CZ288289B6 - Connection piece for connecting a housing of a drive unit to a housing of a compressor mechanism - Google Patents

Description

Spojovací kus pro připojení skříně poháněči jednotky ke skříni kompresorového ústrojí

Oblast techniky

Vynález se týká spojovacího kusu pro připojení skříně poháněči jednotky ke skříni kompresorového ústrojí.

Dosavadní stav techniky

Takové spojovací kusy jsou u kompresorových agregátů používány pro připojení většinou odlévané kovové skříně kompresorového ústrojí ke skříni, v níž je umístěna poháněči jednotka, to jest například ke skříni motoru. Tyto skříně nemohou být z konstrukčních i výrobních důvodů zhotoveny jako jediná celistvá jednotka.

V předmětném spojovacím kusu je umístěna spojka, spojující hřídel nebo hřídele rotoru nebo rotorů kompresorového ústrojí s výstupním hřídelem nebo s výstupními hřídeli poháněči jednotky. V tomto spojovacím kusu může být rovněž integrováno převodové ústrojí s ozubenými koly nebo jiný převodový spojovací mechanizmus.

Kompresorové agregáty často způsobují velmi značný hluk. Za účelem omezení tohoto hluku nebo snížení jeho hladiny jsou používány různé tlumiče vibrací, které jsou určeny pro odizolování kompresorového agregátu od jeho zemního základu, přičemž rám stroje bývá vyroben z materiálu, který omezuje hlučnost. Kanály, kterými je nasáván ventilační vzduch, bývají rovněž akusticky ošetřeny.

Přestože lze shora uvedenými prostředky dosáhnout výrazného utlumení hluku, je hluková hladina kompresorového agregátu stále ještě příliš vysoká.

Za účelem dalšího snížení hladiny hluku byly prováděny četné výzkumy, ze kterých jednoznačně vyplynulo, že převládající část hlukové energie je vytvářena v kompresorovém ústrojí, a je dále jednotlivými konstrukčními prvky celého agregátu převáděna na nežádoucí vibrace a nežádoucí přílišný hluk.

Zejména pak rezonanční frekvence konstrukce tohoto agregátu jsou evokovány pulzačními frekvencemi tohoto kompresorového ústrojí, které vedou k vytváření nadměrné hlukové energie.

Bylo již řečeno, že zejména spojovací kus mezi skříní kompresorového ústrojí a skříní poháněči jednotky je zdrojem hlukových emisí, přičemž přenáší vibrace a hluk na elektromotor a na podpěrné části tohoto spojovacího kusu.

Podstata vynálezu

Účelem tohoto vynálezu je vyvinout takový spojovací kus, u kterého by byla tvorba hluku a přenášení vibrací minimální, a to takovým způsobem, že by byly hlukové emise kompresorového agregátu výrazně sníženy.

Tohoto cíle je podle tohoto vynálezu dosaženo tak, že spojovací kus je alespoň na části své stěny opatřen žebiy, přičemž výška každého žebra se rovná alespoň jedenapůlnásobku tloušťky stěny trubkovité části, na které toto žebro stojí.

Šířka žebra v polovině jeho výšky se rovná alespoň shora uvedené tloušťce stěny.

-1 CZ 288289 B6

Žebra vytvářejí obrazec, který rozděluje stěnu na přiléhající stěnové segmenty.

První charakteristický ohybový modus má takovou rezonanční frekvenci, která vylučuje buzení veškerých významných budicích frekvencí, včetně té nejvyšší frekvence kompresorového ústrojí.

Žebra jsou na spojovacím kusu s výhodou provedena takovým způsobem, že přiléhající stěnové segmenty, které jsou jimi vymezeny, zabírají alespoň polovinu stěny.

Žebra mohou být provedena buď na vnější straně, nebo na vnitřní straně stěny.

Spojovací kus může být vytvořen z trubkovité části, opatřené na svých koncích dvěma přírubami, přičemž například alespoň boční strany této trubkovité části jsou opatřeny žebry.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším blíže vysvětlen uvedením jeho charakteristických znaků, a to formou příkladných provedení, která nemají žádný omezující charakter.

