BE1029442B1 - Element voor het samenpersen van een gas en werkwijze voor het regelen van dergelijk element - Google Patents

Abstract

Een element voor het samenpersen van gas met een behuizing (2) met een inlaat (3) en uitlaat (4), welke behuizing (2) een compressiekamer (5) met een op de uitlaat aangesloten uitlaatpoort (7) omsluit, waarbij in de compressiekamer (5) een rotor (8) is gemonteerd zodat de compressiekamer (5) verdeeld wordt in werkingskamers, waarbij het element (1) voorzien is van een doorgang (10) tussen de uitlaat en een werkingskamer in de compressiekamer (5) die niet in aangrenzend contact is met de uitlaatpoort (7), welke doorgang (10) voorzien is van een overdrukklep (11) om de doorgang (10) te openen wanneer een drukverschil tussen de werkingskamer en de uitlaat (4) een ingestelde waarde overstijgt, daardoor gekenmerkt dat de overdrukklep (11) een kleplichaam (12) omvat dat een bufferruimte (13) omsluit met een veranderlijk volume dat via een vernauwing (14) in fluïdumcontact staat met de uitlaat, waardoor dit volume verkleint en gas uit de bufferruimte (13) via het vernauwing (14) naar de uitlaat vloeit bij opening van de doorgang (10).

Description

Element voor het samenpersen van een gas en werkwijze voor het regelen van dergelijk element 3 De huidige uitvinding heeft betrekking op een element voor net samenpersen van cen gas en een werkwijze voor het regelen van een dergelijk element.

Meer specifiek heeft de uitvinding betrekking op een element voor hel samenpersen van een gas met een behuizing die een compressiekamer omsluit, waarbij de compressiekamer door een rotor verdeeld wordt in opeenvolgende werkingskamers, waarbij het element voorzien is van een eerste doorgang tussen een uitlaat van het element: voor samengeperst gas en een eerste werkingskamer in de compressiekamer, welke eerste werkingskamer in een zodanige eerste positie is dat ze niet in aangrenzend contact staat met een uitlaatpoort van de compressiekamer, en waarbij de eerste doorgang voorzien is van een overdrukklep voor het openen van de eerste doorgang wanneer een druk in de eerste werkingskamer in de voornoemde zeerste positie een eerste ingestelde waarde overstijat.

Een element voor het samenpersen van een gas waarbij de compressiekamer door gen rotor verdeeld WOrdT in opeenvolgende werkingskamers, ook wel een element van het roterende verdringertype genoemd, werkt algemeen volgens het principe dat bij rotatie van de rotor herhaaldelijk een werkingskamer in de conpressiekamer achtereenvolgens “ ontstaat aan een iniaatpoort van de compressiekamer;

= vervolgens in een richting van de inlaatpoort naar de uitlaatpoort beweegt: en gas vanuit de inlaatpoort aanzuigt; - bij verdere rotatie van de rotor op een bepaald moment het fluidumcontact met de inlaatpoort verbreekt; en - uiteindelijk in aangrenzend contact komt met de uitlaatpoort en samengeperst gas doorheen de uitlaatpoort uit de compressiekamer dumpt.

in somige soorten van elementen van het rcterende verdringertype, zoals schroefcompressorelementen of schroefvacuimpompelementen, verkleint een totaal volume van de werkingskamer tussen het moment waarop het fluïdumcontact met de inlaatpoort verbroken wordt en het moment waarop de werkingskamer in aangrenzend contact komt met de uitlaatpoort.

Door een dergeiijke volumeverkleining vindt er in de compressiekamer een inwendige drukverhoging plaats in de werkingskamer.

Een inwendige drukverhouding in de compressiekamer wordt hierbij bepaald door het gereduceerde totaal volume van de werkingskamer op een moment vlak voordat de werkingskamer in aangrenzend contact komt met de uitiaatpoort.

Met een ‘inwendige drukverhouding in de compressiekamer’ wordt in deze context een verhouding bedoeld van een druk aan de uitlaatpoort van de compressiekamer over een druk aan de inlaatpoort van de compressiekamer,

Deze inwendige grukverhoging stemt echter niet steeds overeen met een gewenste drukverhouding over het element. Met een ‘drukverhouding over het element’ wordt in deze context een verhouding bedoeld van een druk aan een uitlaat van het element voor samengeperst gas over een druk aan een iniaat van het element voor het gas. Abstractie makend van drukverliezen enerzijds tussen de iniaat van het element en de inlaatvoort van de compressiekamer en anderzijds tussen de uitlaatpoort van de compressiekamer en de uitlaat van het element, manifesteert het niet overeenstemmen van de inwendige drukverhoging met de gewenste drukverhouding zich als: - gen overconpressie van het gas in het geval dat de inwendige drukverhouding in de compressiekamer groter is dan de gewenste drukverhouding over het element: - een ondercompressie van het gas in het geval dat de inwendige drukverhouding in de compressiekamer kleiner is dan de gewenste drukverhouding over het element.

indien het gas de compressiekamer van het element enkel via de inlaatpoort of de uitlaatpocrt respectievelijk kan Detreden of verlaten, is de inwendige drukverhouding in de compressiekamer bovendien vast bepaald door de vaste geometrie van de rotor en van de compressiekamer met de inlaatpoort en uitiaatpoort.

De gewenste drukverhouding over het element ligt echter niet vast en is afhankelijk van factoren in een omgeving van het element.

Bijvoorbeeld in het geval van een compressorelement ligt een druk van het gas aan de inlaat van het element meestal vast op een atmosferische druk in de omgeving van het element, maar kan een druk van het samengeperste gas aan de uitlaat variabel zijn naargelang vereisten van een verbruiker van het samengeperste gas met betrekking tot de druk van het samengeperste gas.

In het ceval van een vaculimponpelement ligt de druk van het samengeperste gas aan de uitlaat van het element meestal vast op een atmosferische druk in de omgeving van het element, maar kan de druk van het gas aan de inlaat variabel zijn naargelang vereisten van een gebruiker met betrekking tot een meestal subatmosferische druk in een ruimte verbonden aan de inlaat van het vacuümpompelement.

Afhankelijk van de voornoemde factoren in de omgeving van het element kan er voor hetzelfde element bijgevolg overcompressie of ondercompressie zijn.

