BE1011124A3

BE1011124A3 - Spiraalcompressor.

Info

Publication number: BE1011124A3
Application number: BE9700372A
Authority: BE
Original assignee: Atlas Copco Airpower Nv
Priority date: 1997-04-22
Filing date: 1997-04-22
Publication date: 1999-05-04

Abstract

Spiraalcompressor die minstens één rotor (4) bevat die wentelbaar is ten opzichte van minstens één stator (1), waarbij de rotor (4) en de stator (1) elk voorzien zijn van een bodemplaat (5 respectievelijk 2) waarop minstens één spiraal (6 respectievelijk 3) aangebracht is, daardoor gekenmerkt dat van de rotor (4) minstens een gedeelte van een zijde van de bodemplaat (5), namelijk minstens het tegenvlak (B) dat zich tegenover een spiraal (3) van de stator (1) beweegt, chemisch vernikkeld is.

Description

Spiraalcompressor.

Deze uitvinding betreft een spiraalcompressor die minstens één rotor bevat die wentelbaar is ten opzichte van minstens één stator, waarbij de rotor en de stator elk voorzien zijn
EMI1.1
van een bodemplaat waarop minstens één spiraal aangebracht is. Het is evident dat de rotor ten opzichte van de stator axiaal afgedicht moet worden en drukverschillen van 2 tot 3 bar moeten opgevangen worden.

Bij de meeste bekende olievrije spiraalcompressoren geschiedt deze axiale afdichting door een afdichtingsstrook, bijvoorbeeld van PTFE, die in een groef op de top van de spiralen is aangebracht en over de tegenoverliggende bodemplaat glijdt, met een glijsnelheid die kan variëren van 1, 3 tot 3 m/s.

Om een voldoende levensduur van deze afdichtingsstroken te verzekeren, is het noodzakelijk bepaalde kritische parameters zoals de ruwheid van het oppervlak van de bodemplaat waarover ze glijden, binnen bepaalde grenzen te houden.

Een van deze parameters is de oppervlakteruwheid van het tegenvlak waartegen de afdichtingsstroken gelegen zijn en waarover ze glijden.

In de meeste bekende spiraalcompressoren zijn zowel de stator als de rotor uit een aluminium gietlegering vervaardigd, naargelang het geval onder lage druk of onder hoge druk.

Voornoemd tegenvlak moet evenwel een relatief hoge hardheid bezitten die niet kan bereikt worden door de gegoten stukken.

Vandaar dat de stator en de rotor aan een oppervlaktebehandeling, meestal een hardanodisatie onderworpen worden om een voldoend hard tegenvlak te leveren.

Hardanodisatie biedt evenwel het nadeel dat bij de meeste gietlegeringen de oppervlakteruwheid aanzienlijk toeneemt en bijvoorbeeld van Ra=08 micrometer tot Ra=2 micrometer.

De beste resultaten wat betreft de slijtage van de strookafdichtingen wordt verkregen bij een zeer lage oppervlakteruwheid die nog lager is dan die van het gegoten en bewerkte stuk. Deze lage oppervlakteruwheid kan enkel verkregen worden door na de hardanodisatie een bijkomende nabewerking uit te voeren, hetgeen de kostprijs van de spiraalcompressor sterk verhoogt.

Deze uitvinding heeft een spiraalcompressor als doel die deze nadelen niet biedt en waarbij dus de tegenvlakken voor de strookafdichtingen niet alleen relatief hard zijn maar toch een kleine oppervlakteruwheid bezitten.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat van de rotor minstens een gedeelte van een zijde van de bodemplaat, namelijk minstens het tegenvlak dat zich tegenover een spiraal van de stator beweegt, chemisch vernikkeld is.

Ook van de stator is bij voorkeur minstens een gedeelte van een zijde van de bodemplaat, namelijk minstens het

tegenvlak waarover zich een spiraal van de rotor beweegt, chemisch vernikkeld.

