CN103154525A

CN103154525A - 流体压缩机，特别是用于对内燃机进行加载

Info

Publication number: CN103154525A
Application number: CN2012800033324A
Authority: CN
Inventors: 克里斯蒂安·格罗特
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-04-29
Filing date: 2012-04-07
Publication date: 2013-06-12
Also published as: DE102011019006B3; EP2603702A1; JP2014512485A; WO2012146344A1

Abstract

本发明涉及一种流体压缩机，特别是用于对内燃机进行加载，其具有压缩机壳体；具有可旋转地安置在压缩机壳体中的压缩机叶轮；具有用于待压缩的介质的入流通道，其在待压缩的介质的流动方向上从压缩机入口延伸至压缩机叶轮；具有用于待压缩的介质的再循环通道，其在压缩机叶轮一侧的端部区域内从入流通道分支出去，并且在压缩机入流一侧的端部区域内通入到入流通道中；具有声音屏蔽环，其在压缩机入口一侧的端部区域内安装在入流通道和/或再循环通道中，用于屏蔽通过再循环通道回流的、待压缩的介质的声波；其中，声音屏蔽环借助卡扣连接形状配合地安装在压缩机壳体中，本发明的特征在于，声音屏蔽环具有多个锁定突起，它们啮合到压缩机壳体的侧凹内；声音屏蔽环具有多个连接在在圆周上环绕的环形的主体上的舌状物，它们具有锁定突起，并且这些舌状物从压缩机入口一侧的端部朝压缩机叶轮的方向伸入再循环通道中。

Description

流体压缩机,特别是用于对内燃机进行加载

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的流体压缩机，特别是用于对内燃机进行加载。

背景技术

这种类型的流体压缩机例如借助废气涡轮驱动，其中，流体压缩机和废气涡轮能够布置在一个共同的转轴上，从而形成涡轮增压器。然而也可以考虑用机械驱动流体压缩机，例如借助应该被流体压缩机加载流体的内燃机的曲轴。最后，本发明也能够应用到除了用于对内燃机进行加载以外的流体压缩机中。

为了扩展压缩机的特性范围，已知的是，在压缩机的壳体内在入流通道的压缩机叶轮一侧的端部上为待压缩的介质，特别是空气设置所谓的再循环开槽，一部分待压缩的介质（这部分介质已经从压缩机入口穿过入流通道流到压缩机叶轮的附近）通过再循环开槽在入流通道的外部朝入流通道的压缩机入口一侧的端部的方向流动，并且在那里与随后流入入流通道的介质混合。为此，再循环开槽通过一个在入流通道外部延伸的通道或者许多这种通道与一个或者多个注口相连，这些注口直接在压缩机入口内通入入流通道，或者在待压缩的介质的流动方向上，在压缩机入口的后方与再循环开槽保持充足的间距。由再循环开槽、用于导回待压缩的介质的、在入流通道以外的通道组成的一系列布置和这个或这些注口也被称为再循环通道。

由于再循环通道中的介质的流动方向相对于入流通道中待压缩的介质的流动方向是相反的，所以存在声音会意外地从压缩机的入口侧传出的危险。因此，一种已知的措施提出，在入流通道或再循环通道内的靠压缩机入口一侧的端部区域中设置声音屏蔽环，它要阻止或者减少从压缩机入口中传出的声波。这种声音屏蔽环迄今是用在入流通道中的压缩机入口处，并且借助旋拧上的法兰确保它不会掉出来。不利的是，无法为现有的流体压缩机加装这种声音屏蔽环，或者只能通过再加工或者更换壳体和/或法兰的组件，这会造成额外的成本。此外，这种声音屏蔽环的构造和压缩机壳体或法兰的容置性部件的构造在个别情况下必须相互匹配。

在图1中示出了穿过流体压缩机的轴剖面图，其具有被夹在压缩机壳体1和连接法兰2之间的声音屏蔽环10。

关于现有技术的文献有以下文档：

DE19823274C1

DE4212653B4

US7624575B2

WO2006/090152A1

EP0913585A1

WO2011/044344A2

US5333990A

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有所述类型的声音屏蔽环的流体压缩机，其中，声音屏蔽环的装配特别便宜，安全并且能够有利地在事后实现。

