Kapselverdichter. Kapselverdichter und Pumpen für gasför mige und flüssige Fördermedien sind seit län gerer Zeit in deii verschiedensten Bauarten bekannt Alle diese Maschinen haben bis heute jedoch keine grosse Bedeutung er langt, weil den Schwierigkeiten, ,die sich mehr oder weniger zeigten, nicht wirksam begegnet werden konnte. Die Probleme schei terten in der Kegel an der Materialfrage und Bearbeitungsgenauigkeit, insbesondere aber an .der richtigen Schmierung der beanspruch ten Teile und an der hinreichenden Kühlung der Arbeitsflächen.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kapselverdichter für Gase, Flüssigkeit oder zu verdichtende Mischungen von Gasen und Flüssigkeiten mit sichelförmigem Arbeits raum und fest mit ;der Triebachse verbun denem und mit .dieser gleichförmig rotieren dem, gekühltem Drehkolben. Die Erfindung besteht darin, :dass der Drehkolben gegen die Saugseite mündende Kanäle aufweist, durch die relativ kühles Fördermedium vor dem Eintritt in den Verdichtersaugraum hin- durchströmt.
Mindestens ein Teildes gesam ten Fördermediums kann durch den: hohlen Drehkolben angesaugt werden. Die Zufuhr des .gesamten oder mindestens eines Teils des Fördermediums zum hohlen Drehkolben kann durch :die hohl ausgebildete Triebwelle er folgen. Das durch die Hohlwelle geführte Fördermedium kann direkt in .den Drehkol ben übergeleitet werden.
Das durch den hohlen Drehkolben geführte Fördermedium kann von der Hohlwelle direkt oder minde stens ein Teil durch den innerhalb der Lauf büchse gebildeten Hohlraum in den Dreh kolben übergeleitet werden. Das gesamte oder ein Teil des Fördermediums kann aber auch durch mindestens eine Öffnung in den,Stirn- scheiben nach dem Hohlraum geführt wer den, oder es kann aber auch mindestens ein Teil des Fördermediums durch die Hohl welle, ein anderer Teil durch .die Öffnung angesaugt werden.
Die Drehkolben bezw. die saugseitige Nuss können ,aber auch Kanäle aufweisen, durch die das totale oder ein Teil des Fördermediums nach dem Saugraum ge- leitet -wird. Das saugseitig zwischen Dreh kolben und Nuss durchgeführte Förder medium kann durch die Hohlwelle oder durch eine Stirnöffnung, oder durch die Hohl welle und eine Stirnöffnung in den Hohl raum eingeführt werden. Der Drehkolben kann überdies Kanäle aufweisen, durch wel che ein fremdes Kühlmittel, z.
B. gekühlte Schmiermittel, Kühlwasser oder dergl., in Umlaxif gebracht wird. Da.-; fremde Kühl- mittel kann durch die Triebwelle oder durch einen Hohlraum dem Drehkolben zugefülirt. werden, um für die Schmierung der be anspruchten Teile des Verdichters verwendet zu werden.
Nebst den für das Fördermedium nötigen Kanälen können im Drehkolben noch weitere Kanäle für die Schniiermittelzzifuhr angeordnet sein, wobei die Triebwelle ent sprechende Zufuhrkanäle enthalten kann.
In der Zylinderbüchse können ein oder mehrere Sehmiermittelkanäle vorgesehen sein, durch welche die Schmierung und Abdichtung der Linien-Berührungsstellen zwischen Zylinder- büchse und Laufbiichse ermiiglielii, -wird. In der Laufbiiehse können beidseitig der Nuss Schmiermittelkanäle vorgesehen ,sein, welche die Sebmierunu# und Abdichtung der Nuss er möglichen.
Ausser einem mit der Triebwelle fest verbundenen Drehkolben kann aber min destens ein weiterer Drehkolben drehbar auf der Welle angeordnet sein, der von der Laufbuchse in ungleichförmiger Rotations bewegung mitgenommen wird.
Einige Ausführuno z,sbeispiele des Erfin- dungs-egen3tandes ,sind auf der Zeichnung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeit eine Kapselpumpe im Quer- schnitt, Fig. ? im Längsschnitt.. Fig. 3 bis 7 zeihen weitere Beispiele.
