DE1287729B

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Publication number: DE1287729B
Application number: DE1961B0064428
Authority: DE
Priority date: 1961-10-19
Filing date: 1961-10-19
Publication date: 1969-01-23
Also published as: US3199771A; GB993874A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Förderraum- An sich sind Förderraumquerschnitte bekannt, die \ querschnitt eines gleichzeitig als Vakuumpumpe ar- unter Einbeziehung des Rotorquerschnitts bereits von behenden Vielzellenverdichters mit einem exzentrisch der reinen Sichelform mit stetiger Erweiterung bzw. f im Förderraum angeordneten zylindrischen Rotor Verjüngung abweichen. Bei Verdrängermaschinen S und mit mehreren, vorzugsweise acht, in gleichmäßig 5 der hier in Frage kommenden Art mit doppeltwir-' verteilten Schlitzen des Rotors unabhängig voneinan- kenden, den Rotor diametral durchsetzenden Arder geführten, einfach wirkenden, radial beweglichen beitsschiebern ist dies schon durch die Kinematik Arbeitsschiebern, die den zwischen dem Rotor und beim Umlauf der Schieber bedingt. Aber auch bei der Umfangswand des Förderraums verbleibenden, unabhängig voneinander geführten Arbeitsschiebern etwa sichelförmigen Raum in rotierende Arbeitskam- io ist eine Förderraumquerschnittskontur bekannt, die mern unterteilten, wobei diese Umfangswand eine aus zwei Kreisbogenteilen und dazwischenliegenden Ansaug- und eine Druckauslaßöffnung sowie im Ab- Übergangskurven gebildet ist, so daß auf den Kreisstand von mindestens einer Arbeitskammer- bzw. bogenteilen keine Relativbewegung der Arbeitsschie-Schieberteilung hinter dem Ende der Ansaug- bzw. ber zum Rotor stattfindet. Doch erstreckt sich hier Erstansaugöffnung eine schlitzförmige Zweitansaug- 15 die Kreisbogenkontur um den Mittelpunkt des Rotors Öffnung aufweist und ferner in einem letzten Bereich an der Außenwand des Arbeitsraums vom Ende des vor dem Beginn der Druckauslaßöffnung so bogen- Einlaßschlitzes bis zum Beginn des Auslaßschlitzes, förmig zum Rotor hin gekrümmt verläuft, daß in die- so daß eine innere Verdichtung nicht stattfindet, sonsem Bereich ihr radialer Abstand vom Rotorquer- dem nur eine Verdrängung mit erheblich geringerem schnittskreis abnimmt und die durchlaufenden Ar- 20 Wirkungsgrad. Dem Umstand, daß durch drei zusätzbeitskammern sich verkleinern. liehe kleine Öffnungen in diesem Bereich wahlweise Der Förderraumquerschnitt einer bekannten Ma- Luft unter Förderdruck aus einem druckseitigen Beschine dieser Art wird im wesentlichen durch einen hälter in die vorbeilaufenden Arbeitskammern einzum Rotorquerschnittskreis exzentrischen Kreis ge- dringen kann, kommt der momentane Stillstand der bildet. Infolgedessen wird die durch die Zweitansaug- as Arbeitsschieber im Rotor ebenfalls zugute. Es ist Öffnung aufgefüllte Arbeitskammer noch während weiterhin für einen Verdichter eine Förderraumquerihrer Verbindung mit der Öffnung wieder verkleinert, Schnittsgestaltung bekannt, bei der sich an einen zur so daß ein Teil der Auffüllung durch die Zweit- Rotorachse konzentrisch kreiszylindrisch geformten ansaugöffnung wieder zurückgedrückt wird, was zu Teil der Förderraumwand beidendig konvergierend einer Minderung des Füllgrades führt. Außerdem 30 zur Rotorumfangsfläche gekrümmt verlaufende kann bei Verbindung der von der Ansaugseite korn- Wandteile anschließen, wobei im Gegensatz zu den menden Arbeitskammer, in der noch Unterdruck vorerwähnten bekannten Ausführungen Ein- und herrscht, mit der Zweitansaugöffnung eine plötzliche Auslaß des Arbeitsraums sich nur im Bereich der Drucksteigerung in der Arbeitskammer auftreten, wo- Enden der konvergierenden Arbeitsräume befinden, durch insbesondere bei leichten Schiebern aus Kunst- 35 Doch fehlt auch hier eine Zweitansaugung. Die erstoff auf die Schieber eine Querkraft entgegen der wähnte Gestaltung dient auch nicht der Vermeidung Rotordrehung ausgeübt und ein Festhalten der Schie- schädlicher Kräfte oder Stöße auf die Arbeitsschieber im Rotor bewirkt wird, so daß die Schieber nicht ber, vielmehr ist offenbar hier der zum Rotor konzenmehr durch die Fliehkraft nach außen gegen die Ar- irische Teil des Arbeitsraums zwischen den konverbeitsraumwandung zur Anlage kommen, was eben- 40 gierenden Teilen deshalb erforderlich, weil die Arfalls zu einer Minderleistung führt, indem ein Über- beitsschieber