De voornoemde factoren in de omgeving van het element kunnen cok fluctueren in de tijd, waardoor er bijvoorbeeld zelfs een situatie kan ontstaan waarbij er voor hetzelfde element op cen eerste ogenblik overcompressie is en op een ander cweede ogenblik daarentegen net ondercompressie. Overcompressie heeft als nadeel dat het gas te sterk samengeperst wordt, waardoor energie om het gas samen te persen verspild wordt,

Bovendien ondergaat het gas bij overcompressie in de compressiekamer een plotse en mogelijks sterke drukdaling aan de vuitlaatpoort, wat kan leiden tot schokken en bijbehorende schade aan het element.

5 JP S61-65087 A, US 5,674,063 A en US 2012/0039737 Al beschrijven een schroefvacuümpompelement voorzien van een doorgang met een overdrukklep tussen een atmosferische ongeving van het element en een eerste werkingskamer in de compressiekamer van het schroefvacuïmpompslement, welke eerste werkingskamer in een zodanige eerste positie is dat ze nog niet in aangrenzend contact staat met de uitlaatpcort van de compressiekamer.

Wanneer een druk van het gas in de eerste werkingskamer in de eerste positie reeds een atmosferische druk overschrijdt, opent de overdrukkiep zich en wordt dit gas via de doorgang afgevoerd naar de atmosferische omgeving nog voordat de eerste werkingskamer in aangrenzend contact komt met de uitlaatpoort, waardoor verdere overcompressie in de compressieruimte en bijbehorende energieverspilling vermeden wordt.

De overdrukklep die toegepast wordt in JP S61-65087 A is een veerbelaste klep, terwijl de overdrukklep tcegepast in US 2012/0039737 Al een gewichtsbelaste klep is.

Bij een werxing van het element zonder overcompressie in de éerste werkingskamer in de eerste Dositie houdt de veerbelaste klep in JP 561-65087 A de doorgang gesloten door middel van een veer die een beweegbaar deel van de klep tegen sen klepzitting duwt, Hoe lager een kracht waarmee de veer in een dergelijke veerbelaste kiep het beweegbare deel van de klep tegen de klepzitting duwt, hoe gemakkelijker en sneller de veerbelaste klep geopend wordt in het geval van cvercompressie. Dit heeft weliswaar als nadeel dat de veerbelaste klep moellijker en trager terug sluit.

Bij een werking van het element zonder overcompressie in de zeerste werkingskamer in de eerste positie houdt de gewichtsbelaste klep in US 2012/0039737 Al de doorgang gesloten door middel van een beweegbaar deel van de klep dat met zijn gewicht tegen een klepzitting duwt. Hoe lager het gewicht waarmee het beweegbare deel van de kiep tegen de klepzitting duwt, hoe gemakkelijker en sneller de gewichtsbelaste klep geopend wordt in het geval van overcompressie. Dit heeït weliswaar als nadeel dat de gewichtsbelaste kiep moeilijker en trager terug sluit, Ten gevolge van variaties in de druk in de atmosferische omgeving van het vaculümponpelement in JP S61-65087 A of US 2012/0039737 Al gaat de veerbelaste of gewichtsbelaste cverdrukklep ook vibreren en klepperen tussen een gesloten en geopende stand, hetgeen trillingen en geluidhinder in het element veroorzaakt.

De huidige uitvinding heeft ais objectief om aan één of meer van de voornoemde en/of andere nadelen een oplossing te bieden, Hiertoe betreft de uitvinding element voor het samenpersen van een gas, waarbij het element een behuizing met een inlaat voor gas en sen uitlaat voor samengeperst gas omvat, waarbij de behuizing een compressiekamer omsluit, welke compressiekamer in de behuizing voorzien is van een inlaatpoort aangesloten op de inlaat en een uitlaatvoort aangesloten op de uitlaat, waarbij in de compressiekamer een rotor roteerbaar ten cpzichte van de behuizing is gemonteerd zodanig dat door de rotor de compressiekamer verdeeld wordt in meerdere in een richting van de inlaatpoort naar de uitlaatpoort cpeenvolgende en van elkaar afgeslcten of nagenoeg afgeslolen werkingskamers, zodanig dat bij rotatie van de rotor in de conpressiekamer de werkingskamers achtereenvolgens onstaan aan de inlaatpoort, vervolgens in een richting van de inlaatpoort naar de uitlaatpcort bewegen, na verbreking van fluïidumcontact met de inlaatpoort in volume verkleinen en uiteindelijk in aangrenzend contact komen met de uitlaatpoort, waarbij het element voorzien is van een eerste doorgang die geconfigureerd is om de uitlaat in fluidumverbinding te kunnen stelien met een eerste werkingskamer in de compressiekamer, welke eerste werkingskamer in een zodanige eerste positie is dat ze nog niet in aangrenzend contact is met de uitiaatpoort,

waarbij de eerste doorgang voorzien is van een eerste overdrukkiep die geconfigureerd is cm de eerste doorgang Le openen wanneer een eerste drukverschil tussen een druk in de eerste werkingskamer in de voornoemde eerste positie en sen druk aan de uitlaat een eerste ingestelde waarde overstijgt en af te sluiten wanneer dit eerste drukverschil onder de eerste ingestelde waarde lict, met als kenmerk dat de eerste overdrukklep een kleplichaam omvat dat een interne bufferruimte omsluit met een veranderlijk volume dat via een vernauwing in fluidumcontact staat met de uitlaat, geconfigureerd zodanig dat, bij opening van de eerste doorgang, dit veranderlijke volume verkleint en gas uit de interne buiferruimte via de vernauwing naar de uitlaat wordt gevoerd, en | zodanig dat, bi] siuiting van de eerste doorgang, dit veranderlijke volume vergroot en gas van de uitlaat via de vernauwing naar de interne bufferruimte wordt gevoerd.

Met een ‘vernauwing’ wordt in deze context een structuur bedceld met een voor een doorstroming van het gas karakteristieke doorsnede die kleiner is dan een voor een doorstroming van het gas karakteristieke doorsnede van de interne bufferruimte.

De interne bufferruimte met het veranderlijke volume en de vernauwing bussen de interne bufferruimte en de uitlaat hebben ais voordeel dat een opengaande of verder opengaande peweging van de eerste overdrukklep gedempt wordt.