In Fig. 1 und 2 bedeutet: 1 das Gehäuse des Kapselverdichters, das auf der Druck seite mit den Kühlkammern ? und 3 und der Austrittsöffnung -1 de.s verdichteten Förder mediums ausgerüstet ist. 5 ist die ins Ce- häuse eingesetzte und 'konzentrisch zur Welle 7 angeordnete Zylinderbüeh.se mit den druckseitig angeordneten Ausstossventilen 6.
Die Triebwelle 7 mit der Bohrung 8 sitzt auf zeichneten Antriebsmaschine direkt oder mittelbar angetrieben im .Sinne der Pfeilrieb- tung a. Mit dieser Hohlwelle 7 ist der schaufelförmige Drehkolben 10 fest verbun den, der im Innern die den Hohlraum 8 mit dem ,sichelförmigen Arbeitsraum 12a verbin denden Kanäle<B>11</B> besitzt und dessen Aussen fläche die Innenfläche der Zylinderbüchse 5 dichtend berührt und damit den sichelför- ini;
en Arbeitsraum in den Druckraum 12h und den Saugraum 12a unterteilt.
Auf dem Drehkolben 10 sitzt die zylin- cirische und geschlitzte Nuss 13. die in einer zylindrischen Aussparung der exzentrisch znr Welle angeordneten Laufbüchse 14 sitzt. Diese Laiifliüchse 1-1 erhält ihre exzentrische Lagerum mittelst weiter nicht gezeichneter Gleitrollen oder Nadellager in entsprechen den Eindrehungen in den beiden Stirnschei ben 16, die sich ihrerseits dichtend an die Zylinderbiiehse 5 und den Drehkolben 10 anlegen.
Stirnscheiben 16 und Zylinder- hiieh,se 5 :Sind feststehend und lassen sieh daber ohne weiteres gegenseitig abdichten. Dagegen vollführt der Drehkolben 10 eine CTleitbewegung auf den Sfirnscheiben 16, so dass zur einwandfreien Abdichtung zweek- mässigerweise elastische, z.
B. federbelastete Dichtungsleisten 29 verwendet werden, wie solche in analoger Weise auch an der Berülx- rungsilä che zwischen Zylinderbiiehse 5 und Drehkolben 10 eingesetzt werden können. Auch die Laufbüchse 1I ist mit einem gegen die Stirnscheiben 16 gedrückten Dichtungs ring 29a abgedichtet.
Die Lauffläche 14, die durch die Ausspa- rung für die Nuss 13 ()-(,spalten wird, wird seitlich noch durch die Ringe 1:5 zusammen gehalten. Im Seitendeckel 17 befindet sich die Ansaugöffnun; 18. an die nötigenfalls eine Sau#-,leituiig angeschlossen werden kann. Der Deckel 19 trägt die Reiter nicht gezeieli- nete Stopfbüchse für die Triebwelle 7.
Im Betrieb dieses Kapselverdichters tritt das Fördermedium durch die Saugöffnung 18 im Seitendeckel 17 in den Ver dichter ein, durchströmt die Bohrung 8 der Triebwelle 7 und gelangt durch die Drehkolbenkanäle 11 schliesslich in .den Saugraum 12a.
Das Einsaugen findet eo lange statt, bis :der Drehkolben senkrecht nach .abwärts gerichtet ist, das heisst ,der volle sichelförmige Arbeitsraum gebildet ist, des sen Füllung nun beim Weiterdrehen des Drehkolbens dureh diesen komprimiert und durch die Auslassventile 6 herausgedrückt wird.
Die Exzentrizität der Laufbüchse 14 ist natürlich so ,gewählt, dass zwischen Lauf büchse 14 und Zylinderbüchse 5 im Punkte 20, das heisst an unterster Stelle eine Linien berührung erfolgt, die ein Durchströmen von Fördermedium von der Druck- auf die Saug seite des sichelförmigen Arbeitsraumes ver- hindert. In den Stnrnschieiben 16 sind Öff nungen 24' vorgesehen, die das angesaugte Fördermedium auch in .den Hohlraum 2,1 führen.
Beim Beispiel gemäss Fig. 3 wird das an- gesaugte Fördermedium, wie im ersten Bei spiel, durch die Hohlwelle 7 angesaugt, strömt aber nicht direkt durch den hohlen Drehkolben in den Saugraum, sondern wird zunächst durch die Öffnungen 22 in den Hohlraum 21 und erst von dort durch die Kolbenöffnungen 23 und Kolbenkanäle 11 in :den Saugraum 12a geleitet. Damit wird nebst der Kühlung,des Drehkolbens auch eine solche der ganzen Laufbüchse 14 erreicht.