Bude popsáno několik výhodných forem provedení spojovacího kusu mezi kompresorovým ústrojím a poháněči jednotkou podle tohoto vynálezu, a to s odkazy na přiložené výkresy, kde:

obr. 1 schematicky znázorňuje kompresorový agregát se spojovacím kusem podle tohoto vynálezu;

obr. 2 znázorňuje ve zvětšeném měřítku boční pohled na spojovací kus kompresorového agregátu podle obr. 1;

obr. 3 znázorňuje pohled ve směru šipky F3 z obr. 2;

obr. 4 znázorňuje pohled ve směru šipky F4 z obr. 2;

obr. 5 znázorňuje řez podél čáry V-V z obr. 3;

obr. 6 znázorňuje ve zvětšeném měřítku řez podél čáry VI-VI z obr. 2;

obr. Ί znázorňuje schematicky kompresorový agregát, který je analogický k uspořádání podle obr. 1, avšak týká se jiné formy provedení předmětu tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn kompresorový agregát, který sestává z kompresorového ústrojí 1, například ze šnekového kompresorového ústrojí sjedním rotorem, nebo ze šroubového kompresorového ústrojí s dvěma rotory, dále z poháněči jednotky 2, tvořené elektromotorem, a ze spojovacího kusu 3, kteiý spojuje skříň 4 poháněči jednotky 2 se skříní 5 kompresorového ústrojí 1, ve kterém je uložena spojka 6 mezi výstupním hřídelem 7 poháněči jednotky 2 a hřídelem 8 rotoru kompresorového ústrojí 1.

V případě, že kompresorovým ústrojím 1 je šroubový kompresor, takže toto kompresorové ústrojí 1 obsahuje dva rotory, pak může hřídel 8 prostřednictvím převodového ústrojí s ozubenými koly, prostřednictvím řemenového převodu nebo prostřednictvím jiného převodového uspořádání pohánět hřídel dalšího rotoru.

-2CZ 288289 B6

Spojovací kus 3 sestává z trubkovité části 9, která je na svém jednom konci opatřena přírubou 10, určenou pro upevnění ke skříni 5 kompresorového ústrojí 1, a která je na svém druhém, poněkud větším konci opatřena přírubou 11, určenou pro upevnění ke skříni 4 poháněči jednotky

2.

Akustická energie, vytvářená v průběhu provozu kompresorového ústrojí 1, je spíše tónová a představuje skládání deterministických signálů. Nejnižší deterministický signál, to jest tak zvaný základní tón, představuje sinus o stejné frekvenci, jako je rytmus, s nímž kompresorové ústrojí 1 nasává vzduch z okolního prostředí a žene jej do výstupu kompresorového ústrojí J.

Vzduch je komprimován v kompresní komoře a je poněkud prudce vytlačován do výstupu, takže tento proces není prováděn postupným mírným způsobem. V důsledku toho jsou vytvářeny harmonické složky uvedeného základního tónu. Tyto harmonické složky mají frekvenci, která představuje celé násobky uvedené základní frekvence.

V závislosti na množství procesních a geometrických parametrů a ukazatelů je vytvářeno více nebo méně harmonických tónů, přičemž jejich amplitudy vzhledem k základnímu tónu buďto jsou nebo nejsou důležité. Tato celková tonální energie uvádí skříň 5 kompresorového ústrojí 1 a na ní přírubově upevněné konstrukce do vibrací, které, a to každá svým vlastním způsobem, transformují tuto energii na vibrace a hluk.

Za účelem omezení uvedených vibrací je trubkovitá část 9 opatřena žebry 12, kterými je opatřena zejména více než polovina stěny této trubkovité části 9, a to v souladu se vzorem, který rozděluje tuto vnější stranu mezi přírubou 10 a přírubou 11 na přiléhající stěnové segmenty 13.

Ve znázorněném příkladném provedení jsou žebra 12 uspořádána na vnější straně shora uvedené stěny trubkovité části 9, avšak mohou být stejně dobře umístěna na její vnitřní stěně.

Tato žebra 12 musejí splňovat specifické požadavky. Jak je znázorněno podrobně a ve zvětšeném měřítku na obr. 6, tak výška H žebra 12 je alespoň jedenapůlkrát nebo například dvakrát větší, než je tloušťka D stěny trubkovité části 9, na které je žebro 12 umístěno.

Šířka B žebra 12, měřená v polovině výšky H tohoto žebra 12. představuje alespoň polovinu shora uvedené tloušťky D trubkovité části 9, neboje například s touto tloušťkou D shodná.

