DE102009035000A1 - Vane cell machine for use as e.g. pump in mechanical industry, has hollow cylindrical rotor supported in housing and provided with mobile blades and cylinder, and sickle-like areas comprising inlet channels and outlet channels - Google Patents

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Abstract

The machine has a hollow cylindrical rotor (2) supported in a housing and provided with mobile blades (5) and a cylinder. An inner surface of the housing (1) is in ellipse shape, and the cylinder is implemented as an immovable elliptical cylinder (6), where ellipse of the inner surface of the housing and ellipse of the immovable cylinder are congruent. Sickle-like areas (7-10) comprise inlet channels (11, 14, 16, 18) and outlet channels (12, 15, 17, 19). A spring is attached between parts of the mobile blades.

Description

Die Erfindung betrifft Flügelzellenmaschinen, die im allgemeinen Maschinenbau sowie anderen Industriezweigen weit verbreitet sind und die als Flügelzellenpumpen, Flügelzellenmotoren oder Flügelzellenverdichter eingesetzt werden können und die einen Rotor mit Flügeln aufweisen, der im Gehäuse gelagert ist.The The invention relates to vane machines, in general Mechanical engineering and other industries are widespread and as vane pumps, vane motors or vane compressor can be used and having a rotor with wings in the housing is stored.

Die Bauart solcher Flügelzellenmaschine (z. B. DE 10 2008 013 335.3 ) weist einen hohlen zylindrischen Rotor mit den Rotorschlitzen für die Flügel und einen unbeweglichen Zylinder auf, dabei bilden sich die Außenkammern, die einen Einlaß und einen Auslaß haben, und die Innenkammern, die auch einen Einlaß und einen Auslaß haben. Die Heranziehung zur Arbeit den Hohlraum des Rotors, d. h. die Innenkammern, verwandelt die Konstruktion in zweistufige oder zweiflutige Flügelzellenmaschine. Das gestattet die Effektivität der Flügelzellenmaschine zu erhöhen. Der Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, dass der Druck des Drucköls in den Außenkammern und der Druck des Drucköls in den Innenkammern auf den Rotor in der gleichen Richtung wirken (z. B. die Außenkammern – in rechter Hälfte und die Innenkammern – in linker Hälfte gemäß 2 DE 10 2008 013 335.3 ). Infolgedessen sind der Rotor, die Welle und ihre Stützelemente (z. B. die Lager) einseitig stark belastet werden. Der letztgenannte Umstand begrenzt die Größe des Betriebsdrucks der Flügelzellenmaschine.The design of such vane machine (eg. DE 10 2008 013 335.3 ) has a hollow cylindrical rotor with the rotor slots for the wings and a stationary cylinder, thereby forming the outer chambers having an inlet and an outlet, and the inner chambers, which also have an inlet and an outlet. The employment of the cavity of the rotor, ie the inner chambers, transforms the construction into a two-stage or two-vane vane machine. This allows to increase the effectiveness of the vane machine. The disadvantage of this construction is that the pressure of the pressure oil in the outer chambers and the pressure of the pressure oil in the inner chambers act on the rotor in the same direction (eg the outer chambers - in the right half and the inner chambers - in the left half according to FIG 2 DE 10 2008 013 335.3 ). As a result, the rotor, the shaft and their supporting elements (eg the bearings) are heavily loaded on one side. The latter circumstance limits the magnitude of the operating pressure of the vane machine.

