CN1030812A

CN1030812A - 容积式机械

Info

Publication number: CN1030812A
Application number: CN88103630A
Authority: CN
Inventors: 汉斯·鲍尔麦尔
Original assignee: Agintec AG
Current assignee: Agintec AG
Priority date: 1987-06-15
Filing date: 1988-06-14
Publication date: 1989-02-01
Also published as: DE3865747D1; ATE68849T1; US4886433A; ES2025244B3; BR8802924A; JPH01117901A; EP0295480B1; DE3719950A1; EP0295480A3; EP0295480A2; CN1012749B

Abstract

本发明涉及一种流体的容积式机械，它有一个设在一个固定外壳中的槽形的、从进口到出口大体为螺旋形的、大于360°的变压的挤压室，在挤压室中装有一个同样基本上是螺旋形的挤压体，它可偏心驱动。为了进一步改进，建议：(a)挤压体的接触角小于 400°；(b)挤压体的径向宽度和挤压室的径向内宽从它们的一端向另一端逐步增大；(c)在挤压体的最大径向宽度外设有它的偏心轴承；(d)挤压体偏心的驱动或被驱动方向沿其径向宽度增加的方向。

Description

本发明涉及一种流体的容积式机械，它有一个装在一个固定外壳中的槽形的、从进口到出口大体为螺旋形的、大于360°的变压的挤压室，在挤压室中装有一个同样基本上是螺旋形的挤压体，它可以偏心地驱动，并使它的每一处进行一个以挤压室环壁为界的圆周运动，这时，挤压体的曲率半径和上述环壁的尺寸应这样确定，即在其作无扭转的圆周运动时，挤压体与内外环壁的接触至少几乎各在一条连续前进的密封线上。

这种结构形式例如可见DE-A1-2603462。它所公开的结构在压力区，亦即在挤压室和挤压体曲率半径很小的地方，需要提高的制造费用。

可对比的结构形式可见自DE-A1-2639174、GB-A2-1367986、US-A-4558997和US-A-4627800，所有这些结构形式中，共同的缺点是总效率低。

本发明的目的是，改善本文开始所述结构形式的容积式机械的加工工艺，提高它们的总效率。

按本发明，通过下列特征达到上述目的：

（a）挤压体的接触角小于400°，最好小于395°;

（b）挤压体的径向宽度从其一端向另一端逐步增大;

（c）挤压室的径向内宽与挤压体按同样方向从其一端向另一端逐步增大;

（d）挤压体在其最大的径向宽度区域中有一个偏心轴承;

（e）所述之出口设在挤压体或挤压室最大径向宽度处;

（f）挤压体偏心的驱动或被驱动方向，沿其径向宽度增加的方向。

在一种具体的结构形式中，这样做是会有好处的，即当挤压室的外环壁由多个半径逐渐减小彼此光滑连接的局部圆弧所组成，而挤压室的内环壁则至少由一个局部圆弧所构成。最好使至少为一个局部圆弧的挤压室内环壁，至少大体与挤压室外环壁的第三个局部圆弧同心。

尤其是最好使彼此相配的外部和内部局部圆弧均以同样的角度延伸，并使挤压室的内环壁由一个螺旋形隔板构成，隔板的宽度大体为等宽度。

由于与现有技术相比，挤压体的接触角大大减小，因而该容积式机械的总效率得以显著提高。通过减小接触角还可以将挤压体作成大壁厚的。因此，其优点在于，挤压体的偏心轴承可以设在其最大径向宽度处，亦即从力学观点来看在最稳定的部位。

容积式机械可由流体本身驱动，这时它作为马达或例如作为容量计进行工作，但它亦可以被马达驱动，这时则作为泵或压缩机进行工作。与具有两个或多个分开的挤压室的容积式机械（如按DE-A1-2230773）相比，按本发明的结构形式脉动较小，这一优点在大的功率范围中尤为突出。

这种新型的容积式机械与已知的具有同样输送能力的结构相比，结构尺寸较小。因此，这对于生产和仓库存放特别有利，挤压室和挤压体均可以分段地由片状的材料按所需轴向厚度组装而成。因此这种容积式机械仅通过改变彼此连接的片状零件的数量，就可具有不同的输送能力。

