DE1403025A1

DE1403025A1 - Fluegel fuer Rotationskompressor

Info

Publication number: DE1403025A1
Application number: DE19591403025
Authority: DE
Inventors: Davey Paul Harmon
Original assignee: DAVEY PAUL HARMON
Current assignee: DAVEY PAUL HARMON
Priority date: 1959-02-17
Filing date: 1959-06-13
Publication date: 1968-10-03
Also published as: US3044687A

Description

Flügel für Botationskompressor

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungeaeines ver achleißfeaten !Flügels für Rot&fcioaskoiapressorea und btsosder« auf soloh« Flue,»!, die in der Hauptsache au* «in«* It«· talX hoher *ärm©leitfähigkeit uad I^icetera Gewichtta bestehen, die jedoch »ine dünn«, v«rachl©iBfeste So hie ixt »iae» härteren Metalles mx jenen Oberflächcastelleia tragen, dl· dem Verschleiß vor alles uat«rwo,t'i*n βί.Μ. Ba« härtere Me t&ll ist sit d«si Haupfekörpsr des Flügeln £*et

Me vorliegende Erfindung hat sum Gegenstand «ine Verbesserung der in radialer Sichtung τ«?*ehietfear«* flügel toä »©- tationskompressoren oder -pumpen jenes Syps» wo eia «ylindriacher Rotor Innerhalb eines sjlindrlsohem Stators drehbar gelagert 1st« wobei die Achsen des Stators und des Rotors exzentrisch liegen. Ia eine* der beides feile solcher Geräte befindet sieb, eine Tielsaiil τολ sieh radial erstreckend·» Sehlit· sen, im allge&einen im Rotor, die sieh radial nauh auSem öffnen und eine Vielzahl von Flüge la _t -rom denen gewöhnlich im

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jede« Schlitz einer abdichtend so aufgenommen ist» daß si· hin und hergehen können und mit der Wand des anderen Teiles des Gerätes, gewöhnlich des Stators, in Verbindung bleiben· Auf diese Weise wird Luft oder Sas, welche in den Stator nahe oder bei dem Punkt der größten Exzentrizität eintreten, durch die Flügel um den Rotor heruisgefordert und an einem Punkt nahe der Zone der geringsten Exzentrizität aus dem Stator herausgepumpt·

Durch die Erfindung soll ein verbesserter Flügel geschaffen werden, mit dem ein dichter Abschluß zwischen Rotor und Stator eines Rotationskompreesors oder dergleichen erreicht wird, wobei dieser Flügel in der Hauptsache aus einem Tollen Körper eines Metalles geringer Pichte und hoher Wärmeleitfähigkeit besteht. Bas Metall dieses Grundkörpera wird aus der im w« sentlichen aus Magnesium und Aluminium bestehenden Gruppe ausgewählt. Die aus diesem Grundmaterial hergestellten Flügel werden dabei mit einer sehr dünnen Schicht eines härteren Metalles versehen, welche mit dem Grundkörper des Flügels unzertrennlich verbunden wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen und den Schutzansprüchen·

In den Zeichnungen zeigen

Fig.l) einen Querschnitt durch einen Rotationskompressor der

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Art, auf di* sick die vorliegend« Erfindung

Fig·2) einen stark rergröaeerten Schmitt durch einem der Fig.l dargestelltes Flügel,

iig»3) eine andere Ausführungsform eines Flügel« nach der Erfindung in entsprechender, stark vergrösserter Darstellung wie in Fig«2, und