Die Aufgabe der Erfindung ist daher, die Flügelzellenmaschine der o. g. Art so zu gestalten, dass bei der Heranziehung zur Arbeit den Hohlraum des Rotors die Druckkräfte auf den Rotor in die gegenüberliegende Richtung zu richten, dadurch die Konstruktion auszuwuchten und die Stützelemente des Rotors (z. B. die Lager) zu entlasten. Diese technische Lösung gestattet den Betriebsdruck der Flügelzellenmaschine zu erhöhen.The The object of the invention is therefore the vane machine the o. g. To design a way that when drawing to work the cavity of the rotor, the pressure forces on the rotor in to direct the opposite direction, thereby the Balance design and the support elements of the rotor (eg the bearings) to relieve. This technical solution allows the operating pressure of the vane machine to increase.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Innenfläche des Gehäuses der Flügelzellenmaschine die Form der Ellipse aufweist und der unbewegliche Zylinder wie der elliptische Zylinder ausgeführt ist, wobei die Ellipse des Gehäuses und die Ellipse des unbeweglichen Zylinders kongruent sind und jeder sichelartige Raum Einlaß- und Auslaßkanal aufweist.These The object is achieved according to the invention that the inner surface of the housing of the vane machine has the shape of the ellipse and the immovable cylinder like the elliptical cylinder is executed, the ellipse of the housing and the ellipse of the stationary cylinder are congruent and each sickle-like space inlet and outlet channel having.

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.The Embodiments of the invention are in the drawing shown.

1 zeigt eine vertikale, axiale Schnittansicht durch die Flügelzellenmaschine, 1 shows a vertical, axial sectional view through the vane machine,

2 zeigt eine Draufsicht der Flügelzellenmaschine ohne den Deckel, 2 shows a plan view of the vane machine without the lid,

3 ist eine Draufsicht einer Abart der Flügelzellenmaschine ohne den Deckel, 3 is a plan view of a variety of the vane machine without the lid,

4 ist eine Draufsicht einer anderen Abart der Flügelzellenmaschine ohne den Deckel, 4 is a plan view of another variant of the vane machine without the lid,

5 ist ein Schnitt nach der Linie A-A in 6 noch anderer Abart der Flügelzellenmaschine, 5 is a section along the line AA in 6 yet another version of the vane machine,

6 ist ein Querschnitt B-B gemäß 5. 6 is a cross section BB according to 5 ,

In den Figuren zeigen Pfeile die Richtung der Drehung des Rotors und die Richtungen der Bewegung des Drucköles oder der Flüssigkeit. Außerdem zeigen die strichpunktierten Linien an der 2, die Stellen der Einlaß- und Auslaßkanäle im abnehmenden Deckel.In the figures, arrows indicate the direction of rotation of the rotor and the directions of movement of the pressure oil or liquid. In addition, the dash-dotted lines at the 2 , The locations of the inlet and outlet channels in the decreasing lid.

