DE1006576B - Rotary piston compressor with blades hinged to the rotor - Google Patents

Rotary piston compressor with blades hinged to the rotor

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DE1006576B DES48832A DES0048832A DE1006576B DE 1006576 B DE1006576 B DE 1006576B DE S48832 A DES48832 A DE S48832A DE S0048832 A DES0048832 A DE S0048832A DE 1006576 B DE1006576 B DE 1006576B
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Description

Drehkolbenverdichter mit am Rotor angelenkten Schaufeln Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehkolhenverdichter mit einem im Verdichtergehäuse mit unveränderlicher Exzentrizität gelagerten Rotor, an dessen Umfang zur gleitenden Abdichtung gegenüber der Gehäuseinnenwand dienende Schaufeln angelenkt sind.Rotary piston compressor with blades hinged to the rotor The invention refers to a rotary compressor with an immutable in the compressor housing Eccentricity mounted rotor, on its circumference for sliding seal opposite the housing inner wall serving blades are hinged.

Bei solchen Verdichtern treten vor allem an der Innenwand des Verdichtergehäuses und an den an dieser Innenwand anliegenden Stellen der Schaufeln Abnutzungen auf, die durch die Reibung der Schaufeln gegen die Gehäuseinnenwand entstehen und überdies an verschiedenen Stellen dieser Innenwand unterschiedliche Stärke haben. Selbst wenn man die Schaufeln mit Gegengewichten ausrüstet und dadurch die an ihnen angreifenden Fliehkräfte teilweise ausgeglichen werden, verbleiben immer noch durch die Schaufeln hervorgerufene Reibungskräfte, die eine unterschiedliche Abnutzung der Innenwand ergeben. Diese Reibungskräfte hängen vor allem von den an den Schaufeln wirksam werdenden Fliehkräften ab, die sich im Verlaufe eines Rotorumlaufs ändern, weil die Rotorachse nicht mit der Gehäuseachse zusammenfällt, sondern sich in einem bestimmten, durch die Exzentrizität bedingten Abstand von dieser befindet.Such compressors occur mainly on the inner wall of the compressor housing and at the points of the blades that are in contact with this inner wall, there are signs of wear, caused by the friction of the blades against the inner wall of the housing and moreover have different thicknesses at different points on this inner wall. Self if you equip the blades with counterweights and thereby those attacking them Centrifugal forces are partially balanced, still remain through the blades Frictional forces caused, which result in different levels of wear on the inner wall result. These frictional forces depend mainly on the effective on the blades centrifugal forces that change in the course of a rotor revolution, because the rotor axis does not coincide with the housing axis, but is in a certain, by the eccentricity determined distance from this is located.

