DE1401399A1 - High pressure rotary wing machine with a pressure compensation device - Google Patents
High pressure rotary wing machine with a pressure compensation deviceInfo
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Description
Mochdruckfählge DrehflUgelmaschine mit einer Druckaungleichevorrichtung" Gegenstand den Hauptpatentee ist eine hochdruckfähige Drobflügelmasohine mit einer Aungleichvorrichtung, die ,aus einer oder mehrereng a.Be durch Zylinder und Kolben als Druokglieder gebildeten Aungleichska=ern besteht* Diese haben insbesondere folgende Aufgabet Infolge der vom Arbeitemedium In den Arbeitekammern auf die Rotoraeiteawand aungeUbten AxialdrUckt und der daduroh hervorgerufenen Längendehnungen der die Rotorteile zunammenhaltenden Zugglieder (wie Rotorbuchsene ßpannbolzen od,dgl.) wird das Spiel zwischen den Rotorseitenwänden und dein die Arbeitskammern radial naoh außen abachließenden Kapoelring vergrößert, wan eine ErhöhmW der Undichtigkeiteverlunte und leiatun#6,m>-verringerum« zur Polge hat* .Die Ausgl eichskammern wirken dieser Spielvergrößerung entgegen, indem ihre Druckglieder einen Gegendruck auf die Rotorseitenwände ausUbeng so daß die durch die Axialdrücke hervorgerufenen Materialdehnungen mindestens teilweise ausgeglichen werdeng ein unzulässig großes Spiel zwischen den zueinander beweglichen Teilen und damit ein unerwituschter Druck- und Leistun,-sver# 4; lust also verhindert wird, -Hierbei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß das in die Ausgleichskammern übertretende unter hohem Druck stehende Druckmittel mehr oder weniger in die Trennfugen zwischen den einzelnen Teilen des Rotors, insbesondere in die Spaltfuge zwischen einer inneren und einer äußeren Rotoraeitenwand, eindringen Icann. Diese in die Spaltfuge eindringende Henge des Druckmittelo und deren Ausbreitung und Belastungsauswirkungen sind.kaum berechenbar und sehr unterschiedlich je nach Material und Herstellungsgenauigkeit der !Oeilog axi---ile Verspannung, Viskosität des DruckmittelB usw.- Es ist daher nicht ohne weiteres die Gewähr dafür gegebeng daß ein Ausgleich tatsächlich in dem beabsichtigten Maße stattfindet. Insbesondere war es auch nicht möglich, die-Sparinbolzen oder sonstigen Zuggliederg die den Rotr in axialer Richtung entgegen dem Druck des Arbeitamittels zusammenhälten) bis zu der sonst -zuläseigen Belaatungsgrenze zu belasten. Die Bolzen mussten vielmehr Uberdiniensioniert werdent vias jedoch an Drehflägelmaschinen, -vielche fUr Höchstleistungen bestimmt sindv nicht mehr tragbar istg da die Belastungsfähigkeit der Bolzen bis kurz vor die normalerweise zulässige Belastbarkeitsgrenze ausgenutzt werden soll. Mochdruckfählge rotary vane machine with a pressure equalization device "The subject of the main patent is a high-pressure drobflügelmasohine with an equalization device, which consists of one or more equal scales formed by cylinders and pistons as pressure members * These have the following task in particular as a result of the working medium in the working chambers Axial pressure exerted on the rotor side wall and the resulting elongation of the tension members holding the rotor parts together (such as rotor bushing bolts or the like), the play between the rotor side walls and the capillary ring, which closes the working chambers radially near the outside, is increased and the leakage increases The equalization chambers counteract this increase in clearance by their pressure members exerting a counter pressure on the rotor side walls so that the material expansions caused by the axial pressures mi At least partially compensated for an inadmissibly large play between the moving parts and thus an unreasonable pressure and performance failure, -sver # 4; lust is thus prevented, -Here, however, there is the disadvantage that the high pressure pressure medium overflowing into the compensation chambers penetrates more or less into the joints between the individual parts of the rotor, in particular into the gap between an inner and an outer rotor side wall I can. This penetrating into the Spaltfuge Henge of Druckmittelo and their spread and impact load sind.kaum predictable and varies depending on material and manufacturing precision of Oeilog axi ---! Ile tension, viscosity of DruckmittelB etc.- It is therefore not readily guarantee the given that compensation actually takes place to the extent intended. In particular, it was also not possible to load the spar bolts or other tension members that held the rotor together in the axial direction against the pressure of the work equipment) up to the otherwise permissible load limit. The bolts had rather Uberdiniensioniert but werdent vias to Drehflägelmaschinen, -vielche for maximum performance determined sindv unsustainable ISTG because the carrying capacity of the bolts until just before the normally permissible load limit should be exploited.