根据本发明的目的通过具有权利要求1所述特征的流体压缩机得以实现。在权利要求9中描述了一种作为替代方案的根据本发明的设计方案。在从属权利要求中提供了本发明的有利的并且特别符合目的的设计方案。

根据本发明的流体压缩机，其特别是实现为用于对内燃机进行加载的流体压缩机例如通过废气涡轮被驱动或者通过内燃机本身机械地驱动，其具有壳体和在壳体中可旋转地安置的压缩机叶轮。此外，设计了用于待压缩的介质，通常是空气的入流通道，其在待压缩的介质的流动方向上从压缩机入口延伸至压缩机叶轮。

根据本发明，为待压缩的介质设计再循环通道。正如开头所述的那样，再循环通道在压缩机叶轮一侧的端部区域从入流通道分支出去，并且在压缩机入口一侧的端部区域内通入入流通道，在此，其中不仅要理解通入压缩机入口，还要理解在压缩机入口后方通入入流通道。

此外还设置有声音屏蔽环，其被在压缩机入口一侧的端部区域内设置在入流通道中和/或再循环通道中，从而屏蔽通过再循环通道回流的待压缩的介质的声波。声音屏蔽环例如能够从压缩机入口出发插入入流通道和/或再循环通道中。

根据本发明，现在声音屏蔽环借助卡扣连接形状配合地安装到压缩机的壳体中。这种卡扣连接是通过声音屏蔽环环的和/或壳体的配属于该声音屏蔽环的区域的弹性实现的，其中，在安插声音屏蔽环时，两个插接部件中的一个或者两个插接部件都（声音屏蔽环和壳体中相配的区域）弹性变形，从而得到形状配合的、凹凸咬合的、可脱离或不可脱离的连接。凹凸咬合使得声音屏蔽环以形状配合的方式可靠地防止被再循环通道中回流的介质或者被在入流通道内流动的介质向外挤压或者振动和诸如此类。

根据本发明，在声音屏蔽环上设置有多个锁定突起，它们插入壳体的相应的侧凹中，或者插入壳体的在圆周上环绕的或者在圆周上的部分区域上环绕的侧凹。当然也有可能的是，在壳体本身内额外地设置有这样的一个锁定突起或者多个锁定突起。

这个或者这些锁定突起通常定位在声音屏蔽环和/或壳体的能够弹性回缩区域上，并且作为附加或者作为代替可以本身也由弹性材料制成。

特别有利的是，当壳体中的侧凹是由一个或者多个至少部分地在径向上延伸的开槽构成的，这些开槽形成再循环通道在入流通道的压缩机叶轮一侧的端部区域内的分支。这些开槽也被称为再循环开槽。

根据根据本发明的一个实施例，声音屏蔽环具有多个连接在在圆周上环绕的环形的主体上的舌状物，这些舌状物具有锁定突起，特别是在其的背离主体的自由端部上。据此，这些舌状物为了形成理想的弹性能够在径向上向外和/或向内弹性变形，从而借此使得在推入声音屏蔽环时，锁定突起能够滑过壳体的界定侧凹的区域。

这些舌状物例如能够从压缩机入口一侧的端部朝压缩机叶轮的方向伸入再循环通道，并且支撑锁定突起的朝向压缩机叶轮的自由端部。

为了能够有效地屏蔽声音，声音屏蔽环可以在压缩机入口的区域内在径向上从外伸入入流通道，特别是利用它的环形的主体，其支撑着向前伸出的、特别是在径向上能够弹性回缩的舌状物。

根据本发明的实施方式提出，不仅入流通道还有再循环通道都在压缩机叶轮的旋转轴线的方向上延伸，从而形成轴向-轴向-压缩机或轴向-径向-压缩机。再循环通道在轴向上被引导延伸，至少直到再循环的介质实现朝压缩机入口的方向上逆流。

声音屏蔽环特别是设计成一体的，最好一开始就构造成单一整体的形式。

有利的是，当声音屏蔽环是由塑料或者由金属片或钢，至少部分地或者完全地由弹簧钢制成，由弹簧钢制成是为了达到理想的弹性。

声音屏蔽环可以有缺口，特别是在屏蔽环的在入口通道的纵向上延伸的区域内，从而增大回流介质的流动横截面。特别是例如代替个别的舌状物，在区域的整个周边都封闭的情况下尤为如此。