Fig. 4 stellt ein Beispiel dar mit- voller Welle 7, aber mit in mindestens einer @Stirn- seheibe 16 gebohrter Einlassöffnung 24 für das angesaugte Fördermedium. Dieses muss somit den Hohlraum 21 durchströmen, bevor es durch .die Kanalöffnungen 2.3 und Kolben- kanäle 11 in den Saugraum gelangt, was wiederum die gewünschte Kühlung der Lauf büchse 14 und des Drehkolbens 10 bezw. der Nuss 13 bewirkt.
Es kann dabei die gesamte Fördermenge .durch diese Öffnung 24 @ein- gesaugt werden, oder es kann nur ein Teil davon dort eingeführt werden, während der Rest durch .die im Gehäuse 1 angeordnete Eintrittsöffnung 25 und die Saugöffnungen 26 der Zylinderbüchse 5 :direkt in den Saug raum 12a einströmt. Diese Lösung mit ge- trennter Fördermediumszufuhr nach dem Saugraum ist natürlich auch für die Beispiele nach Fig. 1 bis 3 anwendbar.
Fig. 5 zeigt ein Detail, wie zum Beispiel die Schmierung der Nuss und des Drehkol bens zweckmässigerweise vorgenommen wird. Das Schmiermittel wird von irgendeinem Verteilsystem aus durch die beidseitig :der Nuss 13 in der Laufbüchse 14 gebohrten Längskanäle 30, sowie Querkanäle und Nuten 31 auf die Berührungsflächen zwischen Laufbüchse 14 und Nuss 13 geführt, von wo es noch weiter durch Kanäle und Nuten 32 in der Nuss auf die Gleitflächen des Dreh kolbens gelangen kann.
Die Sohmiermittelzufuhr kann gemäss Fig. 6 auch von der Triebwelle aus erfolgen, indem zum Beispiel eine eigene Bohrung 33 für .das Schmiermittel vorgesehen wird, von der aus Querkanäle 34 nach dem Drehkolben führen, die aussen in eine Verteilnute 36 zur Schmierung und Abdiehtung der Lauffläehen zwischen Drehkolben und Zylinderbohrung münden.
Kleine, zu den Kanälen 34 'senk recht stehende Querbohrungen 35 sind ferner beidseitig .des schaufelförmigen Drehkolbens zur Schmierung der Laufflächen zwischen Schaufel und Nuss angeordnet, von wo dann weiter wieder die Laufflächen zwischen Nuss und Laufbüchse mit Schmiermittel beschiekt werden.
,Statt von der Hohlwelle aus, kann die Schmierung der beanspruehten Teile natür lich auch vom Hohlraum 21. aus erfolgen, sofern dieser, wie nach Fig. 1 und 2, nicht vom Fördermedium durchströmt wird.
Geeig nete Kanäle leiten dann das Schmiermittel an die zu schmierenden Stellen. Auch kann das ,Schmiermittel dosiert dem Fördermedium vor oder im Verdichter beigesetzt werden, um zum Beispiel die Laufflächen der Zylinder büchse 5 zu schmieren. Dabei ist gleich gültig, ob das Fördermedium ganz oder teil weise durch die Hohlwelle eintritt oder- ganz oder teilweise den Hohlraum 21 durchströmt oder umgeht.
Zur einwandfreien Abdichtung :der Linien berührung zwischen Laufring 14 und Zy- linderbüchse 5 auf der Linie 20 kann auch Schmiermittel durch einen Kanal 27 und Querkanäle 28 (nach Fig. 4) zugeführt wer den.
Die Schmierung kann ganz allgemein durch unter Förderdruck oder geringerem oder höherem Druck stehendes Schmiermittel erfolgen.
Bezüglich der Fördermediumszufuhr in den Saugraum 12a sind natürlich alle Kom binationen möglich zR-ischen den Beispielen nach Fig. 1 bis 4. Statt der Hohlschaufeln können auch Schaufeln mit auf der Saug seite in radialer oder schräger Richtung oder in Schlangen- oder Ziekzackform eingefrästen Kanälen 46 verwendet werden, wie Fig. 7 zeigt. Diese Kanäle gestatten ein Durchströ men der Fördergase vom Raum 21 nach der Saugkammer 1?a zwischen der Nuss und dem Drehkolben hindurch.
