CS231392B1

CS231392B1 - Pressure or vacuum generator

Info

Publication number: CS231392B1
Application number: CS833132A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Gajdos; Anton Fingerhut
Original assignee: Lubomir Gajdos; Anton Fingerhut
Priority date: 1983-05-04
Filing date: 1983-05-04
Publication date: 1984-11-19
Also published as: CS313283A1

Abstract

Vynález se týká generátoru tlaku případně vakua, jenž je určen ke stlačování plynných médií nebo k vytváření vakua pomocí elektromotoricky se pohybujících membrán nebo písty a dále je určen pro menší zdvihy membrán nebo pístů. Jeho podstata spočívá v tom, že vnější kroužek výstředníkovéhohožiska je opatřen nejméně dvěma bočními rovnoběžnými ploškami, které přiléhají k vnějším kroužkům souose uložených valivých ložisek.The invention relates to a pressure or vacuum generator, which is intended for compressing gaseous media or for creating a vacuum by means of electromotively moving membranes or pistons and is further intended for smaller membrane or piston strokes. Its essence lies in the fact that the outer ring of the eccentric hub is provided with at least two lateral parallel surfaces, which abut against the outer rings of coaxially mounted rolling bearings.

Description

Vynález se týká generátoru tlaku případně vakua, jenž je určen ke stlačování plynných médií nebo k vytvářeni vakua pomocí elektromootoricky se pohybujících membrán nebo písty a dále je určen pro menší zdvihy membrán nebo pístů*BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure or vacuum generator for compressing gaseous media or for generating a vacuum by means of electromootorically moving diaphragms or pistons.

Doposud vyráběné elektromotoricky poháněné bezolejové kompresory jsou většinou řešeny s klasickým klikovým mechanismem, to jest s pomocí klikového hřídele nebo excentru a ojnice, která pohání membrány či písty, V menší míře se používá však i jiných mectenismů na pohon membrán a pístů, □edná se především o pohon pomocí kulisového mechanismu, kde se dá docílit lineární pohyb membrán či pístů. Takovýto lineární pohyb se docílí například pomocí prizmy a trans lačních ložisek. Diná možnost dosažení lineárního pohybu spočívá například ve využití lineárního elektroradtoru. Při použití membránového kompresoru s přímým spřáhnutím ojnice s membránou je nevýhoda v tom, že membránový talíř a tím i celá membrána koná mimo lineárního pohybu, což je pohyb kol mo na membránu, také pohyb kývavý, to jest membránový talíř se naklání na jednu i druhou stranu. Tento pohyb má za následek přehřívání membrán, přičemž se snižuje jejich životnost a membrány mohou být použity pouze při nižších tlacích Další nevýhodou je, že v důsledku kývavého pohybu membrány, musí být zvětšen i prostor mezi membránou a kompresorovou hlavou při vrchním .mrtvém bodě, což má vliv na celkovou účinnost kompresorů. Diná nevýhoda spočívá v tom, že vícestupňové provedení se nedá vyrobit malé a celistvé. Nevýhodou řešení pomocí prizmy a translačníčh valivých ložisek je právě v použití těchto speciálních, jen pro tento případ vyráběných ložisek. Nevýhoda řešení pomocí paralelogramu spočívá zvláště ve složitosti konstrukce, v nemožnosti použití vynálezu jako čerpadla a ve zvýšeném klepání ložisek, což je zapříčiněno spřáhnutím vzájemně protiležicích Stupňů pomocí pružin.The electromotive driven oil-free compressors produced so far are mostly solved with a classical crank mechanism, ie with the help of a crankshaft or eccentric and connecting rod, which drives diaphragms or pistons, but to a lesser extent other mectenisms are used to drive diaphragms and pistons. o Drive by means of a sliding mechanism where linear movement of membranes or pistons can be achieved. Such linear movement is achieved, for example, by prisms and translation bearings. The only possibility of achieving linear motion is, for example, the use of a linear electrorador. When using a diaphragm compressor with a direct coupling of the connecting rod to the diaphragm, the disadvantage is that the diaphragm plate and thus the diaphragm acts outside the linear movement, which is the movement of the wheels mo on the diaphragm, also oscillating, i.e. side. This movement results in overheating of the diaphragms, reducing their service life and the diaphragms can only be used at lower pressures. Another disadvantage is that due to the rocking movement of the diaphragm, the space between the diaphragm and the compressor head at the upper dead point must be increased affects the overall efficiency of the compressors. The only disadvantage is that the multi-stage design cannot be made small and compact. The disadvantage of the solution using prisms and translational roller bearings is precisely in the use of these special bearings produced only for this case. The disadvantage of the parallelogram solution is in particular the complexity of the construction, the impossibility of using the invention as a pump and the increased knocking of the bearings, which is caused by the coupling of the opposing stages by means of springs.

