Nehrzellenverdichter mit sichelförmigem Arbeitsraum, insbesondere für heisse und für verunreinigte Fluida. Vielzellenverdichter mit in einem sichel förmigen Arbeitsraum umlaufenden Dreh kolben mit meist aus Stahl bestehenden Arbeitssebiebern pflegen wegen ihrer gewöhn lich hohen Drehzahl und der daraus sich ergebenden grossen Zentrifugalkräfte der Schieber mit Laufringen ausgerüstet zu wer den, welche die in Schlitzen des Drehkolbens geführten Schieber umfassen und die Zentri- fugalkräfte wenigstens zum grössten Teil gegeneinander aufheben sollen.
Während derartige Drehkolbenverdichter ursprünglich mit frei beweglichen Laufringen ausgerüstet wurden, die an ihrem äussern Umfang am Verdichtergehäuse nicht anliegen und daher nicht die gesamten vom Drehkolben herrüh renden Kräfte aufzunehmen vermochten, wur den später, bei der Weiterentwicklung dieser Verdichterbauart, die Laufringe so ausgebil det, das sie im Gehäuse des Verdichters ge lagert, d. h. geführt und daher befähigt sind, auch einseitig wirkende, unausgeglichene Kräfte aufzunehmen.
Wie solche Kräfte ent stehen, ist in der Querschnittsfigur 2 der beigegebenen Zeichnung schematisch veran schaulicht: Zunächst entstehen wegen der exzentrischen Lage des Drehkolbens (Rotor) g im Gehäuse 2 Zentrifugalkräfte verschie dener Grösse, deren kleinste und grösste mit ei bezw. c2 schematisch dargestellt sind; ihre Differenz ist nach unten gerichtet, also ein seitig, und muss irgendwie durch ein Wider lager abgestützt werden.
Sodann werden durch die im Verdichter zu leistende Kom pressionsarbeit die Arbeitsschieber entgegen gesetzt zur Drehrichtung des Kolbens tan- gential belastet, wodurch das jeweilige Ein schieben dieser Schieber auf der Verdich tungsseite erschwert wird, was zu Reibungs kräften Veranlassung gibt, die durch ri, r2 und rs schematisch dargestellt sind. Diese letzteren setzen sich mit den ersterwähnten Zentrifugalkräften zu einer resultierenden Kraft R in der Richtung des Pfeils zusammen, der auch in Fig. 3 wiedergegeben ist.
Unter dieser Restkraft gleiten also die Laufringe mit ihrer nach aussen gerichteten Oberfläche im Gehäuse 2.
Wenn ein derartiger Drehkolbenverrichter ein schmutziges oder sonstwie mit Verun reinigungen durchsetztes Fluidum zu ver dichten oder zu fördern hat, so kann es leicht vorkommen, dass sich die Gehäuse kammern, in denen die Laufringe umlaufen, mit derartigen Verunreinigungen anfüllen, so dass die Ringe in ihrer Drehbewegung gehemmt werden und sich schliesslich fest setzen;
dann wird ihnen selbstverständlich die Erfüllung ihrer Aufgabe, die aus den Zentrifugalkräften und Einschiebekräften her rührende Reibung zu vermindern, unmöglich, denn die Wirkung der Laufringe soll ja eben in der erheblichen Herabsetzung der Gleit- geschwindigkeit der Arbeitsschieber auf den Laufringen durch das Mitlaufen dieser Ringe bestehen. Wenn sich die Laufringe einmal festgesetzt haben, so gleiten also die Arbeits schieber mit ihrer vollen Zentrifugalkraft und Umfangsgeschwindigkeit auf den Lauf ringen und diese selbst an der Gehäuse wandung, wobei ein Heisslaufen des Ver dichters entsteht und dessen rascher Ver schleiss hervorgerufen wird.
Auch wenn die Laufringe in ihrer Drehbewegung bloss eini germassen gehemmt sind, können sich ähn liche schädliche Wirkungen einstellen, und zwar bilden sich dann fast unvermeidlich parallel zur Rotorachse verlaufende Riefen in der zylindrischen Gehäusewandung und an der zylindrischen Lagerfläche der Laufringe, wodurch Vibrationen, Leckverluste und an dere unangenehme Erscheinungen hervorge rufen werden.