从轴向来看，挤压室原则上可以用平滑盖封闭其两侧，在它们之间，挤压体可自由运动地支承着。但也可以使挤压室轴向的一侧设一个壁面，并在室中装一个挤压体，从挤压体来看，其轴向的一侧具有一个壁面，它有驱动、被驱动装置和一个防扭转安全装置等。这种新型的容积式机械可免去防扭转安全装置，只要挤压体的偏心驱动或被驱动装置处于其径向宽度增加的方向上。由于在挤压体的这种新型结构形式中，在其中央，亦即出现最高压力峰值的地方，具有一个较大的材料集中，故可以在这里设置大尺寸的轴承。上述轴向带有一个侧壁的结构形式，可通过侧壁、穿越挤压体例如在中央设一个槽，以免挤压体翻转。

在另一种结构形式中，从轴向看去，挤压体具有一个中间壁，在壁的两侧各有轴向延伸的螺旋形隔板。

为了减少磨损，挤压室和/或挤压体的壁应有涂层。

同理，为了减少容积式机械在工作时的摩擦，至少应在挤压体两个轴向表面中一个的边缘区各设一个轴向突缘。轴向突缘可设计成环绕的，这一措施可以代替上述涂层，或除了有涂层以外再加设突缘。

挤压体和/或挤压室壁和隔板可设计成空心的。设计成空心的腔可用盖封闭，以便使所形成的这些腔室能通过软管连接用来冷却或加热。这首先适用于那些一侧设有壁面的结构零件，它们在采用金属材料制造时，可以通过切削方法或无切削方法来加工。当采用按工作条件适用的塑性材料时，可采用喷涂法或压制法。

这种新型的容积式机械的另一个特点是，还具有干式吸入特性。为了克服加工误差，最好在轴承区中设计成简单轴的驱动轴和挤压体之间，置入弹性的偏心轴承元件。挤压体可根据结构尺寸以大于120赫芝的频率进行驱动。

与本发明的这些特征有关的本发明的其它优点，将用实施例作详细说明。

附图给出作为本发明结构形式的几种实施例。其中：

图1.装入挤压体的挤压室横截面，图中所表示的并非工作状态，而仅仅是为了能看得清楚而选择的位置;

图2.与图1所示不同的结构形式;

图3.与图1所示不同的结构形式，其中挤压体处于第一个工作位置;

图4至6.从图3所示的情况开始，挤压体的三个连续不同的工作位置;

图7.如图1那样来表示的双容积式机械横截面图。

图1表示一种设在外壳1内螺旋形的和略大于360°变压的挤压室2，它从一个用箭头3表示的进口到一个在此图中未进一步表示的出口。槽形挤压室2通过一个外环壁5和一个内环壁6来确定。其中，外环壁5大体上由三个半径逐渐缩小彼此相接的半圆构成，而内环壁6则只由唯一的一个半圆所构成，此半圆至少大体与外环壁的第三个半圆同心。

图1所示的实施例中，挤压室2的径向内宽7，亦即指环壁5、6之间的径向距离，从挤压室2径向外端2a起到径向的内端逐渐增大。这时，挤压室2的内环壁6由一个螺旋形隔板8构成，其隔板宽度9大体为等宽度。

在挤压室2中装入一个挤压体11，只是为了能清楚地说明，图中挤压体与挤压室2的壁5、6之间均有一个净间隔距离。挤压体11的外轮廓同样由几个半径逐渐减小的局部圆弧彼此相连而组成，挤压体11的径向宽度14，从它自由的径向外端11a起，沿圆周方向向内逐渐增大。因此在中心区11b处材料集中，从而可以例如设置一个大尺寸的偏心轴承21。

图2表示了另一种结构形式，这里，挤压体11的径向宽度14从它的径向内端11a向它的径向外端11b逐渐增大。挤压室2的变化与其相应。偏心轴承21如用箭头4所表示的出口那样处于外部。挤压体11偏心的驱动或被驱动的方向16总是沿着其径向宽度14增加的方向。

图3表示了另一种其结构形式原则上与图1所示相同的型式。然而在图3中表示了挤压体11处在第一个工作位置，在这一位置下，挤压体靠在挤压室2的内外壁6、5上。这时，挤压体11可如此偏心地驱动，即它上面的每一点作以挤压室2的环壁5、6为界的圆周运动，因此，挤压体11的曲率半径和挤压室中的环壁尺寸应这样来确定，即在挤压体作无扭转的圆周运动时，它与内外环壁6、5的接触各至少几乎在一根连续推进的密封线15上。这一运动过程用图3至6中的四个工作位置来说明。图中的标号10表示偏心度。图中所绘的轮廓22，表示板状的凸起23或类似的外廓，它处在一个图中未作进一步表示的挤压体11的一侧封盖上，而衬套24用来安装挤压体11的偏心轴承21。

