<Desc/Clms Page number 1>
Spiraalcompressor.
Deze uitvinding heeft betrekking op een spiraalcompressor
EMI1.1
die in hoofdzaak bestaat uit minstens één stator met minstens één basisplaat en met aan één zijde van deze basisplaat een erop staande spiraalwand die zieh in spiraalvorm uitstrekt en uit minstens één rotor die een basisplaat bevat en op minstens één zijde, namelijk aan de zijde van voornoemde spiraalwand een met deze spiraalwand van de stator samenwerkende spiraalwand vertoont die zieh in spiraalvorm op de laatstgenoemde basisplaat uitstrekt, waarbij tussen de stator en de rotor minstens één afdichting aangebracht is.
In een dergelijke spiraalcompressor wordt de axiale speling tussen de spiraalwanden en de ertegenoverliggende zijde van een basisplaat afgedicht door een vlottende contactafdichting, dit is een zogenaamde tipafdichting die een afdichtingselement bevat dat vlottend in een groef in de spiraalwanden is aangebracht en tegen een tegenloopvlak aansluit.
Voornoemde speling moet in koude toestand voldoende groot zijn om de thermische uitzettingen te kunnen opvangen en kan vergroten onder invloed van de axiale gaskrachten die de basisplaten uit elkaar pogen te drukken.
Een dergelijke contactafdichting is veelal eveneens aanwezig rond of binnen het geheel van de samenwerkende spiraalwanden, tussen de stator en de rotor, namelijk wanneer de in-en/of uitlaatzone van de compressor moet worden afgedicht tegenover de omgeving.
<Desc/Clms Page number 2>
Dit is bijvoorbeeld het geval wanneer de compressor werkt als booster, waarbij er een overdruk in de inlaat aanwezig is, of wanneer de spiraal zich rond een aandrijfmechanisme bevindt dat niet in aanraking mag komen met de compressorlucht zoals bijvoorbeeld bij een tweetrapscompressor, waar de inlaatzone aan de buitenkant van de spiraal en de uitlaatzone aan de binnenkant van de spiraal moeten worden afgedicht.
Deze contactafdichtingen bestaan meestal uit een afdichtingselement dat in een groef in de stator gemonteerd is aangebracht en dat over een tegenloopvlak op de basisplaat van de rotor glijdt.
Voornoemde afdichtingen zijn van groot belang voor de efficiëntie van de compressor gezien de lange lekweg tussen de spiraalwanden en de basisplaten en het feit dat elke lekkage bij de afdichtingen van de inlaat- en uitlaatzones rechtstreeks een debietverlies met zich meebrengt.
Vandaar dat meestal het afdichtingselement met een kracht tegen de ertegenover gelegen basisplaat gedrukt wordt, waarbij deze kracht geleverd wordt door een overdruk onder het afdichtingselement of mechanisch door een veer of elastisch element.
De druk van het afdichtingselement op het tegenloopvlak van de basisplaat veroorzaakt in combinatie met de glijsnelheid van het afdichtingselement over dit tegenloopvlak ten gevolge van de excentrische beweging van de rotor ten opzichte van de stator, slijtage van het afdichtingselement door droge wrijving. Deze slijtage, hangt van voornoemde druk en glijsnelheid af maar ook van de materialen waarin
<Desc/Clms Page number 3>
het afdichtingselement en het tegenloopvlak verwezenlijkt zijn.
Bij bekende compressoren wordt het afdichtingselement vervaardigd uit een relatief zacht, dit is relatief sterk slijtbaar materiaal, zoals polytetrafluorethyleen gevuld met koolstof en grafiet, terwijl het tegenloopvlak van de basisplaat is vervaardigd uit een hard materiaal, zoals geanodiseerd aluminium.
Volgens JP-A-6-137287 wordt op het tegenloopvlak zelfs een met vezels versterkt composietmateriaal aangebracht.
Bij al deze compressoren is het vooral het afdichtingselement dat zal afslijten en relatief snel zal moeten vervangen worden.
Daardoor zijn deze compressoren relatief duur in onderhoud.