Die Flügelzellenmaschine besteht aus dem Gehäuse 1, dessen Innenfläche die Form der Ellipse aufweist und in welchem ein über eine Welle 3 drehbar hohler zylindrischer Rotor 2 gelagert ist. In den Rotorschlitzen 4 sind die radial beweglichen Flügel 5 eingesetzt, deren außeren Enden über die elliptische Innenfläche des Gehäuses 1 und inneren Enden über die Außenfläche des unbeweglichen elliptischen Zylinders 6 bei der Arbeit gleiten. Die elliptische Fläche des Gehäuses 1 und die elliptische Fläche des elliptischen Zylinders 6 sind kongruent, d. h. sie haben die gemeinsamen Brennpunkte und den gemeinsamen Mittelpunkt. Bei dieser Ausführung bilden sich zwei sichelartige Außenräume 7 und 8 (zwischen dem Gehäuse 1 und dem Rotor 2) und zwei sichelartige Innenräume 9 und 10 (zwischen dem Rotor 2 und dem elliptischen Zylinder 6). Jeder Außenraum 7 und 8 hat entsprechend einen Einlaßkanal 14 und 11 sowie einen Auslaßkanal 15 und 12, die z. B. an der Innenfläche des Gehäuses 1 sind. Jeder Innenraum 9 und 10 hat entsprechend einen Einlaßkanal 16 und 18 sowie einen Auslaßkanal 17 und 19, die z. B. im Deckel 13 sind (1, 2). Jeder Kanal wird mit entsprechender Leitung verbunden. Der Boden des Rotors 2 kann sich in der runden Nische des Bodens des Gehäuses 1 bündig untergebracht sein (1) oder kann auf dem Boden des Gehäuses 1 liegen. Der elliptische Zylinder 6 stützt sich unbeweglich durch die untere Stirnseite auf den Boden des Rotors 2. Die gegenüberliegende Stirnseite kann in der elliptischen Nische des Deckels 13 aufgestellt sein (1). Oder kann der elliptische Zylinder 6 am Deckel 13 befestigt sein (5). Diese technische Lösung verwandelt die Konstruktion in die vierkreisige Flügelzellenmaschine. Bei der Drehung des Rotors 2 verschieben sich die Flügel 5, die in den Rotorschlitzen 4 angeordnet sind, unter der Wirkung der Zentrifugalkraft nach außen. Daher, dass die Flügel 5 am Radius des Rotors 2 entlang angeordnet sind, lösen sich ihr inneren Enden von der Fläche des elliptischen Zylinders 6 am Abschnitt zwischen der Scheitel der Ellipse. Aber diese ruft der Betriebsstörung der Flügelzellenmaschine nicht hervor, besonders wenn der Rotor 2 mit vier und mehr Flügeln ausgerüstet wird.The vane machine consists of the housing 1 whose inner surface has the shape of the ellipse and in which a via a shaft 3 rotatable hollow cylindrical rotor 2 is stored. In the rotor slots 4 are the radially movable wings 5 used, whose outer ends on the elliptical inner surface of the housing 1 and inner ends over the outer surface of the stationary elliptical cylinder 6 glide at work. The elliptical surface of the case 1 and the elliptic surface of the elliptical cylinder 6 are congruent, ie they have the common foci and the common center. In this embodiment, two sickle-like outdoor spaces form 7 and 8th (between the case 1 and the rotor 2 ) and two sickle-like interiors 9 and 10 (between the rotor 2 and the elliptical cylinder 6 ). Every outdoor space 7 and 8th has a corresponding inlet channel 14 and 11 and an outlet channel 15 and 12 that z. B. on the inner surface of the housing 1 are. Every interior 9 and 10 has a corresponding inlet channel 16 and 18 and an outlet channel 17 and 19 that z. B. in the lid 13 are ( 1 . 2 ). Each channel is connected with the appropriate line. The bottom of the rotor 2 can be in the round niche of the bottom of the case 1 be flush ( 1 ) or may be on the bottom of the case 1 lie. The elliptical cylinder 6 is immovably supported by the lower end face on the bottom of the rotor 2 , The opposite front side may be in the elliptical niche of the lid 13 be positioned ( 1 ). Or can the elliptical cylinder 6 on the lid 13 be attached ( 5 ). This technical solution transforms the construction into the four-circle vane machine. During the rotation of the rotor 2 the wings move 5 that are in the rotor slots 4 are arranged, under the action of centrifugal force to the outside. Therefore, that the wings 5 at the radius of the rotor 2 along their inner ends are detached from the surface of the elliptical cylinder 6 at the section between the apex of the ellipse. But this is calling the malfunction of the Vane machine not prominent, especially when the rotor 2 equipped with four or more wings.

Der Zylinder 6 der Flügelzellenmaschine gemäß 3 weist eine solche Form des Querschnittes auf, dass seine Fläche in der gleichen radialen Entfernung bezüglich des Drehzentrums des Rotors 2 von der elliptischen Innenfläche des Gehäuses 1 sich befindet. In diesem Falle gleiten die inneren Enden der Flügel 5 immer über die Fläche des Zylinders 6.The cylinder 6 the vane machine according to 3 has such a shape of the cross section that its surface is at the same radial distance with respect to the center of rotation of the rotor 2 from the elliptical inner surface of the housing 1 located. In this case, the inner ends of the wings slide 5 always over the surface of the cylinder 6 ,

Zum gleichen Zweck besteht jeder Flügel 5 aus zwei Teilen, zwischen welcher die Feder 21 gelagert ist (4). Außerdem bei dem reibenden Verschleiß der Enden der Flügel 5 setzen sie sich an die Innenfläche des Gehäuses 1 und an die Außenfläche des Zylinders 6 zu drücken fort.For the same purpose there is every wing 5 of two parts, between which the spring 21 is stored ( 4 ). Also, with the abrasive wear of the ends of the wings 5 sit against the inside surface of the case 1 and to the outer surface of the cylinder 6 continue to press.

