DD232961A5

DD232961A5 - Roots-kopressor zum komprimieren von gasfoermigen foerdermedium

Info

Publication number: DD232961A5
Application number: DD85275142A
Authority: DD
Inventors: Hans Nissen
Original assignee: ��@��@��k��
Priority date: 1984-04-13
Filing date: 1985-04-12
Publication date: 1986-02-12
Also published as: FR2562961A1; DE3414039C2; GB2157370B; IT1184435B; ES8607485A1; FR2562961B1; US4652223A; DE3414039A1; GB8509162D0; GB2157370A; ES542174A0; IT8520321A0

Abstract

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den konstruktiven Aufbau derartiger Kompressoren zu vereinfachen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Loesung zur Veraenderung der zeitlichen Oeffnungsflaechenfunktion anzugeben. Bei einem Roots-Kompressor zum Komprimieren von gasfoermigem Foerdermedium, bei dem abwechseln in die jeweils von dem jeweiligen Roots-Kolben und den zugeordneten Foerderraumwaenden des Zylinders und den stirnseitigen Seitenplatten gebildeten Foerderkammern nach dem Abschliessen gegenueber der Saugseite Foerdermedium aus der Druckseite ueber Ausnehmungen in den Zylinderflaechen eingespeist wird, werden die Grundflaechen und die Seitenflaechen der Ausnehmungen zumindest teilweise in einen Einsatz eingearbeitet, der in einer Aussparung in der Zylinderwand loesbar befestigt ist. Es ist moeglich, die ein- oder mehrteiligen Einsaetze fest oder in Grenzen bewegbar in den Aussparungen zu befestigen. Im Falle einer festen Anordnung der Einsaetze in den Aussparungen wird eine absolut betriebssichere Ausgestaltung erreicht. Werden die Einsaetze in den Aussparungen in Grenzen beweglich befestigt, ist eine Feinanpassung moeglich. Fig. 1

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Roots-Kompressor zum Komprimieren von gasförmigem Fördermedium, bei dem abwechselnd in die jeweils von dem jeweiligen Roots-Kolben und den zugeordneten Förderraumwänden des Zylinders und den stirnseitigen Seitenplatten gebildeten Förderkammern nach dem Abschließen gegenüber der Saugseite Fördermedium aus der Druckseite über Ausnehmungen in den Zylinderflächen eingespeist wird, wobei die Grundfläche und die Seitenfläche jeder Ausnehmung zusammen mit dem jeweiligen Kolben in jeder Kolbenstellung eine vorbestimmte, entsprechend der erforderlichen Öffnungscharakteristik festgelegte Öffnungsfläche bildet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei Roots-Kompressoren besteht allgemein das Problem, daß ein Teil des bereits komprimierten Fördermediums beim Öffnen der Förderkammer zur Druckseite in die Förderkammer zurückschlägt. Diese Strömungsumkehr führt zu starken Schwingungserscheinungen sowohl im bzw. am Roots-Kompressor, als auch im nachgeschalteten druckseitigen Rohrleitungssystem.