图3至6表示了对于所绘制的各位置1至4，密封线15的推进。

图7表示一种双容积式机械，它包括两个彼此对置的如图2所示形式的单机。它有两个靠外部安装的偏心轴承21，为了同步，它的主动轴或从动轴，可通过一个齿带或类似装置相连。箭头3表示了用于两个驱动部件的公共进口，而箭头4表示各自的出口。如果通过将介质沿轴向进入中心区驱动此机械，则它的工作如一个马达;它们的轴便均为输出轴。反之，如果此机械被马达所驱动，则介质沿轴向被吸入中心区，机械如一台泵或压缩机运行。这种双轴式机械的驱动或被驱动，是通过一根轴来实现的，因为第二根轴通过所述的齿带被同步地带动，而且它还作为偏心机构的防扭转安全装置来进行工作。

还可以设置一根附加的中央轴，例如通过一个与两根外部轴上的齿轮啮合的外啮合齿轮，使这些轴彼此耦合。这样，可以在这种机械的一定容积比之内，选择中央轴和两个偏心轴之间的传动比;另一种方案也可以是中央轴通过一个罐状的内啮合体与外部轴上的外啮合小齿轮相啮合（可对比行是齿轮系）。

a-a详图表示了挤压体11的横截面，由图可见，在它的两个轴向面17的每个边缘区均设有轴向突缘18，以减少在挤压室2中的摩擦。

对于各种结构形式而言，有利的做法是，挤压体11径向宽度14的最小与最大值之比在1∶3至1∶12范围内。

外部的进口或出口，可选择切向的布局形式，但也不一定非要这样做。

最好把挤压室2设计得比安装挤压体11所需的长度略长一点。这样，可平息脉动，并为进出口3、4留下空间位置。

Claims

1、流体的容积式机械，它有一个设在一个固定外壳(1)中的槽形的、从进口(3)到出口(4)大体为螺旋形的、大于360°的变压的挤压室(2)，在挤压室中装有一个同样基本上是螺旋形的挤压体(11)，它可以偏心地驱动，并使它的每一处进行一个以挤压室(2)环壁(5、6)为界的圆周运动，这时，挤压体(11)的曲率半径和上述环壁(5、6)的尺寸应这样确定，即在其作无扭转的圆周运动时，挤压体(11)与内外环壁(6、5)的接触至少几乎各在一条连续前进的密封线(15)上，其特征为以下几点：

(a)挤压体(11)的接触角小于400°，最好小于395°；

(b)挤压体(11)的径向宽度(14)从其一端(11a、11b)向另一端(11b、11a)逐步增大；

(c)挤压室(2)的径向内宽(7)与挤压体(11)按同样方向从其一端(2a、2b)向另一端(2b、2a)逐步增大；

(d)在挤压体11最大的径向宽度(14)区域中有一个它的偏心轴承21；

(e)所述之出口(4)设在挤压体(11)或挤压室(2)最大径向宽度(14、7)处；

(f)挤压体(11)偏心的驱动或被驱动方向(16)沿其径向宽度(14)增加的方向。

2、按照权利要求1所述之容积式机械，其特征为：挤压室（2）的外环壁（5）由多个半径逐步减小彼此光滑连接的局部圆弧所组成，而挤压室（2）的内环壁（6）则至少由一个局部圆弧所构成。

3、按照权利要求2所述之容积式机械，其特征为：至少为一个局部圆弧的挤压室（2）内环壁（6），至少大体与挤压室（2）外环壁（5）的第三个局部圆弧同心。

4、按照权利要求2或3所述之容积式机械，其特征为：彼此相配的外部和内部局部圆弧均以同样的角度延伸。

5、按照前述诸权利要求之一所述之容积式机械，其特征为：挤压室（2）的内环壁（6）由一个螺旋形隔板（8）构成，隔板宽度（9）大体为等宽度。

6、按照前述诸权利要求之一所述之容积式机械，其特征为：挤压体（11）轴向一侧有一个壁面，它有驱动或驱动装置和防扭转安全装置等。

7、按照前述诸权利要求之一所述之容积式机械，其特征为：挤压室（2）轴向一侧有一个壁面。

8、按照前述诸权利要求之一所述之容积式机械，其特征为：挤压室（2）和/或挤压体（11）的壁面上有涂层。

9、按照前述诸权利要求之一所述之容积式机械，其特征为：至少在挤压体（11）两个轴向表面（17）中一个的边缘区各设一个轴向突缘（18）。

10、按照权利要求9所述之容积式机械，其特征为：轴向突缘（18）设计成环绕的。

11、按照前述诸权利要求之一所述之容积式机械，其特征为：挤压体（11）和/或挤压室（2）的壁均设计成空心的。