Die auf die Gehäuseinnenwand im Verlaufe einer Rotoruindrehung ausgeübten Reibungskräfte ändern sich auch infolge der Druckunterschiede des geförderten Strömungsmediums an den beiden Seiten jeder Schaufel und bei einem Drehkolbenverdichter mit horizontal liegender Drehachse auch infolge des Eigengewichts der Schaufeln. Dabei ändert sich der genannte Druckunterschied in Abhängigkeit von der jeweiligen Schaufelstellung im Verdichtergehäuse. führt an einzelnen Stellen sogar zur Umkehrung des Druckverhältnisses und wirkt auf die Schaufeln im entgegengesetzten Sinne wie die Fliehkraft.Those exerted on the inner wall of the housing in the course of a rotor rotation Frictional forces also change as a result of the pressure differences in the conveyed flow medium on both sides of each blade and in the case of a rotary lobe compressor with horizontal horizontal axis of rotation also due to the weight of the blades. It changes the mentioned pressure difference as a function of the respective blade position in the compressor housing. even leads to a reversal of the pressure ratio at individual points and acts on the blades in the opposite sense as the centrifugal force.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Mängel zu beheben und einen Drehkolbenverdichter der eingangs genannten Art zu verbessern. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Form der Innenwand des Verdichtergehäuses von der Gestalt einer mit seiner Achse gegenüber der Rotorachse parallel versetzten Kreiszylinderfläche derart abweicht, daß die gesamten, durch die Schaufeln auf die Innenwand ausgeübten Kräfte, vor allem zusammengesetzt aus den Wirkungen der Fliehkraft, des Schaufelgewichts und der gegen die beiden Schaufelseiten jeder Schaufel wirkenden unterschiedlichen Drücke des geförderten Gases oder sonstigen kompressiblen Strömungsmittels, etwa konstant sind.The invention is based on the object of the aforementioned shortcomings to fix and to improve a rotary lobe compressor of the type mentioned. The invention consists essentially in the fact that the shape of the inner wall of the compressor housing of the shape of a parallel offset with its axis relative to the rotor axis Circular cylinder area deviates in such a way that the entire, through the blades on the Forces exerted on the inner wall, mainly composed of the effects of centrifugal force, the bucket weight and that acting against the two sides of each bucket different pressures of the conveyed gas or other compressible fluid, are roughly constant.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in der ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben ist; es zeigt Abb.l einen schematisch gehaltenen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Drehkolbenverdichter, Abb. 2 die unterschiedliche Gestaltung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Gehäuseinnenwand gegenüber einer entlang einer Kreiszylinderfläche verlaufenden Gehäuseinnenwand in einer ebenfalls scheinatischen Darstellung.Further features of the invention emerge from the description below out, in which an embodiment is described with reference to the drawing; it Fig.l shows a schematic cross-section through the inventive Rotary piston compressor, Fig. 2, the different design of an inventive formed housing inner wall opposite one along a circular cylinder surface running inside wall of the housing in a likewise schematic representation.

Das aus Abb. 1 ersichtliche Verdichtergehäuse 1 weist an seinem Umfang einerseits eine Reihe von Ansaugöffnungen 2 und andererseits eine Reihe von Austrittsöffnungen 3 auf, und in ihm befindet sich ein in der Richtung des Pfeiles dieser Abbildung drehbarer Rotor 4, dessen Drehachse 5 im Verdichtergehäuse 1 an einer stets gleichbleibenden Stelle gelagert ist.The compressor housing 1 shown in Fig. 1 has on its circumference on the one hand a row of suction openings 2 and on the other hand a row of outlet openings 3, and in it there is a in the direction of the arrow in this figure rotatable rotor 4, the axis of rotation 5 in the compressor housing 1 on an always constant Place is stored.

Der Rotor 4 trägt Schaufeln 6, die durch Gelenke 7 an ihm angelenkt sind und die während der Rotordrehung bzw. irn Betrieb des Verdichters entlang der Innenwand des Verdichtergehäuses 1 gleiten und dabei eine entsprechende Reibung erzeugen. Die während der Rotordrehung an den einzelnen Schaufeln auftretenden Fliehkräfte nehmen an den Stellen, wo sich die Schaufeln bei ihrer Schwenkung um ihre Gelenke 7 von der Drehachse 5 des Rotors 4 entfernen, zu und bewirken dadurch an diesen Stellen eine stärkere Reibung der Schaufeln 6 am Verdichtergehäuse 1. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß die Schaufeln in bestimmten Lagen die Neigung haben, infolge ihres Eigengewichts von der Innenwand des '#T erdichtergehäuses 1 wegzuschwenken, in Abb. 1 z. B. die links befindlichen, in anderen entsprechenden Lagen dagegen durch ihr Eigengewicht wieder die Neigung haben, verstärkt gegen die Gehäuseinnenwand zu reiben, wie z. B. die in Abb. 1 auf der rechten Seite befindlichen Schaufeln.The rotor 4 carries blades 6 which are hinged to it by joints 7 are and during the rotor rotation or in operation of the compressor along the Slide inner wall of the compressor housing 1 and thereby create a corresponding friction produce. The centrifugal forces that occur on the individual blades while the rotor is rotating take place at the points where the blades pivot around their joints 7 remove from the axis of rotation 5 of the rotor 4, and thereby cause this Make a greater friction of the blades 6 on the compressor housing 1. In addition, there is to take into account that the blades in certain positions have the inclination as a result their own weight to pivot away from the inner wall of the compressor housing 1, in Fig. 1 z. B. on the left, however, in other corresponding positions due to their own weight have the tendency to reinforced against to rub the inner wall of the housing, such as. B. those in Fig. 1 on the right Shovels.