Fig<Λ) einen Seilschnitt durch einen Rotationskompressor alt Flügeln nach Fig«3.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, die heutzutage üblicherweise bei Rotationskompressoren anzutreffendes Flügel in verbessern. Is ist teilweise üblich, derartig® Flügel mm £*» serverstärktem Plastikmaterial herzustellen» 2)adi&rch- wird angestrebt, ein« ausreichend» Stabilität unä Bsetaadigksit g« gen Wärm« und Yeraohi&iß asu erreichen, da^»I afeexausreichende Abdichtung zwischen Rotor und Stator zu Derartige faserverstärkt« Flügel haben su groß®n Scäwi«rigkti ten in der Arbeitstfeia« geführt, die eich la ©lat? fort*ohr«i tenden Entfas©rung und Auflösung der Flügel äuSertta· Sie»* Erscheinungen haben ihre Ursachen darin» daß di® flug«! b«i relativ hoher Temperatur in einem dichtes lfe%@l γ®& Die taub arbeiten und daß zwischen den Flügeln und den Suhlit2$a_t la welchen si« sich beim Betrieb des Kompressors ia radialer Richtung bewegen» eine hohe Beibung auftritt«

weitere, »ich aus der Verwendung von selchea stärkten Plaetikflüg«la ergebend· Schwierigkeit ist die

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&·· 01··, w«leh·* für dme Se)»i«rsystea des

Soapr«es®3W «iagesetst let. 1» let «int feefcaa&t· fatsaea·» daJB dl· IoÄpr*isiea*wär»· sie& fcti «iaea Sotatleaalceapr····? die··· ϊτρ* Tor all·» aa d«a ?ordtr»ad*ii «iaea |edea flug·!· •aaa«lt* als· «m j«ae* Stelle, dl· auea λοοΙχ sml«tst iiBt -iBS si« Ä*r Ιή*ί* stellt» ««an al· d«a Xv»*and d*r

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Au» di··«« Oruad· WB& *eg»n fier an

alt dta Stator wtrdta dl· radial am «·!« aolcktr 71üg*l s»i»p Ιι·1Β. Sa mm

kl·!· ist* kSaa·» dl· fexä«?«&d*gi der HUg·! dl« dost auftret«a4e» fcoh*a ^aptraturea aiciit asrstreu*Ei und es wird daher •la· ferteelsreltand· l*attfas«ruiig der Blatte« Ttra^eacii*. Bacitb*K erfolgt aber e.uoli muter <?.*a XlttJtXul der Hits· «la Abbau des ßohaiitröl«», w*lch»a elt d#a Flügeln Im Serülirtusg a*«ht «ad unter ü^f^äjidea sogar über ««in· Pel^%erlSAtla^it«apera -tu? «gi&itst vivA₉ so dal es sich oft au elfter sah·* Masse um- *aa*#lt» Ii 1st ükütr «Üitsefe«2is**7%_s d»J dl· uffi^ürlieb«rw#l£i# aa tea T^Merlriuitea d«i- Flögt 1 oder lll^t·« keas«mtrl«rt« SLis· la «la £at«rl£l m**r «Srae3,eltfaMs^«it «bg*fükrt nii^_v s·

c.aeaiu^,, iasd deJ dl* W*^vk»· iiäha«ll übsr SI· d*r H%«1 w*t*lXt '»ia?t* voa w© si· und «Irlpsas durek &«n lfeiel de® Is lieh«· Selmier^ies abgejtuli^t «e^dem

Ia der folgeni·» l*ichjp#ilb_t-as der SvfisuiuEg «iri

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voa Stahl auf einen druadlcörper aus Äluminiuii plattiert sind zur Bildung eines Soapressorflügeis. AnsehlieSemd f©lgt eiae abgeänderte Ausfü&rungtforsi mit Stahl plattiert auf Magnesium and sohliaßlich eine weitere Auaführungaform, no *ia# ver schleißund abriebfeste Aluminiumlegierung auf einen Grund«· körper von säherem Aluminium plattiert oder auf andere fei·· angebracht 1st.

