BE1014326A3

BE1014326A3 - Spiraalcompressor.

Info

Publication number: BE1014326A3
Application number: BE2001/0527A
Authority: BE
Inventors: Jozef Albert Gustaaf Doucet; Wim Emelie Jozef Deplus; Albert Frans Blondine Omblets
Original assignee: Atlas Copco Airpower Nv
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2003-08-05

Abstract

De uitvinding betreft een spiraalcompressor die een behuizing (1) met de vaste spiraal (2) bevat ; een in deze behuizing (1) draaibare rotor (4) voorzien van een met de vaste spiraal (2) samenwerkende beweegbare spiraal (6); een krukas (7) die een hoofdas (8) bezit die in de behuizing (1) is gelagerd en een excentrisch ten opzichte van de hoofdas (8) gelegen krukpen (10) die in de rotor (4) is gelagerd. Tussen de draaibare rotor (4) en de behuizing (1) is een Oldham ring (15) aanwezig die zich met minstens een gedeelte zonder speling in axiale richting tussen de rotor (4) en de behuizing (1) bevindt.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Spiraalcompressor. 



  De uitvinding heeft betrekking op een spiraalcompressor die   een behuizing met een eerste vaste spiraal bevat ; in   deze behuizing draaibare rotor voorzien van een met de   vaste spiraal samenwerkende tweede spiraal ; krukas die   een hoofdas bezit die in de behuizing is gelagerd en een excentrisch ten opzichte van de hoofdas gelegen krukpen die onder tussenkomst van een lager in de rotor is gelagerd, waarbij aan de zijde van de krukas, een Oldham ring aanwezig is tussen de draaibare rotor en de behuizing, om het draaien van de rotor op zichzelf rond zijn centrum te beletten zonder een cirkelvormige beweging ervan rond de omwentelingsas van de hoofdas te beletten. 



  Het gebruik van een Oldham ring of koppeling in een spiraalcompressor die ervoor zorgt dat de rotatie op zich van de rotor en bijgevolg de beschadiging van de spiralen wordt vermeden, is algemeen gekend. 



  Een dergelijke Oldham ring bevat een basisring waarop, in axiale richting, aan de zijde van de behuizing, een eerste paar tanden is aangebracht dat diametraal tegenover elkaar is gelegen en dat in geleidingsgroeven van de behuizing is gelegen. Aan de zijde van de rotor is de basisring voorzien van een tweede paar gelijkaardige tanden dat, ten opzichte van de positie van het eerste stel tanden, over 90  is verschoven en dat op zijn beurt in geleidingsgroeven van de rotor is gelegen. 



  Op deze manier kan de rotor een cirkelvormige beweging 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 beschrijven rond de omwentelingsas van de krukas zonder op zichzelf rond zijn centrum te draaien. 



  Tijdens de werking van de spiraalcompressor zal het samengeperste gas een axiale kracht uitoefenen op de rotor. 



  Indien deze kracht niet wordt opgevangen, zou de rotor zich axiaal in de behuizing verplaatsen onder invloed van deze kracht, waardoor lekken zouden ontstaan tussen de randen van de spiraal van de rotor en basisplaat van de vaste spiraal. 



  Bij de bekende spiraalcompressoren worden deze axiale krachten opgevangen door een gedeelte van het samengeperste gas tussen de rotor en de behuizing toe te voeren of door een drukring die zonder speling aan de zijde van de krukas tussen de rotor en de behuizing aangebracht is. 



  De Oldham ring is met deze bekende spiraalcompressoren met een speling tussen de rotor en de behuizing aangebracht. 



  Door de extra maatregelen die nodig zijn om de axiale krachten op te vangen, zijn deze bekende spiraalcompressoren ingewikkeld van constructie. 



  De uitvinding beoogt een spiraalcompressor die deze nadelen niet bezit en eenvoudig is van constructie. 



  Hiertoe is de Oldham ring in axiale richting met minstens een gedeelte zonder speling tussen de rotor en de behuizing aangebracht. 



  De Oldham ring vervult tevens de functie van drukring, 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 waardoor hij de axiale krachten kan opvangen. Het aantal onderdelen is kleiner en/of een extra bewerking van de rotor of van de behuizing voor het monteren van de drukring is overbodig. 



  Bij voorkeur bestaat het gedeelte van de Oldham ring dat zonder speling tussen de rotor en de behuizing is aangebracht minstens uit de basisring. 



  Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een spiraalcompressor volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen waarin: 
Figuur 1 een doorsnede weergeeft van een spiraal- compressor volgens de uitvinding; 
Figuur 2 op grotere schaal het gedeelte van figuur 1 weergeeft dat is aangeduid met F2; 
Figuur 3 de Oldham ring van de figuren 1 en 2 in perspectief weergeeft;

   In de figuren 1 en 2 is een spiraalcompressor weergegeven die in hoofdzaak bestaat uit een behuizing 1 met een eerste vaste spiraal 2 op een vlak gedeelte 3 van haar binnenzijde ; een in deze behuizing 1 draaibare rotor 4 die een vlakke basisplaat 5 bevat met daarop een tweede beweegbare spiraal 6 die met de voornoemde vaste spiraal 2 samenwerkt ; en een krukas 7, bestemd om met een niet in de figuren weergegeven motor gekoppeld te worden, voor het aandrijven van de rotor 4. 



  De behuizing 1 bestaat om constructieve redenen uit twee 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 gedeelten lA en 1B die onder tussenkomst van een afdichtingsring tegen elkaar bevestigd zijn, waarbij de basisplaat 5 en de spiraal 6 in het ene gedeelte lA zijn gelegen en waarbij de krukas 7 in het andere gedeelte 1B is aangebracht. 



  Deze krukas 7 bestaat uit een hoofdas 8 die door middel van kogellagers 9 in het gedeelte 1B gelagerd is en uit een krukpen 10 die zich op een uiteinde parallel aan, maar excentrisch ten opzichte van de hoofdas 8, uitstrekt en door tussenkomst van een rollager 11 omringd is door een op de rugzijde 12 van de basisplaat 5 staande kraag 13. 



  Voor de balans van de krukas 7 en de rotor 4 is een tegengewicht 14 excentrisch ten opzichte van de omwentelingsas van de krukas 7 en diametraal tegenover de krukpen 10 aan de hoofdas 8 bevestigd. 



  Een Oldham ring 15 bevindt zich tussen de rugzijde 12 van de basisplaat 5 van de rotor 4 en de bodem 16 van een uitholling 17 in het gedeelte 1B van de behuizing 1. 



  Zoals in detail in figuur 3 is weergegeven, bevat deze Oldham ring 15 een basisring 18 met op de ene vlakke zijde twee diametraal tegenover elkaar gelegen tanden 19, en op de andere vlakke zijde twee diametraal gelegen tanden 20 die over 90  ten opzichte van de tanden 19 verschoven zijn. 



  De tanden 19 bevinden zich elk verschuifbaar in een ten opzichte van de as van de krukpen 10 radiaal gerichte geleidingsgroef 21 in de basisplaat 5 van de rotor 4. 



  De tanden 20 bevinden zich elk verschuifbaar in een 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 geleidingsgroef 22, die in het gedeelte 1B uitgewerkt is en waarvan de lengterichting radiaal gericht is ten opzichte van de hoofdas 8. 



  De basisring 18 is passend aangebracht en dus zonder speling in de uitholling 17 tussen de bodem 16 ervan en de rugzijde 12 van de rotor 4, en houdt dus zowel bij stilstand als bij werking van de schroefcompressor de basisplaat 5 op afstand van deze bodem 16. 



  Wanneer de krukas 7 aangedreven wordt door een niet in de figuren weergegeven motor, voert de rotor 4, meegenomen door de beweging van de krukpen 10, een cirkelvormige beweging uit rond de omwentelingsas van de krukas 7. 



  Door deze beweging wordt een samendrukbaar gas, bijvoorbeeld lucht, via een inlaatopening 23 in de behuizing 1, tussen de buitenste windingen van de spiralen 2 en 6 gezogen en samengeperst, waarna het samengeperste gas naar buiten geduwd wordt doorheen een uitlaatopening 24 die aansluit op het midden van de vaste spiraal 2. 



  De Oldham ring 15 die met zijn tanden 19 en 20 in de geleidingsgroeven 21 en 22 grijpt, maakt een rechtlijnige heen en weergaande beweging ten opzichte van het gestel 1 en de rotor 4, zodat de rotor 4 een cirkelvormige beweging kan beschrijven, maar belet tevens een rotatiebeweging van de rotor 4. 



  De axiale krachten die tijdens de compressie door het samengeperste gas op de rotor 4 worden uitgeoefend, worden opgevangen door de Oldham ring 15, meer bepaald door de 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 basisring 18 die zonder speling tussen de rugzijde 12 van de basisplaat 5 en de bodem 16 van de uitholling 17 in het gedeelte 1B aanwezig is en die elke axiale verplaatsing van de rotor 4 in de richting van de krukas 7 ten opzichte van de behuizing 1 belet. 



  De rotor 4 steunt axiaal op de basisring 18 die zelf axiaal op het gedeelte 1B van de behuizing 1 steunt. 