Bei der Unmöglichkeit wegen der ungenügenden Länge der Rotorschlitze 4 die Feder 21 unterzubringen, wird der Rotor 2 mit zwei Reihen der Rotorschlitze ausgerüstet. Hierbei können sowohl die Außenrotorschlitze als auch die Innenrotorschlitze wie die Grundschlitze ausgeführt sein und die Feder 21 aufweisen. Außerdem können sie verschiebenden bezüglich einander angeordnet sein, z. B. schachbrettartig sein (6) oder in willkürlicher Reihenfolge angeordnet sein.In the impossibility because of the insufficient length of the rotor slots 4 the feather 21 accommodate the rotor 2 equipped with two rows of rotor slots. Here, both the outer rotor slots and the inner rotor slots can be designed as the basic slots and the spring 21 exhibit. In addition, they may be arranged displaceable with respect to each other, for. B. be checkered ( 6 ) or arranged in an arbitrary order.

Falls man die Flügelzellenmaschine als eine Pumpe benutzt, kann die Flüssigkeit durch die Einlaßkanäle 11 und 14 entsprechend in die Außenräume 8 und 7 und durch die Einlaßkanäle 16 und 18 entsprechend in die Innenräume 9 und 10, deren Rauminhalt sich vergrößert, kommen. Die Flügel 5 schieben die Flüssigkeit in der Richtung der Drehung des Rotors 2 und stossen sie entsprechend in die Auslaßkanäle 12, 15, 17 und 19 hinaus. Diese Flügelzellenpumpe kann die Flüssigkeit in die gemeinsame Rohrleitung oder in getrennte Rohrleitungen führen. Im Prinzip kann diese Flügzellenpumpe gleichzeitig vier verschiedene Flüssigkeiten pumpen. Mit der Absicht die Förderhöhe zu erhöhen kann man den Auslaßkanal 12 des Außenraums 8 durch die Rohrleitung z. B. mit dem Einlaßkanal 16 des Innenraums 9 verbinden oder/und den Auslaßkanal 15 des Außenraums 7 mit dem Einlaßkanal 18 des Innenraums 10 verbinden, d. h. man kann den Außenraum und den Innenraum nacheinander verbinden.If the vane machine is used as a pump, the liquid can pass through the inlet channels 11 and 14 according to the exterior spaces 8th and 7 and through the inlet channels 16 and 18 accordingly in the interiors 9 and 10 , whose volume is increasing, come. The wings 5 push the liquid in the direction of rotation of the rotor 2 and push them into the outlet channels accordingly 12 . 15 . 17 and 19 out. This vane pump can lead the liquid into the common pipeline or into separate pipelines. In principle, this vane pump can simultaneously pump four different liquids. With the intention to increase the head, you can use the outlet 12 of the outside space 8th through the pipeline z. B. with the inlet channel 16 of the interior 9 connect and / or the outlet channel 15 of the outside space 7 with the inlet channel 18 of the interior 10 connect, ie you can connect the outdoor space and the interior one after the other.

Die oben beschriebene Flügelzellenmaschine kann auch als Flügelzellenmotor eingesetzt werden. Dabei verwandelt sich die Antriebswelle 3 in die Abzweigwelle.The vane machine described above can also be used as a vane motor. This turns the drive shaft 3 in the branch shaft.