in Abhängigkeit voneinander durch strömen aus der mit der Zweitansaugung in Verbin- Ringe geführt werden. Auch befinden sich bei dem dung stehenden Arbeitskammer in die Erstansaug- betreffenden Verdichter nur immer zwei Schieber kammer dort einen Abfall des Vakuums zur Folge hat. zwischen Ende des Einlaßschlitzes und Anfang desThe invention relates to a Förderraum- In themselves delivery chamber cross-sections are known which \ cross-section of the same time as a vacuum pump working with inclusion of the rotor cross-section already by nimble vane compressor with an eccentrically pure crescent shape with a continuous extension or f in the pumping chamber arranged cylindrical rotor differ rejuvenation . In the case of displacement machines S and with several, preferably eight, in evenly 5 of the type in question here with double-wired slots of the rotor independently of one another, diametrically penetrating arder guided, single-acting, radially movable sliding slides, this is already due to the Kinematics of the working slide, which causes the between the rotor and the rotation of the slide. But even with the circumferential wall of the conveying chamber, independently guided working slides approximately crescent-shaped space in the rotating work chamber, a conveying chamber cross-sectional contour is known, which is divided, this circumferential wall being formed from two circular arc parts and an intake and a pressure outlet opening as well as in the transition curve is, so that on the circular stand of at least one working chamber or arc parts no relative movement of the working slide slide division takes place behind the end of the suction or over to the rotor. But here the first suction opening extends a slit-shaped second suction 15 which has a circular arc contour around the center of the rotor opening and furthermore in a last area on the outer wall of the working space from the end of the inlet slit so arcuate before the start of the pressure outlet opening to the start of the outlet slit, shaped to The rotor is curved so that internal compression does not take place in this area, its radial distance from the rotor cross-section only decreases by a displacement with a considerably smaller cutting circle and the degree of efficiency that passes through it. The fact that three additional chambers are reduced in size. Borrowed small openings in this area as an option. As a result, the secondary suction as the working slide in the rotor is also beneficial. There is an opening filled working chamber still while a delivery space across its connection with the opening is reduced again for a compressor, sectional configuration is known in which a suction opening, which is concentric circular cylindrical shaped so that a part of the filling through the second rotor axis is pushed back again, which leads to Part of the conveying chamber wall converging at both ends leads to a reduction in the degree of filling. In addition, 30 curved to the rotor circumferential surface can connect when connecting the grain wall parts from the suction side, in contrast to the opening working chamber, in which there is still negative pressure in the known designs mentioned above, with the second suction opening a sudden outlet of the working space is only in the area the increase in pressure in the working chamber, where the ends of the converging working spaces are located, especially in the case of light slide valves made of synthetic material. The shear force exerted on the slide, contrary to the design mentioned, does not serve to prevent the rotor from rotating and the damaging forces or shocks to the slide are held in the rotor, so that the slide does not move over, rather it is obviously the one to the rotor Concentrated by the centrifugal force to the outside against the Irish part of the working space between the converging space walls come into contact, which is necessary for the same parts because the Arfall leads to a reduced performance, as an overflow slide depending on one another flows out of the with the secondary suction in connection rings. In the case of the standing working chamber in the compressor in question, there are always only two slide chambers there, which results in a drop in the vacuum. between the end of the inlet slot and the beginning of the