De uitvinding heeft een spiraalcompressor als doel die het voornoemde en andere nadelen niet vertoont, en dus minder onderhoud vergt.
Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat minstens één afdichting een tegenloopvlak bevat dat in een materiaal uitgevoerd is dat een relatief beperkte slijtvastheid bezit en dat bij voorkeur minder slijtvast is dan het materiaal van het eventuele afdichtingselement van de afdichting of desgevallend van het materiaal van het ertegen gelegen gedeelte van een basis of het ertegen gelegen top van een spiraalwand.
Hierdoor wordt de wrijvingsenergie uitgesmeerd over een groter oppervlak, namelijk dit van het tegenloopvlak, dat
<Desc/Clms Page number 4>
daarenboven niet kontinu belast is en gemakkelijker te koelen is, wat resulteert in een langere levensduur van de afdichting.
Indien een afdichting rond of binnen de spiraalwanden aanwezig is, is minstens het tegenloopvlak van deze afdichting in dit materiaal met een relatief beperkte slijtvastheid verwezenlijkt.
Bij voorkeur is het tegenloopvlak van de afdichtingen van de spiraalwanden uit dergelijk materiaal met een relatief beperkte slijtvastheid vervaardigd.
Voornoemd materiaal met een relatief beperkte slijtvastheid kan zowel als een bekleding aangebracht zijn als onder vorm van een plaat.
In dit laatste geval kan de plaat vast zijn, bijvoorbeeld ingewerkt in de basisplaat, terwijl de afdichting een vlottend afdichtingselement bevat, maar de plaat kan ook verend ten opzichte van de rest van basisplaat zijn, in welk geval de afdichting een verend, een vast of zelfs geen afdichtingselement kan bezitten.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen zijn hierna als voorbeeld zonder enig beperkend karakter enkele voorkeurdragende uitvoeringen weergegeven van een spiraalcompressor volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur l een doorsnede weergeeft van een spiraal- compressor vervaardigd volgens de uitvinding ; figuur 2 een vooraanzicht weergeeft van de rotor van de spiraalcompressor van figuur 1 ;
<Desc/Clms Page number 5>
figuur 3 op grotere schaal het gedeelte weergeeft van de spiraalcompressor dat in figuur 1 met F3 aangeduid is ; figuur 4 een zieht weergeeft gelijkaardig aan dit van figuur 3 maar met betrekking tot een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding ;
figuur 5 eveneens een vooraanzicht weergeeft analoog aan dit van figuur 2, maar met betrekking tot nog een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding ; figuur 6 een zieht weergeeft analoog aan dit van figuren 3 en 4, maar met betrekking tot de uitvoeringsvorm van figuur 5 ; figuur 7 een zieht weergeeft gelijkaardig aan dit van figuren 3,4 en 6, doch met betrekking tot nog een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding ; figuur 8 een doorsnede weergeeft analoog aan deze van figuur 1, maar met betrekking tot een tweetraps- spiraalcompressor ; figuur 9 een zieht vanaf de zijde van de aandrijfas weergeeft van de rotor van de spiraalcompressor van figuur 8.
De spiraalcompressor zoals weergegeven in de figuren 1 tot 3 bestaat uit een stator 1 en een daarin opgestelde rotor 2, waarbij de stator 1 in hoofdzaak gevormd wordt door een basisplaat 3 en een erop staande spiraalwand 4 die zieh volgens een spiraal uitstrekt, terwijl de rotor 2 eveneens in hoofdzaak bestaat uit een basisplaat 5 en een spiraalwand 6 die zieh aan de zijde van de spiraalwand 4 van de stator in spiraal uitstrekt.
De rotor 2 is door middel van een lager 7 gelagerd op een as 8 die excentrisch gericht staat op de hoofdas 9 die door
<Desc/Clms Page number 6>
middel van lagers 10 gelagerd is in een behuizing 11 waarop de stator 1 is bevestigd.