Door het in fluidumverbinding stellen van de interne bufferruimte met de uitlaat van het element via de vernauwing zal, wanneer de overdrukklep zich opent en het veranderlijke voiume van de interne bufferruimte verkleint, een druk van het gas in de interne bufferruimte immers tijdelijk sterker verhogen dan de druk van het gas in de uitlaat.

Door deze tijdelijk sterkere drukverhoging van het cas in de interne bufferruimte zal het gas in de interne bufferrruimte een tegenwerkende kracht uitoefenen met betrekking tot een verdere opening van de overdrukklep.

Door het in fiuidurverbinding stellen van de Interne bufferruimte met de uitlaat van het element via de vernauwing is de druk van het gas in de interne bufferruimte ook minder gevoelig aan variaties in de druk in de uitlaat van het element.

Op die manier gaat de overdrukklep minder snel dan deze variaties vibreren en minder vaak en minder hard klepperen, waardoor trillingen en geluidhinder in het element verminderd of zelfs geëlimineerd worden.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van het element volgens de uitvinding is het element voorzien van ten minste één tweede doorgang die geconfigureerd is om de uitlaat in fluidunverbindging te kunner stellen met de eerste werkingskamer in de voornoende eerste positie, waarbij de tweede doorgang voorzien is van een tweede overdrukklen die geconfigureerd is om de tweede doorgang te openen wanneer het eerste drukverschil de eerste ingestelde waarde overstijgt en af te sluiten wanneer het eerste drukverschil onder de eerste ingestelde waarde ligt.

Door het voorzien van de eerste en de tweede doorgang met elk een overdrukklep worden de belasting en bijbehorende trillingen ten gevolge van de druk in de eerste werkingskamer of ten gevolge van variaties in de druk in de uitlaat van het element verdeeld over twee overdrukkleppen, waardoor trillingen en geluidhinder in het element verminderd of zelfs geëlimineerd worden. in een volgende voorkeurdragende uitvoeringsvorm van net element volgens de uitvinding is het element voorzien van ten minste één derde doorgang die geconfigureerd is om de uitlaat in fluïidumverbinding te kunnen stellen met een Lweede werkingskamer in de compressiekamer, welke tweede werkingskamer in een zodanige tweede positie is dat ze nog miet in aangrenzend contact is met de uitlaatpoort, en welke tweede werkingskamner verschillend is van de eerste werkingskamer, waarbij de derde doorgang voorzien is van sen derde overdrukklep die geconfigureerd is on de derde doorgang te openen wanneer een tweede drukverschil tussen een druk in de Lweede werkingskamer in de voornoemde tweede posities en een druk aan de uitlaat een tweede ingestelde waarde overstijgt en af te sluiten wanneer dit tweede drukverschil onder de Lweede ingestelde waarde ligt. Door aanwezigheid van de derde doorgang, naast de eerste en/of tweede doorgang, kan overgecomprimeerd gas uit verschillende werkinoskamers die nog niet in aangrenzend contact staen met de uitiaatpoort vanuit de compressiekamer naar de uitlaat afgeleid worden.

Op die manier kan overgecomprimeerd gas in de compressiekamer op meerdere locatie uit de conpressiekamer naar de uitlaat afgeleid worden.

Dit is in het bijzonder voordelig wanneer factoren in de omgeving van het element variabel zijn, en een positie in de compressiekamer waar overcompressie van het gas het eerst optreedt bijgevoig cok variabel is, in een meer voorkeurdragende uitvoeringsvorm van het element volgens de uitvinding is het element voorzien van ten minste één vierde doorgang die geconfigureerd is om de uitlaat in fluidumverbinding te kunnen stellen met de tweede werkingskamer in de voornoemde tweede positie, waarbij de vierde doorgang voorzien is van een vierde overdrukklen die geconfigureerd is om de vierde doorgang te openen wanneer het tweede drukverschil de tweede ingestelde waarde overstijgt en af te sluiten wanneer het tweede drukverschil onder de tweede ingestelde waarde ligt, Door het voorzien van de derde en de vierde doorgang met elk een overdrukkleg worden de belasting en bijbehorende trillingen Len gevolge van de druk in de tweede werkingskamer of ten gevolge van variaties in de druk in de uitlaat van het element verdeeld over twee overdrukklepgen, waardoor trillingen en geluidhinder in het element verminderd of zelfs geëlimineerd worden,

Preferentieel zijn het eerste drukverschil en het tweede drukverschil gelijk of nagenoeg gelijk. Op deze manier wordt voor alle overdrukkleppen in het element volgens de uitvinding senzelfde of een gelijkaardige klep gebruikt, bijvoorbeeld een veerbelaste klep met eenzelfde veer en bijgevolg eenzelfde veersterkte VOOr elke overdrukklep in het element.

Dit maakt herstelling of onderhoud van het element senvoudiger aangezien slechts met éen soort van klep cewerkt dient Le worden.

In een volgende voorkeurdragende uitvoeringsvorm van het element volgens de uitvinding is het element een vaculmpompelsement.

Bij een vacuümpompelement staat de uitlaat op een uitiaatdruk die gelijk is aan een atmosferische druk vermeerderd met een meestal beperkte drukval over sen uitlaatsysteem stroomafwaarts van de uitlaat, aan welke uitlaatdruk dan ook de overdrukkxieppen van het vacuümpompelement blootgesteld staan.

in zulk vacuimponpeiement kan bijgevolg steeds eenzelfde standaard overdrukkiep toegepast worden, Lerwijl bij een compressorelement de één of meerdere overdrukkleppen specifiek gekozen dienen te worden in overeenstemming met een door de gebruiker gewenste en eventueel veranderlijke einddruk van het samengeperst gas aan de uitlaat van het element.

In een volgende voorkeurdragende uitvoeringsvorm van het element volgens de uitvinding is het element een schrosfelement.

In een schrosfelement is de rotor in de compressieruimte een schroefrotor. Meestal bevat de compressieruimte van een schroefelement zelfs twee in elkaar grijpende sohroefrotoren met een Legengestelde spoed, De compressiekamer in een schrcefelement wordt in een axiale richting van de inlaatpoort naar de uitlaatpoort verdeeld in werkingekamers voigens de spoed van de schroefrotor of schroefrotoren.