Die Kanäle können natürlich auch in der saugseitigen Nusshälfte (47) angebracht sein, und zwar wiederum radial. schräg oder in Schlangen- oder Ziek- zackform.
Capsule compressor. Capsule compressors and pumps for gaseous and liquid conveying media have been known for a long time in the most varied of designs. The problems mostly failed due to the question of materials and machining accuracy, but especially due to the correct lubrication of the stressed parts and the adequate cooling of the work surfaces.
The invention relates to a capsule compressor for gases, liquids or mixtures of gases and liquids to be compressed with a sickle-shaped working space and fixed with; the drive axis connected and with .this uniformly rotating the cooled rotary piston. The invention consists in: that the rotary piston has channels opening towards the suction side through which relatively cool conveying medium flows before it enters the compressor suction chamber.
At least a part of the total delivery medium can be sucked in through the hollow rotary piston. The supply of the entire or at least part of the conveying medium to the hollow rotary piston can be followed by: the hollow drive shaft. The pumped medium passed through the hollow shaft can be transferred directly to the rotary piston.
The conveyed medium passed through the hollow rotary piston can be transferred from the hollow shaft directly or at least part of it through the cavity formed within the liner into the rotary piston. All or part of the conveying medium can, however, also be guided through at least one opening in the end disks to the cavity, or at least part of the conveying medium can be sucked in through the hollow shaft and another part through the opening will.
The rotors respectively. The socket on the suction side can, however, also have channels through which all or part of the conveying medium is directed to the suction chamber. The conveying medium carried out on the suction side between the rotary piston and the nut can be introduced into the hollow space through the hollow shaft or through an end opening, or through the hollow shaft and an end opening. The rotary piston can also have channels through which a foreign coolant, eg.
B. cooled lubricants, cooling water or the like., Is brought into Umlaxif. There.-; Foreign coolant can be added to the rotary piston through the drive shaft or through a cavity. in order to be used for the lubrication of the parts of the compressor which are under stress.
In addition to the channels required for the conveying medium, further channels for the lubricant supply can be arranged in the rotary piston, and the drive shaft can contain corresponding supply channels.
One or more sealant channels can be provided in the cylinder liner, through which the lubrication and sealing of the line contact points between the cylinder liner and the barrel liner is made possible. In the barrel, lubricant channels can be provided on both sides of the nut, which enable the nut to be sealed and sealed.
In addition to a rotary piston firmly connected to the drive shaft, however, at least one further rotary piston can be rotatably arranged on the shaft, which is carried along by the liner in non-uniform rotational movement.
Some embodiments, examples of the invention egen3tandes, are shown schematically in the drawing.
Fig. 1 shows a capsule pump in cross section, Fig. in longitudinal section .. Fig. 3 to 7 show further examples.
In Fig. 1 and 2: 1 means the housing of the capsule compressor, which is on the pressure side with the cooling chambers? and 3 and the outlet opening -1 de.s compressed conveying medium is equipped. 5 is the cylinder sleeve inserted into the housing and arranged concentrically to the shaft 7 with the ejection valves 6 arranged on the pressure side.
The drive shaft 7 with the bore 8 sits on the drive machine drawn, directly or indirectly driven in the sense of the arrow drive a. With this hollow shaft 7, the shovel-shaped rotary piston 10 is firmly connected to the inside which the cavity 8 with the sickle-shaped working chamber 12a connec Ding channels <B> 11 </B> and whose outer surface touches the inner surface of the cylinder liner 5 and seals with it the sickle feeder;
The working space is divided into the pressure space 12h and the suction space 12a.
The cylindrical and slotted nut 13 is seated on the rotary piston 10 and is seated in a cylindrical recess of the liner 14 arranged eccentrically to the shaft. This Laiifliüchse 1-1 receives its eccentric Lagerum by means of further not shown rollers or needle bearings in correspond to the indentations in the two end disks 16, which in turn create a seal against the cylinder bias 5 and the rotary piston 10.
End disks 16 and cylinder heights 5: are fixed and allow them to be mutually sealed without further ado. In contrast, the rotary piston 10 performs a guiding movement on the face disks 16, so that two-way elastic, e.g.
B. spring-loaded sealing strips 29 can be used, as can be used in an analogous manner on the Berülx- rungsilä surface between the cylinder sleeve 5 and rotary piston 10. The liner 1I is sealed with a sealing ring 29a pressed against the end disks 16.
