<Desc/Clms Page number 1>
Vloeistofgeïnjecteerde compressor met minstens twee samenwerkende compressorelementen.
Deze uitvinding heeft betrekking op een vloeistofgeïnjecteerde compressor met minstens twee samenwerkende
EMI1.1
compressorelementen die in een behuizing zijn opgesteld en waarvan er minstens één wentelbaar is en met minstens één as in de behuizing gelagerd is, waarbij de compressor voorzien is van een inlaat en een uitlaat die met de binnenkant van de behuizing in verbinding staan.
Bij vloeistofgeïnjecteerde compressoren, in het bijzonder schroefcompressoren, wordt olie of water als smeermiddel tussen de twee compressorelementen gebruikt.
In het samengeperste gas, meestal lucht, bevinden zich dan deeltjes van deze smeervloeistof, hetgeen voor veel toepassingen niet toelaatbaar is.
Vandaar dat op dergelijke bekende compressoren een afscheidingssysteem aansluit om de smeervloeistof van het gecomprimeerde gas te scheiden.
Een dergelijk afscheidingssysteem bevat een drukvat waarop de uitlaat van de compressor tangentieel uitmondt. Door de centrifugaalkrachten treedt een eerste afscheiding op die versterkt wordt door het gravitatie-effect, een gevolg van de verschillende densiteiten van het gas en de smeervloeistof. De verdere afscheiding geschiedt in een coalescentiefilter.
<Desc/Clms Page number 2>
Een dergelijk afscheidingssysteem is volumineus.
Daarenboven moet het drukvat gekeurd worden en verhoogt het als geluidsbron het geluidsniveau van de compressor.
Deze uitvinding heeft een vloeistofgeïnjecteerde compressor als doel die voornoemde nadelen en andere nadelen niet vertoont en dus zonder volumineus afscheidingssysteem toch een effectieve scheiding van het samengeperst gas en de smeervloeistof toelaat.
Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat een as van een wentelbaar compressorelement in de uitlaat in de behuizing gelegen is en op deze as een lichaam, in het bijzonder een schijf, vastgemaakt is uit gasdoorlatend materiaal, die een filter vormt die de uitlaat nagenoeg volledig afsluit en enkel het samengeperst gas doorlaat.
De doorstroomweerstand van dit lichaam voor het samengeperste gas is voldoende laag om het gas onder druk door te laten. Vloeistofdeeltjes daarentegen worden op het lichaam vastgehouden en door zijn rotatie met hoge snelheid radiaal weggeslingerd en opgevangen.
Dit lichaam kan uit cellulair materiaal met open cellen bestaan of uit een borstel.
Bij voorkeur is het lichaam gelegen in een kamer die gevormd is door een verbreding van de uitlaat.
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 vloeistofgeïnjecteerde compressor volgens de uitvinding
<Desc/Clms Page number 3>
beschreven met verwijziging naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch een doorsnede weergeeft van een compressor volgens de uitvinding ; figuur 2 het gedeelte weergeeft dat in figuur 1 met F2 is aangeduid maar met betrekking tot een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding ; figuur 3 het gedeelte uit figuur 2 weergeeft maar met betrekking tot een nog andere uitvoeringsvorm.
In figuur 1 is een ééntrapsschroefcompressor weergegeven die in hoofdzaak bestaat uit een behuizing 1 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, bijvoorbeeld 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.
Via een kanaal 5 wordt smeervloeistof, dit is olie of water, in de ruimte 4 op de compressorelementen 2 en 3 gespoten.
Het roterende compressorelement 2 bestaat uit een schroefvormig lichaam 6 dat op beide uiteinden axiaal van een as 7, respectievelijk 8, voorzien is.
De as 7 is gelagerd in een lager 9 dat in de behuizing 1 gemonteerd is en sluit aan op een niet in figuur 1 weergegeven aandrijving, bijvoorbeeld de uitgaande as van
<Desc/Clms Page number 4>
een motor of van een overbrenging die gemonteerd is in een kast 10 die op de behuizing 1 gemonteerd is.