Op basis van deze spoed kan een correcte positie van de eerste doorgang in de voornoemde axiale richting bepaald worden om de eerste doorgang te laten uitkomen op een werkingskamer in de compressiekamer die nog niet in fluidumcontact staat met de uitlaatpoort, in een volgende voorkeurdragende uitvoeringsvorm van het element volgens de uitvinding is het element een vioeistofgeinjecteerd element, Een vloeistoïge{njecteerd element is een element waarbij vloeistof geïnjecteerd wordt in de compressiekamer van het element.

De geïnjecteerde vloeistof zorgt voor afdichting van de srelingen tussen de rotor en sen wand van de compressiekamer zodanig dat de werkingskamers in de compressiekamer van elkaar afgesioten of nagenoeg afgesloten zijn zonder dat de rotor en de wand van de compressiekamer mekaar hoeven te raken, wat in het element energieverliezen door wrijving zou kumen veroorzaken en/of schade aan de rotor en/of wand van de conpressiekamer tot gevolg zou kunnen hebben, Bovendien kan de geïnjecteerde vloeistof voor koeling van het gas in de conpressiekamer gebruikt worden, welk gas zonder deze koeling Zou opwarmen door compressiewarmte tijdens het samenpersen.

Door deze koeling kan het element beschermd worden tegen hoge temperatuurpieken in het element ten gevoige van overcompressie van het gas.

Compressie van het gas in de compressiekamer wordt ook energetisch efficiënter uitgevoerd wannser een temperatuur van het gas in de compressiekaner minder stijgt voor eenzelfde drukverhoging.

In een volgende vcorkeurdragende uitvoeringsvorm van het element volgens de uitvinding is de eerste overdrukklep een veerbelaste klep.

Met een ‘veerbelaste klep’ wordt in deze context bedoeld dat, voor het sluiten van de eerste overdrukklep, de eerste overdrukkiep een afzonderlijke veer omvat en/of dat de eerste ocverdrukkiep minstens gedeeltelijk uitgevoerd is in een verend materiaal.

Door een veerkracht van de veer of het verend materiaal wordt de eerste overdrukklep gesloten wanneer het eerste drukverschil tussen de druk in de eerste werkingskamer die in fiuidumcontact staat met de eerste overdrukklep en de druk aan de uitlaat onder de eerste ingestelde waarde Ligt, in een volgende voorkeurdragende uitvoeringsvorm van het element volgens de uitvinding is de eerste doorgang voorzien van een klepzitting, waarbij de eerste overdrukklen een klepbasis omvat die geconfigureerd is om in de behuizing bevestigd te worden, en waarbij de eerste overdrukklep een ten opzichte van de klepbasis beweegbaar deel omvat dat geconfigureerd is om contact te maken met de klepzitting en als dusdanig de eerste doorgang af te sluiten, De kiepbasis zorgt voor een robuuste bevestiging van de eerste overdrukklep in de behuizing, terwijl het beweegbaar geel aan de eerste overdrukklep flexibiliteit verleent om de serste doorgang te kunnen cpenen of afsluiten. in een meer voorkeurdragende uitvoeringsvorm van het element voigens de uitvinding is de klepbasis geconïlgureerd om lcsmakeilijk in de behuizing bevestigd te worden.

Hierdoor kan de eerste overdrukkiep in het element gemakkelijk verwijderd worden voor vervanging, onderhoud of herstelling. | Bovendien kan op die manier het element gemakkelijk aangepast worden door installatie van een specifiek aangepaste eerste overdruxkiep die de eerste doorgang opent boven een specifiek gewenste waarde van het eerste drukverschil tussen de druk in de eerste werkingskamer in de voornoemde eerste positie en de druk aan de uitlaat.

In een volgende meer voorkeurdragende uitvoeringaevorm van het eiement volgens de uitvinding is de klepzitting en/of | het beweegbaar deel voorzien van een O-ring voor het afdichten van de eerste doorgang. zen dergelijke O-ring is een eenvoudig te vervaardigen en redelijk betrouwbare component die gemakkelijk te instalieren en vervangen is.

Alternatief of eveneens is de klepzitting en/of het beweegbaar deel voorzien van een ingebed stuk elastisch materiaal voor het afdichten van de eerste doorgang.

Een dergelijk ingebed stuk elastisch materiaal is in het algemeen robuuster en minder gevoelig voor beschadiging, zoals scheuren, dan een afzonderlijke O-ring. preferentieel is het elastisch materiaal een gevulkaniseerd rubber, in een volgende meer voorkeurdragende uitvoerinasvorm van het element volgens de uitvinding is de vernauwing voorzien in de klephasis.

Hierdoor hoeft de vernauwing niet als een kanaal geïntegreerd te worden in de behuizing van het element.

Het integreren van de vernauwing als kanaal in de behuizing van het element zou een complexe bewerking van de behuizing kunnen vereisen en zou de mechanische sterkte van de behuizing verminderen. In een volgende voorkeurdragende uitvoeringsvorm van het element voigens de uitvinding heeft de vernauwing een | kleinste diameter die kleiner is dan een, in een richting lcodrecht op een richting waarin de eerste overdrukklep zich opent of sluit, grootste dimensie van de interne bufferruimte.

Bij voorkeur bedraagt: een maximale verhouding tussen een kleinste diameter van de vernauwing en een grootste dimensie van de interne bufferruimte hoogstens 10%, Deze maximale verhouding zorgt ervoor dat een opengaande of verder opengaande beweging van de eerste overdrukklep in een zekere mate gedempt kan worden.

In een meer voorkeurdragende uitvoeringsvorm van het element volgens de uitvinding bedraagt een minimale verhouding tussen de voornoemde kleinste diameter van de vernauwing en de voornoemde grootste dimensie van de interne bufferruimte minstens 4%, Deze minimale verhouding zorgt ervoor dat een opengaande of verder opengaande beweging van de eerste overdrukkiep in zekere mate kan plaatsvinden ondanks het feit dat deze beweging gedempt. wordt.

Verder heeft de uitvinding betrekking op een overdrukklep voor gebruik in een element volgens één van de hierboven beschreven uitvceringsvormen van het element volgens de uitvinding.

Het spreekt voor zich dat een dergelijke overdrukklep bijdraagt aan de voordelen zoais beschreven voor de hierboven beschreven uitvoeringsvormen van het element volgens de uitvinding.