Zwar ist bereits versucht worden, diese Schwingungserscheinungendadurch herabzumindern, daß Fördermedium aus der Druckseite in die Förderkammer vor deren Öffnen zur Druckseite eingespeist wird (vgl. beispielsweise DE-PS 11 33500, DE-AS 1258543; Bulletin of JSME, Vol. 24, Nr. 189, März 1981, Seiten 547 bis 554). Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen kann jedoch ein Zurückschlagen des Fördermediums aus der Druckseite in die Förderkammer nicht vollständig vermieden werden, so daß mit diesen bekannten Vorschlägen allenfalls eine Minderung der Schwingungsanregung möglich ist. Ferner ist es aus der US-PS 4215?77 bereits bekannt, daß die bei der Kompression von gasförmigen Fördermedium durch Roots-Kompressoren auftretenden Pulsationen bzw. Schwingungserscheinungen in derdruckseitigtn Förderleitung noch weiter reduziert werden können, wenn von dem auf die Druckseite geförderten Fördermedium vordem Einspeisen in die Förderleitung der jeweils für die Verdichtung erforderliche Anteil des Fördermediums stets gleichmäßig entnommen wird. Diese weitere Reduzierung ist mit einem bekannten Kompressor dieser Art jedoch nur dann möglich, wenn die Betriebsbedingungen äußerst exakt eingehalten werden, was überwiegend in der Praxis nicht der Fall ist. Eine nachträgliche Anpassung an die in der Praxis vorliegenden Betriebsbedingungen ist jedoch mit einem Kompressor dieser Art nicht möglich. Um nun eine r achträgliche Anpassung an die in der Praxis vorliegenden Betriebsbedingungen durchführen zu können, ist bereits vorgeschlagen worden, in die Ausnehmungen von den Stirnflächen des Förderraumes her leistenartige Einstellschieber einzuschieben, wodurch auf einfache Weise erreicht wird, daß unter Beibehaltung der durch den Drehwinkel festgelegten Öffnungscharakteristik in Abhängigkeit der Einschubtiefe des Einstellschiebers kontinuierlich eine Veränderung der zeitlichen Öffnungsfläcrienfunktion erzielt werden kann.

Dadurch kann ein- und dieselbe Maschine ohne großen technischen Aufwand und ohne aufwendige Umstellarbeiten unterschiedlichen Betriebsbedingungen angepaßt werden. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn eine Anpassung des Kompressors an die speziellen Bedingungen des Betreibers erforderlich ist, weil die Bestelldaten mit den Betriebsdaten — wie in der Praxis häufig — nicht übereinstimmen.

Nun ist es bei einer Vielzahl von Anwendungsfällen nicht erforderlich, die Veränderung der zeitlichen Öffnungsflächenfunktion kontinuierlich, d.h. stufenlos vorzunehmen, zumal der technische Aufwand hierzu nicht unerheblich ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den konstruktiven Aufbau derartiger Kompressoren zu vereinfachen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine neue Lösung zu finden, mit der einerseits die prinzipiellen Vorteile dieser letztgenannten bekannten Lösung erhalten bleiben, andererseits jedoch der technische Aufwand reduziert wird.

Die Aufgabe wird bei einem Roots-Kompressorzum Komprimieren von gasförmigem Fördermedium, bei dem abwechselnd in die jeweils von dem jeweiligen Roots-Kolben und den zugeordneten Förderraumwänden des Zylinders und den stirnseitigen Seitenplatten gebildeten Förderkammern nach dem Abschließen gegenüber der Saugseite Fördermedium aus der Druckseite über Ausnehmungen in den Zylinderflächen eingespeist wird, wobei die Grundfläche und die Seitenflächen jeder Ausnehmung zusammen mit dem jeweiligen Kolben in jeder Kolbenstellung eine vorbestimmte, entsprechend der erforderlichen Öffnungscharakteristik festgelegte Öffnungsfläche bildet, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Grundfläche und die Seitenflächen jeder Ausnehmung zumindest teilweise in einen Einsatz eingearbeitet sind, der in einer Aussparung in der Zylinderwand lösbar befestigt ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung entfällt der gesamte technische Aufwand für den Mechanismus zum stufenlosen Verstellen der Einstellschieber. Ferner muß zur Aufnahme des über die Zylinderenden herausragenden Teiles der Einstellschieber im Seitenplattenbereich kein Raum mehr zur Verfügung gestellt werden.

Dabei muß in funktionell Hinsicht kein Nachteil in Kauf genommen werden, da die Einsätze hinsichtlich der Ausnehmungen auch in feinster Abstufung zur Verfügung gestellt werden können.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption ist es möglich, einen in einer bestimmten Größe vorliegenden Roots-Kompressor mit Standardausnehmungen auszustatten, in denen dann dem jeweiligen Betriebsfall angepaßte Einsätze angeordnet werden.

Dabei können die Einsätze im Bedarfsfall in Form eines Bausatzes aus zwei oder mehreren Teilen zusammengesetzt werden.