De as 8 is gelagerd in een kogellager 11 dat in de behuizing 1 geïntegreerd is.
Het roterende compressorelement 3 bevat op analoge manier een schroefvormig lichaam 12 en op beide uiteinden daarvan een as 13, respectievelijk 14.
De as 13 is gelagerd in een lager 15 dat aan de zijde van de kast 10 in de behuizing 1 is vastgemaakt.
De as 14 is aan de andere zijde gelagerd in een kogellager 16 dat geïntegreerd is in de behuizing 1.
Deze as 14 strekt zich met een verlengd uiteinde 14A uit tot voorbij het kogellager 16, namelijk tot in een ronde kamer 17 die in een eindwand van de behuizing 1 gevormd is, welke eindwand aan de zijde van de kogellagers 11 en 16 dikker is dan aan de tegenoverliggende zijde.
Deze kamer 17 maakt deel uit van de uitlaat 17-18-19. Het gedeelte 18 van de uitlaat stelt de kamer 17 in verbinding met de ruimte 4, in het midden van de eindwand aan de hogedrukzijde tussen de lichamen 6 en 12, terwijl het . gedeelte 19 van de uitlaat, dat een kleinere dwarsdoorsnede bezit dat de kamer 17, deze kamer 17 met de buitenkant van de behuizing 1 in verbinding stelt.
In de kamer 17 is op het verlengde uiteinde 14A van de as 14 een lichaam 20 in de vorm van een ronde schijf vastgemaakt dat uit cellulair materiaal met open cellen is vervaardigd.
<Desc/Clms Page number 5>
De diameter van het lichaam 20 is kleiner dan de diameter van de kamer 17 maar groter dan de diameter van het gedeelte 19 van de uitlaat 17-18-19 dat trouwens door het lichaam 20 nagenoeg volledig afgesloten wordt.
Het lichaam 20 bezit een voldoende lage doorstroomweerstand voor gas in het bijzonder lucht om gas of lucht onder druk door te laten.
Dit lichaam 20 bestaat bij voorkeur uit een hard schuim van kunststof, van metaal of van keramisch materiaal.
Een zeer geschikt materiaal voor het lichaam 20 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 17 sluit een vloeistofafvoerkanaaltje 21 aan dat zich tot buiten de behuizing 1 uitstrekt en waarop een leiding naar een koeler kan worden aangesloten.
Door de behuizing 1 strekt zieh aan de tegenoverliggende zijde van de uitlaat 17-18-19 een inlaat 22 uit voor de toevoer van te comprimeren gas aan de ruimte 4.
De werking van de compressor is eenvoudig en als volgt.
<Desc/Clms Page number 6>
Door de aandrijving wordt via de as 7 het lichaam 6 gewenteld dat op zijn beurt het lichaam 12 in rotatie brengt.
Het samen te persen gas wordt via de inlaat 22 in de ruimte 4 gebracht en door de compressorelementen 2 en 3 samengeperst. Het samengeperste gas wordt afgevoerd via de uitlaat 17-18-19 zoals weergegeven door pijlen 23.
Dit gas stroomt daarbij doorheen het volledig in de behuizing 1 geïntegreerde roterende lichaam 20 waar de smeervloeistofdeeltjes die zich in het gas bevinden tegengehouden worden en radiaal uit het lichaam 20 geslingerd worden zoals weergegeven door de pijlen 24.
Deze vloeistofdeeltjes worden onderaan in de kamer 17 verzameld en via het vloeistofafvoerkanaaltje 21 afgevoerd naar een koeler vooraleer opnieuw toegevoegd te worden aan de geïnjecteerde smeervloeistof.
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 samengeperste gas in het lichaam 20 in hoofdzaak naar de as 14 en dus naar de meetkundige rotatieas van het lichaam 20 toe te doen stromen.