Die Erfindung bezweckt vor allem eine Behebung dieses Nachteile und besteht zu einem wesentlichen Teil darin, daß in den Spaltfugen, die an die vom Druchmittel der Ausgleiciiavorrichtung beäufschlagten Ausgleichskammern bzw.-an deren Zu- oder Ableitungen anschließen. ein oder mehrere Entlastuugsfelder niederen Druck-es eingeschaltet sind, Dadurch ist es möglichy die Druckfelder der Ausgleichskammern unter Vermeidung größerer Zonen unbestimmten Druckes zwischen der Hochdruck- und der Niederdruckzone im wesentlichen auf die Ausdehnung der Kammern zu beschränken und die Belastungen in axialer Richtung eindeutig zu beherrschen, Die Entlastungsfelder können in einfachster Weise unter Außendruck stehen. Gegebenenfalls können zwischen den Druckfoldern und den Entlastungsfeldern besondere Dichtelemente-vorgesehen seing wenn solche auch nicht unbedingt erförderliöh sind* Ein weiterer Gegenstand- där Erfindung betrifft den Ausgleich der sich aus dem Umlauf des Rotors und der Flügel entorrechend der sich vergrößernden und verkleinernden Arbeitskammern ergebenden ungleichen Axialkräfte, die im Druckteil der Maschine größer als im Saugteil der Viaschine sind und infolgedessen ein Kippmoment erzeugen, welches die Rotorseitenwände zu verkanten sucht.The invention aims above all to remedy these disadvantages and consists to a significant extent in the fact that in the gap joints that connect to the equalizing chambers charged by the pressure medium of the equalizing device or to their inlets or outlets. One or more low pressure relief fields are switched on.This makes it possible to essentially limit the pressure fields of the equalization chambers to the expansion of the chambers while avoiding larger zones of indefinite pressure between the high pressure and low pressure zones and to clearly control the loads in the axial direction , The relief fields can be under external pressure in the simplest possible way. If necessary, special sealing elements can be provided between the pressure folders and the relief fields, even if they are not absolutely necessary , which are larger in the pressure part of the machine than in the suction part of the Vi machine and consequently generate a tilting moment that tries to tilt the rotor side walls.
Diese Erscheinungen sind besonders für Hochdruckmasohinen von erheblicher Bedeutung. Die axialen Belastungsschwankungen# die aus der exzentrischen Anordnung des Kapselringen und der sich daraus ergebenden periodischen Volumenveränderung der Kammern entstehen, waren im Gebiete der bisher üblichen mittleren und niederen Drücke um und unter 100 atü relativ unbedeutend und vernächlässigbar. Steigen'Jedoch die Drücke dgräber hinaus an, z.B. auf mehrere 100 atü, können die axialen Belastungsschwankungen nur noch wchvier beherrscht werden. Inisbesondere werden die den Rotor zusammenhaltenden Zugglieder wie Bolzen oder stündig zusätzlich genpannt und wieder entspannt, und zwar u.U. bis zu mehreren 10 000 mal pro Minutet Hierdurch entstehen Ermüdungserscheinungen in d'em verspannenden Material, die die Lebensdauer begrenzen# wenn die Spannglieder nicht erheblich überdimensioniert sind. Wie bereits oben. ausgeführt, sind jedoch solche Überdimanniouierungeu*» im Interesse einer maximalen Leistungsfähigkeit der Maschine nicht tragbar, Es ist daher auch in dieser Hinsicht eine Entlastung der Spannglieder erforderlich» abgesehen davont daß durch die Ungleichheit der Axialdrücke auch die Laufruhe der Rotoren beeinträchtigt wird. letztere kann zivar u*U. dadurch verbessert werdeng daß pro Umdrehung zwei oder mehrere Druck- und Saug-felder vorgesehen werden. doch wird,hierdurch gleichzeitig auch die Freguenz in den -periodischen Schwankungen der AzialdrUckt entsprechend erhöht.These phenomena are particularly important for high-pressure machines. The axial load fluctuations that arise from the eccentric arrangement of the capsule rings and the resulting periodic change in volume of the chambers were relatively insignificant and negligible in the range of the previously usual medium and low pressures around and below 100 atmospheres. However, if the pressures rise beyond this, for example to several 100 atmospheres, the axial load fluctuations can only be controlled by four. In particular, the tension members holding the rotor together such as bolts or Additional tensioned and relaxed for an hour, possibly up to several 10,000 times per minute. This results in signs of fatigue in the tensioning material, which limit the service life # if the tendons are not significantly oversized. As above. However, such overdimensioning is not acceptable in the interests of maximum machine performance. It is therefore necessary to relieve the tendons in this respect too, apart from the fact that the inequality of the axial pressures also affects the smoothness of the rotors. the latter can be civil u * U. be improved by providing two or more pressure and suction fields per revolution. but at the same time the frequency in the periodic fluctuations of the social pressures is increased accordingly.