Uvedené nedostatky odstraňuje generátor tlaku, případněThese deficiencies are eliminated by the pressure generator, respectively

- 2 231 392 vakua, jehož podstata spočívá v tom, že vnější kroužek Výstředníkového ložiska je opatřen nejméně dvěma bočními rovnoběžnými ploškami, které přiléhají k vnějším kroužkům souose uložených valivých ložisek*- a vacuum of 2,231,392, characterized in that the outer ring of the Eccentric bearing is provided with at least two lateral parallel faces adjacent to the outer rings of the coaxially mounted roller bearings *

Výhody generátoru tlaku případně vakua dle vynálezu spočívají v tom, že membrány konají čistě lineární pohyb a tím¹nedochází k přehřátí membránového materiálu. Oe také možné zmenšit škodlivý prostor na minimum a kompresor (čerpadlo) může pracovat s lepším účinkem. Odpadá, též použiti ťranslačnich ložisek a použití prizmy, což zjednodušuje konstrukci kompresoru respektive čerpadla..Advantages of Pressure Generator optionally vacuum according to the invention consist in the fact that the membranes are held purely linear movement and thus ^one does not overheat the membrane material. It is also possible to minimize harmful space and the compressor (pump) can work with better effect. There is no need for transfer bearings and prisms, which simplifies the design of the compressor or pump.

Vytvoření rovnoběžných bočních ploch na vnějším kroužku excentricky uloženého valivého ložiska je možno udělat přímo při výrobě ložiska, případně dodatečným opracováním řadového ložiska. Při použití normálního řadového ložiska je určité omezení v zeslabováni stěny vnějšího kroužku ložiska a tím i v délkách hran rovnoběžných ploch. Z tohoto důvodu jě toto řešení zvlášt vhodné pro menší zdvihy, to jest zvláště pro membránové kompresory a čerpadla. Příkladně při použití ložiska s průměrem vnějšího kroužku 62 mm a jeho zbroušením do hloubky 1 mm z každé strany dostaneme délky hran bočních ploch přibližně 17 mm, což je jen pro použití jédoho ložiska nad každou oběžnou plochou s možností použití pro kompresory a čerpadla až do velikosti zdvihu 16mm. S tímto zeslabením stěny vnějšího kroužku ložiska je však třeba počítat při navrhováni a dimenzování ložiska. Vzhledem k tomu, že alternativa s upraveným normálním řadovým ložiskem má omezeni v délkách hran bočních ploch, hodí se proto pro provedení s použitím po jednom valivém ložisku nad každou oběžnou plochou. Alternativa vícero Souose uložených valivých ložisek nad každou oběžnou plochou si vyžaduje vyrobení zvláštního vnějšího kroužku excentricky uloženého valivého ložiska, to jest kroužků s většími délkami hran bočních ploch. Klopný moment , který vzniká při použití jednoho valivého ložiska nad každou oběžnou plochpu excentricky uloženého valivého ložiska má (přiThe formation of parallel side faces on the outer ring of the eccentrically mounted roller bearing can be done directly during the bearing production, eventually by additional machining of the row bearing. When using a normal in-line bearing, there is a certain limitation in the thinning of the outer ring of the bearing and hence the edge lengths of the parallel surfaces. For this reason, this solution is particularly suitable for smaller strokes, i.e. particularly for diaphragm compressors and pumps. For example, when using a bearing with an outer ring diameter of 62 mm and grinding it to a depth of 1 mm from each side, we get side edge lengths of approximately 17 mm, which is only for using one bearing above each runway with compressors and pumps up to size stroke 16mm. However, this weakening of the outer ring of the bearing must be taken into account when designing and dimensioning the bearing. As the alternative with a modified normal row bearing has a limitation in the edge lengths of the side surfaces, it is therefore suitable for execution using one roller bearing above each running surface. An alternative to multiple coaxial roller bearings above each race face requires the production of a separate outer ring of the eccentrically mounted roller bearing, i.e. rings with longer edge lengths of the side surfaces. The tilting moment that occurs when one roller bearing is used above each running surface of an eccentrically mounted roller bearing has (at

