlaat zich over deze as 6 moet uitstrekken.
De compressor waarvan een gedeelte in figuur 2 is weergegeven verschilt van deze weergegeven in figuur 1 doordat middelen voorzien zijn om de stroming van het samen te drukken gas in het lichaam 19 in hoofdzaak in de dwarsrichting naar de as 13 toe te doen stromen.
Deze middelen zijn gevormd door een ringvormig plaatje 24 dat de zijde van het lichaam 19 dat naar het gedeelte 18 van de inlaat 16-17-18 is gericht, afdekt en tegen dit
<Desc/Clms Page number 7>
lichaam bevestigd is, bijvoorbeeld gekleefd, is en door een tweede ringvormig plaatje 25 dat tegen de tegenoverliggende zijde van het lichaam 16 bevestigd is maar slechts het buitenste gedeelte van deze zijde afdekt.
Het samen te persen gas stroomt via het kamer 16 en de buitenste rand van het lichaam 19 in dit lichaam 19 en verlaat dit lichaam nabij de as 13 na afscheiding van de vloeistofdeeltjes die radiaal naar buiten geslingerd worden.
De uitvinding is niet beperkt tot schroefcompressoren maar is ook toepasbaar bij andere compressoren, bij voorkeur met minstens één roterend compressorelement waarop het lichaam kan gemonteerd worden.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen doch dergelijke compressoren kunnen in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Compressor with at least one compressor stage and a moisture separator.
This invention relates to a compressor having at least one compressor stage and a moisture separator, the compressor stage comprising a housing having an inlet for compressed gas and an outlet and comprising at least two co-operating compressor elements mounted in this housing, at least one of which is rotary
EMI1.1
is. In a multi-stage compressor, the gas compressed by a compressor stage and heated by this compression is cooled in an intercooler. In this cooling, the moisture contained in this gas is condensed in the form of moisture particles which are dragged along with the gas to the next compressor stage.
In order to prevent these moisture particles from entering the next compressor stage, a moisture separator is usually placed between the intercooler and the next compressor stage in the known compressors.
However, these separate moisture separators take up a lot of space, are relatively expensive and have a limited separation efficiency.
A moisture separator is also placed in front of the first compressor stage or with a single-stage compressor if moisture can be present in the gas to be compressed.
<Desc / Clms Page number 2>
The object of the present invention is a compressor which excludes the aforementioned and other disadvantages and which enables an efficient separation of moisture from the gas to be compressed in a constructionally simple, compact and relatively inexpensive manner.
This object is achieved according to the invention in that the inlet of the compressor stage is substantially closed by a rapidly rotating open cell cellular material which has a sufficiently low flow resistance for the gas to pass through this gas, but which retains moisture particles and other particles and which radially ejects, which body is integrated in the housing.
Such bodies are already used for separating water from an air stream, but in separate separators.
The body can be driven by the gas stream itself or by an external power source, but preferably the inlet extends over a shaft with which the rotary compressor element is mounted in the housing and the body is fixed on this shaft.
At the location of this body, the inlet can be provided with a widening which forms a chamber in which the ejected moisture is collected.
With the insight to better demonstrate the features of the invention, a preferred embodiment of a compressor having at least one compressor stage and a moisture separator according to the invention is described hereinafter, by way of example without any limiting character, with reference to the accompanying drawings, in which:
<Desc / Clms Page number 3>
figure 1 schematically represents a cross-section of a stage of a compressor according to the invention; figure 2 represents the part indicated by F2 in figure 1, but with reference to another embodiment.
Figure 1 shows a compressor stage of a screw compressor, which mainly consists of a housing 1 in which two co-acting compressor elements 2 and 3 formed by helical rotors are rotatably mounted.
For constructional reasons, the housing 1 consists of different parts which are fastened together, for example by means of bolts.
The housing 1 defines an inner space 4 in which the rotary compressor elements 2 and 3 are located.
The rotary compressor element 2 consists of a helical body 5 which is provided axially at both ends with an axis 6, 7 respectively.
The shaft 6 is mounted in a bearing 8 mounted in the housing 1 and connects directly or through a transmission to a drive motor not shown in figure 1.