Die Erfindung bezweckt demgemäß weiterhing diese äber den Umfang der Maschine ungleichmäßig bzw. mit Bezug auf den Rotor sich periodisah ändernden Axialdrücke ganz oder teilweise auszugleicheng und besteht nach einem weiteren wesentlichen liTerkmal der Erfindung daring daß mit dem Rotor umlaufende Ausgleichskammern ,vorgesehen sindt deren Axialquerschnitte sich in gleichem oder im gleiahem Takt wie diejonigen der Arbeitakammerng jedoch gegensinnig zu diesen$ verändern> derart#p daß bei Vergrößerung einer Arbeitskammerm eine vorzugsweise etwa in gleicher Radial-Richtung wie diese liegende Ausgleichskammer zum Druckausgleich der in der Arbeitskammer erzeugten Axialkräfte nich verkleinert und umgekehrte Vorzugsweise ist eine solche Zegensinnige Änderung von Arbeitskammern und jeweils zugeordneten Ausgleichakammern vorgesehen#-daß die Summe ihrer-fUrdie Axialkräfte wirksamen Querschnitte während einen Rotorumlaufen konstant oder annähernd konstant ist, und daß ferner.bezogen auf jede beliebige durch die Rotorachee gelegte Diametralebene, die Summe der von Arbeitemedium in den Arbeitskammern und der vom Medium in den Ausgleichskammern ausgelibten Axialkräfte beiderseits der genannten Diametralebene gMeh oder annähernd gleich groß ist.Accordingly, the invention aims to compensate for axial pressures that are unevenly or periodically changing with respect to the rotor over the circumference of the machine, in whole or in part same or in Same cycle as those of the working chambers, however, change in the opposite direction to these> in such a way that when a working chamber is enlarged, a compensation chamber, which is preferably approximately in the same radial direction as this one, for pressure equalization of the axial forces generated in the working chamber, is not reduced in size and, conversely, preferably such a countermeasure Change of working chambers and the respectively associated compensation chambers provided - that the sum of their cross-sections effective for the axial forces is constant or approximately constant during a rotor revolution, and that furthermore, based on any diametrical plane laid by the rotor axis, the sum of the working medium in the working chambers and the axial forces exerted by the medium in the compensation chambers on both sides of said diametrical plane gMeh or approximately equal.
Vorzugpweise erfolgt ferner die iinderung der Kammern derart, daß
die für die Axialkräfte wirksamen Querschnitte der Ausgleichskammern sich abwechselnd
periodisch mit dem Rotorumlauf zwischen Null oder annähernd Null und einem etwa
größten axial wirksamen Querschnitt der Arbeitskammern vergröDern bzwo verkleinern.
Die Zahl der Ausgleichskamnern kann derjenigen der Arbeitskammern entsprechen. Zweckriä,-'-ig ist in diesem Falle jede Ausgleich,-;kammer kommunizierend mit derjenigen Arbeitskammer verbunden, mit der sie etwa in gleicher Radialrichtung zur Rotorachse liegt. Zu kann jedoch auchq verglichen mit der Zahl der Arbeitskammerng eine größere oder kleinere Anzahl von Ausgleichskammern angeordnet iverden. Auch könnän mehrere heihen bzw.The number of compensation chambers can correspond to that of the working chambers. In this case, each compensation chamber is expediently connected in a communicating manner to that working chamber with which it lies approximately in the same radial direction to the rotor axis. However can auchq compared with the number of Arbeitskammerng a larger or smaller number of balancing chambers iverden arranged. Multiple names can also be used.
Systeme von #-,usgleichskammern mit je einer Drehflügelmaschine kombiniert werden.Systems of #, equalization chambers can be combined with one rotary vane machine each.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind zwischen dem Kapselring und einer oder beiden Rotorseitenwänden hydrodynamische Balancierungskeilfelder in Form von mit einem Madium belieferten Aussparungen vorgesehene dieg sich vorzugsweise in Umfakgsrichtung untenartig erstreckende keilförmig sich in der einen und/oder anderen Richtung vorjdngen.Solohe Felder können über den ganzen-'Umfang verteilt sein. Da der Kapselring, obwohl mit gleicher Drehzahl wie der Rotoe umlaufendp infolge seiner Exzentrizität zur Rotorachse Halativbewegungen zu diesem a.usf-Uhrtg entstehen infolge der Keilwirkung hydrodynamische Druckfelder, die einer Dezentrierung des Kapselringes entgegenwirken und ihn in die zentriäche Lage zurückzudrücken suchen.According to a further feature of the invention, hydrodynamic balancing wedge fields in the form of recesses supplied with a Madium are provided between the capsule ring and one or both rotor side walls, which preferably extend downward in the circumferential direction and project in one and / or the other direction be distributed over the whole range. Since the capsule ring, although rotating at the same speed as the rotor, due to its eccentricity to the rotor axis, halative movements to this a.usf-Uhrtg arise as a result of the wedge effect, hydrodynamic pressure fields that counteract a decentering of the capsule ring and try to push it back into the central position.