Bij voorkeur zijn ook de flanken van de spiraal van de rotor en eventueel van de stator chemisch vernikkeld.

De vernikkeling vormt bij voorkeur een laag met een dikte van 20 micrometer.

Indien de spiraal tegenover een vernikkeld tegenvlak op zijn uiteinde van een afdichtingsstrook voorzien is, kan deze afdichtingsstrook vervaardigd zijn uit een fluor-koolwaterstof, in het bijzonder uit polytetrafluorethyleen met bijvoorbeeld een vulling van tot 30 gew% koolstof.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een spiraalcompressor volgens de uitvinding beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 een doorsnede weergeeft van een spiraalcompressor volgens de uitvinding ; figuur 2 een vooraanzicht weergeeft van de rotor uit de spiraalcompressor van figuur 1.

De spiraalcompressor weergegeven in figuur 1 is een ééntrapscompressor met een stator 1 bestaande uit een bodemplaat 2 en aan één zijde daarvan een erop staande spiraal 3, en met een rotor 4 bestaande uit een bodemplaat 5 en een aan één zijde, namelijk de naar voornoemde spiraal 3 gerichte zijde, op deze bodemplaat 5 staande spiraal 6 die met de spiraal 3 samenwerkt.

De bodemplaat 5 van de rotor 4 is aan zijn van de spiraal 6 afgekeerde zijde van een kraag 7 voorzien die door middel van een lager 8 gelagerd is rond een as 9 die excentrisch aangebracht is op een hoofdas 10 die door middel van lagers 11 gelagerd is in een behuizing 12 die aan de tegenoverliggende zijde van deze hoofdas 10 afgesloten is door voornoemde bodemplaat 2 van de stator 1.

Naast de kraag 7 is de bodemplaat 5 nog met de behuizing 12 verbonden door middel van krukasjes 13 waarvan de uiteinden in lagers 14 en 15 gelagerd zijn die respectievelijk op de bodemplaat 5 en in de behuizing 12 aangebracht zijn.

De bodemplaat 2 is aan de buitenomtrek van de spiraal 3 van een toevoeropening 16 voorzien en in het midden van een uitlaatopening 17 voorzien.

De spiralen 3 en 6 zijn op hun uiteinde van een groef voorzien waarin een afdichtingsstrook 18 is ingewerkt.

Deze afdichtingsstrook 18 is van fluor-koolwaterstof en bij voorkeur van PTFE, met een vulling van koolstof die tot 30 gew% kan bedragen.

Met haar afdichtingsstrook 18 komt de spiraal 3 tegen een tegenvlak A dat door een zijde van de bodemplaat 5 tussen en rond de spiraal 6 gevormd is.

Op analoge manier komt de spiraal 6 met haar afdichtingsstrook 18 tegen een tegenvlak B dat door een zijde van de bodemplaat 2, tussen en rond de spiraal 3 gevormd is.

Rond de spiraal 3 vertoont de bodemplaat 2 een rand 19 die ten opzichte van voornoemd tegenvlak A even hoog is als de spiraal 3. Deze rand 19 is over de volledige omtrek rond de spiraal 3 van een groef voorzien waarin eveneens een afdichtingsstrook 20 van hetzelfde materiaal als de afdichtingsstrook 18 aangebracht is.

Met deze afdichtingsstrook 20 komt de rand 19 tegen een tegenvlak C dat door een rond de spiraal 6 gelegen strook van een zijde van de excentrisch bewegende bodemplaat 5 van de rotor 4 gevormd is.

Volgens de uitvinding is minstens het tegenvlak B chemisch vernikkeld. Indien de stator 1 een lagere wandtemperatuur heeft dan de rotor 4 kan dit bijvoorbeeld voldoende zijn.

De stator 1 kan dan geanodiseerd zijn.