Falls man die Flügelzellenmaschine als Flügelzellenverdichter benutzt, verdichtet man die Luft mit der Absicht den Druck zu erhöhen zuerst im Außenraum, dann läuft die Luft in den Innenraum ein, der kleinere Volumen aufweist, und verdichtet sich noch dort. Dabei stellt man einen Luft-Zwischenkühler vor dem Eingang im Innerraum auf. Bei diesem erreicht man die zweistufige Verdichtung.If one the vane machine as vane compressor used, one compresses the air with the intention to increase the pressure first in the outer space, then the air runs into the Interior one, which has smaller volumes, and still compresses there. You put an air intercooler before the Entrance in the interior space. In this one reaches the two-stage Compression.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Gehäusecasing
22
Rotorrotor
33
Wellewave
44
Rotorschlitzrotor slot
55
Flügelwing
66
elliptiche Zylinderelliptiche cylinder
7,87.8
Außenraumouter space
9, 109 10
Innenrauminner space
1111
Einlasskanal des Außenraums 8inlet channel of the exterior space 8
1212
Auslasskanal des Außenraums 8exhaust port of the exterior space 8
1313
Deckelcover
1414
Einlaßkanal des Außenraums 7intake port of the outside space 7
1515
Auslaßkanal des Außenraums 7outlet channel of the outside space 7
1616
Einlaßkanal des Innenraums 9intake port of the interior 9
1717
Auslaßkanal des Innenraums 9outlet channel of the interior 9
1818
Einlaßkanal des Innenraums 10intake port of the interior 10
1919
Auslaßkanal des Innenraums 10outlet channel of the interior 10
2020
Innenflügelinner wing
2121
Federfeather
2222
InnenrotorschlitzInner rotor slot

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102008013335 [0002, 0002] - DE 102008013335 [0002, 0002]

Claims (5)

Flügelzellenmaschine, die als Pumpe, Motor oder Verdichter eingesetzt werden kann und die ein Gehäuse (1) aufweist, in welchem ein hohler zylindrischer Rotor (2) mit den beweglichen Flügeln (5) sowie ein Zylinder (6) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des Gehäuses (1) die Form der Ellipse aufweist und der Zylinder (6) wie der unbewegliche elliptische Zylinder (6) ausgeführt ist, wobei die Ellipse der Innenfläche des Gehäuses (1) und die Ellipse des unbeweglichen Zylinders (6) kongruent sind und jeder sichelartige Raum (7), (8), (9), (10) entsprechend ein Einlaßkanal (14), (11), (16), (18) und entsprechend ein Auslaßkanal (15), (12), (17), (19) aufweist.Vane machine which can be used as a pump, motor or compressor and which has a housing ( 1 ), in which a hollow cylindrical rotor ( 2 ) with the movable wings ( 5 ) as well as a cylinder ( 6 ), characterized in that the inner surface of the housing ( 1 ) has the shape of the ellipse and the cylinder ( 6 ) like the immovable elliptical cylinder ( 6 ), wherein the ellipse of the inner surface of the housing ( 1 ) and the ellipse of the immovable cylinder ( 6 ) are congruent and every sickle-like space ( 7 ) 8th ) 9 ) 10 ) corresponding to an inlet channel ( 14 ) 11 ) 16 ) 18 ) and according to an outlet channel ( 15 ) 12 ) 17 ) 19 ) having. Flügelzellenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unbewegliche Zylinder (6) die Form des Querschnittes hat, dessen Fläche in der gleichen radialen Entfernung bezüglich des Drehzentrums des Rotors (2) von der elliptischen Innenfläche des Gehäuses (1) sich befindet.Vane machine according to claim 1, characterized in that the immovable cylinder ( 6 ) has the shape of the cross-section whose area at the same radial distance with respect to the center of rotation of the rotor ( 2 ) from the elliptical inner surface of the housing ( 1 ) located. Flügelzellenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Flügel (5) aus den zwei Teilen besteht, wobei zwischen ihnen die Feder (21) gelagert ist.Vane machine according to claim 1, characterized in that each wing ( 5 ) consists of the two parts, with the spring (between them) 21 ) is stored. Flügelzellenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichen, dass der Rotor (2) zwei Reihen des Rotorschlitzes aufweist: die Innenrotorschlitze (22) und die Rotorschlitze (4), wobei alle Rotorschlitze wie die Grundschlitze ausgeführt sind und die Federn (21) aufnehmen.Vane machine according to claim 1, characterized in that the rotor ( 2 ) has two rows of the rotor slot: the inner rotor slots ( 22 ) and the rotor slots ( 4 ), wherein all rotor slots are designed like the basic slots and the springs ( 21 ) take up. Flügelzellenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorschlitze (4) und die Innenrotorschlitze (22) in willkürlicher Reihenfolge angeordnet sind.Vane machine according to claim 4, characterized in that the rotor slots ( 4 ) and the inner rotor slots ( 22 ) are arranged in an arbitrary order.
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