根据一种作为代替的、根据本发明的实施方式，声音屏蔽环被浇铸到压缩机壳体中。这可以通过在铸模中浇铸压缩机壳体之前或期间放入内嵌物实现，或者可以通过浇铸材料本身制成声音屏蔽环，这就是说，压缩机壳体和声音屏蔽环是由相同的材料制成的。在使用内嵌物时，它例如又可以是由塑料制成的。然而也可以考虑其他的材料。对于声音屏蔽环在流体压缩机内的延伸情况，之前说过的具有卡扣连接的实施方式是有效的。

作为将内嵌物浇铸在压缩机壳体上或者浇铸到压缩机壳体内的代替，也可以提出，将内嵌物浇铸到连接在压缩机壳体上的、特别是旋拧上的法兰上，特别是用于待压缩的空气的连接法兰，或者浇铸到其中，从而制造出声音屏蔽环。

附图说明

下面应该借助实施例示意性地描述本发明。

图2示出了第一种实施例，其具有借助卡扣连接形状配合地安装到压缩机壳体中的声音屏蔽环；

图3示出了浇铸到压缩机壳体上的声音屏蔽环；

图4示出了作为内嵌物浇铸到压缩机壳体中的声音屏蔽环。

具体实施方式

在图2中，以穿过压缩机壳体1的轴向剖面图示出在压缩机转轴4上旋转的压缩机叶轮3。在压缩机入口5的区域内，连接法兰2连接在压缩机壳体1上，从而将作为压缩机介质（未示出）的待压缩的空气的空气管道连接到压缩机壳体1上。

引导压缩机介质（空气）的区域用黑色表示，见吸取侧的流体引导区域6和增压侧的流体引导区域7。

吸取侧的流体引导区域6包括从压缩机入口5延伸至压缩机叶轮3的入流通道8，以及在入流通道8的外部（这里是径向以外）从压缩机叶轮一侧的端部向入流通道8的压缩机入口一侧的端部延伸的再循环通道9。为了将再循环通道9连接到入流通道8上，在入流通道8的压缩机叶轮一侧的端部区域内设置了在压缩机壳体中的再循环开槽11，待压缩的介质通过再循环开槽从入流通道8流入再循环通道9。在入流通道8的压缩机入口一侧的端部上或者在这个区域内设置有注口12，待压缩的介质通过这些注口从再循环通道9流入入流通道8中。这些注口12在这里至少部分地在压缩机叶轮3或入流通道8的径向上延伸。

根据本发明，声音屏蔽环10设置在压缩机入口5的区域中，该声音屏蔽环在所示实施例中具有环形的主体13，主体带有一体化地连接其上的、在压缩机的轴向上（压缩机转轴4的方向上）延伸的舌状物14。声音屏蔽环10在图2a中再次以轴向剖面图示出，并且在图2b中以俯视图在轴向上示出。这里特别清楚的是，这些舌状物14的自由的轴向端部承载着锁定突起15，它们被设定用于扣入压缩机壳体1的再循环开槽11。在图中，声音屏蔽环10具有在圆周上封闭的环形的主体13，其带有三个连接其上的舌状物14。当然，舌状物14的数量可以变化，或者还设计一个在整个圆周上环绕的舌状物14。这种舌状物应该具有为压缩机介质设置的缺口。

设置有嵌入到再循环开槽11中的，并且因此在轴向上朝内从舌状物14伸出的锁定突起15是有利的，因为需要声音屏蔽环10时，通常会设计再循环开槽11用于分流再循环的介质。于是，可以不必为了固定声音屏蔽环10而对压缩机壳体进行特别的修改，并且能够轻易地为现存的压缩机加装根据本发明的声音屏蔽环10，特别是不必对压缩机壳体1进行后续加工。

