DD253455A1

DD253455A1 - POWER-CONTROLLED OIL-REFLECTED SCREW COMPRESSOR WITH ADJUSTABLE BUILT-IN VOLUME RATIO

Info

Publication number: DD253455A1
Application number: DD29529086A
Authority: DD
Inventors: Dieter Mosemann; Peter Kolberg; Frank Wittmann; Ottomar Neuwirth
Original assignee: Kuehlautomat Veb
Priority date: 1986-10-15
Filing date: 1986-10-15
Publication date: 1988-01-20

Abstract

Die Erfindung betrifft einen leistungsgeregelten oelueberfluteten Schraubenverdichter mit verstellbarem Volumenverhaeltnis, insbesondere die Gestaltung von Steuerscheiben und Regelschieber. Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, dass die Fuehrung des Regelschiebers in beiden Verdrehrichtungen durch eine vorzugsweise auf der Hauptrotorseite angeordnete, fest mit der Stirnwand verbundene Steuerscheibe, erfolgt, deren Aussendurchmesser unter Beruecksichtigung eines Spieles zwischen Regelschieber und Steuerscheibe dem dazugehoerigen Rotoraussendurchmesser entspricht, und sowohl Regelschieber als auch Steuerscheibe Fuehrungsbahnen besitzen.The invention relates to a power-controlled oil-flooded screw compressor with adjustable Volumenverhaeltnis, in particular the design of control discs and control slide. The features of the invention are that the leadership of the control slide in both directions of rotation by a preferably arranged on the main rotor side, fixedly connected to the end wall control disc, takes place, the outer diameter, taking into account a game between control slide and control disc the dazugehoerigen rotor outer diameter corresponds, and both control slide as well as Steuerscheibe Fuehrungsbahnen possess.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft die Gestaltung von Steuerscheiben und Regelschieber in einem leistungsgeregelten ölüberfluteten Schraubenverdichter mit verstellbarem Volumenverhältnis.The invention relates to the design of control discs and control slide in a power-controlled oil-immersed screw compressor with adjustable volume ratio.

Characteristic of the known technical solutions

Schraubenverdichter besitzen einen Hauptrotor, der im wesentlichen konvexe Zähne aufweist, die überwiegend außerhalb seines Teilkreises angeordnet sind und einen Nebenrotor, der im wesentlichen innerhalb seines Teilkreises liegende konkave Zahnflanken aufweist, wobei Haupt-und Nebenrotor achsparallel im Zahneingriff stehen, die Lücken v-förmige Arbeitskammern bilden und in einem Gehäuse angeordnet sind, das aus Mantelwand und aus Stirnwänden besteht, in denen Ein- und Auslaßöffnungen angeordnet sind, denen sich Saug- bzw. Druckräume anschließen. In der Mantelwand ist ein Ventilkörper, ein Regelschieber, parallel zu den Rotordrehachsen axial verschiebbar angeordnet, wobei die Umfangswandung des Regelschiebers durch einen zu den Rotordrehachsen parallelen Zylinderwandteil gebildet wird. Der übrige Konturteil des Regelschiebers wird durch die sich überschneidenden, die Rotoren aufnehmenden Gehäusebohrungen gebildet, an den die Arbeitskammer angrenzen. Bei Teillastförderung erfolgt die Trennung von Arbeitskammern von einem Rückströmkanalsystem entsprechend der axialen Stellung des Regelschiebers im Gehäuse.Screw compressors have a main rotor having substantially convex teeth, which are arranged predominantly outside its pitch circle and a secondary rotor, which has substantially concave tooth flanks within its pitch, wherein the main and secondary rotor are axially parallel in tooth engagement, the gaps V-shaped working chambers form and are arranged in a housing which consists of casing wall and end walls, in which inlet and outlet openings are arranged, which are followed by suction or pressure chambers. In the jacket wall, a valve body, a control slide, arranged axially displaceable parallel to the rotor axes of rotation, wherein the peripheral wall of the control slide is formed by a parallel to the rotor axes of rotation cylinder wall part. The remaining contours of the control slide is formed by the overlapping, the rotors receiving housing bores adjacent to the working chamber. For partial load delivery, the separation of working chambers of a Rückströmkanalsystem corresponding to the axial position of the control slide in the housing.

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Bei diesem Schraubenverdichter ist an der druckseitigen Stirnwand des Gehäuses mindestens eine kreisringförmige segmentartige verdrehbare Steuerscheibe angeordnet, deren dem Regelschieber naheliegendes Ende Teile der axialen Auslaßöffnung besitzt.In this screw compressor, at least one annular segment-shaped rotatable control disk is arranged on the pressure-side end wall of the housing, the control valve of the obvious end has parts of the axial outlet opening.