Voorts heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het samenpersen van een gas voorzien van een element volgens sen van de hierboven beschreven uitvoeringsvormen van het element volgens de uitvinding.

Het spreekt voor zich dat een dergelijke inrichting dezelfde voordelen biedt als de voordelen voor de hierboven beschreven uitvoeringsvormen van het element volgens de uitvinding.

Ten slotte heeft de uitvinding ook betrekking op zen werkwijze voor het regelen van een element voor het Zamenpersen van een gas, waarbij het element een behuizing met een inlaat voor gas en sen uitlaat voor samengeperst gas omvat, waarbij de behuizing een compressiekamer omsluit, welke compressiekamer in de behuizing voorzien is van een inlaatpoort aangesloten op de inlaat en een uitlaatpoort aangesloten op de uitlaat, waarbij de comressiekamer door middel van een rotor verdeeld wordt in meerdere in een richting van de inlaatpoort naar de uitiaatpoort opeenvolgende en van elkaar afgesloten of nagenoeg afgeslcten werkingskamers,

waarbij bij rotatie van de rotor in de compressiekamer de werkingskamers achtereenvolgens ontstaan aan de inlaatpoort, vervolgens in een richting van de inlaatpoort naar de uitlaatooort bewegen, na verbreking van fluïdumcontact met de inlaatpoort in volume verkleinen en uiteindelijk in aangrenzend contact komen met de uitlaetpoort, waarbij het element voorzien is van een eerste doorgang om de uitlaat in fluïidumverbinding te kunnen stellen met een cerste werkingskamer in de compressiekamer, welke eerste werkingskamer in sen eerste positie is waarbij ze nog niet in aangrenzend contact is met de uitlaatpoort, waarbij de eerste doorgang door middel van een eerste overdrukklep in de eerste doorgang geopend wordt wanneer een serste drukverschil tussen een druk in de eerste werkingskamer in de voornoemde eerste positie en een druk aan de uitiaat een eerste ingestelde waarde overstijgt en afgesloten wordt wanneer dit eerste drukverschil onder de eerste ingestelde waarde liat, met als kenmerk dat, bij opening van de eerste doorgang, een veranderlijk volume van een interne bufferruimte omsloten door sen kleplichaam van de eerste overdrukklep verkleint en gas uit deze interne bufferruimte via een vernauwing naar de uitlaat wordt gevoerd, en bij sluiting van de eerste doorgang, het veranderlijke volume vergroot en gas van de uitlaat via de vernauwing naar de interne bufferruimte wordt gevoerd.

Het spreekt voor zich dat een dergelijke werkwijze dezelfde voordelen biedt als de voordelen voor de hierboven beschreven uitvceringsvormen van het element volgens de uitvinding.

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 element volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 in perspectief een element volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 een doorsnede weergeeft volgens de lijn II-IT in Figuur 1; figuur 3 in meer detail een deel weergeeft dat in figuur 2 aangeduid wordt met F3, De terminologie die gebruikt wordt, heeft enkel als doel on de voorkeurdragende uitvoeringsvorm als voorbeeld te beschrijven en mag niet geïnterpreteerd worden als beperkend voor de beschermingsomvang zoals cedefinieerd in de conclusies, Het in het enkelvoud weergeven van termen, voorafgegaan door “gen”, “de” of “het”, sluit niet uit dat deze termen in meervoud aanwezig kunnen zijn in de uitvinding, behalve indien anders aangegeven.

Hoewel de termen “eerste”, “tweede”, “derde” of “vierde” in net volgende gebruikt worden voor het aanduiden van verschillende werkingskamers, posities, doorgangen, overdrukkleppen of ingestelde waardes, zijn deze werkingskamers, posities, doorgangen, overdrukkleppen of ingestelde waardes niet beperkt door deze termen. Deze termen zijn hoogstens enkel gebruikt voor het onderscheiden van een soort van werkingskamer, positie, doorgang, overdrukklec of ingestelde waarde. Wanneer termen zoals “eerste”, “tweede”, “derde” of “vierde” in het volgende gebruikt worden, impliceren deze termen geen bijzondere reeks of volgorde, 9 5 Bijgevolg zou een eerste werkingskamer, positie, doorgang, { overdruxklep of ingestelde waarde in wat volgt evengoed aangeduid kunnen worden als bijvoorbeeld een tweede of derde werkingskamer, positie, doorgang, overdrukklep of ingestelde waarde zonder daarbij buiten het kader van de voorbeelduitvoeringsvorm te treden, Het dient ook vermeld te worden dat er meerdere eerste, tweede, derde of vierde werkingskamers, posities, doorgangen, overdrukkleppen of ingestelde waardes kunnen zijn.

Figuur 1 toont een element ! voor het samenpersen van gas, welk element 1 een behuizing 2 omvat met een inlaat 3 voor gas en een uitlast 4 voor samengeperst gas, Figuur 2 toont een doorsnede van het element 1 volgens de lijn II-IT in figuur 1.

In deze doorsnede is te zien dat de behuizing 2 een compressiekamer 5 omsluit, welke compressiekamer 5 voorzien is van een inlaatpoort 6 die in fluidumverbinding aangesioten is op de inlaat 3 en een uitlaatçoort 7 die in fluidumverbinding aangesloten is op de uitlaat 4, In de compressiekamer 5 is sen rotor 8 roteerbaar ten opzichte van de behuizing 2 gemonteerd zodanig dat door de rotor 8 de compressiekamer 5 verdeeld wordt in meerdere in een richting van de inlaatpoort 6 naar de uitlaatpoort 7 opeenvolgende en nagenoeg van elkaar afgesloten werkingskaners., in dit geval is de rotor 8 uitgevoerd als een schroefrotor, Met andere woorden, het element 1 is een schroefelenent, De rotor € is in dit geval, maar niet noodzakelijk voor de uitvinding, door middel van lagers 9 roteerbaar aan de behuizing 2 bevestigd, Bij rotatie van de rotor 8 in de compressiekamer 5 zullen de werkingekamers 8 achtereenvolgens aan de inlaatpoort 6 ontstaan, vervolgens in een richting van de inlaatpoort 6 naar de uitlaatpoort 7 bewegen, na verbreking van fluidumcontact met de inlaatpoort 6 in volume verkleinen en uiteindelijk in aangrenzend contact met de uitlaatpoort 7 Komen, Het element 1 is voorzien is van sen eerste doorgang 10 die geconfigureerd is om de uitlaat 4 in fluidumverbinding te xunnen stellen met een eerste werkingskamer in de compressiekamer 5, welke eerste werkingskamer zich in een zodanige eerste positie bevindt dat ze nog niet in aangrenzend contact is met de uitlaatpoort 7.