Vorzugsweise können die Balancierungskeilfelder ganz oder teilweise von Nuten-umgeben sein, die mit Nieddrdruckfeldern verbunden sind und die Druckfelder naoh außen begrenzen. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgendeh Beschreibung Von AusfUhrungsbeispielen zu entnelunen. Hierbei zeigens Fig. 1 einen Axiaischnitt durch eine Drehflügelmaschine mit Ausgleichofeldern und zuaätzlichen Niederdruckfelderng und zwar in Schnitt nach Linie 1-1 der Figi 29 Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig.'19 Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine andere AusfUhrungsform der Maschine mit Auagleiche-. kammerng deren Volumen sich mit dem Uklauf der Maschine abwechselnd vergrößert und verkleinertg Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 44 der Fig. 39 Fig. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 der 7ig. 39 Fig. 6 einen Schnitt nach Linie 6.6 der Pia* 3 =d Fig. 7 eine Ansicht auf den Kapselring in j?feilrichtung 7 der Fig. 6, Im AusfUhrungebeispiel nach Fig. 1 und 2 sind auf eineumlaufende rohrförmige Welle 10, die in einer nicht dargestellten Weise auf einem stationären zylindrisch6n Lager- und Stenerkörper gelagert itut, der Rotor 11 mit den axial inneren Rotoraeitenwänden 12 und 13 und den axial äußeren Rotorseitenwänden 14 und 15 aufgeschoben. Die Flügel 16e von denen einer gestrichelt in Fig. 1 angedeutet ist, sind in Schlitzen des hotors 11 gelagert und vorzugsweise in die innere Seitenwand 12 bzw. 13 verlängert, in denen sie in bekannter Weise in Radialschlitzen 17 (Fig.2) gefUhrt 1"jerden, welche mit den Radialschlitzen im Rotor 11 in einee Plucht liegen. In dem AusfUhrungebeisriel ist angenommen, daß fünf Flügel liber den Umfang verteilt sind.The balancing wedge fields can preferably be completely or partially surrounded by grooves, which are connected to low pressure fields and delimit the pressure fields close to the outside. Further details and advantages of the invention can be found in the following description of exemplary embodiments. 1 shows an axial section through a rotary vane machine with balancing fields and additional low pressure fields, namely in section along line 1-1 of FIG. 29, FIG. 2 a section along line 2-2 of FIG. 19, FIG. 3 an axial section through another Execution of the machine with equalization. kammerng the volume of which alternately increases with the Uklauf the machine and verkleinertg Fig. 4 a section along line 44 of Fig. 39 Fig. 5 is a section along line 5-5 of 7IG. 39 Fig. 6 a section along line 6.6 of the pia * 3 = d Fig. 7 is a view of the capsule ring in j? Hawks direction 7 of Fig. 6, In AusfUhrungebeispiel according to Fig. 1 and 2 are a circumferential tubular shaft 10, which in mounted in a manner not shown on a stationary cylindrical bearing and star body, the rotor 11 with the axially inner rotor side walls 12 and 13 and the axially outer rotor side walls 14 and 15 pushed on. The wings 16e, one of which is indicated by dashed lines in Fig. 1 , are mounted in slots of the hotors 11 and preferably extended into the inner side wall 12 or 13 , in which they are guided in a known manner in radial slots 17 (Fig. 2) 1 " each which lie in a plunge with the radial slots in the rotor 11. In the embodiment it is assumed that five blades are distributed over the circumference.
Exzentrisch zum Rotor 11 ist'der Kapselring 18 gelagert# der in nicht dargestellter Weise an seinem äußeren, Umfang an einem mit ihm zusamien umlaufenden Gehäusep einem sogenannten Umlaufträgerringe oder auch Unter Zwischensohaltung geeigneter Wälzlager an einem feststehenden Gehäuse abgestützt sein und in diesen umlaufen kann. Durch den Rotor 119 die axial inneren Rotoraeitenwände 12 und 13, sowie durch die Flügel 17 und den Kapselring 18 worden die Arbeitskampiern 19 begrenzt, die mit jedem Umlauf des Rotors 11 von einen kleinsten Volumen auf ein größtes Volumen anwaohaen und anschließend wieder auf kleinstes Volumen abnehmen. Die Rotorseitenvändä 12 und 13 liegenp entsprechend dem Hauptpatentg dicht an den Stirnflächen des Rotors 11 an, während sie gegen;lber dem Kapselring 18 ein geringes Laufspiel haben. Die axial äußeren Rotoreeitenwände 14 und 15 sind haubenförrii g ausgebildet, indem sie mit axial gerichteten-Ringwänden 20 und 21 die axial ,inneren Itotorseitenwände 12, 13 radial nach a0, en abschließen und an ihren freien Stirnflächen etwa mit gle-ichem Spiel viie die inneren Seitc"rxil;#"nde 12 und 13 am Kapselring 18 anliegen.Eccentric to the rotor 11 is the capsule ring 18 which is supported in a manner not shown on its outer circumference on a housing that runs together with it, a so-called rotary carrier ring or, with the intermediate maintenance of suitable roller bearings, on a stationary housing and can rotate in it. The rotor 119, the axially inner rotor side walls 12 and 13, as well as the wings 17 and the capsule ring 18 , the working camps 19 are limited, which with each revolution of the rotor 11 from a smallest volume to a largest volume and then decrease again to the smallest volume . According to the main patent, the rotor side edges 12 and 13 lie tightly against the end faces of the rotor 11 , while they have a small amount of running play relative to the capsule ring 18. The axially outer Rotoreeitenwände 14 and 15 are formed haubenförrii g, by using axially directed ring walls 20 and 21, the axially inner Itotorseitenwände 12, 13 complete radially a0, s and viie at their free end faces approximately with gle-iChem game, the inner Side 12 and 13 rest on the capsule ring 18.