In een voorkeurdragende uitvoering is evenwel ook het tegenvlak A vernikkeld en zelfs het tegenvlak C is bij voorkeur ook chemisch vernikkeld. In de praktijk kan dus de volledige naar de spiraal 3 gekeerde zijde van de bodemplaat 5 chemisch vernikkeld zijn.

In een variante van de uitvinding zijn ook de flanken van de spiralen 3 en 6 chemisch vernikkeld.

In al deze gevallen werd vernikkeld door onderdompeling in een oplossing van nikkelsulfaat en natriumhyposfosfiet bij een badtemperatuur van ongeveer 95 C.

Door katalytische neerslag werd een laag verkregen met een gelijkmatige laagdikte van 20 micrometer die zeer getrouw het oppevlak van het behandelde voorwerp volgt met een nauwkeurigheid van ongeveer 2 micrometer. Deze laag werd

verkregen zonder opruwing van het oppervlak en met een Vickers hardheid van Hv 500.

Door het vernikkelen neemt de levensduur van afdichtingsstroken en van de compressor sterk toe.

Het is duidelijk dat de spiraalcompressor niet noodzakelijk een ééntrapscompressor moet zijn. De uitvinding is ook toepasbaar op een meertrapscompressor waarbij dan sommige of alle tegenvlakken waarover een afdichtingsstrook beweegt chemisch vernikkeld zijn.

Onderhavige uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de hieraan toegevoegde tekeningen weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke spiraalcompressor kan in verschillende varianten worden uitgevoerd zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Conclusies.

1. - Spiraalcompressor die minstens één rotor (4) bevat die wentelbaar is ten opzichte van minstens een stator (1), waarbij de rotor (4) en de stator (1) elk voorzien zijn van een bodemplaat (5 respectievelijk 2) waarop minstens één spiraal (6 respectievelijk 3) aangebracht is, daardoor gekenmerkt dat van de rotor (4) minstens een gedeelte van een zijde van de bodemplaat (5), namelijk minstens het tegenvlak (B) dat zich tegenover een spiraal (3) van de stator (1) beweegt, chemisch vernikkeld is.

2.-Spiraalcompressor volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat ook van de stator (1) minstens een gedeelte van een zijde van de bodemplaat (2), namelijk minstens het tegenvlak (A) waarover een spiraal (6) van de rotor (4) zich beweegt chemisch vernikkeld is.

3.-Spiraalcompressor volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat ook de flanken van de spiraal (6) van de rotor (4) chemisch vernikkeld zijn.

4.-Spiraalcompressor volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat ook de flanken van de spiraal (3) van de stator (1) chemisch vernikkeld zijn.

5.-Spiraalcompressor volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat vernikkeld wordt met een laag met een dikte van ongeveer 20 micrometer.

6.-Spiraalcompressor volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de spiraal (3 of 6) tegenover een <Desc/Clms Page number 8> vernikkeld tegenvlak (B of A) op zijn uiteinde van een afdichtingsstrook (18) voorzien is die vervaardigd is uit een fluor-koolwaterstof.

7.-Spiraalcompressor volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de afdichtingsstrook (18) uit polytetrafluorethyleen vervaardigd is met bijvoorbeeld een vulling van tot 30 gew% koolstof.

8.-Spiraalcompressor volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de stator (1) van een rand (19) voorzien is rond de spiraal (3) met nagenoeg dezelfde hoogte als deze spiraal (3), in deze rand (19) een afdichtingsstrook (20) aangebracht is en de bodemplaat (5) van de rotor (4) met een strook tegenover deze rand (19) is gelegen, waarbij minstens een gedeelte van deze strook, namelijk minstens het gedeelte dat een tegenvlak (C) voor de afdichtingsstrook (20) vormt, chemisch vernikkeld is.

9.-Spiraalcompressor volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dat de volledige naar een spiraal (3) van de stator (1) gerichte zijde van de bodemplaat (5) van de rotor (4) vernikkeld is.