De eerste dcorgang 10 is voorzien van een eerste coverdrukkiep 11 waarmee de eerste doorgang 10 geopend wordt wanneer een eerste drukverschil tussen een druk in de eerste werkingskamer in de voornoende eerste positie en een druk aan de uitlaat 4 een eerste ingestelde waarde overstijgt en afgesloten wordt wanneer dit eerste drukverschil onder de eerste ingestelde waarde ligt.

De eerste overdrukklep il omvat een kleplichaam 12 dat een interne bufferruimte 13 met een veranderlijk volume omsluit dat via een vernauwing 14 in fluïdumcontact staat met de uitlaat 4. Bij opening van de eerste doorgang 10 verkleint het veranderlijke volume van de interne bufferruimte 13 en wordt gas uit de interne bufferruimte 13 via de vernauwing 14 naar de uitlaat 4 gevoerd. Bi) sluiting van de eerste doorgang 10 vergroot het veranderlijke volume van de interne bufferruimte 13 en wordt gas van de uitlaat 4 via de vernauwing 14 naar de interne OuÉferruimte 13 gevoerd. Het element 1 kan voorzien zijn van een tweede doorgang (niet getoond in figuur 2} die geconfigureerd is om de uitlaat 4 in flufidumverbinding te kunnen stellen met de eerste werkingskamer in de compressiekamer 5 wanneer deze eerste werkingskamer zich in de voorncende eerste positie bevindt. Analoog aan de eerste doorgang 10, zou de tweede doorgang dan voorzien zijn van een tweede overdrukklen waarmee de Lweede doorgang geopend wordt wanneer het cerste drukverschil de eerste ingestelde waarde overstijgt en afgesloten wordt wanneer dit eerste drukverschil onder de eerste ingestelde waarde ligt.

Het is in het kader van de uitvinding niet uitgesloten dat de uitlaat 4 via meer dan twee doorgangen met één of meerdere overdrukkleppen in fluidumverbinding gesteld kan worden met de eerste werkingskamer in de voornoemde eerste positie.

in dit geval, maar niet noodzakelijk voor de uitvinding in het algemeen, is het element 1 voorzien van een derde doorgang 15 die geconfigureerd is om de uitlaat 4 in fluidumverbinding te kunnen stellen met een tweede werkingskamer in de compressiekamer 5, welke tweede werkingskamer zich in een zodanige tweede gositie bevindt dat ze nog niet in aangrenzend contact is met de uitlaatpoort 7 en welke tweede werkingskamer verschillend is van de voornoemde eerste werkingskamer.

De derde doorgang 15 is voorzien var een derde overdrukkiep 16 waarmee de derde doorgang 15 geopend wordt wanneer een tweede drukverschil tussen een druk in de tweede werkingskamer in de voornoemde tweede positie en de druk aan De uitlaat 4 een tweede ingestelde waarde overstijgt en afgesloten wordt wanneer dit tweede drukverschil onder de tweede ingestelde waarde ligt. fiet element 1 kan voorzien zijn van een vierde doorgang (niet getoond in figuur 2) die geconfigureerd is om de uitlaat 4 in KIÉluidumverbinding te kunnen stellen met de tweede werkingskamer in de voornoemde tweede positie. Analoog aan de derde doorgang 15, zou de vierde doorgang dan voorzien zijn van sen vierde overdrukklen waarmee de vierde doorgang gecpend wordt wanneer het tweede drukverschil de tweede ingestelde waarde overstijgt en afgesloten wordt wanneer het tweede drukverschil onder de tweede ingestelde waarde ligt, Het is in het kader van de uitvinding niet uitgesloten dat de uitlaat 4 via meer dan twee doorgangen met één of meerdere overdrukkleppen in fluidumverbinding gesteld kan worden met | de tweede werkingskamer in de voornoemde tweede positie.

Het is in het kader van de uitvinding ook niet uitgesloten dat het element nog minstens één doorgang omvat die geconfigureerd is om de uitlaat 4 in fluïdumverbinding te kunnen stellen met minstens één werkingskamer in de compressiekamer 5, waarbij deze minstens ene werkingskamer zich in een zodanige derde positie bevindt dat ze nog niet in aangrenzend contact is met de uitlsatpoort 7 en deze minstens ene werkingskamer verschillend is van de voornoemde zeerste en Lweede werkingskamer.

De eerste overdrukklep 11 en derde overdrukklep 16 zijn in dit geval uitgevoerd als een veerbelaste klep, waarbij de eerste overdrukklep 11 en derde overdrukklep 16 door een veerkracht van een veer 17 gesloten worden wanneer respectievelijk het eerste of tweede drukverschil tussen de druk van het gas in de respectievelijk eerste of tweede werkingskamer in de respectievelijk eerste of tweede positie en de druk aan de uitlaat 4 onder de respectievelijke eerste of tweede ingestelde waarde ligt, Het is in het kader van de uitvinding niet uitgesloten dat een van de voornoemde overdrukkleppen in één van de voornoemde doorgangen geen veer omvat, maar minstens gedeeltelijk bestaat uit een verend of elastisch materiaal, waarbij het verend of elastisch materiaal voldoende veerkracht kan leveren voor het sluiten van deze overdrukklep bij een drukverschil tussen een druk in een werkingskamer in de compressiekamer waarmee de doorgang in fluïdumcontact is en een druk aan de uitlaat dat onder een ingestelde waarde ligt.

Het is in het kader van de uitvinding ook niet uitgesloten dat één van de voornoemde overdrukkleppen in het element een ander soort klep is, zoals bijvoorbeeld sen gewichtabelaste klep.

