CN108138773B - 用于收集废物材料的设备的容积式叶片压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种用于呈液体、固体、粉尘或泥浆形式的材料的收集和/或处理设备的容积式压缩机(1)。所述压缩机(1)包括限定第一流体的抽吸区段和排放区段的操作室(50)以及在沿着纵向轴线(101)的相对部分上界定所述室(50)的第一集管(61)和第二集管(62)。所述压缩机还包括容纳在室(50)中的具有叶片(81'、81”)的至少两个转子(80'、80”)，每个转子(80'、80”)围绕基本上平行于所述纵向轴线(101)的旋转轴线(108'、108”)旋转。每个转子的叶片根据螺旋形轮廓伸展。此外，每个集管(61、62)限定与第二流体的供给装置(150)连通的至少一个注入开口(71'、71”、72'、72”)。

Description

用于收集废物材料的设备的容积式叶片压缩机
发明领域
本发明涉及制造部件的范围，所述部件预期用于制造用于液体、固体、粉尘或泥浆形式等的材料的抽吸设备和/或抽吸系统。具体地，本发明涉及一种容积式叶片压缩机(volumetric lobe compressor)，其优选地但非排他地安装在收集设备上，该收集设备可以是例如罐式交通工具(tanker vehicle)。
现有技术
在制造用于清洁和/或收集和处理废物的设备的范围内，已知使用被配置为实现收集系统(其可以是例如安装在卡车上的罐)中的真空和/或压缩所述系统本身中的空气的抽吸/压缩组件。更具体地说，表述“抽吸/压缩组件”是指由操作机器和为了上述目的将该操作机器联接到任何系统所需的部件形成的整个结构。
大多数抽吸/压缩组件设想使用被构造成将气体物质从抽吸区段传递到操作室的排放区段的操作机器。更确切地说，操作机器具有“加压”操作模式和“真空”操作模式。在“加压”操作模式下，机器将来自抽吸区段(处于大气压力)的空气压缩到排放区段，其压力变化通常在1和1.5巴之间。在“真空”操作模式下，机器将来自抽吸区段(真空下)的空气压缩到排放区段(通常处于大气压力)。最大真空度可能达到50到100毫巴绝对值范围内的值。
用于如上定义的抽吸/压缩组件的操作机器在本部分中也用词语“压缩机”表示。在大多数情况下，“压缩机”包括一对叶片转子(lobe rotor)，该对叶片转子容纳在由沿纵向轴线伸展的本体限定的室中。室沿轴向由支撑转子的相对端部(opposite ends)的第一集管和第二集管限定。两个集管中的一个包含传动装置，该传动装置由外部马达操作，并且被配置为以同步方式旋转两个转子，但是两个转子方位不一致。转子通常具有直叶片，即，平行于转子本身的旋转轴线伸展的叶片。
图1、图2和图3是与已知类型的压缩机的操作相关的示意图。在下文中，参考了“真空”操作模式，但是与图1至图3相关的考虑在构思上也适用于“加压”操作模式。室2中处理的气体不是由机器直接压缩的，而是由在排放区段4处回流的废气来压缩的。基本上，处于排放条件(压力Ps和温度Ts)的气体在操作室2中膨胀，从而压缩其中包含的物质。图1示出了上部转子10及其逆时针旋转。转子10、20的同步运动与室2的本体7一起产生抽吸容积(由参考数字5表示)，所述抽吸容积包含处于抽吸压力(Pb)和抽吸温度(Ta)(其是抽吸区段3的特征)的空气容积。
参考图2，通过上部转子的旋转的作用，排放区段4在给定瞬间与抽吸容积5连通。确切地说考虑“真空”操作模式，通过大于抽吸压力(Pb)的排放压力(Ps)的作用，排放气体在室2中膨胀，因此压缩抽吸空气，直至达到环境压力(Pa)。参考图3，在排放区段4中没有热力学转换，工作容积通过转子叶片的滚动而被消除，并且工作空气质量(在恒定的压力和温度(Pa、Ts)下被添加到回流空气质量)被引入排放管。
在叶片压缩机的正常操作期间，排放区段4中的气体的温度(Ts)高于抽吸区段3中的温度(Ta)。不可逆性和容积损失相对于理想值增加了排放温度(Ts)的实际值，该理想值是假设根据可逆绝热转换发生室中的气体的通过来计算的。为了抑制/降低最后的压缩温度，已知通过压缩机本体中获得的开口将气体引入室中。
图4至图6是在“真空”操作模式期间在本体上注入气体(也称为“正面注入”)的容积式压缩机的概要图。穿过本体7限定的间隙8的开口在排放间隙打开之前使外部环境与室2连通。因此，压缩不是由处于排放温度的排放气体来实现的，而是由处于环境温度的注入气体来实现的。参考图4，同样在具有空气注入的“真空”操作模式中，在抽吸步骤期间，转子10、20的同步运动在抽吸压力(Pb)和环境温度(Ta)下界定空气容积5。参考图5，一旦空气容积5被界定，对应的转子的移动就会决定注入间隙8的打开，并且因此决定处于环境条件(Pa、Ta)下的空气的注入。具有比已经位于容积5中的空气更高的压力的后一注入空气在工作室2中膨胀，从而压缩容积5中的空气，直至达到环境压力。参考图6，当转子打开排放部时，注入步骤结束，并且由抽吸空气和注入空气的总和给出的空气质量在环境压力和温度Ts下被引入，环境压力和温度Ts低于没有注入的情况下压缩机可以达到的压力和温度。