Tussen de behuizing 11 en de rotor 2 zijn nog één of meer krukassen 12 aangebracht die gelagerd zijn, enerzijds, in een lager 13 in de behuizing 11 en, anderzijds, in een excentrisch ten opzichte ervan gelegen lager 14 in de rotor 2.
Tussen de stator 1 en de rotor 2 zijn drie afdichtingen voorzien, namelijk een afdichting 15 tussen de spiraalwand 4 van de stator 1 en de basisplaat 5 van de rotor 2 ; een afdichting 16 tussen de spiraalwand 6 van de rotor 2 en de basisplaat 3 van de stator 1 ; en een afdichting 17 tussen de uitspringende rand 18 van de basisplaat 3 van de stator en de rand van de basisplaat 5 van de rotor 2.
De afdichting 15 bestaat uit een lintvormig relatief zacht afdichtingselement 19 dat vlottend in een groef aan de top van de spiraalwand 4 is aangebracht en tegen een door het harde oppervlak van de basisplaat 3 gevormde tegenloopvlak 20 aansluit.
De afdichting 16 bestaat uit een lintvormig relatief zacht afdichtingsmateriaal 21 dat vlottend in een groef op de top van de spiraalwand 6 is aangebracht en tegen een door het harde oppervlak van de basisplaat 3 gevormde tegenloopvlak 22 aansluit.
De afdichtingselementen 19 en 21 zijn uit een materiaal vervaardigd dat merkelijk zachter en dus minder slijtvast is dan het geharde, bijvoorbeeld geanodiseerde aluminiumoppervlak van de basisplaten 3 en 5. Ze zijn bijvoorbeeld vervaardigd uit polyfluorkoolstof zoals
<Desc/Clms Page number 7>
polytetrafluorethyleen dat eventueel versterkt is met grafiet of koolstof.
De afdichting 17 bestaat eveneens uit een lintvormig afdichtingselement 23 dat in een groef in de uitstekende rand 18 van de basisplaat 3 is aangebracht en dat tegen een tegenloopvlak 24 aan de basisplaat 5 aansluit, maar het afdichtingselement 23 is relatief hard en relatief slijtvast en in elk geval slijtvaster dan het tegenloopvlak 24, dat een relatief beperkte slijtvastheid bezit en dus minder slijtvast is en gemakkelijker afslijt dan het materiaal van het afdichtingselement 23. Het tegenloopvlak 24 is gevormd door de buitenzijde van een ringvormige tweelagige plaat 25 die in de basisplaat 5 ingewerkt is.
Deze plaat 25 kan zoals weergegeven in figuur 3 uit twee lagen bestaan waarbij de buitenste laag uit een materiaal met een relatief beperkte slijtvastheid bestaat en de binnenste laag uit een harder, vormvast materiaal bestaat en voor een goede bevestiging in de basisplaat 5 dient. Deze binnenste laag rust dan bij voorkeur op elastische elementen 27, bijvoorbeeld 0-ringen.
Deze binnenste laag 25 zou verend kunnen zijn, bijvoorbeeld uit rubber vervaardigd zijn. In dit geval kunnen de dichtingselementen 27 eventueel weggelaten worden.
Het afdichtingselement 23 kan uit metaal, harde kunststof of keramisch materiaal vervaardigd zijn, terwijl de plaat 25 of althans de buitenste laag ervan uit hetzelfde materiaal kan verwezenlijkt zijn als de voornoemde afdichtingselementen 19 en 21.
<Desc/Clms Page number 8>
Door de excentrische beweging van de rotor 2 ten opzichte van de stator 1 voeren de afdichtingselementen 19, 21 en 23 een glijdende beweging uit over hun tegenloopvlak 20, respectievelijk 22 en 24.
De energie van de wrijving die daarbij ontstaat wordt grotendeels omgezet in warmte die opgenomen wordt door de oppervlakten die met elkaar in contact zijn.
Doordat het tegenloopvlak 24 in een materiaal met een kleinere slijtvastheid is verwezenlijkt dan het materiaal waarin het afdichtingselement 23 is verwezenlijkt zal dus vooral het grotere tegenloopvlak afslijten, waardoor het slijtagevolume overeenkomend met de wrijvingsenergie verdeeld wordt over een groter oppervlak wat resulteert in een kleiner verlies in laaggdikte voor een zelfde tijdsduur.