Schließlich werden vor allem während der Verdichtung (in Abb. 1 im links oben befindlichen Bereich des Verdichters) auf die beiden Seiten jeder Schaufel verschieden große Drücke ausgeübt, die dort den die Anlage der Schaufeln an der Gehäuseinnenwand bewirkenden Fliehkräften entgegenwirken.Finally, especially during compaction (in Fig. 1 in top left area of the compressor) on both sides of each blade different pressures exerted, which there the the plant of the blades on the Counteract the centrifugal forces causing the inner wall of the housing.

Es ist möglich, die durch die Schaufeln gegen die Gehäuseinnenwand ausgeübten Kräfte von Fall zu Fall genau zu berechnen, sowohl die reinen Zentrifugalkräfte als auch die durch das Eigengewicht hervorgerufenen und schließlich auch die durch die an den beiden Seiten der Schaufeln vorhandenen Druckunterschiede erzeugten diesbezüglichen Kräfte. Daraus läßt sich dann ohne weiteres eine entsprechende Änderung des Abstandes irgendeiner Stelle der Gehäuseinnenwand von der theoretischen Mittelachse 8 des Verdichtergehäuses 1 ableiten. Diese Berechnung muß selbstverständlich für Schaufeln mit untereinander völlig gleichen Abmessungen und Eigenschaften durchgeführt werden, damit die durch die Schaufeln gegenüber der Gehäuseinnenwand ausgeübten Kräfte eine jederzeitige Anlage derselben an dieser Innenwand gewährleisten, andernfalls müßte befürchtet werden, daß einzelne Schaufeln sich von der Gehäuseinnenwand entfernen und dadurch eine Verringerung der Verdichtung zur Folge haben.It is possible that the vanes against the inner wall of the housing The forces exerted have to be calculated precisely from case to case, both the pure centrifugal forces as well as those caused by its own weight and finally also those caused by the pressure differences present on the two sides of the blades created a relative effect Powers. A corresponding change in the distance can then easily be made from this any point on the inner wall of the housing from the theoretical center axis 8 of the Discharge compressor housing 1. This calculation must of course be made for blades are carried out with completely identical dimensions and properties, so that the forces exerted by the blades against the inner wall of the housing a ensure that they are always in contact with this inner wall, otherwise it would have to It is feared that individual blades move away from the inner wall of the housing and thereby result in a reduction in compression.

Die praktische Herstellung der richtigen Form der nicht kreiszylindrischen Gehäuseinnenwand erfolgt vorteilhaft in der Weise, daß diese Innenwand aus einer Reihe aneinandergereihter Kreiszylinderabschnitte mit lediglich parallel zueinander versetzten und innerhalb der Innenwand gelegenen Achsen besteht, wobei jeweils zwei benachbarte Abschnitte entlang ihrer geradlinigen Stoß- bzw. Übergangsstelle eine gemeinsame Tangentialebene aufweisen.The practical production of the correct shape of the non-circular cylindrical Housing inner wall is advantageously carried out in such a way that this inner wall consists of a Series of lined up circular cylinder sections with only parallel to each other offset and located within the inner wall axes, with two each adjacent sections along their straight-line joint or transition point one have common tangent plane.