Aufgabe der Erfindung ist es, die Förderraumquer- 45 Auslaßschlitzes.The object of the invention is to provide the conveyor space transverse 45 outlet slot.

schnittskontur bei einem gleichzeitig als Vakuum- Es empfiehlt sich, die erfindungsgemäße Förderpumpe arbeitenden Vielzellenverdichter mit Zweit- raumquerschnittskontur durch drei Kreisbögen zu ansaugung der eingangs erwähnten Art so zu gestal- bilden, wobei der Mittelpunkt eines oberen Kreisten, daß die vorerwähnten Mängel beseitigt werden bogens auf der senkrechten Mittelebene durch den und in der Verdichterwirkung eine Leistungssteige- 50 Rotormittelpunkt liegt, die Mittelpunkte der beiden rung erzielt wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch=-^ - Verbindungskreisbögen, auf denen das Ende der erreicht, daß die Querschnittskontur der-Umfangs- Erstansaugöffnung und der Beginn der Druckauslaßwand des Förderraums im Bereich vom Ende der Öffnung liegen, auf einer Senkrechten zur Linie sich (Erst-)Ansaugöffnung bis mindestens eine Kammer- befinden.cutting contour at the same time as a vacuum It is recommended that the feed pump according to the invention working multi-cell compressor with two-room cross-sectional contour through three arcs to form suction of the type mentioned at the beginning, with the center of an upper circle, that the above-mentioned deficiencies are eliminated by the arc on the vertical center plane and in the compressor effect there is a power increase 50 center point of the rotor, the center points of the two tion is achieved. This is according to the invention = - ^ - connecting arcs on which the end of the achieves that the cross-sectional contour of the circumferential primary suction opening and the beginning of the pressure outlet wall of the conveying space lie in the area of the end of the opening, on a perpendicular to the line (Initial) suction opening until at least one chamber is located.

teilung hinter der Zweitansaugöffnung nach einem 55 In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einerdivision behind the second suction opening after a 55 In the drawing, an embodiment is a

konzentrisch zur Drehachse des Rotors verlaufenden Maschine mit den Merkmalen nach der Erfindung imconcentric to the axis of rotation of the rotor machine with the features of the invention in

Kreisbogen gekrümmt ist und daß sich ihr Bereich Querschnitt dargestellt.The arc of a circle is curved and that its area is shown cross-section.

mit abnehmendem radialem Abstand vom Rotor- Die zugleich als Vakuumpumpe und Verdichter querschnittskreis vor Beginn der Druckauslaßöffnung arbeitende Vielzellenmaschine ist mit 1 bezeichnet, über eine bzw. nahezu eine Kammerteilung erstreckt. 60 Sie weist ein Gehäuse 2 mit einem den Förderraum Auf diese Weise entfällt während der Verbindung umgrenzenden Zylinder 3 auf, in welchem ein zylinder Arbeitskammer mit der Zweitansaugöffnung eine drischer Rotor 4 angeordnet ist, und zwar so, daß der Bewegung der Schieber in ihren Schlitzen im Rotor, Rotor 4 die Innenwandung 5 des Zylinders 3 an der so daß die Abdichtung der Kammer nach beiden Dichtstelle zwischen Saugkammer 10 und Druckkam-Seiten gewährleistet bleibt. Außerdem weist die Kam- 65 mer 11 bis auf den notwendigen Toleranzabstand bemer nach dem Absperren gegen die Zweitansaugöff- rührt. Im Rotor 4 sind in radial verlaufenden Schlitnung ihr größtes Volumen auf, so daß bei der Arbeit zen 6 durch Fliehkraftwirkung nach außen an die als Verdichter eine höhere Leistung erreicht wird. Innenumfangswand 5 des Zylinders 3 andrückbare,with decreasing radial distance from the rotor - the die at the same time as a vacuum pump and compressor cross-sectional circle before the start of the pressure outlet opening working multi-cell machine is denoted by 1, extends over one or almost one chamber division. 60 It has a housing 2 with a conveying space In this way, during the connection, the delimiting cylinder 3 in which a cylinder is omitted Working chamber with the second suction opening a drischer rotor 4 is arranged, in such a way that the Movement of the slide in their slots in the rotor, rotor 4, the inner wall 5 of the cylinder 3 on the so that the sealing of the chamber after both sealing point between suction chamber 10 and pressure chamber sides remains guaranteed. In addition, the chamber 11 has besides the necessary tolerance distance bemer after the shut-off against the second intake. In the rotor 4 are radial slots its largest volume, so that when working zen 6 outwardly to the by centrifugal force a higher performance is achieved as a compressor. Inner peripheral wall 5 of the cylinder 3 pressable,