De slijtage zelf is ook geringer aangezien door het groter oppervlak dat afgesleten wordt de gemiddelde energetische belasting ervan lager is en de wrijvingswarmte daarenboven gemakkelijker kan worden afgevoerd via de koudere basisplaat 5. Lagere energetische belasting van het tegenloopvlak 24 en koelere omgeving ervan resulteren in een lagere oppervlaktetemperatuur en dus geringere slijtage.
Hieruit volgt dat de plaat 25 minder snel moet vervangen worden dan het afdichtingselement 23 ook wanneer dit in materiaal met beperkte of kleine slijtvastheid zou uitgevoerd zijn.
Aangezien het afdichtingselement 23 hard en slijtvast is, kan het vervangen worden door een ribbe 26 op de uitstekende rand 18 van de basisplaat 3 van de stator 1, zoals in de uitvoeringsvorm weergegeven in figuur 4. In
<Desc/Clms Page number 9>
plaats van één ribbe 26 kan de rand 18 meerdere ribben bezitten.
Daarbij moet de plaat 25 dan wel verend opgesteld zijn en dus een verende binnenste laag bevatten of, zoals weergegeven in figuur 4, op twee elastische ringvormige dichtingselementen 27 geplaatst zijn die gedeeltelijk in groeven 28 in de basisplaat 5 verzonken zijn.
De ringvormige plaat 25 is dus vlottend opgesteld. De elastische dichtingselementen 27 zorgen voor het lekvrij afdichten aan de achterzijde van de plaat 25.
De groeven 28 voor deze dichtingslementen 27 moet niet erg nauwkeurig zijn zodat zij bij het gieten van de rotor 2 kunnen gevormd worden.
De uitvoeringsvorm zoals weergegeven in de figuren 5 en 6 verschilt verder van de uitvoeringsvorm volgens de figuur 4 doordat niet enkel de afdichting 17 maar ook de afdichtingen 15 en 16 op de hiervoor beschreven manier worden gevormd.
De afdichtingen 15 en 16 bezitten dus geen afdichtingselement in de spiraalwand 4 of 6 maar een verend opgestelde plaat 29, respectievelijk 30, waarvan de buitenzijde het tegenloopvlak 20, respectievelijk 22, vormt.
Deze platen 29 en 30 bestaan uit zieh spiraalvormig uitstrekkende stroken die tussen de windingen van de spiraalwanden 6, respectievelijk 4, zijn gelegen en rusten op twee elastische dichtingselementen 31, respectievelijk 32, in bijvoorbeeld rubber, die in overeenstemmende groeven 33, respectievelijk 34, zijn aangebracht.
<Desc/Clms Page number 10>
Eventueel kunnen de twee elastische dichtingselementen vervangen worden door een elastische laag die even groot is als de platen 29 en 30 en eraan gekleefd of gevulkaniseerd
EMI10.1
is. De spiraalwanden 4 en 6 bezitten een versmalde top waarmee ze tegen de platen 29 of 30 gelegen zijn.
In figuur 5 is de rotor 2 zonder de platen 25 en 29 weergegeven.
Aangezien alle afdichtingen 15,16 en 17 een tegenloopvlak 20,22 of 24 bezitten dat minder slijtvast is dan de toppen van de spiraalwanden 4 of 6 of de ribbe 26 en deze afdichtingen 15,16 en 17 geen afdichtingselement bezitten, en dus in hoofdzaak enkel de platen 25,29 en 30 dit relatief grote tegenloopvlak vormen, afslijten, is de slijtage en dus het onderhoud beperkt.
Deze platen 25,29 of 30 moeten dus merkelijk minder snel vervangen worden dan de lintvormige afdichtingselementen die toegepast worden bij een klassieke constructie van een compressor.