The shaft 7 is mounted in a ball bearing 9 which is integrated in the housing 1. A ring 10 is clamped on the shaft 7 on the outside of this ball bearing 9.
<Desc / Clms Page number 4>
The rotary compressor element 3 analogously comprises a helical body 11 and an axis 12 and 13, respectively, at both ends thereof.
The shaft 12 is mounted on one side in a ball bearing 14 fixed in the housing 1. A clamping ring 10 is also clamped to the shaft 12 on the outside of this ball bearing 14.
The shaft 13 is mounted on the other side in a bearing 15 which is also integrated in the housing 1.
This shaft 13 extends with an extended end 13A beyond the bearing 15, namely into a chamber 16 which is formed in an end wall of the housing 1 and forms part of the inlet 16-17-18, which thus extends over the shaft 13.
The section 17 of the inlet communicates the chamber 16 with the low-pressure side of the space 4, while the section 18 of the inlet, which has a smaller cross-section connecting the chamber 16, this chamber 16 with the outside of the housing 1 states.
In the chamber 16, on the extended end 13A of the shaft 13, a body 19 in the form of a round disk made of open cell cellular material is secured.
The diameter of the body 19 is smaller than the diameter of the chamber 16, but larger than the diameter of the portion 18 of the inlet 18-19-20, which, moreover, is almost completely closed off by the body 19.
<Desc / Clms Page number 5>
The body 19 has a sufficiently low flow resistance to allow the gas to be compressed, in particular air, to pass through.
This body 19 preferably consists of a hard foam of plastic, of metal or of ceramic material.
A very suitable material for the body 19 is a foam made of metal, which was made by depositing a metal layer, for example nickel or nickel-chrome, on a polyurethane foam by means of an electroplating process, and then removing this polyurethane foam by pyrolysis, or a ceramic foam made by depositing a ceramic on a polyurethane foam and then thermally removing this polyurethane foam, for example, by pyrolysis.
A drain 20 connects to chamber 16 and extends beyond housing 1.
An outlet 21 for the compressed gas extends through the housing 1 on the opposite side of the inlet 16-17-18.
The operation of the compressor is simple and as follows.
Through the drive, the body 5 is rotated via the shaft 6, which in turn rotates the body 11 by means of gears or by direct contact.
The gas to be compressed, possibly already from a previous compressor stage, is introduced into space 4 via inlet 16-17-18 and through compressor elements 2 and 3
<Desc / Clms Page number 6>
compressed. The compressed gas is vented through the outlet 21.
This compressed gas flows through the rotating body 19 fully integrated in the housing 1, where the moisture particles are retained and flung radially out of the body 19.
The flow device of the gas to be compressed is indicated by arrows 22.
These moisture particles are collected at the bottom of the chamber 16, which is indicated by the arrows 23, and are discharged via the discharge channel 20.
The compressor described above therefore does not require a separate moisture separator. The body 19 forms a moisture separator integrated in the compressor stage, making it completely compact and relatively inexpensive.
The body 19 can be mounted on the shaft 6 of the compressor element 2 instead of on the shaft 13 of the compressor element 3, in which case the inlet must extend over this shaft 6.
The compressor, part of which is shown in Figure 2, differs from that shown in Figure 1 in that means are provided to cause the flow of the compressible gas in the body 19 to flow substantially transversely to the shaft 13.
These means are formed by an annular plate 24 covering the side of the body 19 facing the portion 18 of the inlet 16-17-18 and against this
<Desc / Clms Page number 7>
body is attached, for example glued, and by a second annular plate 25 which is attached to the opposite side of the body 16 but covers only the outer part of this side.
The compressible gas flows through the chamber 16 and the outer edge of the body 19 into this body 19 and exits this body near the axis 13 after separation of the liquid particles which are flung out radially.
The invention is not limited to screw compressors but is also applicable to other compressors, preferably with at least one rotary compressor element on which the body can be mounted.
The present invention is by no means limited to the embodiments described above and shown in the figures, but such compressors can be realized in different variants without departing from the scope of the invention.