Vezmeme-li v úvahu skutečnost, že spojovacím kusem 3 je kovový odlitek, tak se žebra 12 v důsledku technických a technologických odlévacích důvodů poněkud rozšiřují směrem k jejich základně neboli patě žebra 12- Vrcholky žeber 12 jsou zaobleny, přičemž žebra 12 přecházejí rovněž zaoblením do stěny trubkovité části 9, na které tato žebra 12 stojí.

Shora uvedený vzor, který je vytvářen těmito žebry 12, musí rovněž splňovat určité specifické požadavky. Musí mít například takovou strukturu hustoty, že první charakteristický ohybový modus pro každý stěnový segment 13 má rezonanční frekvenci, která je taková, že žádný stěnový segment 13 nemůže být nabuzen všemi významnými budicími frekvencemi, včetně té nejvyšší frekvence kompresorového ústrojí 1.

Nejvyšší harmonické tóny, jinými slovy budicí složky o nejvyšší frekvenci potom nejsou dále schopny vyvolat tak zvaný větrací modus nebo první ohybový modus žádného stěnového segmentu 13. V důsledku toho pak tento stěnový segment 13 nemůže způsobovat žádný významnější hluk.

Každý stěnový segment 13 začne vibrovat tehdy, je-li vybuzen dynamickou silou. Pokud tato dodávaná vibrace dosáhne frekvence, shodné sjednou s rezonančních frekvencí tohoto

-3CZ 288289 B6 stěnového segmentu 13, bude způsobováno mnohem více hluku, než představuje hluk, vydávaný tímto stěnovým segmentem 13 pro jakékoliv jiné frekvence.

Charakteristickým modem je způsob, jakým stěnový segment 13 vibruje při jedné ze svých rezonančních frekvencí, a liší se od jedné rezonanční frekvence ke druhé.

Charakteristickým modem první rezonanční frekvence je typický ohybový modus, kdy středový bod stěnového segmentu 13 vykonává pohyb nahoru a dolů a kdy všechny ostatní body tohoto stěnového segmentu 13 vykonávají menší pohyb, který je však ve fázi s pohybem středového bodu. První charakteristický modus je rovněž označován jako větrací modus.

Takže shora uvedený vzor závisí na charakteristikách kompresorového ústrojí 1, jakými jsou rychlost otáčení a konstrukce rotoru, které mají vliv na budicí frekvence kompresorového ústrojí

1.

Většina stěnových segmentů 13 může být opatřena drážkou 14 pro účely vnitřního chlazení spojovacího kusu 3.

U znázorněného příkladného provedení jsou žebra 12 a tím i příslušné stěnové segmenty 13 přítomny na bočních stranách trubkovité části 9. Jedna boční strana sestává z částí, které spolu vzájemně svírají určitý úhel. Homí strana a spodní strana trubkovité části 9 jsou opatřeny plochými částmi.

Tou spodní z těchto plochých částí spočívá spojovací kus 3 pomocí mezilehlého elastického polštáře 15 na stojanu 16, jak je znázorněno na obr. 1. Analogickým způsobem pak spočívá skříň 4 poháněči jednotky 2 na druhém stojanu 17.

Je zcela evidentní, že žebra 12 a tím i stěnové segmenty 13 mohou být umístěny rovněž, anebo pouze na homí a/nebo spodní straně trubkovité části 9.

Příruba 11 směřuje v podstatě směrem ven vzhledem k otvoru v trubkovité části 9 na příslušném konci této trubkovité části 9. Tato příruba 11 je opatřena čtyřmi otvoiy 18. které jsou opatřeny vnitrním závitem, a to za účelem připevnění ke skříni 4 poháněči jednotky 2 prostřednictvím příslušných šroubů.

Příruba 10 je naproti tomu nesouměmá ve vztahu k otvoru v trubkovité části 9 na jejím příslušném konci, jinými slovy tato příruba 10 vyčnívá směrem ven na boční straně, přičemž vyčnívá směrem dovnitř na druhé boční straně.

V této přírubě 10 jsou vytvořeny otvory 19 pro připevnění příruby 10 ke skříni 5 kompresorového ústrojí 1 prostřednictvím šroubů.