已经看到，传统压缩机的最大缺点是巨大的噪声。当压缩机拟在城市环境中的可移动设备(例如，用于排空污水池、排水沟的罐，等)上使用时，这方面尤为关键。在图1至图3所示类型的压缩机中，由于因工作室中排放气体在最低压力下膨胀而引起的压力振荡的影响，在工作室的排放区段处产生噪声。而在正面注入式压缩机(图4至图6)中，噪声主要来源于由于在注入气体到达工作室所通过的注入管中产生的流速和声波的振荡引起的脉动。在排放管或注入管中产生的这种脉动对机械部件的耐用性以及因此的压缩机的可靠性产生不利影响。
概述
鉴于上述考虑，本发明的主要任务是提供一种能够克服上述现有技术的缺点的容积式压缩机。在本任务的范围内，本发明的第一个目的是提供一种比已知解决方案具有更低噪声的容积式压缩机。本发明的另一个目的是提供一种容积式压缩机，该容积式压缩机能够限制和/或大大减小排放中的压力振荡和/或注入管中的脉动。本发明的非最后一个目的是提供一种紧凑、可靠的且易于以极有竞争力的成本制造的容积式压缩机。
本发明的目的是一种用于废料收集和/或处理设备的容积式压缩机。根据本发明的压缩机包括限定纵向伸展轴线的操作室。室由主本体限定，该主本体又限定第一气体的抽吸区段和排放区段。压缩机还包括连接在主本体的相对侧(opposite sides)上的第一集管和第二集管。两个集管沿纵向轴线从相对侧限制操作室。所述压缩机还包括容纳在室中的至少两个叶片转子；每个转子围绕基本上平行于室的纵向伸展轴线的旋转轴线旋转。所述压缩机还包括向操作室供给第二流体的供给装置。根据本发明的压缩机的特征在于，转子的叶片根据围绕对应的转子的旋转轴线的“螺旋形”轮廓伸展，并且每个集管限定与供给装置连通的至少一个开口，以便将所述第二流体注入所述操作室。
已经看到，转子的叶片的形状与通过集管注入第二气体相结合地决定了噪声和压缩机振动的主要减弱，从机械部件的耐用性以及因此压缩机的可靠性方面来说具有益处。这转换成压缩机的用途的更加通用性。
本发明还涉及用于抽吸和/或处理液体、固体、粉尘或泥浆形式的材料的设备，包括所述容积式压缩机。
附图简述
从通过非限制性示例提供的和在附图中图示的以下详细描述，本发明的另外的特征和优点将更加明显，在附图中：
-图1至图3是关于已知类型的第一压缩机的操作的概要图；
-图4至图6是关于已知类型的第二压缩机的操作的概要图；
-图7和图8是根据本发明的叶片压缩机的从不同观察点观看的透视图；
-图9是图7和图8中的压缩机的分解图；
-图10是图8和图9中的压缩机的两个叶片转子的视图；
-图11和图12是图7和图8中的压缩机的零件的视图；
-图13是图7和图8中所示的压缩机的切割图；
-图14至图17是关于根据本发明的压缩机的操作的概要图；
-图18和图19是关于根据本发明的压缩机的操作的曲线图。
发明的详细描述
参考图7至图17，根据本发明的压缩机1包括限定纵向伸展轴线101的操作室50(在下文中也表示为“工作室50”)。室50由主本体30、第一集管61和第二集管62限定，第一集管61和第二集管62在本体30的相对侧(opposite sides)上连接。具体地，第一集管61和第二集管62沿轴向界定室50，即沿纵向轴线101限制室。
具体地，本体30还限定室50的抽吸区段51和排放区段52。抽吸区段51和排放区段52被构造成分别用于抽吸和排放第一流体。在下文中，为了简化描述，将参考气体形式的第一流体。表述“第一气体”也将用于指示第一流体。
如上所述，第一集管61和第二集管62从相对侧界定室50。两个集管61、62包括横向表面71、72，词语“横向”表示根据与纵向轴线101基本上正交的平面伸展的表面。第一集管61的横向表面71与第二集管62的横向表面72之间的距离基本上对应于沿纵向轴线101确定的室50的纵向延伸。
压缩机1包括用于将第一流体从抽吸区段51传递至排放区段52的操作装置。根据本发明，这种操作装置包括具有叶片81'、81”的至少一对转子80'、80”。两个转子80'、80”容纳在室50中并且在转子的端部处由集管61、62支撑，从而每个转子都围绕对应的旋转轴线108'、108”旋转，该旋转轴线基本平行于纵向轴线101。在图中所示的实施例中，转子80'、80”包括三个叶片，但是在替代实施例中，可以有更多数量的叶片81'、81”。