In dit geval is de eerste doorgang 10 en de derde doorgang 15 voorzien van een kiepzitting 18, waarbij respectievelijk de eerste overdrukklep 11 en de derde overdrukklep 16 een klephasis 19 omvat die geconfigureerd is om in de behuizing 2 bevestigd te worden, De eerste overdrukkiep 11 en derde overdrukkiep 16 omvatten sen ten opzichte van de klepbasis 19 ceweegbaar deel 20 dat geconfigureerd is om contact te maken met de klepzitting en als dusdanig respectievelijk de eerste doorgang 10 of derde doorgang 15 af te sluiten.

Het beweegbaar deel 20 is hier voorzien van een O-ring 21 voor het afdichten van de serste doorgang 10.

Het is in het kader van de uitvinding niet uitgesloten dat de O-ring 21 voorzien is aan de klenzitting 18, of dat zowel het beweegbaar deel 20 als de kiepzitting 18 voorzien zijn van een O-ring, of dat het beweegbaar deel 20 en/of de kiepzitting 18 voorzien is van meerdere O-ringen.

Het is in het kader van de uitvinding ock niet uitgesloten dat, als alternatief voor of als aanvulling op de hierboven beschreven O-ring, het beweegbaar deel 20 en/of de kiepzitting 18 voorzien is van een ingebed stuk elastisch mareriaal voor het afdichten van de eerste doorgang 10 of derde doorgang 15. Preferentieel is dit ingebed stuk elastisch materiaal uitgevoerd in gevulkaniseerd rubber, In dit geval is de vernauwing 14 voorzien in de klepbasis 19, De vernauwing 14 is in dit geval ook geheel voorzien in de klepbasis 19 en niet in de behuizing 2 van het element 1. Het is in het kader van de uitvinding echter niet uitgesloten dat de vernauwing minstens gedeeltelijk in de behuizing 2 voorzien is.

Figuur 3 toont in meer detail de eerste overdrukklep 11 in sen deel dat in figuur 2 aangeduid wordt met F3.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch een element volgens de uitvinding kan in allerlei dimensies en vormen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding zoals gedefinieerd in de conclusies te treden.

Claims (1)

1. Conclusies. i.- Een element voor het samenpersen van een gas, 9 5 waarbij het element {1} een cehuizing (2) met een inlaat (3) { voor gas en een uitlaat (4) voor samengeperst gas omvat, waarbij de behuizing (2) een compressiekamer 15} omsluit, welke compressiekamer (5) in de behuizing {2} voorzien is van een inlaatpoort {6} aangesloten op de inlaat (3) en een uitlaatpoort (7) aangesloten op de uitlaat (4}, waarbij in de compressiekamer (5! sen rotor {8} roteerbaar ten opzichte van de behuizing (2) is gemonteerd zodanig dat door de rotor {8} de compressiekamer (5) verdeeld wordt in meerdere in een richting van de inlaatpocort (6) naar de uitlaatpoort (7) opeenvolgende en van elkaar afgesloten of nagenceg afgesloten werkingskamers, zodanig dat bij rotatie van de rotor (8) in de compressiskamer {5) da werkingskamers achtereenvolgens ontstaan aan de inlaatpoort (6), vervolgens in een richting van de inlaatpoort (6) naar de uitlaatpoort (7) bewegen, na verbreking van fluïidumcontact met de iniaaltpoort (6) in volume verkleinen en uiteindelijk in aangrenzend contact komen met de uitlaatpoort (7), waarbij het element (1) voorzien is van een eerste doorgang (10) die geconfigureerd is om de uitlaat (43 in fluidumverbinding Le kunnen stellen met een eerste werkingskamer in de compressiekamer (5), welke eerste werkingskamer in een zodanige zeerste positie is dat ze nog niet in aangrenzend contact is met de uitlaatpoort (7), waarbij de eerste doorgang {10} voorzien is van een eerste overdrukklep (11) die geconfigureerd is om de eerste doorgang {10} te openen wanneer een eerste drukverschil russen een druk in de eerste werkingskamer in de vcornoemde eerste positie en een druk aan de uitlaat (4) een eerste ingestelde waarde overstijgt en af te sluiten wanneer het perste drukverschil onder de eerste ingestelde waarde ligt, daardoor gekenmerkt dat de eerste overdrukklep (11) een klepiichaam (12) omvat dat een interne bufferruimte {13} omsluit met een veranderlijk volume dat via sen vernauwing {14} in fluïdumcontact staat met de uitlaat (4), geconfigureerd zodanig dat, bij opening van de eerste doorgang {10}, dit veranderlijke volume verkleint en gas uit de interne bufferruimte (13) via de vernauwing {14} naar de uitlaat (4} wordt gevoerd, en zodanig dat, bij sluiting van de eerste doorgang {10}, dit veranderlijke volume vergroot en gas van de uitlaat {4} via de vernauwing {14) naar de interne bufferruimte (13) wordt gevoerd.

   2.- Het element volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat het element (1) voorzien is van ten minste één tweede doorgang die geconfigureerd is om de uitlaat {4} in fluidumverbinding te kunnen stellen met de eerste werkingskamer in de voornoemde eerste positie, waarbij de Lweeds doorgang voorzien is van een tweede overdrukkiep die geconfigureerd is om de tweede doorgang te openen wanneer het eerste drukverschil de eerste ingestelde waarde overstijgt en af te siuiten wanneer het eerste drukverschil onder de eerste ingestelde waarde ligt.

   3. Het element volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat het element (1) voorzien is van ten minste één derde doorgang {15} die geconfigureerd is om de uitlaat (4) in fiuidumverbinding te kunnen stellen met een tweede werkingskamer in de compressiekamer (5), welke tweede werkingskamer in een zodanige tweede positie is dat ze nog niet in aangrenzend contact is met de uitlaatpoort (7), en welke tweede werkingskamer verschillend is van de eerste werkingskamer, waarbij de derde doorgang (15) voorzien is van een derde overdrukklep (16) die geconfigureerd is om de derde doorgang (15) te openen wanneer een tweede drukverschil tussen een druk in de tweede werkingskamer in de voornoemde tweede positie en een druk aan de uitlaat {4} een tweede ingestelde waarde overstijgt en af te sluiten wanneer dit tweede drukverschil onder de tweede ingestelde waarde ligt. 4, Het element volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat het element (1) voorzien is van ten minste één vierde doorgang die geconfigureerd is om de uitlaat {4} in fluidumnverbinding te kunnen stellen met de tweede werkingskamer in de voorncemde tweede positie, waarbij de vierde doorgang voorzien is van een vierde overdrukklep die geconfigureerd is cm de vierde doorgang te openen wanneer het tweede drukverschil de tweede ingestelde waarde overstijgt en af te sluiten wanneer het tweede drukverschil onder de tweede ingestelde waarde ligt.