Deze middelen zijn gevormd door een ringvormig plaatje 25 dat de zijde van het lichaam 20 dat stroomopwaarts en dus naar het gedeelte 18 van de uitlaat 17-18-19 is gericht, volledig afdekt en tegen dit lichaam 20 bevestigd, bijvoorbeeld gekleefd is, en door een tweede ringvormig plaatje 26 dat tegen de andere zijde van het lichaam 20
<Desc/Clms Page number 7>
bevestigd is maar slechts het buitenste gedeelte van deze zijde afdekt.
Het samengeperste gas stroomt via de kamer 17 van de uitlaat 17-18-19 en de buitenste rand van het lichaam 20 in dit lichaam 20 en verlaat dit laatste nabij de as 14 na afscheiding van de vloeistofdeeltjes, die radiaal naar buiten geslingerd worden.
De uitvoeringsvorm van de ééntrapschroefcompressor weergegeven in figuur 3 verschilt van de uitvoeringsvorm volgens figuur 1 in hoofdzaak door een andere constructie van het lichaam 20.
In plaats van door een schijf van schuim is dit lichaam gevormd door een ronde schijfvormige borstel met nagenoeg radiaal gerichte haren 27.
Deze haren zijn gevat in een kern 28, bijvoorbeeld een U-goot waarin de haren 27 geklemd zitten. Deze kern 28 is op het verlengende uiteinde 14A van de 14 vastgemaakt, bijvoorbeeld vastgelijmd, gesoldeerd of geklemd.
Het samengeperste gas stroomt doorheen de haren 27 die een filter vormen. Vloeistofdeeltjes worden door de borstel tegenhouden en bij rotatie van de as 14 radiaal weggeslingerd en opgevangen in de kamer 17.
De stroming van het gas doorheen het lichaam 20 en dus de haren 27 wordt enigszins in de radiale richting geleid door een ringvormige radiale wand 30 die aan de stroomopwaarts gelegen zijde van dit lichaam 20 op het verlengde uiteinde 14A van de as 14 aangebracht is, terwijl het gedeelte 19
<Desc/Clms Page number 8>
van de uitlaat 17-18-19 enkel centraal op dit lichaam 20 uitgeeft.
Op de compressor moet in geen van de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen een drukvat of dergelijke aangesloten worden voor het afscheiden van smeervloeistof. De vloeistofafscheider die door het roterende lichaam 20 in de kamer 17 wordt gevormd, is volledig geïntegreerd in de behuizing 1 waardoor een compact geheel verkregen wordt dat op een economische manier kan vervaardigd worden.
Een belangrijk bijkomend voordeel dat door deze constructie wordt verkregen is dat het lichaam 20 in sterke mate het geluid dempt zodat het geluidsniveau in de uitlaatleiding die op het gedeelte 19 van de uitlaat aangesloten wordt merkelijk vermindert.
Het lichaam 20 kan in plaats van op een as 14 van het compressorelement 3 op een as 8 van het compressorelement 2 gemonteerd worden, in welk geval de as 8 dan een verlengd uiteinde moet bezitten dat tot in de uitlaat 17-18-19 reikt.
De uitvinding is niet beperkt tot schroefcompressoren maar is ook toepasbaar bij andere vloeistofgeïnjecteerde compressoren in zoverre ze een roterende as in de uitlaat bezitten waarop een cellulair lichaam of een borstel kan gemonteerd worden, zoals bijvoorbeeld een spiraalcompressor.
De compressor kan ook een meertrapscompressor zijn. Een lichaam 20 kan zowel in de uitlaat van de eerste trap als in de uitlaat van de tweede of volgende trap of nog in de uitlaten van alle trappen aangebracht zijn.
<Desc/Clms Page number 9>
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen doch dergelijke vloeistofgeïnjecteerde compressoren kunnen in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Liquid-injected compressor with at least two co-operating compressor elements.
This invention relates to a liquid injected compressor with at least two interacting
EMI1.1
compressor elements arranged in a housing, at least one of which is rotatable and with at least one shaft mounted in the housing, the compressor having an inlet and an outlet communicating with the inside of the housing.