根据本发明的压缩机1的特征在于，两个转子80'、80”的叶片81'、81”根据围绕对应的旋转轴线108'、108”的“螺旋形”轮廓伸展。换言之，每个转子80'、80”的叶片81'、81”在第一端部区段91和第二端部区段92之间伸展。更具体地说，每个所述端部区段91、92被限定在与对应的旋转轴线108'、108”正交的平面上。第一区段91和第二区段92具有相同的构造/形状，但是具有相对于对应的旋转轴线108'、108”评估的不同的角位置。详细地说，如图10所示，第一区段91相对于第二区段92偏移/旋转角度β(所述偏移角度)。图10示出了相对于压缩机1的其余部分隔离的两个转子80'、80”。在图10中，第二区段92的轮廓部分地由虚线表示，因为此图示出第一区段91的特写。同样在图10中，参考标记P1表示参考叶片81'的第一区段91的顶点。参考标记P2表示与相同的参考叶片81'对应的根据同一区段92的顶点。如图10所示，点P2相对于P1旋转一角度β。根据优选实施例，偏移角度β根据两个叶片81'、81”之间的角度X来选择。在三叶片转子的情况下，角度X对应于120°并且偏移角度β约为60°。在四叶片转子80'、80”的情况下，角度X将是90°并且偏移角度β将是45°。值得注意的是，每个转子80'、80”的叶片81'、81”在第一端部区段91和第二端部区段92之间伸展。
根据本发明，第一集管61和第二集管62各自限定用于例如以气体形式在室50中注入第二流体的至少一个开口71'、71”、72'、72”。在下文中，仅为了便于描述，表述“第二气体”将用于表示所述第二流体。具体地，对于第一集管61，所述至少一个开口被限定为穿过横向表面71，而对于第二集管62，所述至少一个开口被限定为穿过所述横向表面72。
通过与外部源连通的供给装置150将第二气体传送到集管61、62，这优选在环境压力和温度条件下进行。与现有技术中已知的上述解决方案不同，与第二气体的供给装置150结合地，两个集管61、62实际上构成“侧向注入”，这因此不同于传统的解决方案中的“正面注入”。根据本发明，因此在每个集管61、62处提供至少一个“侧向注入”。
如下面更详细描述的，已经看到，第二气体的侧向注入导致压缩机1的噪声显著减弱，因此有利地增加了其应用可能性。更具体地说，侧向注入和螺旋形形状在减弱噪声方面具有协同效应。除此之外，侧向注入有利地允许容纳在压缩机1的集管61、62中的与转子旋转相关的机械零件(齿轮、轴承等)的直接冷却。
图7和图8是根据本发明的压缩机1的透视图，而图9是压缩机本身的分解图。如所示，每个集管61、62包括至少一个主部分61'、62'。如图9所示，第二集管62的横向表面72连接到第二集管62的主部分62'。基本上，横向表面72在一侧封闭主部分62'。类似地，第一集管61的横向表面71连接到第一集管61本身的主部分61'。因此，横向表面71在一侧封闭主部分61'。
对于每个集管61、62，相应的主部分61'、62'由本体161、162(在图9中表示)限定，在本体161、162内容纳支撑元件(例如轴承)以支撑并允许两个转子80'、80”的旋转。
根据本发明的另一方面，两个集管61中的每一个包括至少一个内部通道65'、65”、66'、66”，所述至少一个内部通道使得第二气体的所述供给装置150与集管本身的所述至少一个注入开口71'、71”、72'、72”连通。基本上，这样的内部通道65'、65”、66'、66”被来自供给装置150并且旨在用于室50的第二气体穿过。
优选地，所述至少一个内部通道65'、65”、66'、66”被限定在相应集管61、62的本体161、162和连接到本体本身的对应的横向表面71、72之间。
第一集管61优选地包括封闭元件63'，该封闭元件在与横向表面71连接的侧相反的一侧上连接到主部分61'的本体161。封闭元件63'限定容纳容积，其中布置有运动传输组件(被配置为将两个转子80'、80”连接到压缩机1外部的马达)。
这种传输组件被构造成同步地但沿相反方向转动两个转子80'、80”。如图9所示，封闭元件63'限定开口69，该开口用于供两个转子80'、80”中的一个的用于连接到外部马达(未示出)的端部64的通过。
根据类似的解决方案，第二集管62优选地包括封闭元件63”，该封闭元件在与侧表面72连接的侧相反的一侧上连接到第二集管62本身的主部分62'的本体162。同样，这样的封闭元件63”限定容纳容积，其中布置有转子80'、80”的端部和/或用于旋转转子本身的另外的机械元件。
再次参考图9中的分解图，对于每个集管61、62，用于提升和定位压缩机1的联接元件121和/或限定压缩机至设备的搁置和连接平面的搁置元件122连接到相应的本体161、162。联接元件121和搁置元件122因此连接到两个集管61、62而不连接到限定室50的本体30。以这种方式，本体本身的结构被简化。
图11和图12是与本体30以及压缩机1的其他部件分开的两个集管61、62的正视图。具体地，根据由图9所示的方向111表示的观察点示出两个集管61、62。图11示出了第一集管61的优选实施例，其横向表面71限定与第一转子80'的旋转轴线108'同轴的第一圆形开口191'和与第二转子80”的旋转轴线108”同轴的第二圆形开口191”。两个圆形开口191'、191”允许转子80'、80”的端部定位在由第一集管61的主部分61'的本体161限定的支撑件中。