Zde popisovaný spojovací kus 3 vykazuje v důsledku své konstrukce výrazné snížení hlučnosti. Spojovací kus 3 nemusí být nezbytně umístěn v prodloužení kompresorového ústrojí 1 a poháněči jednotky 2. Může být umístěn například za, pod nebo nad tímto kompresorovým ústrojím 1 a příslušnou poháněči jednotkou 2. V takovém případě je spojka 6 tvořena příslušným převodem.

Na obr. 7 je například schematicky znázorněna jedna forma provedení kompresorového agregátu, kde kompresorové ústrojí 1 a poháněči jednotka 2 nejsou umístěny v ose jejich vzájemného prodloužení, přičemž spojovací kus 3 má jiný tvar, než jaký byl dosud popisován.

V této formě provedení má spojovací kus 3 tvar ploché skříně, ve které je uložena spojka 6, která je tvořena řemenovým převodem.

-4CZ 288289 B6

Kompresorové ústrojí 1 je připevněno prostřednictvím příruby a šroubů na horní části k jedné straně této skříně. Hřídel 8 rotoru prochází otvorem na uvedené straně spojovacího kusu 3.

Poháněči jednotka 2 je připevněna analogickým způsobem prostřednictvím příruby a šroubů na spodním konci ke druhé straně spojovacího kusu 3. Výstupní hřídel 7 prochází otvorem na shora uvedené straně spojovacího kusu 3.

Na bočním okraji, stejně jako na dvou shora uvedených stranách jsou vedle kompresorového ústrojí 1 a poháněči jednotky 2 upravena žebra 12, která tak vymezují přiléhající stěnové segmenty 13.

Co se týče rozměrů žeber 12 a vzoru, který vytvářejí, musejí tato žebra 12 splňovat stejné požadavky, jako u formy provedení podle obr. 1 až obr. 6.

I v tomto případě pak žebra 12 velice výrazně snižují produkci hlučnosti.

V alternativním uspořádání je možné, aby kompresorové ústrojí 1 a poháněči jednotka 2 byly umístěny nad sebou nebo vedle sebe na stejné straně spojovacího kusu 3.

Předmět tohoto vynálezu není omezován pouze na formu provedení, která je zobrazena na příslušných výkresech.

Předmětný spojovací kus 3 může být naopak realizován ve velmi širokém množství variant, a to aniž by došlo k úniku z rozsahu ochrany tohoto vynálezu.

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spojovací kus pro připojení skříně poháněči jednotky ke skříni kompresorového ústrojí, vyznačující se tím, že je opatřen alespoň na části své stěny žebry (12), jejichž výška (H) se rovná alespoň jedenapůlnásobku tloušťky (D) stěny trubkovité části (9), na které tato žebra (12) stojí, přičemž šířka (B) žeber (12) v polovině jejich výšky (H) se rovná alespoň shora uvedené tloušťce (D) stěny, a žebra (12) vytvářejí obrazec, který rozděluje stěnu na přiléhající stěnové segmenty (13), přičemž první charakteristický ohybový modus má takovou rezonanční frekvenci, která vylučuje buzení veškerých významných budicích frekvencí, včetně té nejvyšší frekvence kompresorového ústroj í (1).
2. 2. Spojovací kus podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená žebra (12) jsou provedena takovým způsobem, že přiléhající stěnové segmenty (13), které jsou jimi vymezeny, zabírají alespoň polovinu stěny.
3. 3. Spojovací kus podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že žebra (12) jsou provedena na vnější straně stěny.
4. 4. Spojovací kus podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že žebra (12) jsou provedena na vnitřní straně stěny.
5. 5. Spojovací kus podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je vytvořen z trubkovité části (9), opatřené na svých koncích dvěma přírubami (10 a 11).

   -5 CZ 288289 B6
6. 6. Spojovací kus podle nároku 5, vyznačující se tím, že trubkovitá část (9) je alespoň na obou bočních stranách opatřena žebry (12).
7. 7. Spojovací kus podle kteréhokoliv z nároků laž4, vyznačující se tím, že vytváří skříň, přičemž kompresorové ústrojí (1) a poháněči jednotka (2) jsou připojeny ke stejné straně nebo k různým stranám této skříně.
8. 8. Spojovací kus podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že mezi výstupním hřídelem (7) poháněči jednotky (2) a hřídelem (8) rotoru kompresorového ústrojí (1) je uspořádána spojka (6).
9. 9. Spojovací kus podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je opatřen spodní částí, kterou spočívá prostřednictvím elastického polštáře (15) na stojanu (16).