图3示出本发明的一种替代方案，其中，声音屏蔽环10被浇铸在压缩机壳体1上。替代直接在压缩机壳体1上进行浇铸，也可以设计成在连接法兰2上进行浇铸。

图4示出一种具有声音屏蔽环10的实施方式，该声音屏蔽环以内嵌物的形式浇铸到压缩机壳体1中。这里也可以作为代替地考虑将内嵌物浇铸到连接法兰2中。

参考标号列表

1 压缩机壳体

2 连接法兰

3 压缩机叶轮

4 压缩机转轴

5 压缩机入口

6 吸取侧的流体引导区域

7 增压侧的流体引导区域

8 入流通道

9 再循环通道

10 声音屏蔽环

11 再循环开槽

12 注口

13 主体

14 舌状物

15 锁定突起

Claims

1.一种流体压缩机，特别是用于对内燃机进行加载，具有：

1.1压缩机壳体（1）；

1.2压缩机叶轮（3），所述压缩机叶轮可旋转地安置在所述压缩机壳体（1）中；

1.3用于待压缩的介质的入流通道（8），所述入流通道在所述待压缩的介质的流动方向上从压缩机入口（5）延伸至所述压缩机叶轮（3）；

1.4用于所述待压缩的介质的再循环通道（9），所述再循环通道在压缩机叶轮一侧的端部区域中从所述入流通道（8）分支出去，并且在压缩机入流一侧的端部区域内通入所述入流通道（8）；

1.5声音屏蔽环（10），所述声音屏蔽环安装到所述入流通道（8）和/或所述再循环通道（9）的在所述压缩机入口一侧的端部区域内，用于屏蔽通过所述再循环通道（9）回流的、所述待压缩的介质的声波；其中

1.6所述声音屏蔽环（10）借助卡扣连接形状配合地安装到所述压缩机壳体（1）中；

其特征在于，

所述声音屏蔽环（10）具有多个锁定突起（15），所述锁定突起啮合到所述压缩机壳体（1）的侧凹中；

所述声音屏蔽环（10）具有多个连接在在圆周上环绕的环形的主体（13）上的舌状物（14），所述舌状物具有所述锁定突起（15），并且所述舌状物（14）从所述压缩机入口一侧的端部朝所述压缩机叶轮（3）的方向伸入到所述再循环通道（9）中。

2.根据权利要求1所述的流体压缩机，其特征在于，所述侧凹由一个或者多个至少部分地在径向上在所述压缩机壳体（1）中延伸的再循环开槽（11）形成，所述再循环开槽形成所述入流通道（8）的压缩机叶轮一侧的端部区域内的再循环通道（9）的分支。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的流体压缩机，其特征在于，所述锁定突起（15）设置在所述舌状物（14）的背离所述主体（13）的自由端部上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的流体压缩机，其特征在于，所述声音屏蔽环（10）在所述压缩机入口（5）的区域内在径向上从外向内伸入所述入流通道（8）内，特别是利用所述声音屏蔽环的环形的主体（13）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的流体压缩机，其特征在于，所述入流通道（8）和所述再循环通道（9）在所述压缩机叶轮（3）的旋转轴线的方向上延伸。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的流体压缩机，其特征在于，所述声音屏蔽环（10）在所述再循环通道的朝向所述压缩机入口（5）的端部上端侧地完全覆盖所述再循环通道（9）。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的流体压缩机，其特征在于，所述声音屏蔽环（10）设计成一体的。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的流体压缩机，其特征在于，所述声音屏蔽环（10）是由塑料制成的。

9.一种流体压缩机，特别是用于对内燃机进行加载，具有：

9.1压缩机壳体（1）；

9.2压缩机叶轮（3），所述压缩机叶轮可旋转地安置在所述压缩机壳体（1）中；

9.3用于待压缩的介质的入流通道（8），所述入流通道在所述待压缩的介质的流动方向上从压缩机入口（5）延伸至所述压缩机叶轮（3）；

9.4用于所述待压缩的介质的再循环通道（9），所述再循环通道在压缩机叶轮一侧的端部区域中从所述入流通道（8）分支出去，并且在压缩机入口一侧的端部区域中通入所述入流通道（8）。

9.5声音屏蔽环（10），所述声音屏蔽环形成在所述入流通道（8）和/或所述再循环通道（9）的所述压缩机入口一侧的端部区域中，用于屏蔽通过所述再循环通道（9）回流的、所述待压缩的介质的声波；

其特征在于，

9.6所述声音屏蔽环（10）被浇铸到所述压缩机壳体（1）中，或者浇铸到连接在所述压缩机壳体上的、由与所述压缩机壳体（1）或者法兰（2）一样的材料制成的所述法兰（2）中，或者浇铸成内嵌物的形式。