第一集管61的横向表面71还限定用于注入第二气体的两个开口71'、71”，所述两个开口相对于基本上平行于转子80'、80”的旋转轴线108'、108”并且与轴线本身等距地分开的参考平面501是成镜像的。详细地说，横向表面71限定第一开口71'，该第一开口用于将第二气体注入到工作室50的被限定在横向表面71、72、第一转子80'的两个螺旋形叶片81'、81”和本体30之间的容积中。类似地，通过第二注入开口71”，第二气体被注入到室50的被限定在横向表面71、72、第二转子80”的两个叶片81'、81”和本体30之间的容积中。
再次参考图11，第一集管61的主部分61'的本体161限定，优选地与横向表面71一起限定第一内部通道65'，该第一内部通道在第二气体的入口间隙78'和第一注入开口71'之间伸展。入口间隙78'被限定在主部分61'的一部分上，该部分优选被布置在与由本体30限定的抽吸区段51相同的一侧上。第一集管61的主部分61'的本体161优选地还与横向表面71一起限定第二内部通道65”，该第二内部通道在第二气体的第二入口间隙78”和第二注入开口71”之间伸展。第二入口间隙78”被限定在主部分61'的在其上限定第一入口间隙78'的同一侧上。优选地，第二气体的两个入口间隙78'、78”相对于上面限定的参考平面501是成镜像的。
在图11中，主部分61'内的两个通道65'、65”相对于上面限定的参考平面501以镜像方式伸展。如所示，每个通道65'、65”包括圆扇形形状的延展部，该延展部围绕支撑对应的转子80、80'的端部的所述主部分61'、62'的支撑部分89'伸展。这样的支撑部分89'由第一集管61的本体161限定。已经看到通道65'、65”的这种特定构造有利地促进了支撑部分89'本身和转子80、80'的端部本身的冷却，从而在耐用性和可靠性方面具有优势。同时，穿过两个相关通道65'、65”的气体流也有利地促进容纳在第一集管61的对应的封闭元件63'中的机械构件的冷却。
图12是第二集管62的正视图，其横向表面72限定了两个圆形开口192'、192”，每个圆形开口与对应的转子80'、80”的旋转轴线108'、108”同轴。与对第一集管61的设想类似，第二集管62的横向表面72还包括相对于前述参考平面501成镜像的第一注入开口72'和第二注入开口72”。
再次参考图12，第二集管62的主部分62'的本体162限定，优选地与第二横向表面72一起限定第一内部通道66'，该第一内部通道在第二气体的入口间隙79'和由横向表面72限定的第一注入开口72'之间伸展。这样的第一入口间隙79'被限定在主部分62'的一部分上，该部分优选被布置在由本体30限定的抽吸区段51的那侧上。本体162本身，优选与第二横向表面72一起，还限定第二内部通道66”，该第二内部通道在第二气体的第二入口间隙79”和横向表面72的第二注入开口72”之间伸展。第二入口间隙79”被限定在主部分62”的在其上限定第一入口间隙79'的同一侧上。由第二集管62的本体162限定的两个入口间隙79'、79”也优选地相对于上面限定的参考平面501成镜像。
参考图9中的分解图，值得注意的是，与第一集管61的主部分61'相关的第二气体的入口间隙78'、78”相对于本体30被限定在与相同第二气体的入口间隙79'、79”相对于第二集管62的主部分62'被限定的侧相同的侧上。
优选地，第二集管62的主部分62'内的两个通道66'、66”也相对于上面关于第一集管61限定的参考平面501以镜像方式伸展。类似于第一集管61，第二集管62的每个通道66'、66”都包括圆扇形延展部，所述延展部围绕对应的转子80、80'的端部的支撑部分89”伸展。同样在这种情况下，穿过通道66'、66”的第二流体有利地冷却支撑部分89”和与其相邻的机械零件。
就这一点而言，图9中的分解图示出了第二气体的供给装置150的第一优选实施例，其包括内部中空本体。所述内部中空本体限定歧管151，该歧管151被构造成例如通过凸缘151'连接到容纳第二气体的罐。供给装置150的本体还包括第一部分152，在第一部分152处限定与歧管151连通的第二气体的第一出口152'。供给装置150的本体本身还包括第二部分153，该第二部分153限定也与歧管151连通的第二气体的第二出口。
第一部分151连接到第一集管61的主部分61'的一部分，在该部分中内部通道65'、65”的入口开口78'、78”被限定在主部分61”本身内。以这种方式，第一出口152'与入口开口78'、78”连通。类似地，第二部分153连接到第二集管62的主部分62'的一部分，内部通道66'、66”的入口开口79'、79”(在主部分62”本身中)被限定在该部分中。以这种方式，供给装置150的第二出口152'与开口79'、79”连通并因此与内部通道66'、66”连通。