Grundsätzlich ist es möglich, die Einsätze fest oder in Grenzen bewegbar in den Aussparungen zu befestigen. Im Falle einer festen Anordnung der Einsätze in den Aussparungen wird eine absolut betriebssichere Ausgestaltung erreicht. Werden die Einsätze dagegen in den Aussparungen in Grenzen beweglich befestigt, so ist zusätzlich eine Feinanpassung in gewissem Rahmen möglich.

Grundsätzlich können die Aussparungen in verschiedenster Weise ausgestaltet sein. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Aussparungen jeweils als zur Außenseite des Kompressors hin offene Durchbrüche auszubilden, da auf diese Weise eine einfache Bestückung mit Einsätzen möglich ist, ohne daß hierzu erhebliche Machinenteile entfernt werden müssen. Dies wirkt sich insbesondere bei der Anpassung derartiger Roots-Kompressoren am Einsatzort vorteilhaft aus.

In denjenigen Fällen, in denen die Aussparungen jeweils als zur Außenseite des Kompressors hin offener Durchbruch ausgebildet sind, ist es vorteilhaft, diesen auf der Kompressoraußenseite mit einem Deckel zu verschließen. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, die für den Betrieb notwendige Abdichtung direkt im Bereich der Einsätze vorzunehmen, was technisch relativ aufwendig ist. Vielmehr kann die Abdichtung in den Bereich der Ebene zwischen dem Zylinder und dem Deckel verlegt werden, in der eine absolut sichere Abdichtung mit herkömmlichen technischen Mitteln auf einfache Weise möglich ist.

Grundsätzlich ist es möglich, die Aussparungen als zu den stimseitigen Seitenplatten hin offene Taschen auszubilden. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn angestrebt wird, die Gesamtkonzeption derart auszulegen, daß möglichst wenige Stellen vorhanden sind, an denen Undichtigkeiten auftreten können, wie dies beispielsweise bei gasdichten Gebläsen oder bei im Vakuumbereich arbeitenden Gebläsen gefordert wird.

Um bei der Lagefixierung der Einsätze in den Aussparungen, Durchbrüchen oder Taschen Ausrichtarbeiten zu vermeiden, ist es vorteilhaft Anschläge, Führungen oder dergleichen für die Einsätze vorzusehen und diese mit entsprechenden Gegenanschlägen oder dergleichen auszustatten.

Die Ausnehmungen in den Einsätzen können erfindungsgemäß derart gestaltet werden, daß in Kolbendrehrichtung betrachtet die Breite der Grundfläche konstant ist und die Höhe der Seitenfläche zunimmt, die Höhe der Seitenflächen konstant ist und die Breite der Grundfläche zunimmt oder die Breite der Grundfläche und die Höhe der Seitenflächen jeweils veränderliche Werte aufweisen.

Diese Gestaltung kann den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend gewählt werden, wobei jeweils über eine Konturschablone die jeweils gewünschte Form aus einem einheitlichen Grundkörper herausgearbeitet werden kann. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung für in den Aussparungen in Grenzen beweglich befestigte Einsätze bestehen darin, daß zumindest ein Teil des Einsatzes im Bereich seines der Druckseite abgewandten Endes über eine parallel zur Roots-Kolbenachse verlaufende Achse schwenkbar gelagert ist. Es kann auch zumindest ein Teil des Einsatzes im wesentlichen radial verschiebbar gelagert sein.

Ausführungsbeispiele.

Im folgenden sind zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis sechs Ausführungsbeispiei" der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1: zeigt schematisch teilweise abgebrochen einen Querschnitt durch einen Roots-Kompressor der erfindungsgemäßen Art

im Bereich der Aussparung, in der lösbar ein Einsatz befestigt ist, Fig. 2,3 u. 4: zeigen in einer perspektivischen Ansicht in vergrößertem Maßstab drei Ausführungsbeispiele von unbeweglichen

Einsätzen aus der Richtung des Pfeiles II, IiI bzw. IV der Figuren 1, Fig. 5,6, u. 8: zeigen jeweils in einem der Figur !entsprechenden Querschnitt drei Ausführungsbeispiele mit in Grenzen

beweglichen Einsätzen, Fig.7: zeigt in einer perspektivischen Ansicht in vergrößertem Maßstab des Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 aus der

Richtung des Pfeiles VII in Figur 6, und Fig. 9: zeigt in einer perspektivischen Ansicht in vergrößertem Maßstab das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 aus der Richtung des Pfeiles IX in Figur 8.