231 392231 392

- 3 nedodržení ložiskové vůle mezi nově uloženým ložiskem a oběžnou plochou vnějšího kroužku excentricky uloženého ložiska) výhodu v tom, že vzniklá vůle není příčinou klepání kompresoru. Vzhledem k tomu, že ke kompresi i k nasávání plynu dochází v jednotlivých stupních postupně za sebou a to ve směru otáčeni pohonného hřídele, dochází Vnější kroužek s rovnoběžnými plochami do záběru plynule, protože vzniklá vůle a klopný moment dávají možnost vnějšímu kroužku se mírně nfcklánět a tím vymezit vzniklou vůli. Velikost klopného momentu je přímo úměrná zdvihu (exertricitě) a nepřímo úměrná poloměru souose uložených ložisek. Aby nedocházelo k příliš velkému klopnému momentu a aby se zabránilo vzpříčení, je nutné poměr zdvihu k poloměru těchto ložisek ohraničit. Například při použití jednoho ložiska nad každou oběžnou plochou,se může zvolit velikost excentricity až do velikosti poloměru těchto ložisek a přitom nedojde ke vzpříčení ani při dvoustupňovém provedení. Generátor je možno vyrábět ve dvou, čtyř a šestistupňovém provedeni.- 3 failure to observe the bearing clearance between the newly mounted bearing and the race face of the outer ring of the eccentrically mounted bearing) the advantage that the resulting clearance does not cause the compressor to knock. Since the compression and the suction of the gas occur in successive stages in the direction of rotation of the drive shaft, the outer ring with parallel surfaces engages smoothly, because the created clearance and tilting moment give the possibility of the outer ring to bend slightly and thus to define the will. The amount of tipping moment is directly proportional to the stroke (exertricity) and inversely proportional to the radius of the coaxial bearing. The stroke to radius ratio of these bearings must be limited to avoid too high a tilting moment and to prevent jamming. For example, if one bearing is used over each raceway, the eccentricity up to the radius of these bearings can be selected, and there is no jamming even in the two-stage design. The generator can be manufactured in two, four and six-stage versions.

Generátor tlaku případně vakua je přehledhě zobrazen na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je podélný řez čtyřstupňového provedení, na obr. 2 je příčný řéz čtyřstupňového provedení generátoru a na obr, 3 je schematické znázornění čtyřstupňového provedeni.The pressure or vacuum generator is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a longitudinal section of a four-stage embodiment, Fig. 2 is a cross-section of a four-stage generator, and Fig. 3 is a schematic representation of a four-stage embodiment.

V kompresorové skříni 1. je v jejím středu uložen pohonný hřídel s protizávažím a excentricky uloženým valivým ložiskem 4 s paralelními bočními plochami jež je vytvořeno s minimálně dvěma rovnoběžnými bočními plochami na vnějším kroužku. Dle provedení je s výhodou toto excentricky uložené valivé ložisko 4 vytvořeno se čtyřmi, šesti, osmi rovnoběžnými bočními plochami. Tyto paralelní boční plochy ložiska 4 slouží jako oběžné dráhy pro souose uložená valivá ložiska 6, která se opírají Vnějšími kroužky otyto boční plochy. Valivá ložiska 6 jsou umístěna ve vybrání 3 a uchycena pomocí kolíků 8 v držadlech 7 ložisek, která jsou vzájemně neposunutelně a nérozebitatelně spojena článkem 9. Držadla 7 ložisek se spojovacím článkem 9 t-voří třmen 10, přičemž jsou po stranách rozebíratelně spojena s membránovým talířem 11 _% pomocí matky 12, která současně přidržuje i membránu 13. Membrány 13 jsou po obvodu plynotěsněIn the compressor casing 1 there is located in its center a drive shaft with a counterweight and an eccentrically mounted roller bearing 4 with parallel side surfaces which is formed with at least two parallel side surfaces on the outer ring. According to an embodiment, this eccentrically mounted roller bearing 4 is preferably provided with four, six, eight parallel side faces. These parallel side surfaces of the bearing 4 serve as raceways for coaxial rolling bearings 6 which are supported by the outer rings of these side surfaces. The roller bearings 6 are located in the recess 3 and fastened by pins 8 in the bearing handles 7 which are non-movably and non-removably connected to each other by means of a link 9. 11 _% by means of a nut 12 which simultaneously holds the membrane 13. The membranes 13 are gas-tight on the circumference