Die durch den R,-tor 11 9 die inneren öe-.'te-nvir-#.nde 12 und 13 und die äuPeren Seitenwände 14 und 15 gebildete Rotoreinheit wird zvii,-ehen den Endscheiben 22 und 23 gehalten, von denen die Endscheibe 23 Lmit der %torwelle 10 fest verbunden iot bzw. mit dieser ein Stück bildet, während die B-iidscheibe 22 auf die liotorwelle aufgeschoben und z.B. durch einen Sprengring 24 axial ,gehalten wird, und zwar derart, da13 mr;ischen der Endscheibe 221 und der axial äußeren Rotori#eitenivand 14 ein axiales Spiel vorhanden ist.The rotor unit formed by the R, gate 11 9, the inner oe -. 'Te-nvir - #. Nde 12 and 13 and the outer side walls 14 and 15 is held by the end disks 22 and 23 , of which the end disk 23 L is firmly connected to the door shaft 10 or forms a piece with it, while the double disk 22 is pushed onto the rotor shaft and is held axially, for example, by a snap ring 24, in such a way that the end disk 221 and 221 are closed the axially outer rotori # eitenivand 14 there is an axial play.
Ents . prechend dem Hauptpatent sind zwiuchen der axial äu9eren Rotorseitew#-;-#znd 14-und der Endocheibe 22 Aus-217 gebildet.und zwar dadurch, daß di& Rotorseitenwand 14 mehrere Uber den Umf2ng verteilte zylindrische j#.usnehmungen 26 aufweist" in die je ein ale Kolben dienender zylindrischer Vorsprung 27 der Endscheibe 22 eingreift. Die Lusgleichskammern 25 sind hierbei an ihren zvlindrischen Wandungen durch Dichtungs-0 ringe 28 abgedichtet.Ents . According to the main patent, there are formed between the axially outer rotor side and the end disk 22 out of 217, namely by the fact that the rotor side wall 14 has several cylindrical recesses 26 distributed over the circumference "in each of which All pistons are engaged by the cylindrical projection 27 of the end plate 22. In this case, the cylindrical walls of the Lusgleichkammer 25 are sealed by sealing rings 28.
Gegebenenfalls kann auch statt mehrerer durch einzelne Zylinder
26 und Kolben 27 gebildeter ringförmiger Ausgleichskammern
25 eine einzige ringförL.iige" zur Roto2%-achse honzentrische Ausgleichskamner
vorgesehen seing die durch 'eine ringförmige' Vertiefung (26) und einen ringfUrmigen
Kolben (27) gebildet wird, Die Ausgleichskammern 25 erhalten ihr Druckmittel
beispielsweise durch einzelne Bohrungen 30) die mit einen Ringraum
31 am radialenUmfang der axial inneren Rotorseiteriviand 12 zwischen dieser
und der axialen Ringwandung 20 der äußeren Rotorseitenwand gebildet wird* Der Ringraum
31 kann-mit den Schlitzen 17 in der Rotoraeitenwand 12 in Verbindung
stehen o der unabhängig Ton diesen mit Druckmittel beliefert werden. Eine der Ringkammer
31 entsprechende weitere Ringkammer 32 ißt auf der axial gegenüberliegenden
Seite zwischen der inneren Rotorseitenwaüd 13 und der axial vorsprIngenden
ringförmigen Wand 21 der äußeren ILotorseitenivand 15
vorg6sehen. Die Kammer
32 kann hierbei mit der Kammer 31
in kommtinizierender Verbindung stehen
und ebenso wie
Wie im ersten Ausführu ffl beispiel sind auch in diesem Falle Außgleichskammern
125 vorgesehenp welche zwischen der axial äußeren Rotoragitenscheibe 114
und der Endscheibe 122 gebildet werden» Durch die Endocheibe 1229-die sich mittels
einen gpreugringes 124 an der Rotorwelle 110 abatützt, und der axial gegenüberliegenden
Endecheibo 123
worden die Rotorteile in der vorherb98ohriebenen Weise
zusammengehalten uAd durch das Arbeitamedium in den Arbeitskammern 119 bzw.