Die in den Figuren 1,5,6 und 8 schematisch dargestellten Roots-Kompressoren weisen zwei in bekannter Weise miteinander kämmende Roots-Kolben 1 auf, die in einem Zylinder 2 gelagert sind. Der Zylinder 2 ist im Bereich seiner Stirnseiten in bekannter

Weise mit Seitenplatten (in den Figuren nicht dargestellt) verschlossen und jeweils mit einem Saugstutzen 3 und einem Druckstutzen 4 ausgestattet, die jeweils die Saugseite S und die Druckseite D definieren.

Bei Roots-Kompressoren dieser Art wird abwechselnd in die jeweils von dem jeweiligen Roots-Kolben 1 und den zugeordneten Förderraumwänden des Zylinders 2 sowie den stirnseitigen Seitenplatten gebildeten Förderkammern 5 nach dem Abschließen gegenüberder Saugseite S Fördermedium aus der Druckseite D über Ausnehmungen 6 eingespeist. Hinsichtlich der Art und

Weise dieser Einspeisung und der damit erzielbaren Vorteile wird auf die Ausführungen im Patent

(Patentanmeldung P3238015.1) verwiesen.

Diese Ausnehmungen 6 werden von einer Grundfläche 7 und Seitenflächen 8 und 9 gebildet, welche erfindungsgemäß zumindest teilweise in einen Einsatz 10 eingearbeitet sind, der in einer Aussparung A in der Wand des Zylinders 2 lösbar befestigt

Bei den in den Figuren 1,5,6 und 8 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Aussparung A jeweils als zur Außenseite des Kompressors hin offener Durchbruch ausgebildet, der durch einen Deckel 11 verschließbar ist.

Zur Lagefixierung der Einsätze 10 in den Aussparungen A sind an den Einsätzen Anschläge 12 in Form von Führungsleisten vorgesehen, die im eingesetzten Zustand an entsprechenden Flächen des Zylinders 2 zur Anlage gelangen. Die zur Befestigung der Einsätze 10 in den Aussparungen A notwendigen Mittel sind der besseren Übersicht halber in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Die Figuren 2,3 und 4 zeigen, welche unterschiedliche Form die Einsätze 10 im Bereich ihrer die Ausnehmungen 6 bildenden Oberseite haben können. So wird im Falle des Einsatzes gemäß Figur 2 durch dessen Oberseite lediglich die Grundfläche 7 der Ausnehmung 6 gebildet, während die Seitenflächen 8 und 9 vom an den Einsatz 10 angrenzenden Flächen des Zylinders 2 gebildet werden.

Im Falle der Ausführungsbeispiele nach den Figuren 3 und 4 wiederum tragen die Einsätze jeweils die Grundfläche 7 und eine der Seitenflächen 9 der Ausnehmung 6. Die andere Seitenfläche 8 wiederum wird durch die an die Grundfläche 7 anschließende Fläche des Zylinders 2 gebildet, wie dies aus Figur 1 erkennbar ist.

Bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Einsatz 10 im Bereich seines der Druckseite D abgewandten Endes über eine parallel zur Roots-Kolbenachse verlaufende Achse W schwenkbar gelagert, wie dies in Figur 5 mit einem Doppelpfeil angedeutet ist. Auch bei dieser Version wird von der Oberseite des Einsatzes 10 lediglich die Grundfläche 7 gebildet, während die Seitenflächen 8 und 9 der Ausnehmung 6 von den an den Einsatz seitlich anschließenden Flächen des Zylinders 2 gebildet werden.