- 4 231 392 umístěny mezi kompresorovou skříň 1. a kompresorovou hlavu 14. V kompresorové hlavě 14 jsou pomoci ventilové desky 15 upraveny první otvory 16 a druhé otvory 17 pro vstup a výstup plynu, případně vzduchu. Držadla 7 ložisek jsou ukončena dřikem 18 s pravotočivým závinem a membránové talíře 11 jsou ukončeny dřikem 19 s levotočivým závitem a jsou vzájemně spojeny maticí 2. Držadla 7 ložisek vzájemně ležící proti sobě mohou být neposunóvatelně a rozebíratelně spojeny spojovacím článkem 9 pomocí matek 12. Pomoci neposunovatelně uchycených valivých ložisek 6 je vnějšímu kroužku ložiska 4 s paralelními bočními plochami zabráněno se otáčet a rak se otáčivý pohyb mění v čistě lineární pohyb ve směru kolmém na boční plochy ložiska 4 s paralelními bočními plochami pomocí slabého valivého tření, které je vyvoláno valivými ložisky tak, že vnější kroužky se opírají o boční plochy vnějšího kroužku ložiska 4 s paralejiími bočními plochami přičemž jejich pomocí jsou držáky 7 ložisek společně s membránovými talíři 11 ve směru kolmém vyzdvihovány a zdvih je určen velikostí exentricity. Slabé boční síly se za chytávají jen pomocí membrán 13.4 231 392 are located between the compressor housing 1 and the compressor head 14. In the compressor head 14, the first orifices 16 and the second orifices 17 for the inlet and outlet of gas or air are provided by means of the valve plate 15. The bearing handles 7 are terminated by a right-handed thread shank 18 and the diaphragm plates 11 are terminated by a left-hand threaded shank 19 and connected to each other by a nut 2. The bearing handles 7 facing each other may be non-movably and detachably connected by a link 9 by nuts 12. of the attached rolling bearings 6, the outer ring of the bearing 4 with parallel side faces is prevented from rotating and the crayfish rotates in a purely linear motion in a direction perpendicular to the side faces of the parallel side bearing bearing 4 by weak rolling friction caused by the rolling bearings. This means that the outer rings are supported on the lateral faces of the outer ring of the bearing 4 with the parallel side faces, whereby the bearing holders 7 together with the diaphragm plates 11 are lifted in a direction perpendicular and the stroke is determined by the amount of eccentricity. Weak lateral forces are only absorbed by the membranes 13.

Vynález najde uplatněni především tam, kde je potřebné, aby dopravované médium zůstalo bezolejové, např, ve zdravotnictví jako generátor vzduchu potřebný k inhalaci, nebo na pohon zubolékařských souprav atp. Vynález je však možno použít i v laboratořích a potravinářském průmyslu.The invention finds particular application where it is necessary for the conveyed medium to remain oil-free, for example, in the medical field as an air generator for inhalation, or for driving dental units and the like. However, the invention can also be used in laboratories and the food industry.

Claims

Pressure or vacuum generator, consisting of a drive shaft mounted on one or both sides, carrying an eccentric bearing centrally supported and supported by coaxially mounted roller bearings, which are supported in recesses and fixed by pins in bearing handles which are fixed opposite and connected by diaphragm plates or pistons, characterized in that the outer ring of the eccentric bearing (4) is provided with at least two lateral parallel faces adjoining the outer rings of the coaxially mounted roller bearings (6) x