再次参考图9，值得注意的是，第一部分152借助于基本上为弓形的连接部分155连接到歧管151。如图7所示，当供给装置150连接到两个集管61、62时，这样的连接部分155被布置在与压缩机1的本体30相邻但是有利地在抽吸区段51下方的位置。以这种方式，压缩机1保持非常紧凑的构造。
再次参考上面已经提到的图11和图12，值得注意的是，由第一集管61的横向表面71限定的第一开口71'的构造基本上与由第二集管62的横向表面72限定的第一开口72'的构造一致。此外，值得注意的是，相对于第一转子80'的旋转轴线108'评估的第一集管61的第一开口71'的角位置相对于第二集管62的第一开口72'的角位置偏移一角度，该角度对应于第一转子80'的端部区段91、92之间的偏移角度β。如图13中的切割图所示，借助此技术方案，在第一转子80'的旋转期间，第二气体通过开口71'和72”被引入限定在两个横向表面71、72、转子80'、80”本身的两个叶片81'、81”和本体30之间的室50的同一容积中。
为了观察第一集管61的第一开口71'相对于第二集管62的第一开口72'的不同角位置，必须考虑这种开口71'、72'的轮廓的相同参考延展部(在图11和图12中由参考数字99表示)。在图11中，参考标记α1表示第一参考平面502和第二参考平面503之间形成的角度，该第一参考平面502包含第一转子80'的旋转轴线108'且平行于参考平面501，该第二参考平面503包含旋转轴线108'并且与第一集管61的第一开口71'的参考延展部99相切。类似地，在图12中，由参考标记α2表示的角度被限定在第一参考平面502和第二参考平面503'之间，该第二参考平面503'包含旋转轴线108'且与第二集管62的第一开口72'的轮廓的同一参考延展部相切。该第二角度α2也与第二参考平面503'一起在图11中被示出。值得注意的是，角度α1和α2的总和对应于偏移角度β。
同样，对于第一集管71的第二开口71”，相对于第二转子80”的旋转轴线108”评估的角位置相对于第二集管62的角位置72”偏移一角度，该角度对应于偏移角度β。也在图11中示出了两个第二开口71”、72”之间的角度β。
图14至图17是根据本发明的压缩机1的概要图。具体地，这些图示出了容纳在室50中并且各自具有三个叶片的两个转子80'、80”。相关的图示出了根据与两个转子80'、80”的旋转轴线108'、108”基本上正交的截面平面的室50的截面图。图14至图17示出了第一集管61的横向表面71以及穿过表面本身限定的两个开口71'、71”。图14至图17还概要地示出了两个通道65'、65”，通过这两个通道，第二气体到达两个开口71'、71”并因此到达工作室50。
参考图14至图17，在“真空”操作条件下，根据本发明的压缩机1在下面论述的三个步骤中周期性地工作，为了方便起见，所述三个步骤是参考围绕旋转轴线108'逆时针旋转的第一转子10论述的。下面的考虑也适用于第二转子80”，其相反地顺时针转动。此外，以下所示的考虑涉及压缩机1的真空操作。
参考图14，在其同步旋转期间，两个转子80'、80”交替地限定由参考数字400表示的抽吸容积，该抽吸容积处于对应于抽吸区段51的情况的温度(Ta)和压力(Pb)。具体地说，每个抽吸容积400由限定室50的本体30、两个集管61、62的横向表面71、72和对应的转子80'、80”的两个参考叶片81'、81”限定。图14至图17中所示的点Pr表示第一参考叶片81'的顶点，该顶点最先到达由排放区段52限定的间隙。
具体地说，图14示出了限定前述抽吸容积400的操作瞬间。在这样的瞬间，第一转子80'的移动决定了第一集管61的第一注入开口71'和第二集管62的第一注入开口72'的打开。第二气体通过这样的开口71'、72'以环境压力Pa和环境温度Ta进入抽吸容积400中。第二气体在参考容积中膨胀(因为Pb<Pa比率适用)，并且将已经存在的第一气体压缩至达到压力Pa。图15示出了通过两个开口71'、72'注入第二气体的步骤，而图16示出了排放步骤开始的初始瞬间。值得注意的是，在这样的瞬间，点Pr基本上被布置在被限定在操作室和排放区段52之间的边缘处。值得注意的是，在排放间隙打开之前，即在图15中的情况之前，室50的抽吸容积400中的压力达到环境压力Pa。以这种方式，图17所示的排放步骤总是处于恒定压力下。
关于作为已知技术解决方案的特征的正面注入，通过两个集管61、62的注入气体的侧向注入使得有可能显著抑制/减少排放管中的脉动，并且同时减少排放中的流速振荡。实际上，如图18中的曲线图所示，在马达的旋转期间，室50的抽吸容积400的填充逐渐发生。具体地，图18示出了与在最大真空情况(95％)和转子的标称转速下通过侧向注入作用进行的室50的填充有关的曲线。图18中的曲线图在纵坐标上示出抽吸容积400中达到的压力P[毫巴]，并且在横坐标上示出注入的开口角度θ[度]，其表示对应于初始注入情况的参考角位置和实际角位置之间的角度差。就这一点而言，图14实际上示出了开口角度θ为零(θ＝0°)的初始注入情况，而图15和图16示出了不同的开口角度(θ＝θ1，θ＝θ2)。图18示出了第二气体的注入分布在大约70°的弧度显著的弧线上，因此与正面型注入相比有利地“平缓”，正面型注入实际上构成了几乎瞬时的现象，即，减少到几度的转子旋转，这代表了噪声源。