quer zur Achsrichtung bewegliche Arbeitsschieber 7 angeordnet. Der Zylinder 3 ist an den Stirnseiten durch nicht dargestellte Deckel verschlossen, die auch die Lager für den Rotor 4 tragen, durch dessen exzentrische Lagerung im Zylinder 3 ein etwa sichelförmiger Raum entsteht, der durch die Schieber 7 in Arbeitskammern 9 unterteilt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind acht Schieber 7 vorgesehen, die je einen Winkel von etwa 45° zwischen sich einschließen. An der Stelle, an der sich die Umfangswand 5 des Arbeitsraums 8 und der Rotor 4 berühren, liegt die Trennung zwischen der Saugkammer 10 und der Druckkammer 11. Im Bereich jeder dieser Kammern ist der Zylinder 3 mit einer Öffnung 10' bzw. 11' zum Arbeitsraum 8 versehen.arranged transversely to the axial direction movable working slide 7. The cylinder 3 is on the front sides closed by cover, not shown, which also carry the bearings for the rotor 4, by its eccentric mounting in the cylinder 3, an approximately sickle-shaped space is created, which by the slide 7 in Working chambers 9 is divided. In the present embodiment, eight slides 7 are provided, which each enclose an angle of about 45 ° between them. At the point where the perimeter wall is 5 of the working space 8 and the rotor 4 touch, the separation lies between the suction chamber 10 and the pressure chamber 11. In the area of each of these chambers, the cylinder 3 is provided with an opening 10 ' or 11 'to the working space 8.

Die Umfangswand 5 des Arbeitsraums ist, wie aus der Zeichnung deutlich ersichtlich, nicht kreisrund. In einem Abschnitt^ ist sie nach einem Kreisbogen gekrümmt, der konzentrisch zur Drehachse des Rotors 4 verläuft. Die sich zu beiden Seiten an den Abschnittt anschließenden Wandteile 12 des Arbeitsraums weisen an den Anschlußstellen gleiche Tangenten, aber verschiedene Krümmungsradien auf. Die Mittelpunkte dieser beiden Kreise liegen im Abstand voneinander auf einer Geraden G, die senkrecht zur vertikalen Mittelebene des Arbeitsraums verläuft. Die Wandteile bzw. Verbindungskreisbögen 12 gehen in einen oberen Kreisbogen 13 über, dessen Mittelpunkt auf der Geraden H, der Schnittlinie der senkrechten Mittelebene des Zylinders 3, liegt. An den Berührungsstellen des Kreisbogenstückes 13 mit den Wandteilen 12 weisen beide Abschnitte gleiche Tangenten auf. Durch diese Ausgestaltung der Arbeitsraumquerschnittskontur erhalten die momentan im Abschnitt A befindlichen Arbeitskammern 9' und 9" gleichen Rauminhalt. Der wirksame Teil α der Schieber 7 ist im Abschnitt A gleichbleibend, weil die Schieber 7 in diesem Bereich ihre Stellung in den Schlitzen 6 nicht verändern. In der Mitte des Abschnitts A erstreckt sich durch die Wandung des Zylinders 3 ein schmaler Schlitz 14, durch den der Arbeitsraum 8 mit der Außenluft in Verbindung steht. Durch diesen Schlitz 14 erfolgt die Zweitansaugung, während die Erstansaugung durch die Öffnung 10' der Ansaugkammer 10 erfolgt. Das Gehäuse 2 der Vielzellenmaschine 1 ruht auf einem Sockel, der mit 15 bezeichnet ist.As can be clearly seen from the drawing, the peripheral wall 5 of the working space is not circular. In a section ^ it is curved according to an arc of a circle which runs concentrically to the axis of rotation of the rotor 4. The wall parts 12 of the working space adjoining the section on both sides have the same tangents at the connection points, but different radii of curvature. The centers of these two circles lie at a distance from one another on a straight line G which runs perpendicular to the vertical center plane of the work space. The wall parts or connecting circular arcs 12 merge into an upper circular arc 13, the center of which lies on the straight line H, the intersection of the vertical center plane of the cylinder 3. At the points of contact of the circular arc piece 13 with the wall parts 12, both sections have the same tangents. This configuration of the working chamber cross-sectional contour of the working chambers currently located in the portion A obtained 9 'and 9 "the same volume. The effective part α of the slide 7 is constant in the section A, because the slider 7 in this area, its position does not change in the slots 6. In the middle of section A , a narrow slot 14 extends through the wall of the cylinder 3, through which the working space 8 communicates with the outside air The housing 2 of the multi-cell machine 1 rests on a base which is designated by 15.