Bei bekannten Schraubenverdichtern mit mindestens einer verstellbaren Steuerscheibe erfolgt die Führung des Regelschiebers in seiner Umfangsrichtung, also verdrehsicher, durch angrenzende Haupt- und nebenrotorseitige Steuerscheibenteile, die an den Regelschieber angrenzen. Dabei sind diese Konturteile entweder nur mit hohen Kosten herstellbar oder ungenau, wodurch keine ausreichende Führungsgenauigkeit des Regelschiebers erreicht wird. Die Führung der Steuerscheibe in axialer und radialer Richtung wird in einer anderen Schraubenverdichterausführung sehr teuer durch Bauelemente, die die Steuerscheibe an ihrer inneren Bohrung führen. Die Lösung besitzt außerdem den Nachteil einer unzureichenden Zuverlässigkeit, da die auf die Steuerscheibe wirkenden Gas- und Hydraulikkräfte zu beachtlichen Verformungen an der Steuerscheibe führen.In known screw compressors with at least one adjustable control disk, the guide of the control slide in its circumferential direction, ie against rotation, by adjacent main and side rotor side control wheel parts, which adjoin the control slide. In this case, these contour parts are either produced only at high cost or inaccurate, whereby no sufficient guidance accuracy of the control slide is achieved. The leadership of the control disc in the axial and radial direction is very expensive in another screw compressor design by components that guide the control disc on its inner bore. The solution also has the disadvantage of insufficient reliability, since the gas and hydraulic forces acting on the control disk lead to considerable deformations on the control disk.

Object of the invention

Das Ziel derErfindung besteht darin, bei Schraubenverdichtern der beschriebenen Art einen zuverlässigen Betrieb bei Verwendung eines verstellbaren inneren Volumenverhältnisses zu gewährleisten und durch Vereinfachung der Konstruktion die Kosten für die Herstellung zu senkenThe object of the invention is to ensure a reliable operation in screw compressors of the type described using an adjustable internal volume ratio and to reduce the cost of manufacture by simplifying the design

Ein weiteres Ziel besteht darin, den Gütegrad der Verdichtung zu verbessern und dadurch Antriebsenergie einzusparen. Another goal is to improve the degree of compaction and thereby save drive energy.

Essence of the invention

Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine veränderte Art der Gestaltung des Regelschiebers im Bereich der radialen Auslaßöffnung, eine neue Gestaltung der Steuerscheibe im Bereich der axialen Auslaßöffnung und eine Anordnung einer festen und einer verstellbaren Steuerscheibe zu erreichen.The technical object of the invention is to achieve a modified type of design of the control slide in the region of the radial outlet opening, a new design of the control disk in the region of the axial outlet opening and an arrangement of a fixed and an adjustable control disk.

Die Erfindung ist auch dann anwendbar, wenn Regelschieber und/oder hauptrotorseitige Steuerscheibe keine Auslaßöffnungen besitzen. ' _ The invention is also applicable when control slide and / or main rotor-side control disc have no outlet openings. '_

Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß die Führung des Regelschiebers in beiden Verdrehrichtungen durch eine vorzugsweise auf der Hauptrotorseite angeordnete, fest mit der Stirnwand verbundene Steuerscheibe, erfolgt, deren Außendurchmesser unter Berücksichtigung eines Spieles zwischen Regelschieber und Steuerscheibe dem dazugehörigen Rotoraußendurchmesser entspricht, und sowohl Regelschieber als auch Steuerscheibe Führungsbahnen besitzen, die nahe der Verschneidungslinie der Haupt- und Nebenrotoraußendurchmesser auf der Auslaßseite und nahe dem zylindrischen Umfangswandteil des Gehäuses, der den Regelschieber aufnimmt, angeordnet sind, wobei diese Führungsbahnen Bestandteil zylindrischer Flächen von Regelschieberund Steuerscheibe sind. Die nebenrotorseitige Steuerscheibe ist durch bekannte Mittel um die Drehachse des Nebenrotors verstellbar. Im Gegensatz zu den bekannten technischen Lösungen stellt sie keine Verdrehsicherung des Regelschiebers dar.The features of the invention are that the leadership of the control slide in both directions of rotation by a preferably arranged on the main rotor side, fixedly connected to the end wall control disc, takes place, the outer diameter, taking into account a match between control slide and control disc corresponding rotor outer diameter, and both control slide and control disc have guideways located near the intersection of the major and minor rotor outer diameters on the outlet side and near the cylindrical peripheral wall portion of the housing receiving the control slide, which guideways are part of cylindrical surfaces of the control slide and control disc. The side rotor-side control disk is adjustable by known means about the axis of rotation of the secondary rotor. In contrast to the known technical solutions, it represents no rotation of the control slide.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführung des Schraubenverdichters gemäß der Erfindung für den Einsatz bei extrem großen Druckverhältnissen und Medien geringer Dichte besitzt die hauptrotorseitige Steuerscheibe keine Auslaßöffnung. Entsprechend den Merkmalen der Erfindung ist der Außendurchmesser der hauptrotorseitigen Steuerscheibe mit großer Annäherung gleich dem Hauptrotoraußendurchmesser und fest mit der Stirnwand des Gehäuses verbunden. Die nebenrotorseitige Steuerscheibe ist in einer zylindrischen Ausnehmung formschlüssig geführt, deren Zentrum mit der Rotordrehachse übereinstimmt und deren Außendurchmesser mit Ausnahme des an den Regelschieber angrenzenden Bereiches größer als der Nebenrotoraußendurchmesser ist und unter Berücksichtung eines Spieles mit dem Durchmesser der zylindrischen Ausnehmung übereinstimmt.In another advantageous embodiment of the screw compressor according to the invention for use in extremely high pressure conditions and low density media, the main rotor-side control disc has no outlet opening. According to the features of the invention, the outer diameter of the main rotor side control disk is closely approximated to the main rotor outer diameter and fixedly connected to the end wall of the housing. The side rotor-side control disk is positively guided in a cylindrical recess, the center of which coincides with the rotor axis of rotation and the outer diameter of which is greater than the Nebenrotoraußendurchmesser with the exception of the adjoining the control slide area and coincides, taking into account a game with the diameter of the cylindrical recess.