Pig«I stellt einen Qxersehnitt durch einen s or dar, welcher sich ,der Erfindung bedient. Im eine» syliadrisciien Stator 10 ist ein zylindrischer Hotor 11 exseatriteA auf einer Aelie Ha gelagert, über welche der Eotor durch einen beliebigen Antriebsmotor in Drehung Yersetzt wird· Sine Vielzahl von Flügeln 12 bewegen sich in radialen Sohlitsen 15 d9& Botors so hin und her, daß während des Pumpvorgaages der Spalt zwischen Rotor und Stator abgeschlossen wird· Bei 14 1st die Einlassöffnung des Kompressors zu sehen und bei 15 ein Ilalasskanal, der sich teilweise um den Stator herusi erstreckt« An dieser Stelle liegt der Punkt der größten Exzentrizität· Die komprimierten Grase werden abgeführt durch den Auslas* 16, der nahe dem Funkt der kleinsten Exzentrizität liegt· In der üblichen Weise sind eis. ©der mehrere kleine Durchlässe 17 Torgesehen zur Entlüftung des unteren Teiles der Sohlitse 13t *° daß sich die flügel in ihren Aufnahmeschlitzen unbehindert hin und herbewegen können.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist la dea fi · guren 1 und 2 dargestellt, worin der GrundkSrper des Flügels

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12 «ms «inc? Übliehsa» hsttptsäehlleh aus Aluaialuii gebildeten besteht, weiche die aStig« festigkeit aufweist, um

als flügel im «laea Botatioaskoapreesur su dienen· Ss wird beispielsweise eingesetzt Aliudniua Ir» 2014, «tv« Tea fol -gender Zusammensetzung? 4,*# Kapfer» Ü*d^ Eiliilua, 0,8% MangftAf 0,4% M»gn*aii2», Stet Alusioiiiii. Auf j*d· der »»itlich tr«etnd#a ö¥*rfläok»n d*r Flug·! nlrd ein· düaae öebloht 18 aus Stahl alt tiaer solekalavcs Blndusg f*e* aageteaolit· lin« b«TOSrsug%« AuefCUunmgaf·» btdlcat eioh der Staitlqualität SAl 1040, 9b««kl »am aue& Stahl #iaer g&nsaa Belh» toq Z&mwm."* *9*M9t*wo&9* W9vm*n&*& kaaa_f uad βa «orden auch »ehoa eiagc -s«tst «i· etahlqaalität SAl 1020 und rostfrei« Stähle. SI« Hntellmag Ia fig· 2 ist weitgehead übertrieben. Bai einer tatsächliche* ferkSrpenuig der E^iinduug, bei weleher Hügel «mgefXhr 180 as laag war, gegea 55 sst breit« und 4 hui dick, betrog die Stärk« der Sehiehtea 16 auf Jeder Seite etwa 0,5 »Β· Sm das tob der !Erfindung angestrebte Siel su errelehea« ist es aieht svisgend notwendig» daß sich die Stahlsehiehtea genau bis an die Kante Α·ν flügel erstrecken» mad bei eiaea praktisch ausgeführten Beispiel beträgt der Abstand a το» lad* der Stahlsehloht «um Snde des f liigels uagefähr 2 am.

Bei eiaer Herateilungsart eines Flügels nach Fig» 2 wird der erhitste Aluainiuagrundkörper 12 zwisohea dea dünnen Stahl -platten 18 dea Brück einer 20 000 t - Presse ausgesetzt, Sas hat dea Iweek, «iae tatsächlich aolekulare liadung swisehsa

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dem Stahl 18 trad dem Aluminium 12 su schaffen. Ein« aiva auf dem Aluminium befindliche Qxydse&icht «lard unter dem hon·* Druck beim Fluß de* erhitzten Aluminiums entfernt«

Ein gemäß der vorliegenden Frfindung nach Figuren 1 und Z konstruierter Kompressor arbeitet sehr erfolgreich« BIe parallelen Seitenflächen des Flügels sind dort, wo ale «a den «ie aufnehmenden Schlitzen 13 reiben« durch die Staubschicht gegen Verschleiß geschützt. Meier Torgang wlirA durch dea üblichen ölnebel, dessen eich Botationekompressospea bediea#a_t geschmiert* Gleichzeitig wird die Hitze, welche dasu neigt« sich an dem in radialer Richtung anderstem Bade eis«» Jedem Flügels zu sammeln, unverzüglich abgeführt dus^fe um Alami* nium, dessen Wärmeleitfähigkeit sehr feoab imt, Mt .j«dea 1*11 ist der Anteil des vorhandenen Stahlts ;^'rx gg Maaus sind die Flügel ron leichtem Gewislit_§ έ&μ m\®k ela grosser Vorteil für - Rotatioaekompre&aoreii ist_e