In de uitvoeringsvorm zoals weergegeven in figuur 7 bevat elke afdichting 15,16 en 17 eveneens een plaat 25,29 of 30 die uit een materiaal met een beperkte slijtvastheid is vervaardigd, maar deze platen zijn vast in respectievelijk uitspringende rand 18, de basisplaat 5 en de basisplaat 3 ingewerkt.
Deze afdichtingen 15, 16 en 17 bevatten dan ook elk een harder en slijtvaster lint- of ringvormig vlottend afdichtingselement 19, respectievelijk 21 en 23.
<Desc/Clms Page number 11>
Ook in deze uitvoeringsvorm vindt hoofdzakelijk slijtage van de platen 25,29 en 30 plaats, welke slijtage relatief laag is en over een zeer geringe tijdseenheid materiaal wegneemt, zodat slechts na zeer lange tijd de platen 25,29 en 30 moeten vervangen worden.
In al de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen is de spiraalcompressor een ééntrapscompressor maar het is duidelijk dat de uitvinding ook toepasbaar is op een tweetrapscompressor zoals weergegeven in de figuren 8 en 9.
De rotor 2 bezit niet enkel op één zijde de spiraalwand 6 die samen werkt met de spiraalwand 4 van de stator 1, maar tevens op de andere, aan de kant van de hoofdas 9 gelegen zijde een tweede spiraalwand 6A die samenwerkt met een tweede spiraalwand 4A van de stator 1.
De spiraalcompressor bezit benevens de afdichting 15 tussen de spiraalwand 4 en de basisplaat 5 van de rotor 2, en de afdichting 16 tussen de spiraalwand 6 en een basisplaat 3 van de stator 1, ook een afdichting 15A tussen de spiraalwand 4A en de basisplaat 5 van de rotor 2 en een afdichting 16A tussen de spiraalwand 6A en een tweede basisplaat 3A van de stator 2.
De afdichtingen 15 en 15A, respectievelijk 16 en 16A zijn naargelang de uitvoeringsvorm op dezelfde manier uitgevoerd als de afdichting 15 respectievelijk 16 in de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen.
Niet enkel de basisplaat 3A maar ook de spiraalwand 6A is rond een gedeelte van de behuizing 11 gelegen. Terwijl aan de ene zijde van de rotor 2 de afdichting 17 tussen een op de omtrek van de basisplaat 3 van de stator 1 staande rand
<Desc/Clms Page number 12>
18 en rand van de basis 5 van de rotor 2 is gelegen, is aan de andere zijde van deze rotor 2 een afdichting 17A tussen de basisplaat 3A en een door de spiraalwand 4A omgeven gedeelte van de stator 1.
Ook deze afdichtingen 17 en 17A zijn vervaardigd zoals de afdichting 17 van één van de uitvoeringsvormen volgens de figuren 1 tot 7.
In alle uitvoeringsvormen wordt een uitstekende afdichting verkregen tussen de stator 1 en de rotor 2 en is minder snel onderhoud van de compressor vereist.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke spiraalcompressor kan in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Spiral compressor.
This invention relates to a spiral compressor
EMI1.1
consisting essentially of at least one stator with at least one base plate and with a spiral wall standing on one side of this base plate extending in spiral form and at least one rotor containing a base plate and on at least one side, namely on the side of the aforementioned spiral wall has a spiral wall cooperating with this spiral wall of the stator and which extends in spiral form on the latter base plate, wherein at least one seal is arranged between the stator and the rotor.
In such a spiral compressor, the axial play between the spiral walls and the opposite side of a base plate is sealed by a floating contact seal, this is a so-called tip seal, which contains a sealing element that is arranged in a groove in the spiral walls and which adjoins a counter face.
The aforementioned play must be sufficiently large in the cold state to absorb the thermal expansions and to increase under the influence of the axial gas forces which try to push the base plates apart.
Such a contact seal is often also present around or within the entirety of the co-operating spiral walls, between the stator and the rotor, namely when the inlet and / or outlet zone of the compressor is to be sealed against the environment.