The running surface 14, which is split by the recess for the nut 13 () - (, is held together laterally by the rings 1: 5. The suction opening is in the side cover 17; 18. to which, if necessary, a sow # The cover 19 carries the stuffing box, not shown, for the drive shaft 7.
During operation of this capsule compressor, the pumped medium enters the Ver denser through the suction opening 18 in the side cover 17, flows through the bore 8 of the drive shaft 7 and finally passes through the rotary piston channels 11 into the suction chamber 12a.
Sucking in takes place for a long time until: the rotary piston is directed vertically downwards, i.e. the full sickle-shaped working space is formed, the filling of which is now compressed by the rotary piston as it continues to rotate and pushed out through the outlet valves 6.
The eccentricity of the liner 14 is of course chosen so that there is a line contact between the liner 14 and the cylinder liner 5 at point 20, that is to say at the lowest point, which allows the conveying medium to flow through from the pressure to the suction side of the sickle-shaped working chamber - prevents. In the Stnrnschieiben 16, openings 24 'are provided, which also lead the sucked-in conveying medium into .den cavity 2.1.
In the example according to FIG. 3, the sucked-in conveying medium is sucked in through the hollow shaft 7, as in the first example, but does not flow directly through the hollow rotary piston into the suction chamber, but is first through the openings 22 into the hollow chamber 21 and first from there through the piston openings 23 and piston channels 11 into: the suction chamber 12a. In addition to cooling the rotary piston, this also provides cooling for the entire liner 14.
4 shows an example with a full shaft 7, but with an inlet opening 24 for the sucked-in conveying medium drilled in at least one face plate 16. This must therefore flow through the cavity 21 before it passes through .die channel openings 2.3 and piston channels 11 in the suction chamber, which in turn, the desired cooling of the liner 14 and the rotary piston 10 respectively. the nut 13 causes.
The entire delivery rate can be sucked in through this opening 24 @, or only a part of it can be introduced there, while the rest through the inlet opening 25 arranged in the housing 1 and the suction openings 26 of the cylinder liner 5: directly into the suction chamber 12a flows in. This solution with a separate feed medium supply after the suction chamber can of course also be used for the examples according to FIGS. 1 to 3.
Fig. 5 shows a detail of how, for example, the lubrication of the nut and the rotary piston is expediently carried out. The lubricant is fed from some sort of distribution system through the longitudinal channels 30 drilled on both sides: the socket 13 in the liner 14, as well as transverse channels and grooves 31 to the contact surfaces between the liner 14 and socket 13, from where it continues through channels and grooves 32 in the Nut can get on the sliding surfaces of the rotary piston.
According to FIG. 6, the lubricant can also be supplied from the drive shaft, for example by providing a separate bore 33 for the lubricant, from which transverse channels 34 lead to the rotary piston, which outside into a distribution groove 36 for lubricating and sealing the running surfaces open between the rotary piston and cylinder bore.
Small transverse bores 35 which are perpendicular to the channels 34 'are also arranged on both sides of the shovel-shaped rotary piston for lubricating the running surfaces between the blade and the nut, from where the running surfaces between the nut and the liner are again supplied with lubricant.
Instead of the hollow shaft, the lubrication of the claimed parts can of course also take place from the cavity 21, provided that the pumped medium does not flow through it, as shown in FIGS. 1 and 2.
Appropriate channels then direct the lubricant to the points to be lubricated. The lubricant can also be added to the pumped medium before or in the compressor, in order to lubricate the running surfaces of the cylinder liner 5, for example. It is irrelevant whether the delivery medium enters completely or partially through the hollow shaft or flows through or bypasses the hollow space 21 completely or partially.
For perfect sealing: the line contact between the race 14 and the cylinder liner 5 on the line 20 can also be supplied with lubricant through a channel 27 and transverse channels 28 (according to FIG. 4).
The lubrication can generally take place by means of a lubricant which is under delivery pressure or a lower or higher pressure.
With regard to the delivery medium supply into the suction chamber 12a, all combinations are of course possible, as in the examples according to FIGS can be used as shown in FIG. These channels allow the conveying gases to flow through from space 21 to suction chamber 1a between the nut and the rotary piston.
The channels can of course also be attached in the socket half (47) on the suction side, again radially. at an angle or in a snake or zigzag shape.