Erfindungsgemäss wird das Festsetzen der Laufringe dadurch verhindert, dass die Lager fläche jedes Laufringes auf einem sich über höchstens 180 erstreckenden Teil unter brochen ist, während der restliche, zur Auf nahme der Resultierenden der Zentrifugal- und Reibungskräfte bestimmte, sowie zur Auflage und sichern Führung des Laufringes erforderliche Teil sich an den Laufring an legt. Durch diese Ausbildung der Lagerfläche kann ein Festsitzen des Laufringes in seiner Lagerung nicht eintreten.
Die Stelle, wo in bezug auf die Drehrich tung des Laufringes die Lagerfläche anfängt, ist zweckmässigerweise als Schmutzabstreif- kante ausgebildet, hinter welcher eine als sog. Ölsumpf ausgebildete, an die Unter brechung der Lagerfläche anschliessende Ver tiefung vorgesehen ist. Die Lage des Öl sumpfes gegenüber derjenigen des sichelför migen Arbeitsraumes des Verdichters wird zweckmässig so gewählt und der Ölsumpf derart ausgebildet, dass Verunreinigungen des Schmiermittels in letzterem zurückbleiben, also nicht wieder an die Lagerfläche des Laufringes gelangen können.
Die beigegebene Zeichnung stellt ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dar. Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines Mehr- zellerrverdichters, dessen Zellen durch radial in einer exzentrisch zum Gehäuse gelagerten Trommel verschiebbare Schieberkolben ge bildet sind, mit zwei Laufringkammern im Gehäuse; Fig. 2 und 3 sind Querschnitte nach den Linien C-D-bezw..A-B der Fig. 1;
Fig. 4 ist ein der Fig. 3 gleichartiger Quer schnitt in grösserem Massstab, und Fig. 5 zeigt eine Detailvariante eines Teilstückes des Fig. 4.
In der Kammer auf der linken Hälfte des Gehäuses ist gemäss Fig. 1 ein einzelner Laufring 3 bekannter Bauart untergebracht, während in der Kammer auf der rechten Hälfte des Gehäuses drei gleichartige Lauf ringe 4, 5, 6 eingesetzt sind, welche zusam men ebenso breit sind wie der Laufring 3.
Während der Querschnitt durch die Mitte des Gehäuses 2 wie in Fig. 2 dargestellt, aus gebildet ist, weisen die die Laufringe ent haltenden Kammern auf der Saugseite, die sich in Fig. 3 auf der rechten Seite des Ge häuses befindet, konzentrische Aussparungen y auf einem sich ungefähr über<B>150'</B> er streckenden Teil der Innenwandung auf, während dieselben Kammern auf der linken Seite, der Verdichtungsseite, die Lagerung und Führung der Laufringe 3-6 in bekann ter Ausführungsart, nämlich mit Ölkammern x und Ölkeilwirkung bilden, denn nach die ser Seite wirkt, wie durch einen Pfeil ange deutet ist,
die Resultierende R der auf die Arbeitsschieber wirkenden Zentrifugalkräfte und der zwischen den Schiebern und den Laufringen auftretenden Reibungskräfte. Fig.4 zeigt die Aussparung y und die Lagerfläche eines Laufringes noch besonders deutlich.
In der Nähe des untern Totpunktes des Drehkolbens ist die Aussparung y der Lauf ringkanrmer 1 zu einem einen sog. Ölsumpf bil denden Raum 7 ausgeweitet, der durch einen in einem nach unten gerichteten Kanal einge setzten Gewindestopfen 8 abgeschlossen ist. Bei der in Fig. 4 durch einen Pfeil ange deuteten Drehrichtung des Laufringes bildet die am Ende der Aussparung y mit ihrer Erweiterung 7 befindliche Stelle 9 an der Innenwandung des Gehäuses 2, an welcher Stelle die Lagerfläche anfängt, eine Abstreif- kante.