  Tijdens de rotatie van de rotor 4, voert de Oldham ring 15 zowel ten opzichte van de voornoemde rugzijde 12 als ten opzichte van de voornoemde bodem 16 een relatieve beweging uit, waarbij de vlakke zijden van de basisring 18 met deze rugzijde 12 en bodem 16 in contact komen. 



  Om slijtage te beperken en de levensduur te verlengen, worden de materialen van de rotor 4 en van de Oldham ring 15 zorgvuldig gekozen en worden de vlakke zijden van de basisring 18 eventueel op een speciale manier bewerkt of van een speciale afwerking of coating voorzien. 



  De Oldham ring 15 kan uit composietmateriaal, dit is met vezels versterkte kunststof, vervaardigd zijn of uit metaal, bijvoorbeeld uit een metaal zoals gebruikt in lagers of uit een gietijzer. 



  Indien de Oldham ring 15 uit metaal is vervaardigd, zal door het veroorzaken van een olienevel in de ruimte tussen de basisplaat 5 en het gedeelte 1B, een oliefilm op deze vlakke zijden worden gevormd. 



  Hiertoe wordt olie in voornoemde ruimte waarin zich de 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 Olham ring 15 bevindt, geïnjecteerd via een kanaal 25 dat in het gedeelte 1B van de behuizing 1 is aangebracht en uitmondt in de uitholling 17, meer bepaald in het centrale gedeelte 17A daarvan waarin de kraag 13 en het tegengewicht 14 zijn gelegen. Via dit kanaal 25 wordt olie gespoten op het ronddraaiende tegengewicht 14, hetgeen een goede verspreiding van de olie naar de rest van de uitholling 17 en dus naar de bewegende Oldham ring 15 verzekert. 



  De randen van de basisring 18 en de randen van de eindvlakken van de tanden 19 en 20 zijn bij voorkeur een weinig afgerond. 



  De rotor 4 kan uit een ander materiaal vervaardigd zijn dan de Oldham ring 15, bijvoorbeeld uit aluminium. 



  De Oldham ring 15 oefent dus tegelijk een dubbele functie uit, namelijk het beletten van de rotatie van de rotor 4 en het opvangen van de axiale krachten, zodat geen extra middelen voor deze laatste functie nodig zijn, en de constructie van de spiraalcompressor dus relatief eenvoudig is. 



  De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuur weergegeven uitvoeringsvorm, doch dergelijke spiraalcompressor kan in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Conclusies. l.- Spiraalcompressor die een behuizing (1) met de vaste spiraal (2) bevat ; in deze behuizing (1) draaibare rotor (4) voorzien van een met de vaste spiraal (2) samenwerkende beweegbare spiraal (6) ; een krukas (7) die een hoofdas (8) bezit die in de behuizing (1) is gelagerd en een excentrisch ten opzichte van de hoofdas (8) gelegen krukpen (10) die onder tussenkomst van een lager (11) in de rotor (4) is gelagerd, waarbij een Oldham ring (15) aanwezig is tussen de draaibare rotor (4) en de behuizing (1) om het draaien van de rotor (3) op zichzelf rond zijn centrum te beletten zonder een cirkelvormige beweging ervan rond de omwentelingsas van de hoofdas (8) te beletten, daardoor gekenmerkt dat de Oldham ring (15) zich met minstens een gedeelte zonder speling in axiale richting tussen de rotor (4) en de behuizing (1) bevindt.
2. - Spiraalcompressor volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat het gedeelte van de Oldham ring (15) dat zonder speling tussen de rotor (4) en de behuizing (1) aangebracht is minstens uit de basisring bestaat.
3.- Spiraalcompressor volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de Oldham ring (15) uit gietijzer vervaardigd is.
4. - Spiraalcompressor volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de Oldham ring (15) met olie gesmeerd is.
5.- Spiraalcompressor volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de Oldham ring (15) uit versterkte kunststof <Desc/Clms Page number 9> vervaardigd is.
6. - Spiraalcompressor volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat behuizing (1) uit aluminium is vervaardigd.
7. - Spiraalcompressor volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat in de wand van de behuizing (1) een kanaal (25) voor olie-injectie is aangebracht dat uitmondt in een centraal gedeelte (17A) van de uitholling (17) in een gedeelte (1B) van de behuizing (1), in welke uitholling (17) zich ook de Oldham ring (15) bevindt.
8. - Spiraalcompressor volgens conclusie 7, daardoor gekenmerkt dat in het centraal gedeelte (17A) van de uitholling (17) en diametraal tegenover de krukpen (10) op de hoofdas (8) een tegengewicht (14) is bevestigd en het kanaal (25) voor de olie-injectie tegenover het ronddraaiende tegengewicht (14) in voornoemd centraal gedeelte (17A) van de uitholling (17) uitmondt.