Die Führungsbahnen des Regelschiebers werden mit einer, radialen Auslaßöffnung durch Stege gebildet, die Teil der Begrenzung der radialen Auslaßöffnung sind.The guideways of the control slide are formed with a radial outlet opening by webs, which are part of the boundary of the radial outlet opening.

embodiment

Figur 1 zeigt eine Ansicht der druckseitigen Endwand für eine erfindungsgemäße Schraubenverdichterausführung.FIG. 1 shows a view of the pressure-side end wall for a screw compressor embodiment according to the invention.

In Figur 2 ist die Ansicht A der Figur 1 zu sehen, dabei ist die radiale Auslaßöffnung, am Regelschieber angeordnet, zu erkennen.In Figure 2, the view A of Figure 1 can be seen, while the radial outlet opening, arranged on the control slide can be seen.

In Figur 1 sind das Wellenende 1 des Hauptrotors und das Wellenende 2 dargestellt. Die Rotoren sind nicht dargestellt. Sie sind um ihre Achsen 3, 4 drehbar gelagert.In Figure 1, the shaft end 1 of the main rotor and the shaft end 2 are shown. The rotors are not shown. They are rotatably mounted about their axes 3, 4.

Die mit der druckseitigen Stirnwand 5 fest verbundene Steuerscheibe 7 ist konzentrisch um die Achse 3 des Hauptrotors angeordnet und besitzt den zylindrischen Umfangswandteil 8. In der Steuerscheibe 7 ist die axiale Auslaßöffnung 9 auf der Hauptrotorseite angeordnet. Die nebenrotorseitige Steuerscheibe 10 ist drehbar um die Achse 4 angeordnet. Der Antrieb erfolgt über ein nicht dargestelltes Stellglied, das über Spindelstange 11 und Übertragungskopf 12 mit der Steuerscheibe 10 kinematisch verbunden ist. Durch die jeweilige Lage des Übertragungskopfes 12 wird die Größe der nebenrotorseitigen Auslaßöffnung 13 und damit auch der Auslaßöffnungswinkel festgelegt, bei dem die v-förmigen im Eingriff stehenden nicht dargestellten Zahnlücken von Haupt- und Nebenrotor, die die Arbeitskammer bilden, strömungsmäßige Verbindung zur axialen Auslaßöffnung erlangen. Der zylindrische Umfangswandteil 15 des Regelschiebers 14 besitzt eine zu den Achsen 3,4 der Rotoren parallele Achse 16.The fixedly connected to the pressure-side end wall 5 control disk 7 is arranged concentrically about the axis 3 of the main rotor and has the cylindrical peripheral wall part 8. In the control disk 7, the axial outlet opening 9 is arranged on the main rotor side. The side rotor-side control disk 10 is rotatably arranged about the axis 4. The drive is effected via an actuator, not shown, which is kinematically connected via spindle rod 11 and transfer head 12 with the control disk 10. By the respective position of the transfer head 12, the size of the side rotor outlet opening 13 and thus the Auslaßöffnungswinkel is determined, in which the V-shaped engaged not shown tooth spaces of main and secondary rotor, which form the working chamber, fluid connection to the axial outlet opening obtain , The cylindrical peripheral wall part 15 of the control slide 14 has an axis 16 parallel to the axes 3, 4 of the rotors.