同样在图18中，值得注意的是，在值θ1处(图15中的情况)达到最大压力(Pa)，值θ1小于作为初始排放情况的特征的角度θ2(图16中的情况)。这意味着通过排放区段52的排放总是在恒定的压力值Pa下发生。因此，排放步骤(图17)在没有突然的压力平衡的情况下发生，而突然的压力平衡是没有注入或有正面注入的传统型压缩机的典型特征。最终，实现排放时噪声的减少。
除此之外，已经看到，侧向注入与转子的叶片的螺旋形伸展的结合使得可以获得有利地恒定的排放流速，如从图19的曲线图中可以观察到的。详细地说，这样的曲线图示出了由参考标记C1表示的第一压力曲线，其表示在具有直叶片和正面型注入的传统式压缩机的情况下作为转子80'、80”的旋转角度
Figure GDA0002386366600000132
[度]的函数的排放流速Q[升/分钟]的趋势。相反，曲线C2表示在根据本发明的压缩机1的情况下，即具有侧向注入和螺旋形伸展叶片的情况下，作为转子80'、80”的旋转角度
Figure GDA0002386366600000133
的函数的流速的趋势。通过比较两条曲线C1和C2，通过上述技术方案可以获得的流速振荡的减小是明显的。
根据本发明的压缩机实现了预定的任务和目标。具体地，相对于已知的解决方案，侧向注入与转子的叶片的螺旋形伸展的结合使得可以获得有利的噪声减小，如由下表1和2中获得的数据所证实的。具体地，比较了在恒定的每分钟转数[rpm]并且因此恒定的处理流速下的三个不同的压缩机。实际上，比较的三个压缩机的排量相同。检查的第一压缩机(表1和表2中的第三栏)是传统型，具有在本体上注入和直叶片转子。检查的第二压缩机(表格中左数第四栏)具有根据本发明的原理的侧向注入和直叶片转子。
表1涉及检查的三个压缩机的“真空”操作，其中真空百分比[Vac]等于80(即，相对抽吸压力约为202毫巴)。而表2涉及非真空且压力等于零的操作。在这种情况下，注入不会被激活。
表1和表2示出了每个检查的压缩机的在转速变化时检测到的以分贝[dB]表示的声功率(LwA)。这种声功率代表由机械零件的移动、注入管中的脉动和/或排放时产生的压力变化所确定的压缩机的噪声指数。
表1示出了根据本发明的压缩机(侧向注入和螺旋形叶片转子)相对于传统型压缩机(在本体上注入和直叶片转子)在2300转每分钟[rpm]下允许以分贝[dB]计至少16％的噪声减小，并且在3100转每分钟[rpm]下允许甚至21％的噪声减小。
表1
Figure GDA0002386366600000131
Figure GDA0002386366600000141
表2
Figure GDA0002386366600000142
再次参考表1，通过比较与第二压缩机(侧向注入和直叶片)相关的数据以及与根据本发明的压缩机相关的数据，噪声减小方面的协同作用是显然的，该噪声减小源自侧向注入和螺旋形转子的结合使用。
在表2中可以注意到，在没有注入(压力下操作，即使为零)的情况下，然而，相对于直叶片转子压缩机来说，使用螺旋形叶片转子使得对于2300[rpm]的转速可以使噪声减小约4.4％，并且对于约3100[rpm]的转速可以使噪声减小约5.1％。
从以上所述，上述技术方案的结合使得可以在可达到的真空百分比方面以及在最佳操作速度、最高速度以及因此的最大流速方面实现压缩机的使用范围的扩展。因此，根据本发明的压缩机可以减小噪声和振动，这转化成声学污染的相应减少和机械部件的更高的耐用性。

Claims (16)

1.一种用于材料收集和/或处理设备的容积式压缩机(1)，所述压缩机(1)包括：
-限定纵向伸展轴线(101)的操作室(50)，
-限定所述室(50)的主本体(30)，所述主本体(30)限定第一流体的抽吸区段(51)和排放区段(52)；
-连接在所述主本体(30)的相对侧上的第一集管(61)和第二集管(62)，所述第一集管(61)和所述第二集管(62)在沿着所述纵向伸展轴线(101)的相对侧上界定所述室(50)；
-具有叶片(81'、81”)的至少两个转子(80'、80”)，所述叶片(81'、81”)具有螺旋形伸展，其中所述叶片(81'、81”)容纳在所述室(50)中，并且在相对端处由所述第一集管(61)和所述第二集管(62)支撑；所述转子(80'、80”)中的每个围绕基本平行于所述纵向伸展轴线(101)的旋转轴线(108'、108”)旋转；
-第二流体的供给装置(150)，