Die Wirkungsweise der Maschine 1 ist folgende: Bei Drehung des Rotors 4 in Pfeilrichtung wird Luft in die momentan zum Saugraum 10 offene Kammer der Arbeitskammer 9 durch die Erstansaugöffnung 10' angesaugt. Dieser Vorgang ist abgeschlossen, wenn der Schieber 7" die steuernde Kante 16 der Erstansaugöffnung 10' erreicht hat. Beim Weiterdrehen des Rotors 4 gibt der Schieber T den Schlitz 14 der Zweitansaugung für die Unterdruck aufweisende Kammer 9" frei, wodurch diese mit atmosphärischer Luft aufgefüllt wird. Die Zweitansaugung wird bei Weiterdrehung des Rotors 4 von der Kammer 9" wieder abgeschlossen, sobald der Schieber 7" die Zweitansaugöffnung, den Schlitz 14, passiert hat. Nun beginnt die Verdichtung der in der Kammer 9" eingeschlossenen Luft. Hat der Schieber T die steuernde Kante 17 der Druckauslaßöffnung, d. h. der Öffnung 11' der Druckkammer 11, erreicht, wird die verdichtete Luft durch die Druckkammer 11 zur Druckluftentnahmestelle gefördert.The mode of operation of the machine 1 is as follows: When the rotor 4 rotates in the direction of the arrow, air is sucked into the chamber of the working chamber 9, which is currently open to the suction chamber 10, through the initial suction opening 10 '. This process is completed when the slide 7 ″ has reached the controlling edge 16 of the primary suction opening 10 '. When the rotor 4 continues to rotate, the slide T releases the slot 14 of the secondary suction for the vacuum chamber 9 ″, which fills it with atmospheric air will. The second suction is closed again by the chamber 9 ″ as the rotor 4 continues to rotate, as soon as the slide 7 ″ has passed the second suction opening, the slot 14. Now the compression of the air enclosed in the chamber 9 ″ begins. When the slide T has reached the controlling edge 17 of the pressure outlet opening, ie the opening 11 'of the pressure chamber 11, the compressed air is conveyed through the pressure chamber 11 to the compressed air extraction point.

Bei der dargestellten Maschine tritt der Nachteil, daß ein Teil der bei der Zweitansaugung angesaugten Luft durch den Schlitz 14 wieder nach außen gedrückt wird, nicht auf, weil die Kammern 9' und 9" gleichen Rauminhalt haben, so daß bei der Drehung des Rotors 4 eine Verkleinerung der Kammer im Abschnitt A nicht erfolgt. Da die Schieber 7 im Abschnitt^ sich auch nicht verschieben, ist ein Festklemmen derselben nicht möglich. Dadurch, daß der zum Rotor konzentrische Abschnitt A der Umfangswand 5 des Arbeitsraums auf der Saugseite bis zur steuernden Kante 16 der Erstansaugöffnung 10' sich erstreckt, wird erreicht, daß für die Erstansaugung schon das größte Volumen jeder Arbeitskammer 9 zur Verfügung steht, wie dies bei Vakuumpumpen ohne Zweitansaugung der Fall ist.In the machine shown, the disadvantage that part of the air sucked in during the second intake is forced out through the slot 14 again does not occur because the chambers 9 'and 9 "have the same volume, so that when the rotor 4 does not take place a reduction of the chamber in the section a, since the slide 7 in the section is ^ not move, is a clamping thereof is not possible. Because the concentric to the rotor section a of the peripheral wall 5 of the working chamber on the suction side to the controlling edge 16 of the first suction opening 10 ', it is achieved that the largest volume of each working chamber 9 is already available for the first suction, as is the case with vacuum pumps without a second suction.

Claims

Patent claims:

1.Pumping chamber cross-section of a multi-cell compressor working simultaneously as a vacuum pump with an eccentrically arranged cylindrical rotor in the conveying chamber and with several, preferably eight, single-acting, radially movable working slides guided independently of one another in evenly spaced slots of the rotor, which push the slide between the rotor and the peripheral wall of the Subdivide the remaining approximately sickle-shaped space into rotating working chambers, this peripheral wall having a suction and a pressure outlet opening as well as a slot-shaped second suction opening at a distance of at least one working chamber or slide division behind the end of the suction or primary suction opening and also in a last area in front the beginning of the pressure outlet opening is so curved towards the rotor that in this area its radial distance from the rotor cross-sectional circle decreases and the continuous working chambers decrease in size, characterized in that d ate the cross-sectional contour of the peripheral wall (5) of the conveying chamber in the area (A) from the end (16) of the (first) suction opening (10 ') to at least one chamber division behind the second suction opening (14) after a concentric to the axis of rotation of the rotor (4) extending circular arc is curved and that its area extends with decreasing radial distance from the rotor cross-sectional circle before the beginning (17) of the pressure outlet opening (1Γ) over one or almost one chamber division.

2. Conveying space cross-section according to claim 1, characterized in that the conveying space cross-sectional contour is formed by three circular arcs, the center of an upper circular arc (13) lying on the vertical center plane (H) through the rotor center, the centers of the two connecting arcs (12) which the end (16) of the primary suction opening (10 ') and the beginning (17) of the pressure outlet opening (11') are located on a perpendicular to the line (H) .

1 sheet of drawings