Die Arbeitswandbereiche 22, 23 des Regelschiebers 14 bilden solche Umfangswandteile, in die die radialen Flächenteile der Auslaßöffnung 19, 20 eingeordnet sind.The working wall portions 22, 23 of the control slide 14 form such peripheral wall parts, in which the radial surface parts of the outlet opening 19, 20 are arranged.

Die zylindrische Außenkontur 21 der Steuerscheibe 7 grenzt mit ihrem Umfangswandteil 8 an Arbeitswandbereiche 22, 23. Das Spiel zwischen Umfangswandteil 8 und Arbeitswandbereichen 22, 23 ist so festgelegt, daß der Regelschieber 14 leicht axial verschiebbar ist und dennoch in seiner Umfangsrichtung gegen Verdrehen derart gesichert ist, daß er nicht an den Zahnköpfen der Rotoren anläuft.The clearance between peripheral wall part 8 and working wall areas 22, 23 is set so that the control slide 14 is slightly axially displaceable and yet secured in its circumferential direction against rotation in such a way in that it does not start at the tooth tips of the rotors.

Die Arbeitswandbereiche 22,23 bilden gemeinsam mit dem Umfangswandteil 8 Führungsbahnen 6, die von der Verbindungslinie 24 der Achsen 3 und 16 nach jeder Seite den größtmöglichen Abstand aufnehmen, damit in beiden Drehrichtungen des Regelschiebers 14 eine gute Führung erreicht wird.The working wall portions 22,23 together with the peripheral wall part 8 guideways 6, the 3 and 16 take the greatest possible distance from the connecting line 24 of each side, so that in both directions of rotation of the control slide 14 a good leadership is achieved.

In Figur 2 ist die Gestaltung der radialen Auslaßöffnungen 19, 20 zu sehen. Die Führungsbahnen 6 sind Bestandteile der Arbeitswandbereiche 22, 23 des Regelschiebers 14.In Figure 2, the design of the radial outlet openings 19, 20 can be seen. The guideways 6 are components of the working wall regions 22, 23 of the control slide 14.

Gemäß der Erfindung läßt sich die hauptrotorseitige fest installierte axiale Auslaßfläche durch Einbau einer geschlossenen Steuerscheibe 7 auf den Wert Null reduzieren, so daß das innere Volumenverhältnis nur noch durch die jeweilige Stellung der nebenrotorseitigen Steuerscheibe 10 beeinflußt wird.According to the invention, the main rotor-side fixed axial outlet area can be reduced to zero by installing a closed control disk 7, so that the inner volume ratio is only affected by the respective position of the side rotor control disk 10.

Claims

1. Power-controlled oil-immersed screw compressor with adjustable built volume ratio with a main rotor and a secondary rotor, consisting of a rotors enclosing housing, which is formed from shell wall and end walls, in which inlet and outlet openings are arranged, which connect suction or pressure chambers , wherein the arrangement of the inlet and outlet port in conjunction with the displacer volume at full load operation of the compressor, an internal volume ratio, a volume reduction ratio in the compression, is determined, consisting of a parallel to the rotors arranged in the casing control slide, which is displaceable in its axial direction is, wherein the peripheral wall of the control slide is formed on the one hand by an axis-parallel concentric cylinder wall part, the guide wall part and on the other hand by working wall parts that take to Konturz the overlapping, the rotors the housing bores adjoining the v-shaped working chambers which reduce in rotor rotation, and consisting of control disks arranged concentrically about the rotor axes on the pressure-side end wall, which are in the form of circular disks or segments and form peripheral wall parts of the axial outlet opening, wherein the a control disk comprising the rotor is fixed, while the other control disk is rotatable about its center and kinematically connected by transfer elements to change position with adjusting, characterized in that the fixedly connected to the pressure-side end wall control disk with cylindrical peripheral wall parts of its outer contour at least two Working wall areas of the control slide gap neglecting neglecting a technically necessary game adjacent, wherein the working wall areas are arranged so that they are the largest possible distance from the connecting line between the axes of the guide wall portion of the control slide and the control disk and these two Arbeitswandbereiche form guideways and that the rotatable control disk is designed so that it does not constitute a rotation of the control slide.

2. Screw compressor according to claim 1, characterized in that the fixedly connected to the pressure-side end wall control disk is arranged on the main rotor side and has an outer diameter which corresponds to neglect function-related games the main rotor outer diameter and the rotatable control disk is arranged on the secondary rotor side.

3. Screw compressor according to claim 1 and 2, characterized in that the side rotor-side control disc on the side adjacent the adjacent rotor region has a gap which is larger than on the guideways and the outer diameter of the control disk in the remaining region is greater than the Nebenrotoraußendurchmesser.

4. Screw compressor according to claim 1, characterized in that the guideways of the control slide are formed with a radial outlet opening by webs which are part of the boundary of the radial outlet opening.

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