   5. Het element volgens conclusie 3 of 4, daardoor gekenmerkt dat het eerste drukverschil en het tweede drukverschil gelijk of nagenoeg gelijk zijn,

   &.- Het element volgens één van de voorgaande conclusies 1 tot 5, daardoor gekenmerkt dat het element (1) een vacuümpompelement is,

   7. Het element volgens één van de voorgaande conciusies 1 i tot 6, deardcoor gekenmerkt: dat het element (1) aen schroefelement is.

   8.- Het element volgens één van de voorgaande conclusies 1 tot 7, daardoor gekenmerkt dat het element (1) een vloeistofgeinjecteerd element is.

   | 92,- Het element volgens één van de voorgaande conclusies 1 ; 15 tot 8, daardoor gekenmerkt dat de serste overdrukklep {11} een veerbelaste kiep is,

   19.- Het element volgens éen van de voorgaande conclusies 1 tot 3, daardoor gekenmerkt dat de eerste doorgang (10) voorzien is van een klepzitting (18), waarbij de eerste overdrukklep (11) een klepbasis (19) omvat die geconfigureerd is om in de behuizing (2) bevestigd te worden, en waarbij de eerste overdrukklep {11} een ten opzichte van de klepbasis {13} beweegbaar deel (20) omvat dat geconfigureerd is om contact te maken met de kiepzitting (18! en als dusdanig de eerste doorgang (10) af te sluiten, li. Het element volgens conciusie 10, daardoor gekenmerkt dat de xlepbasis {19} geconfigureerd is om losmakelijk in de behuizing (2) bevestigd te worden.

   12.- Het element volgens conclusie 10 of 11, daardoor gekenmerkt dat de klepzitting {18} en/of het beweegbaar deel (20} voorzien is van sen O-ring (21} voor het afdichten van de eerste doorgang (10}, 13,- Het element volgens één van de voorgaande conclusies 10 tot 12, daardoor gekenmerkt dat de klepzitting {18} en/of het beweegbaar deel (20) voorzien is van een ingebed stuk elastisch materiaal voor het afdichten van de eerste doorgang {10}, l4.- Het element volgens conclusie 13, daardoor gekenmerkt dat het elastisch materiaal een gevulkanisserd rubber is, | i5.- Het element volgens éen van de voorgaande conclusies 10 ; tot 14, daardoor gekenmerkt dat de vernauwing (14) voorzien is in de kiepbasis {19}, 16, - Het element voigens één van de voorgaande conclusies 1 tot 15, daardoor gekenmerkt dat de vernauwing (14) een kleinste diameter heeft die kleiner is dan een, in een richting loodrecht op een richting waarin de eerste overdrukklep zich opent of sluit, grootste dimensie van de interne bufferruimte (13),

   17.- Het element volgens conclusie 16, daardoor gekenmerkt dat een maximale verhouding tussen de voornoemde kleinste diameter van de vernauwing (14) en de voornoemde grootste dimensie van de interne bufferruimte (13} hoogstens 10% bedraagt,

   18.- Het element volgens conclusie 16 of 17, daardoor gekenmerkt dat sen minimale verhouding tussen de voorncemde kleinste diameter van de vernauwing (14) en de voornoemde grootste dimensie van de interne bufferruinte {13} minstens : 4% bedraagt.

   19.- Een overdrukklep voor gebruik in een element volgens één van de voorgaande conclusies 1 tot 18,

   20." Een inrichting voor het samenpersen van een gas voorzien van een element volgens één van de voorgaande conclusies 1 tot 18. 2i,- Werkwijze voor het regelen van een element voor het samenpersen van een gas, waarbij het element (1) een behuizing {2} met een inlaat (3) voor gas en een uitlaat {4} voor samengeperst gas omvat, waarbij de behuizing (2) een compressiekamer (5) omsluit, welke compressieksmer (5) in de behuizing (2) voorzien is van een inlaatpoort (6) aangesloten op de inlaat {3} en een uitlaatpoort (7) aangesloten op de uitlaat (4), waarbij de compressiekamer (5) door middel van een rotor {8} verdeeld wordt in meerdere in een richting van de inlaatpoort (6) naar de uitlaatpoort (7! opeenvolgende en van elkaar afgesioten of nagenceg afgesloten werkingskamers, waarbij bij rotatie van de rotor (8) in de compressiekamer (5) de werkingskamers achtereenvolgens ontstaan aan de iniaatpoort (6), vervolgens in een richting van de inlaatpoort (6} naar de uitlaatpoort (7) bewegen, na verbreking van fiuidumcontact met de inlaatpoort 16} in volume verkleinen en uiteindelijk in aangrenzend contact komen met de uitlaatpoort {7}, waarbij het element 11} voorzien is van een eerste | doorgang {10} om de uitlaat (43 in Eluidumverbinding te kunnen stellen met een eerste werkingskamer in de ; conpressiekamer (5), welke eerste werkingskamer in een | eerste positie is waarbij ze nog niet in aangrenzend contact | is met de uitlaatpoort (7), waarbij de eerste doorgang {10} door middel van sen eerste 19 overdrukkiep {11} in de eerste doorgang (10) geopend wordt warneer een eerste drukverschil tussen een druk in de eerste werkingskamer in de voornoemde eerste positie en een druk aan de uitiaat (4) een eerste ingestelde waarde overstijgt en afgesloten wordt wanneer het eerste drukverschil onder de { 15 eerste ingestelde waarde ligt, ; daardoor gekenmerkt dat bij opening van de eerste doorgang (10), een veranderlijk volume van sen interne bufferruimte (13) omsloten door een xleplichaam {12} van de eerste overdrukklep (11) verkleint en qas uit deze interne —bufferruimte (13) via sen vernauwing (14) naar de uitlaat (4) wordt gevoerd, en bij sluiting van de eerste doorgang {10}, het veranderlijke volume vergroot en gas van de uitlaat (4) via de vernauwing (14) maar de interne bufferruimte (13) wordt gevoerd.