durch das entgegenwirkende Druckmittel in den Ausgleichskammern 125
axial
unter Druck gehaltene
Gegebenenfalls kann die Anordnung so getroffen nein@ daß jewelle die
Summe der azial wirkeamen Quernehnitte einer Ausgleichekammer 152 (z.B. 152a)
und einer ihr angelegenen Arbeitakammer 119 (ziB. 119a) währe»A
den
Unlauto den Rotors konstant oder naheau konntalLt inte
Herrscht
nun in den Ausgleiahakammern durch eutsproehende Verbindung mit den ihnen
je zugelegenen Arbeitakammern gleicher Druck, so ist auch die Summe der IL%ialdrUckt,
welche von dem Medium in beiden Kammern axial nach außen ausgeübt wirdp entsprechend
dem konstanten axial wirksamen Querschnitt konstantt so lang e der Druck
den Mediumskonstant ist# also je innerhalb des Saug- bzw, Druckbereichse
Eine andere Mägiiehkeit des Druckausgleiehe #esteht darin# daß die Ausgleichskammern
152 je mit einer etwa diametral gegenUberliegenden Arbeitskammer'119-verbunden
worden* Hierdurch kann erreicht werden# daß die Axialdrücke mit Bezug auf'eine diametral@
Längsebene beiderseits-derselben gleich oder annähernd gleich groß sind und Axialdruokdifferenzeng
welche Kippmomente am Rotor hervorrufen# praktisch vollständig oder-größtenteilg
ausgeschlossen worden. Ist z.B. die linke unten befindliche Ausgleichs. kammer 152a
mit der rechts oben befindlichen Arbeite,-lammer 119d, und ferner die links
unten befindliehe Arbeitekammer 119a mit der rechts oben befindlichen Ausgleichskammer
152d Verbundeni so sind bei entsprechend gleicher Bemessung der axial wirksamen
Kammerquerschnitte die Axialdrücke In 152a und 119d einerseits und in 119a und
152d andererseits gleich groß* Kippmomente_# voloht
Selbstverständlich brauchen die Ausgleichskammern nicht unmittelbar mit den ihnen jeweils zugeordneten Arbeitekammern.verbunden sein.. Sie können ähnlich wie die Arbeitskammern in geeigneter Weise mit dem Saug- oder Druckeystem deo Rotors periodisch verbunden werden# oo daß sich die vorherbeaehriebenen Druck-verhältniset ergeben* Unter Umständen genUgt to auohp wenn*die Aungleichekammern ständig mit der Druokzone der Mas.chine verbunden sindv da auch in diesem Palle die Schwankungen der Axialbelaotungen nicht nur während der Bewegung durch den Draokzonenbereich verkleinert werdent Ewookmäßig wird jedoch in diesta Yalle der axial wirksame Querschnitt der Ausgleichekammeinkleiner als der axial wirksame Querschnitt der jeweils zugeordneten Arbeitskammern gehalteng ao daß der - axiale Druck in den Auagleiehakammern zwischen dem azialex Druck liegt# welchen das Arbeitemedium,im Zustande einen niederen Drucken einerseite und- einen hohen Draekes andererseits in axialer Riohtung auf die Rotoraeitenwände und damit auf die die Rotoz%-teils zusamaexhaltenden Vorbindungselemente attaübie Ein beAndere vollkommener ÄUsgleioh der Axialkräfte 'lgät sich insbesondere dann erreicheng wenn die Plügel bei Jod**. Rotorum'.auf zwei oder mehrere SaugzolLen und zwei oder mehrere Draokzonen durohlaufen und die Aungleicheka"em entsprechend periodisch mit Druckmittel 'beliefert worden* Den weiteren ist es möglich» in einen zweiten nicht gdzeichneten Ausgleichskammereyaterg welches mit Bezug auf die Ausgleichskammern 152 auf der gleichen oder auf der entgegengesetzten axialen Seite der Arbeitskammern bzwi des Kapoelringen angeordnet istg einen entgegengesetzten Axialdruckausgleieb zu erreicheng indem duroh entsprechende Verbindung der Kammern miteinander b-zwe durch entsprechende Steuerungoelemente die Kammern den zweiten Systeme mit Saugdraok beautschlagt werden# wenn die ihnen zugeordneten (z.B. etwa in gleicher radialer Lage liegenden) Arbeitakammern-bzw. Ausgleichskammem den 1. Systems unter Druck stehen und umgekehrt, Auch auf diese Weise läßt sich eine äußerst weitgehende Ausachaltung der axialen Belastungsa chwankungen erreichen.Of course, the equalization chambers do not need to be directly connected to the working chambers assigned to them. Similar to the working chambers, they can be periodically connected to the suction or pressure system of the rotor in a suitable manner # oo that the previously operated pressure ratios result * Under certain circumstances Sufficient to auohp if * the unequal chambers are constantly connected to the pressure zone of the mas.chinev because in this area too the fluctuations in the axial loads are not only reduced during movement through the draokzone area axially effective cross-section of the respectively assigned working chambers held g ao that the - axial pressure in the Auagleiehakammern lies between the azialex pressure # which the working medium, in the state of a low pressure on the one hand and a high pressure on the other hand in the axial direction on the rotor A different perfect balance of the axial forces can be achieved especially if the pegs with iodine **. Been durohlaufen Rotorum'.auf two or more SaugzolLen and two or more Draokzonen and accordingly periodically Aungleicheka 'em provided with pressurized fluid' * The further it is possible "in a second non gdzeichneten Ausgleichskammereyaterg which with respect to the compensation chambers 152 on the same or is arranged on the opposite axial side of the working chambers or the Kapoelringsg to achieve an opposite axial pressure compensation by corresponding connection of the chambers to each other b-two through appropriate control elements, the chambers of the second systems with suction pressure # if the assigned to them (e.g. about the same radial . Ausgleichskammem lying position) or the Arbeitakammern-1 system are under pressure and vice versa, also in this way, an extremely broad Ausachaltung the axial Belastungsa chwankungen can be achieved.