Beiden in den Figuren 6 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispielen ist der bewegliche Einsatz 10 im wesentlichen radial in der Aussparung A verschiebbar gelagert. Auch bei diesen Ausführungsbeispielen wird von der Oberseite des Einsatzes 10 jeweils lediglich die Grundfläche 7 der Ausnehmung 6 gebildet, während die Seitenflächen 8 und 9 der Ausnehmung von den angrenzenden Flächen des Zylinders 2 gebildet werden.

Da die Führungs- und Stellmittel für die radial verschiebbar gelagerten Einsätze 10 in der verschiedensten Weise ausgebildet sein können, ist auf eine Darstellung in den Zeichnungen verzichtet worden.

Die den Seitenflächen 8 und 9 zugewandten Seitenflächen der Einsätze 10 können über die gesamte Höhe bearbeitet sein.

Vorteilhaft ist es jedoch — wie in Figur 7 schematisch angedeutet— lediglich einen schmalen Streifen STaIs Führungs- bzw. Dichtfläche zu bearbeiten und den daran anschließenden Teil der Seitenflächen des Einsatzes zurückgesetzt auszubilden.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Roots-Kompressor zum Komprimieren von gasförmigem Fördermedium, bei dem abwechselnd in die jeweils von dem jeweiligen Roots-Kolben und den zugeordneten Förderraumwänden des Zylinders und den stirnseitigen Seitenplatten gebildeten Förderkammern nach dem Abschließen gegenüber der Saugseite Fördermedium aus der Druckseite über Ausnehmungen in den Zylinderflächen eingespeist wird, wobei die Grundfläche und die Seitenfläche jeder Ausnehmung zusammen mit dem jeweiligen Kolben in jeder Kolbenstellung eine vorbestimmte, entsprechend der erforderlichen Öffnungscharakteristik festgelegte Öffnungsfläche bildet, gekennzeichnet dadurch, daß die Grundfläche (7) und die Seitenflächen (8,9) jeder Ausnehmung (6) zumindest teilweise in einen Einsatz (10) eingearbeitet sind, der in einer Aussparung (A) in der Zylinderwand lösbar befestigt ist.
2. Roots-Kompressor nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Einsatz (10) aus zwei oder mehreren Teilen zusammengesetzt ist.
3. Roots-Kompressor nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Einsätze (10) in den Aussparungen (A) unbewegbar befestigt sind.
4. Roots-Kompressor nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Einsätze (10) in den Aussparungen (A) in Grenzen bewegbar befestigt sind.
5. Roots-Kompressor nach Punkt 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Aussparungen (A)jeweils als zur Außenseite des Kompressors hin offener Durchbruch ausgebildet sind.
6. Roots-Kompressor nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Durchbrüche auf der Kompressoraußenseite mit einem Deckel (11) verschließbar sind.
7. Roots-Kompressor nach Punkt 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Aussparungen (A) als zu den stirnseitigen Seitenplatten hin offene Taschen ausgebildet sind.
8. Roots-Kompressor nach Punkt 5 oder 7, gekennzeichnet dadurch, daß zur Lagefixierung der Einsätze in den Aussparungen, Durchbrüchen bzw. Taschen Anschläge (12), Führungen oder dergleichen vorgesehen sind.
9. Roots-Kompressor nach Punkt 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß in Kolbendrehrichtung betrachtet die Breite der Grundfläche (7) konstant ist und die Höhe der Seitenflächen (8,9) zunimmt.
10. Roots-Kompressor nach Punkt 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß in Kolbendrehrichtung betrachtet, die Höhe der Seitenflächen (8,9) konstant ist und die Breite der Grundfläche (7) zunimmt.
11. Roots-Kompressor nach Punkt 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Breite der Grundfläche (7) und die Höhe der Seitenflächen (8,9) jeweils veränderliche Werte aufweisen.
12. Roots-Kompressor nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß zumindest ein Teil des Einsatzes (10) im Bereich seines der Druckseite (D) abgewandten Endes über eine parallel zur Rootskolbenachse verlaufende Achse (W) schwenkbar gelagert ist.
13. Roots-Kompressor nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß zumindest ein Teil des Einsatzes (10) im wesentlichen radial verschiebbar gelagert ist.