其特征在于，所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的每个限定与所述供给装置(150)连通的第一注入开口(71'、72')和第二注入开口(71”、72”)，所述第一注入开口(71'、72')和所述第二注入开口(71”、72”)中的每个被构造成将来自所述供给装置(150)的所述第二流体注入所述室(50)，
其中对于所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的每个，所述第一注入开口(71'、72')相对于参考平面(501)与所述第二注入开口(71”、72”)基本上成镜像，所述参考平面平行于所述转子(80'、80”)的所述旋转轴线(108'、108”)且与所述转子(80'、80”)的所述旋转轴线(108'、108”)等距地分开，其中，所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的每个限定第一内部通道(65'、66')和第二内部通道(65”、66”)，所述第一内部通道在所述第一注入开口(71'、72')和所述供给装置(150)的第一出口(152')之间伸展，所述第二内部通道在所述第二注入开口(71”、72”)和所述供给装置(150)的第二出口(153')之间伸展，并且其中，所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的每个包括：
-主部分(61'、62')；
-连接到所述主部分(61'、62')的横向表面(71、72)，所述横向表面限定所述第一注入开口(71'、72')和所述第二注入开口(71”、72”)，并且
其中，对于所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的每个，所述第一内部通道(65'、66')和所述第二内部通道(65”、66”)被限定在所述横向表面(71、72)和所述主部分(61'、62')之间。
2.根据权利要求1所述的压缩机(1)，其中，对于所述转子(80'、80”)中的每个，所述叶片(81'、81”)在第一端部区段(91)和第二端部区段(92)之间伸展，所述第一端部区段(91)和所述第二端部区段(92)具有相对于对应的旋转轴线(108'、108”)确定的互相偏移预定的角度(β)的角位置。
3.根据权利要求2所述的压缩机(1)，其中，由所述第一集管(61)限定的所述第一注入开口(71')和所述第二注入开口(71”)和由所述第二集管(62)限定的所述第一注入开口(72')和所述第二注入开口(72”)具有相对于对应的转子(80'、80”)的旋转轴线(108'、108”)确定的互相偏移对应于所述预定的角度(β)的角度的角位置。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的压缩机(1)，其中，对于所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的每个，所述第一内部通道(65'、66')的构造与所述第二内部通道(65”、66”)的构造相对于所述参考平面(501)成镜像。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的压缩机(1)，其中，所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的至少一个包括封闭元件(63'、63”)，所述封闭元件在与对应的横向表面(71、72)所连接到的侧相对的侧上连接到对应的主部分(61'、62')，所述封闭元件(63'、63”)限定容纳容积，所述容纳容积用于容纳所述转子(80'、80”)的端部和/或用于容纳用于旋转所述转子本身的另外的机械构件。
6.根据权利要求4所述的压缩机(1)，其中，所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的至少一个包括封闭元件(63'、63”)，所述封闭元件在与对应的横向表面(71、72)所连接到的侧相对的侧上连接到对应的主部分(61'、62')，所述封闭元件(63'、63”)限定容纳容积，所述容纳容积用于容纳所述转子(80'、80”)的端部和/或用于容纳用于旋转所述转子本身的另外的机械构件。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的压缩机(1)，其中，对于所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的至少一个：
-所述第一内部通道(65'、66')在所述第一注入开口(71'、72')和所述第二流体的第一入口间隙(78'、79')之间伸展；并且