Bei der Variante gemäss Fig. 5 ist in den unterteilten Olsumpfraum ein aufrecht ste hendes Filtersieb 10 eingesetzt. Das durch die hier mit 11 bezeichnete Abstreifkante abgestrichene Gemisch von Öl oder anderem Schmiermittel und Unreinigkeiten gelangt zunächst in die grössere Abteilung 7' des Sumpfraurues, wo sich die Verunreinigungen auf dem Boden 12 absetzen können.
Nur das durch das Sieb 10 gereinigte Schmier mittel gelangt in eine Nebenkammer 14 des Ölsumpfes, aus welcher es durch eine Boh rung 13 von Neuem der Laufringkammer bezw. der mit Schmiernuten bildenden Höh lungen x versehenen Lagerfläche zufliessen kann. Zur Entfernung der auf dem Boden 12 des Ölsumpfes angesammelten Unreinigkeiten kann eine verschliessbare .Öffnung, ähnlich derjenigen in Fig. 4, vorgesehen sein.
Die hievor beschriebene, nicht in sich geschlossene Laufringlagerfläche kommt ganz besonders vorteilhaft zur Geltung, wenn ein Drehkolbenverdichter heisse Medien, z. B. Dampf, zu fördern oder zu verdichten hat, in welchem Fall die Laufringe starken Schwan kungen der Betriebstemperatur ausgesetzt sind und sich dabei leicht in ihrer Lagerung festklemmen. Wenn bei einem zweistufigen Kompressor bekannter Ausführung die Zwi schenkühlung durch irgend einen Umstand versagt, so erhält die Hochdruckstufe unge- kühlte, vorverdichtete Luft aus der Nieder druckstufe, was zu plötzlicher starker Er wärmung der Laufringe und infolgedessen zu ihrem Festfressen in der Lagerung führen kann.
Sind aber, wie beim beschriebenen Drehkolbenverdichter, dieLaufringlagerflächen streckenweise ausgespart, so ist die eben er wähnte Möglichkeit des Festfressens durch aus ausgeschlossen, weil die Laufringe wegen ihrer geringen Wandstärke elastisch genug sind, um sich bei erheblichem Anstieg der Betriebstemperaturen verformen zu können und hiebei doch noch durch ihre Lagerung ohne übermässige Anpressungsdrücke geführt werden. Der Gang des Verdichters wird bei der Förderung heisser Medien um so betriebs sicherer sein, je mehr die Lagerung der Laufringe auf einen möglichst kleinen, zur sicheren Führung der Laufringe nur gerade ausreichenden Teil ihres Umfanges beschränkt ist.
Ein übermässig erhitzter Laufring kann sich entsprechend dein Anwachsen seines Aussendurchmessers elastisch in die Ausspa rung des Laufringlagers hinein ausdehnen, ohne dabei in seiner Umdrehung gehemmt zu sein.
Die Bildung von parallel zur Rotorachse verlaufenden Riefen in der zylindrischen Ge häusewandung und am Laufringumfang kann durch die in Fig. 1 rechts dargestellte An ordnung von mehreren Laufringen (4, 5, 6) in einer und derselben Kammer des Ver dichters vorgebeugt werden. Die Reibungs kräfte zwischen den Arbeitsschiebern und den Laufringen einerseits und zwischen den Laufringen und ihren Lagerflächen anderseits sind nämlich niemals völlig gleich gross, so dass der eine Laufring immer etwas lang samer oder schneller als der andere oder die andern umläuft.
Sobald also durch einen etwas gehemmten Laufring Neigung zur Riefenbildung besteht, wird diese dadurch verhindert, dass sich die Laufringe gegenein ander verschieben bezw. verdrehen, so dass also ein Laufring, in welchem sich bereits eine Riefe zu entwickeln anschickt, der vollen Einwirkung der Arbeitsschieber auf ihn ent zogen wird. Ein benachbarter Laufring, auf welchem noch keine Vertiefung vorhanden ist, trägt die Arbeitsschieber über die ge fährdete Stelle des gehemmten Laufringes hinweg.