Liquid-injected compressors, especially screw compressors, use oil or water as a lubricant between the two compressor elements.
The compressed gas, usually air, then contains particles of this lubricating liquid, which is not permissible for many applications.
Hence, a separating system connects to such known compressors to separate the lubricating liquid from the compressed gas.
Such a separation system contains a pressure vessel on which the outlet of the compressor opens tangentially. Due to the centrifugal forces, a first separation occurs which is enhanced by the gravitational effect, due to the different densities of the gas and the lubricating liquid. The further separation takes place in a coalescing filter.
<Desc / Clms Page number 2>
Such a separation system is bulky.
In addition, the pressure vessel must be inspected and the noise source increases the noise level of the compressor.
The object of the present invention is a liquid-injected compressor which does not exhibit the above-mentioned drawbacks and other drawbacks and thus still allows effective separation of the compressed gas and the lubricating liquid without a bulky separation system.
This object is achieved according to the invention in that an axis of a rotatable compressor element is located in the outlet in the housing and on this axis a body, in particular a disc, is attached from gas-permeable material, which forms a filter which almost completely covers the outlet and only let the compressed gas pass.
The flow resistance of this body for the compressed gas is sufficiently low to allow the gas to pass under pressure. Liquid particles, on the other hand, are retained on the body and are radially ejected and collected by its high-speed rotation.
This body can be an open cell cellular material or a brush.
Preferably, the body is located in a chamber formed by widening the outlet.
With the insight to better demonstrate the features of the invention, hereinafter, as an example without any limitation, is a preferred embodiment of a liquid-injected compressor according to the invention
<Desc / Clms Page number 3>
described with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 schematically represents a cross-section of a compressor according to the invention; Figure 2 shows the part indicated by F2 in Figure 1 but in relation to another embodiment of the invention; figure 3 represents the part from figure 2 but with regard to yet another embodiment.
Figure 1 shows a single-stage screw compressor consisting mainly of a housing 1 in which two co-operating 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.
Lubricating liquid, which is oil or water, is injected into the space 4 on the compressor elements 2 and 3 via a channel 5.
The rotary compressor element 2 consists of a helical body 6 which is provided axially at both ends with a shaft 7 and 8, respectively.
The shaft 7 is mounted in a bearing 9 mounted in the housing 1 and connects to a drive not shown in figure 1, for example the output shaft of
<Desc / Clms Page number 4>
a motor or of a transmission mounted in a box 10 mounted on the housing 1.
The shaft 8 is mounted in a ball bearing 11 which is integrated in the housing 1.
The rotary compressor element 3 analogously comprises a helical body 12 and an axis 13 and 14, respectively, at both ends thereof.
The shaft 13 is mounted in a bearing 15 which is fixed on the side of the box 10 in the housing 1.
The shaft 14 is mounted on the other side in a ball bearing 16 integrated in the housing 1.
This shaft 14 extends with an extended end 14A beyond the ball bearing 16, namely into a round chamber 17 which is formed in an end wall of the housing 1, which end wall is thicker on the side of the ball bearings 11 and 16. the opposite side.
This chamber 17 is part of the outlet 17-18-19. The portion 18 of the outlet communicates the chamber 17 with the space 4, in the center of the high pressure end wall between the bodies 6 and 12, while it. section 19 of the outlet, which has a smaller cross-section connecting the chamber 17, this chamber 17 with the outside of the housing 1.
In the chamber 17, on the extended end 14A of the shaft 14, a body 20 in the form of a round disk made of open cell cellular material is secured.
<Desc / Clms Page number 5>
The diameter of the body 20 is smaller than the diameter of the chamber 17 but larger than the diameter of the portion 19 of the outlet 17-18-19 which, moreover, is closed almost completely by the body 20.
The body 20 has a sufficiently low flow resistance for gas, in particular air, to pass gas or air under pressure.
This body 20 preferably consists of a hard foam of plastic, of metal or of ceramic material.