-所述第二内部通道(65”、66”)在所述第二注入开口(71”、72”)和所述第二流体的第二入口间隙(78”、79”)之间伸展；
其中，所述第一入口间隙(78'、79')和所述第二入口间隙(78”、79”)被限定在所述主部分(61'、62')的同一侧上。
8.根据权利要求4所述的压缩机(1)，其中，对于所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的至少一个：
-所述第一内部通道(65'、66')在所述第一注入开口(71'、72')和所述第二流体的第一入口间隙(78'、79')之间伸展；并且
-所述第二内部通道(65”、66”)在所述第二注入开口(71”、72”)和所述第二流体的第二入口间隙(78”、79”)之间伸展；
其中，所述第一入口间隙(78'、79')和所述第二入口间隙(78”、79”)被限定在所述主部分(61'、62')的同一侧上。
9.根据权利要求5所述的压缩机(1)，其中，对于所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的至少一个：
-所述第一内部通道(65'、66')在所述第一注入开口(71'、72')和所述第二流体的第一入口间隙(78'、79')之间伸展；并且
-所述第二内部通道(65”、66”)在所述第二注入开口(71”、72”)和所述第二流体的第二入口间隙(78”、79”)之间伸展；
其中，所述第一入口间隙(78'、79')和所述第二入口间隙(78”、79”)被限定在所述主部分(61'、62')的同一侧上。
10.根据权利要求6所述的压缩机(1)，其中，对于所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的至少一个：
-所述第一内部通道(65'、66')在所述第一注入开口(71'、72')和所述第二流体的第一入口间隙(78'、79')之间伸展；并且
-所述第二内部通道(65”、66”)在所述第二注入开口(71”、72”)和所述第二流体的第二入口间隙(78”、79”)之间伸展；
其中，所述第一入口间隙(78'、79')和所述第二入口间隙(78”、79”)被限定在所述主部分(61'、62')的同一侧上。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的压缩机(1)，其中，对于所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的至少一个，所述第一内部通道(65'、66')和所述第二内部通道(65”、66”)中的每个包括围绕所述主部分(61'、62')的支撑部分(89'、89”)伸展的圆扇形形状的延展部，所述支撑部分支撑对应的转子(80'、80”)的端部。
12.根据权利要求4所述的压缩机(1)，其中，对于所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的至少一个，所述第一内部通道(65'、66')和所述第二内部通道(65”、66”)中的每个包括围绕所述主部分(61'、62')的支撑部分(89'、89”)伸展的圆扇形形状的延展部，所述支撑部分支撑对应的转子(80'、80”)的端部。
13.根据权利要求5所述的压缩机(1)，其中，对于所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的至少一个，所述第一内部通道(65'、66')和所述第二内部通道(65”、66”)中的每个包括围绕所述主部分(61'、62')的支撑部分(89'、89”)伸展的圆扇形形状的延展部，所述支撑部分支撑对应的转子(80'、80”)的端部。
14.根据权利要求6和8-10中任一项所述的压缩机(1)，其中，对于所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的至少一个，所述第一内部通道(65'、66')和所述第二内部通道(65”、66”)中的每个包括围绕所述主部分(61'、62')的支撑部分(89'、89”)伸展的圆扇形形状的延展部，所述支撑部分支撑对应的转子(80'、80”)的端部。
15.根据权利要求7所述的压缩机(1)，其中，对于所述第一集管(61)和所述第二集管(62)中的至少一个，所述第一内部通道(65'、66')和所述第二内部通道(65”、66”)中的每个包括围绕所述主部分(61'、62')的支撑部分(89'、89”)伸展的圆扇形形状的延展部，所述支撑部分支撑对应的转子(80'、80”)的端部。
16.一种用于抽吸和/或处理材料的设备，所述材料呈液体、固体、粉尘或泥浆的形式，其特征在于，所述设备包括根据权利要求1-15中任一项所述的压缩机(1)。
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