In dem zuletgt beschriebenen AusfUhrungsbeiopiel sind ferner wie aus den Plg. 39 6 und 7 hervorg.ehto- in den seitlichen Stirnflächen den Kapselringeo 118 Vertiefangen in Pom-von Ruten 161 eingearbeitet9 welche sieh in 'Umfangsrichtung den Kapoelringen erstrecken und in beiden 'Umfängeriohtungen nauli Ihren End-en zu, unter Bildung der Keilräumt 162 und 16gleich keilförmig verjüngen. Sie können untereinander durch Querbohruhgen 163 in Verbindung stehen* Zweekmäßig sind ferner in kleinen Abstand von den spitz auslaufenden Räumen 162 und 16?aQuernittelL 164 und 165 vorgeaeheng die z.Be mit der Außenluft in Verbindung stehen* Gegebenenfalls können auch statt der Quernuten 1649 165 oder vorzugsweise zu- sätzlich zu diesen ra&dial innerhalb oder radial außerhalb der keilförmigen Nuten 161 weitere mit-der Außenluft oder einem sonstigen niederen Druck in Verbindung stehende Nuten 166 bzw. 167 viorgesehen aeing wie di@Bm in Fig, etrichpunktiert angedeutet ist* Die beschriebenen keilförmigen Nuten 161 können in größerer Anzahl auf den Umfang den Rotors ferteilt wein, wobei die Anzahl der Nuten derjenigen der Arbeitskammert bzw* Auagleichekammern entsprechen oder auch von der Anzahl dieser Kammer* verschieden sein kann* Die Wirkungeweine der keilförmigen Nuten 1619 die statt im Kapselring auch &ans oder teilw** in den Rotorseitenwänden angeordnet sein können und welche mit einem Utdimg a.B. einem Arbeite- oder Hil:tomediung etwa einen Diohl-oder Sohmiermittel beliefert wordeng ist folgende# Bei der Rotation den mit den Rotor umlaufenden Kapselringen 118 tOkt der letztere ständig eine Relativbewegm« zu den Rotoraeitenwänden 112, 114 bzw» 1139 115 axe, Die Bewegung ist hierbei der Rotation der Rotorseitenwändo teilweise voreilend, teilweise nacheilend, ferner teilweine radial auswärts und teilweise radial einwärte gerichtet, Alle diene vier Bewegungen überlagern sth gege»eitigoWird nun e Viedium (in nicht dargestellter Weiseg z.B. ein Dicht- oder Sohmiermittel) in die Nuten oder sonstigen Auenehmungen geleitet, so dringt infolge der Relativbewegung zwischen dem 11apselring und den Rotorseitenwänden in Richtung der Relativbewegung Medium in die keilförmigen Bäume 162 bzw. 162a ein und baut dadurch ein hydrodynamiaches Druckfeld auf# das auf die den keilfbrmigen Raum begrenzendeno in spitzem Winkel zueinander stehenden Flächen einen Druck ausUbt.In the embodiment example described above, as from the Plg. 39, 6 and 7, in the lateral end faces the capsule rings 118 indentations are incorporated into pom-vonruten 161, which see in the circumferential direction of the capillary rings and in both circumferences close to their ends, forming the wedge spaces 162 and 16 the same taper in a wedge shape. They may be available through Querbohruhgen 163 in conjunction * Zweekmäßig are also in small distance from the cusped rooms 162 and 16? AQuernittelL 164 and 165 the z.Be vorgeaeheng communicate with the outside air * If appropriate, instead of the transverse grooves 1649 165 or preferably in addition to these ra & dial inside or radially further outside the wedge-shaped grooves 161 with-the viorgesehen 167 aeing as di @ Bm in Fig, indicated etrichpunktiert * the wedge-shaped grooves described outside air or another low pressure in Related grooves 166 and 161 can be used in greater numbers on the periphery of the rotor ferteilt wine, wherein the number of grooves that of Arbeitskammert or * correspond Auagleichekammern or may also be different from the number of these chamber * * the Wirkungeweine the wedge-shaped grooves 1619 which takes in the capsule ring also ans or partly ** can be arranged in the rotor side walls and which are marked with e In a Utdimg aB a work or assistance medium, for example a Diohl or Sohmiermittelg has been supplied with the following # During the rotation of the capsule rings 118 revolving with the rotor, the latter constantly moves relative to the rotor side walls 112, 114 or 1139 115 ax, the movement is in this case the rotation of the Rotorseitenwändo partially, leading partially retarded, further superimpose sth gege "eitigoWird part weep radially outwards and partially radially directed einwärte, all serve four movements now e Viedium (in a not shown Weiseg for example, a sealant or Sohmiermittel) in the Grooves or other openings, as a result of the relative movement between the capsule ring and the rotor side walls in the direction of the relative movement, the medium penetrates into the wedge-shaped trees 162 or 162a and thereby creates a hydrodynamic pressure field at an acute angle to each other standing surfaces exert pressure