A very suitable material for the body 20 is a foam of metal which is made by depositing a metal layer, for example nickel or nickel-chrome, on a polyurethane foam by means of a galvanic 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.
Connected to chamber 17 is a liquid discharge channel 21 which extends outside the housing 1 and to which a conduit to a cooler can be connected.
An inlet 22 extends through the housing 1 on the opposite side of the outlet 17-18-19 for the supply of compressed gas to the space 4.
The operation of the compressor is simple and as follows.
<Desc / Clms Page number 6>
Through the drive, the body 6 is rotated via the shaft 7, which in turn causes the body 12 to rotate.
The gas to be compressed is introduced into space 4 via inlet 22 and is compressed by compressor elements 2 and 3. The compressed gas is vented through the outlet 17-18-19 as shown by arrows 23.
This gas then flows through the rotating body 20 fully integrated in the housing 1, where the lubricating liquid particles contained in the gas are retained and flung radially out of the body 20 as shown by the arrows 24.
These liquid particles are collected at the bottom of the chamber 17 and discharged via the liquid discharge channel 21 to a cooler before being added again to the injected lubricating liquid.
The compressor, part of which is shown in Figure 2, differs from that shown in Figure 1 in that means are provided to direct the flow of the compressed gas in the body 20 mainly to the axis 14 and thus to the geometric axis of rotation of the body 20 make it flow.
These means are formed by an annular plate 25 which completely covers the side of the body 20 which faces upstream and thus towards the portion 18 of the outlet 17-18-19 and which is fixed, for example glued, against this body 20 and a second annular plate 26 which is against the other side of the body 20
<Desc / Clms Page number 7>
but only covers the outer part of this side.
The compressed gas flows through the chamber 17 of the outlet 17-18-19 and the outer edge of the body 20 into this body 20 and leaves the latter near the shaft 14 after separation of the liquid particles, which are flung out radially.
The embodiment of the single-stage screw compressor shown in Figure 3 differs from the embodiment according to Figure 1 mainly by a different construction of the body 20.
Instead of a foam disc, this body is formed by a round disc-shaped brush with substantially radially directed bristles 27.
These hairs are contained in a core 28, for example a U-channel in which the hairs 27 are clamped. This core 28 is attached to the extension end 14A of the 14, for example, glued, soldered or clamped.
The compressed gas flows through the hairs 27 which form a filter. Liquid particles are retained by the brush and flung radially away from the shaft 14 and collected in the chamber 17.
The flow of the gas through the body 20 and thus the bristles 27 is guided somewhat in the radial direction through an annular radial wall 30 disposed on the upstream side of this body 20 on the extended end 14A of the shaft 14, while the part 19
<Desc / Clms Page number 8>
from the outlet 17-18-19 only issues centrally on this body 20.
In none of the above-described embodiments should a pressure vessel or the like be connected to the compressor for separating lubricating liquid. The liquid separator formed by the rotating body 20 in the chamber 17 is fully integrated in the housing 1, whereby a compact whole is obtained which can be manufactured economically.
An important additional advantage obtained by this construction is that the body 20 strongly dampens the sound, so that the sound level in the exhaust pipe connecting to the part 19 of the exhaust is markedly reduced.
The body 20 can be mounted on a shaft 8 of the compressor element 2 instead of on a shaft 14 of the compressor element 3, in which case the shaft 8 must then have an extended end that extends into the outlet 17-18-19.
The invention is not limited to screw compressors, but is also applicable to other liquid-injected compressors in that they have a rotary shaft in the outlet on which a cellular body or a brush can be mounted, such as, for example, a spiral compressor.
The compressor can also be a multi-stage compressor. A body 20 can be arranged either in the outlet of the first stage or in the outlet of the second or next stage or in the outlets of all stages.
<Desc / Clms Page number 9>
The present invention is by no means limited to the embodiments described above and shown in the figures, but such liquid-injected compressors can be realized in different variants without departing from the scope of the invention.