<Desc / Clms Page number 2>
This is the case, for example, when the compressor works as a booster, where there is an overpressure in the inlet, or when the spiral is located around a drive mechanism that must not come into contact with the compressor air, for example with a two-stage compressor, where the inlet zone is the outside of the spiral and the outlet zone on the inside of the spiral must be sealed.
These contact seals usually consist of a sealing element mounted in a groove in the stator and sliding over a counter face on the base plate of the rotor.
The aforementioned seals are of great importance for the efficiency of the compressor due to the long leakage path between the spiral walls and the base plates and the fact that any leakage at the seals of the inlet and outlet zones directly results in a flow loss.
Hence, usually the sealing element is pressed with a force against the opposite base plate, this force being provided by an overpressure under the sealing element or mechanically by a spring or elastic element.
The pressure of the sealing element on the counter face of the base plate in combination with the sliding speed of the sealing element over this counter face due to the eccentric movement of the rotor relative to the stator causes wear of the sealing element by dry friction. This wear depends on the aforementioned pressure and sliding speed, but also on the materials in which
<Desc / Clms Page number 3>
the sealing element and the counter face are realized.
In known compressors, the sealing element is made of a relatively soft, which is relatively highly wearable material, such as polytetrafluoroethylene filled with carbon and graphite, while the counter face of the base plate is made of a hard material, such as anodised aluminum.
According to JP-A-6-137287, a fiber-reinforced composite material is even applied to the counter-running surface.
With all these compressors, it is mainly the sealing element that will wear out and will have to be replaced relatively quickly.
As a result, these compressors are relatively expensive to maintain.
The object of the invention is a spiral compressor which does not have the above and other disadvantages, and therefore requires less maintenance.
According to the invention, this object is achieved in that at least one seal contains a counter-running surface which is made of a material which has a relatively limited wear resistance and which is preferably less wear resistant than the material of the sealing element, if any, or, where appropriate, of the material of the seal. adjacent part of a base or the top of a spiral wall.
As a result, the frictional energy is spread over a larger surface, namely that of the counter-running surface, that
<Desc / Clms Page number 4>
in addition, it is not continuously loaded and is easier to cool, resulting in a longer seal life.
If a seal is present around or within the spiral walls, at least the counter-face of this seal is realized in this material with a relatively limited wear resistance.
The counter-running surface of the seals of the spiral walls is preferably made of such material with a relatively limited wear resistance.
The aforementioned material with a relatively limited wear resistance can be applied both as a coating and in the form of a plate.
In the latter case, the plate can be solid, for example incorporated into the base plate, while the seal contains a floating sealing element, but the plate can also be resilient with respect to the rest of the base plate, in which case the seal is a resilient, a fixed or cannot even have a sealing element.
With the insight to better demonstrate the features of the invention, as an example, without any limitation, some preferred embodiments of a spiral compressor according to the invention are shown, with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 shows a cross section of a spiral compressor manufactured according to the invention; Figure 2 shows a front view of the rotor of the spiral compressor of Figure 1;
<Desc / Clms Page number 5>
figure 3 shows on a larger scale the part of the spiral compressor indicated by F3 in figure 1; Figure 4 depicts a view similar to that of Figure 3 but with respect to another embodiment of the invention;
Figure 5 also shows a front view analogous to that of Figure 2, but with reference to yet another embodiment of the invention; Figure 6 represents a view analogous to that of Figures 3 and 4, but with respect to the embodiment of Figure 5; Figure 7 depicts a view similar to that of Figures 3,4 and 6, but with reference to yet another embodiment of the invention; Figure 8 shows a cross-section analogous to that of Figure 1, but with reference to a two-stage spiral compressor; Figure 9 shows a view from the drive shaft side of the rotor of the spiral compressor of Figure 8.
The spiral compressor as shown in Figures 1 to 3 consists of a stator 1 and a rotor 2 disposed therein, the stator 1 being mainly formed by a base plate 3 and a spiral wall 4 standing on it, which spiral extends, while the rotor 2 also substantially consists of a base plate 5 and a spiral wall 6 which extends in spiral on the side of the spiral wall 4 of the stator.