Das gleiche tritt u.a. auch auf der diametral gegenüberliegenden Seite des Kapselringes bzw, der betreffenden Seitenwand auf, Wenn ilun der £"#.'apselring sich einer Seitenwand beispielsweise infolge von Rundlauffehlern mehr nähert als der anderen# wird der Medlumskeil im keilförmigen Raum 162, 162a eingeengt, wodurch die hy-drodynadbahe Druckkraft erhöht wird* Gleichzeitig exmässigt sich der Druak im diametral gegenüberliegenden Druckkeilfeld Infolge Vergrößerung des Abstandes der die Keilflächen begrenzenden Teiie. Bei einer Dezentrierung des Kapselringes batten sich also in den hydrodynamischen Keilflächen .161 zentrierende hydrodynainische Druckkräft& auf, die der Dezentrierung des Kapselringes entgegenarbeiten und e wieder in die zentrische Lage zurückdrücken, Bei hohen Relativgeschwindigkeiten worden die hydrodynamisahen Zentrierungskräfte sehr etark und können die Reibungskräfte in der Aufhängung des Lapselringen um ein Mehrfaches übersteigen, so daß ein Schwimmen des Kapselringes zwischen den hydrodynamischen Zentrierungsteldern gewährleistet ist. Diese Vorgänge spielen sich in einer sähr engen azialen Abetandetoleranz von im allgemeinen nur einigen Nundertetel mm Die diese Balanoierungekeilfelder hervorrufenden Keilnuten oder sonstigen keilförmigen Ausnehmungen können sich auch über den ggazenUmfang von 360 unter spitzen Winkel zur Seitenfläohe den Kapselringes bzw. der Rotoraeitenwalad erstrecken* Die radial und/oder in Umfangseichtung verlaufenden Niederdrucknuten 164t 165 bzw. 166p 167 ermöglichen es# eine exakte Bemessung der hydrodynazieehea Draokkeil- oder Zentrierungefelder zu erzieleng insbesondere danng wenn die Intlastungsnutex mit Wiederdruokräumen bzw* mit der Außenluft verbunden sind* Es wird dadurchirerhindertg daß sieh die hydrodynamischen Draokkeilfelder ungleichmäßt# wei t in den Opalt zwischen Kapselring und Roterseitenwändem fortpflanten könnend,The same occurs among other things, on the diametrically opposite side of the capsule ring respectively, of the side wall concerned when ilun of £ "#. 'To a side wall apselring for example due to eccentricities more passes than the other # is the Medlumskeil in the wedge-shaped space 162, 162a concentrated, thereby increasing the hy-drodynadbahe pressure force * same time, the Druak increasing the distance of the wedge surfaces bounding Teiie exmässigt in diametrically opposite thrust key field result. in a decentering of the capsule ring so .161 centering hydrodynainische Druckkräft & batten on the hydrodynamic wedge surfaces counteract the decentering of the capsule ring and push e back into the central position. At high relative speeds, the hydrodynamic centering forces become very strong and can exceed the frictional forces in the suspension of the capsule rings many times over, so that the capsule ring floats is guaranteed between the hydrodynamic centering fields. These processes take place in a verry narrow azialen Abetandetoleranz of generally only a few Nundertetel mm this Balanoierungekeilfelder causing keyways or other wedge-shaped recesses may also extend over the ggazenUmfang of 360 under an acute angle to Seitenfläohe the capsule ring or the Rotoraeitenwalad * The radial and / or in the circumferential calibration Tung extending Niederdrucknuten 164t 165 and 166p 167 allow # precise dimensioning of the hydrodynazieehea Draokkeil- or Zentrierungefelder to erzieleng particular danng when the Intlastungsnutex with Wiederdruokräumen or * are connected to the outside air * it is dadurchirerhindertg that check the hydrodynamic Draokkeilfelder ungleichmäßt # able to propagate far into the opalt between capsule ring and red side walls,
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