Eine entsprechende praktische Gestaltung der Gehäuseinnenwand geht im einzelnen aus Abb. 2 hervor, in der die Achsen der verschiedenen Kreiszylinderabschnitte eingezeichnet sind. In dieser Abbildung ist z. B. 9 die Achse eines Kreiszylinderabschnittes 10, der gegenüber der theoretischen Kreiszylinderfläche 11 (mit ihrer Achse 8) nach der Innenseite des Verdichtergehäuses versetzt ist. Die dadurch hervorgerufene Verringerung des Abstandes des Kreiszylinderabschnittes 10 von der Achse 8 nimmt auf die Tatsache Rücksicht, daß der in diesem Bereich vorhandene Druckunterschied der auf die beiden Seiten jeder Schaufel wirkenden Gasdrücke auf die Schaufeln im Sinne eines Entfernens derselben von der Gehäuseinnenwand einwirkt. Man muß in diesem Bereich außerdem der durch das Abschwenken der Schaufeln 6 vom Rotor 4 und damit auch von dessen Achse 5 verstärkten Fliehkraft entgegenwirken.A corresponding practical design of the housing inner wall is possible in detail from Fig. 2, in which the axes of the various circular cylinder sections are shown. In this figure z. B. 9 the axis of a circular cylinder section 10, the opposite of the theoretical circular cylinder surface 11 (with its axis 8) after the inside of the compressor housing is offset. The resulting reduction the distance of the circular cylinder section 10 from the axis 8 takes on the fact Take into account that the pressure difference existing in this area affects the two On the sides of each blade, gas pressures act on the blades in the sense of removal the same acts from the inner wall of the housing. You have to be in this area as well by the pivoting of the blades 6 from the rotor 4 and thus also from the rotor Axis 5 counteract increased centrifugal force.

Auf den schon genannten Kreiszylinderabschnitt 10 folgt in Drehrichtung ein Kreiszylinderabschnitt 12 mit einer Achse 13. Beide Zylinderabschnitte gehen an ihren einander zugekehrten und die Übergangslinie 14 bildenden Kanten derart ineinander über, daß sie an dieser Stoß- bzw. Übergangsstelle eine gemeinsame Tangentialebene aufweisen.The already mentioned circular cylinder section 10 follows in the direction of rotation a circular cylinder section 12 with an axis 13. Both cylinder sections go at their edges facing one another and forming the transition line 14 in this way into each other that they have a common tangential plane at this joint or transition point exhibit.

Auf den Kreiszylinderabschnitt 12 folgen in Drehrichtung des Rotors 4 noch die Kreiszylinderabschnitte 15, 17, 19 und 21, jeweils mit den Achsen 16, 18, 20 und 22. Dabei ist z. B. der Zylinderabschnitt 17 gegenüber der theoretischen Kreiszylinderfläche 11 etwas nach außen gewölbt, wodurch der an dieser Stelle erfolgenden Entspannung des Strömungsmittels und dem in diesem Bereich überwiegenden Eigengewicht der Schaufeln Rechnung getragen wird. Auch der Kreiszylinderabschnitt 21 ist im gleichen Sinn nach außen gewölbt, wobei dort nicht nur dem Eigengewicht der Schaufeln, sondern auch noch einem an den Schaufeln durch das dortige Ansaugen im Sinne eines Entfernens von der Gehäuseinnenwand wirkenden Kraft durch eine der Auswölbung entsprechend vergrößerte Ausschwenkung und damit vergrößerte Fliehkraft entgegengewirkt werden soll.The circular cylinder section 12 follows in the direction of rotation of the rotor 4 nor the circular cylinder sections 15, 17, 19 and 21, each with the axes 16, 18, 20 and 22. It is z. B. the cylinder section 17 compared to the theoretical Circular cylindrical surface 11 slightly curved outwards, whereby the taking place at this point Relaxation of the fluid and the predominant weight in this area the blades are taken into account. The circular cylinder section 21 is also in arched outwards in the same sense, whereby not only the dead weight of the blades, but also one on the blades through the suction there in the sense of a Removal of the force acting on the housing inner wall by one of the bulge accordingly increased swiveling and thus increased centrifugal force are counteracted target.