The rotor 2 is mounted by means of a bearing 7 on a shaft 8 which is eccentrically oriented on the main shaft 9 which
<Desc / Clms Page number 6>
bearings 10 are mounted in a housing 11 on which the stator 1 is mounted.
Between the housing 11 and the rotor 2, one or more crankshafts 12 are mounted, which bearings, on the one hand, in a bearing 13 in the housing 11 and, on the other hand, in an eccentrically located bearing 14 in the rotor 2.
Three seals are provided between the stator 1 and the rotor 2, namely a seal 15 between the spiral wall 4 of the stator 1 and the base plate 5 of the rotor 2; a seal 16 between the spiral wall 6 of the rotor 2 and the base plate 3 of the stator 1; and a seal 17 between the protruding edge 18 of the base plate 3 of the stator and the edge of the base plate 5 of the rotor 2.
The seal 15 consists of a ribbon-like relatively soft sealing element 19 which is arranged in a groove at the top of the spiral wall 4 and which abuts against a counter-surface 20 formed by the hard surface of the base plate 3.
The seal 16 consists of a ribbon-like relatively soft sealing material 21 which is floated in a groove on the top of the spiral wall 6 and which abuts against a counter-face 22 formed by the hard surface of the base plate 3.
The sealing elements 19 and 21 are made of a material which is noticeably softer and thus less abrasion resistant than the hardened, for example, anodized aluminum surface of the base plates 3 and 5. They are, for example, made of polyfluorocarbon such as
<Desc / Clms Page number 7>
polytetrafluoroethylene optionally reinforced with graphite or carbon.
The seal 17 also consists of a ribbon-shaped sealing element 23 which is arranged in a groove in the protruding edge 18 of the base plate 3 and which abuts against a counter face 24 to the base plate 5, but the sealing element 23 is relatively hard and relatively wear-resistant and in any more wear resistant than the counter face 24, which has a relatively limited abrasion resistance and is thus less abrasion resistant and easier to wear than the material of the sealing element 23. The counter face 24 is formed by the outside of an annular bilayer plate 25 incorporated in the base plate 5 .
As shown in figure 3, this plate 25 can consist of two layers, the outer layer of which consists of a material with a relatively limited wear resistance and the inner layer of which is of a harder, dimensionally stable material and serves for a good fixing in the base plate 5. This inner layer then preferably rests on elastic elements 27, for instance O-rings.
This inner layer 25 could be resilient, for instance made of rubber. In this case, the sealing elements 27 can optionally be omitted.
The sealing element 23 can be made of metal, hard plastic or ceramic material, while the plate 25 or at least its outer layer can be made of the same material as the aforementioned sealing elements 19 and 21.
<Desc / Clms Page number 8>
Due to the eccentric movement of the rotor 2 relative to the stator 1, the sealing elements 19, 21 and 23 execute a sliding movement over their counter-running surfaces 20, 22 and 24, respectively.
The energy of the friction that arises thereby is largely converted into heat, which is absorbed by the surfaces in contact with each other.
Since the counter-running surface 24 is realized in a material with a lower wear resistance than the material in which the sealing element 23 is realized, the larger counter-running surface will therefore mainly wear off, whereby the wear volume corresponding to the frictional energy is distributed over a larger surface area, resulting in a smaller loss in layer thickness for the same length of time.
The wear itself is also less since the larger surface area being worn reduces its average energetic load and, in addition, the frictional heat is more easily dissipated via the colder base plate 5. Lower energetic load of the counter face 24 and its cooler environment results in a lower surface temperature and thus less wear.
It follows that the plate 25 has to be replaced less quickly than the sealing element 23, even if it were made of material with limited or low wear resistance.
Since the sealing element 23 is hard and abrasion resistant, it can be replaced by a rib 26 on the protruding edge 18 of the base plate 3 of the stator 1, as in the embodiment shown in Figure 4. In
<Desc / Clms Page number 9>
instead of one rib 26, the edge 18 can have several ribs.
The plate 25 must then be either resiliently arranged and thus contain a resilient inner layer or, as shown in figure 4, be placed on two elastic annular sealing elements 27 which are partly countersunk in grooves 28 in the base plate 5.