Es ist natürlich zu beachten, daß die jeweilige, praktisch ausgeführte Form des Verdichtergehäuses von Fall zu Fall bestimmt werden muß, und zwar in Abhängigkeit von den verschiedenen Eigenschaften der Schaufeln, von der Rotorversetzung gegenüber der Achse des Verdichtergehäuses und auch mit Rücksicht auf die Lage des Verdichtergehäuses gegenüber der Senkrechten. Somit ist die Erfindung nicht auf das beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.It is of course to be noted that the respective, practically executed Shape of the compressor housing must be determined on a case-by-case basis, depending on on the various properties of the blades, as opposed to the rotor displacement the axis of the compressor housing and also with regard to the position of the compressor housing opposite the vertical. Thus, the invention is not limited to that described and Embodiment shown in the drawing is limited.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE 1. Drehkolbenverdichter mit einem im Verdichtergehäuse mit unveränderlicher Exzentrizität gelagerten Rotor, an dessen Umfang zur gleitenden Abdichtung gegenüber der Gehäuseinnenwand dienende Schaufeln angelenkt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Innenwand des Verdichtergehäuses (1) von der Gestalt einer mit seiner Achse (8) gegenüber der Rotorachse (5) parallel versetzten Kreiszylinderfläche derart abweicht, daß die gesamten, durch die Schaufeln (6) auf die Innenwand (1) ausgeübten Kräfte, vor allem zusammengesetzt aus den Wirkungen der Fliehkraft, des Schaufelgewichts und der gegen die beiden Schaufelseiten jeder Schaufel wirkenden unterschiedlichen Drücke des geförderten Gases oder sonstigen kompressiblen Strömungsmittels, etwa konstant sind. PATENT CLAIMS 1. Rotary lobe compressor with an in the compressor housing with an unchangeable eccentricity mounted rotor, on its circumference for sliding Sealing against the housing inner wall serving blades are hinged, thereby characterized in that the shape of the inner wall of the compressor housing (1) of the shape a circular cylinder surface offset parallel to the rotor axis (5) with its axis (8) deviates in such a way that the entire, through the blades (6) on the inner wall (1) exerted forces, mainly composed of the effects of centrifugal force, des The bucket weight and that acting against the two sides of each bucket different pressures of the conveyed gas or other compressible fluid, are roughly constant. 2. Drehkolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Verdichtergehäuses (1) eine insofern von einer Kreiszylinderfläche abweichende Gestalt aufweist, als sie aus einer Reihe aneinandergereihter Kreiszylinderabschnitte (10, 12, 15, 17, 19, 21) mit lediglich parallel zueinander versetzten und innerhalb der Innenwand gelegenen Achsen (9, 13, 16, 18, 20, 22) besteht, wobei jeweils zwei benachbarte Abschnitte (z. B. 10,12) entlang ihrer geradlinigen Stoß- bzw. Übergangsstelle (14) eine gemeinsame Tangentialebene aufweisen.2. Rotary piston compressor according to claim 1, characterized in that that the inner wall of the compressor housing (1) insofar has a circular cylinder surface has a different shape than it consists of a number of lined-up circular cylinder sections (10, 12, 15, 17, 19, 21) with only offset parallel to each other and within the inner wall located axes (9, 13, 16, 18, 20, 22), two each Adjacent sections (e.g. 10, 12) along their straight-line joint or transition point (14) have a common tangential plane.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3344181A1 (en) * 1982-12-15 1984-06-28 Barmag Barmer Maschinenfabrik Ag, 5630 Remscheid Vane pump
DE19924645A1 (en) * 1999-05-28 2000-11-30 Lmf Leobersdorfer Maschinenfab Rotary vane compressor or vacuum pump

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