Thus, the annular plate 25 is floated. The elastic sealing elements 27 ensure leak-free sealing at the back of the plate 25.
The grooves 28 for these sealing elements 27 should not be very precise so that they can be formed when casting the rotor 2.
The embodiment as shown in Figures 5 and 6 differs further from the embodiment according to Figure 4 in that not only the seal 17 but also the seals 15 and 16 are formed in the manner described above.
The seals 15 and 16 thus do not have a sealing element in the spiral wall 4 or 6, but a resiliently arranged plate 29 and 30, the outside of which forms the counter-running surface 20 and 22, respectively.
These plates 29 and 30 consist of spiral-extending strips located between the windings of the spiral walls 6 and 4, respectively, and rest on two elastic sealing elements 31 and 32, for example, in rubber, which are in corresponding grooves 33 and 34, respectively. applied.
<Desc / Clms Page number 10>
Optionally, the two elastic sealing elements can be replaced by an elastic layer the same size as the plates 29 and 30 and glued or vulcanized
EMI10.1
is. The spiral walls 4 and 6 have a narrowed top with which they lie against the plates 29 or 30.
Figure 5 shows the rotor 2 without the plates 25 and 29.
Since all the seals 15, 16 and 17 have a counter face 20, 22 or 24 which is less wear resistant than the tops of the spiral walls 4 or 6 or the rib 26 and these seals 15, 16 and 17 do not have a sealing element, and thus essentially only plates 25, 29 and 30 form this relatively large counter-surface, wear, wear and thus maintenance is limited.
These plates 25, 29 or 30 therefore have to be replaced noticeably less quickly than the ribbon-like sealing elements used in a conventional compressor construction.
In the embodiment shown in Figure 7, each seal 15,16 and 17 also includes a plate 25,29 or 30 made of a material of limited abrasion resistance, but these plates are fixed in projecting edge 18, the base plate 5 and the base plate 3 incorporated.
These seals 15, 16 and 17 therefore each contain a harder and more wear-resistant ribbon or annular floating sealing element 19, 21 and 23 respectively.
<Desc / Clms Page number 11>
In this embodiment too, wear of the plates 25, 29 and 30 mainly takes place, which wear is relatively low and removes material over a very short time unit, so that the plates 25, 29 and 30 only have to be replaced after a very long time.
In all the embodiments described above, the spiral compressor is a one-stage compressor, but it is clear that the invention can also be applied to a two-stage compressor as shown in Figures 8 and 9.
The rotor 2 not only has the spiral wall 6 on one side which cooperates with the spiral wall 4 of the stator 1, but also on the other side, located on the side of the main axis 9, a second spiral wall 6A which cooperates with a second spiral wall 4A from the stator 1.
In addition to the seal 15 between the spiral wall 4 and the base plate 5 of the rotor 2, and the seal 16 between the spiral wall 6 and a base plate 3 of the stator 1, the spiral compressor also has a seal 15A between the spiral wall 4A and the base plate 5 of the rotor 2 and a seal 16A between the spiral wall 6A and a second base plate 3A of the stator 2.
Depending on the embodiment, the seals 15 and 15A, 16 and 16A, respectively, are designed in the same manner as the seals 15 and 16 in the above-described embodiments.
Not only the base plate 3A, but also the spiral wall 6A is located around a part of the housing 11. While on one side of the rotor 2 the seal 17 is between an edge on the periphery of the base plate 3 of the stator 1
<Desc / Clms Page number 12>
18 and the edge of the base 5 of the rotor 2 is located, on the other side of this rotor 2 there is a seal 17A between the base plate 3A and a part of the stator 1 surrounded by the spiral wall 4A.
These seals 17 and 17A are also manufactured like the seal 17 of one of the embodiments according to figures 1 to 7.
In all embodiments, an excellent seal is obtained between the stator 1 and the rotor 2 and less maintenance of the compressor is required.
The present invention is by no means limited to the embodiments described above and shown in the figures, but such spiral compressor can be realized in different variants without departing from the scope of the invention.