Xa dem Ausführungaoeispiel der Figuren. 3 i?,ad 4 ist &<ir sy lindrische Stator bei 20 gezeigt, und de? zyllttäTtsch* bei 21. line Vielaahl von Flügeln 22 bewegem m&®k lsi sich radial erstreckenden Schiltsuia 23 bin xmü fees. der Flügel ist in einer stark TergrSSerttm in Fig»3 gezeigt. Scr Grundkörper 22' 1st liier ^emfalls Aluminium uad die Schutssehieht 24 aus Stafel? iefxtert ey streckt sich ab :r nicht mir entlang der "beiden eeitXiahen öfegrflachen des Flügels» soM^rri auch uauatieirfesQiSksa im ?orderende_s wi® bei 24& g®seigt* Bofera m ämam£ aekäa».

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dl· Bellnt&g an der im radialer Sichtung äußersten Kante der flug«! herahsueetsen* würde man eich allein dieser Konstruktion suvenden. Der flügel nach fig #3 ist in ähnlicher Weiae hergestellt» «ie der is ^eammemhang alt Flg.2 beschrieben·· Sie dünne Stahlplatte 24- - Ton etwa Ö_t5 na Stärke wird u-förum ein Aluslnlumttück gefaltet« und da· erhitste Aluai-

«ird dann «1· cfcea tin·* hohe» Druck iusgtietst, tta eiae ■thr feite a»lekalare Bioduag wriichta de« Stahl uad dem AIu-

Sie Wlrkangswei·· der Anordnung nach Figuren 5 und 4- 1st dl· gleiche wie »ei den Figuren 1 find 2.

Xn weiterer Abänderung der Anordnung nach figuren 2 oder 5 kann ein Grundkörper 12 oder 22 au· Magnesium anstelle des sueret genannten Alumlniuas eingesetst werden· Sine hooh -feste tlagnesliailegierttng, wie sie hentsntag· üblleiierwei·· benutet wird« ist für diesen Zweck braueftbar, und dl· Stahllagen 18 end 24 kennen mit dem MagnesiiimgrandkSrper des fit* gele unter Hits» und sehr kohea Brack in der gleichen Weis« wie Torher verbunden werden*

Sas Magnesium der suletst dargestellten Ausfümriingsferm der Erfindung würde in der gieie&en Weis· dl« Hits· von der Vor -derkant· fiuroh d«m Flügel ableiten_t wl· ·· bei« Alnalmi^m g·- •chieht, 12nd die Magneelumflügel würden dabei sogex noeh leicte-%*r «ein al· dl« aus Aluainiu».

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Eine, weiter· Variante der Erfindung bezieht sich darauf, ein Aluminiumlagermetall von verhältnismäßig geringer Festigkeit unter Druck zu verbinden mit einem Flügelkörper aus Aluminium hoher Festigkeit, so daß diese Kombination sowohl höh· Festigkeit, als auch ausgezeichnet· Trageigensehaften an der Ober -fläche gegenüber den Seiten der Schlitz« 13 oder 23 aufweist. Zu diesem Zweck «erden die Grundkörper der Flügel 12 oder 22 aus Aluminium Nr. 2014 gemacht» wie oben dargestellt. Auf die Seitenflächen eines solchen Flügels werden dann sw«l dünn· Platt··., wie in Fig. 2 bei 18 gezeigt, oder ein· eineige uförmig gebegene Platt·« wie in Fig. 3 bei 24 geieigt, fest »ufgepresst. Dabei werden die Aluminiumplatten aus einem Lageraluminium hergestellt, nelokes üblicherweise bei Pleuelstam -gen und dergleichen verwindet wird und als Aluminium Hr.195 bekannt ist* Sine βοloh· Legierung hat 4-5% Kupfer, 1% Ilsen, 1,2% Silizium, 0,3% Mangan, 0,03% Magnesium, 0,3% Zink, 0,2% Titan und etwa 92% Aluminium-fiest. Die Geaarotverunreinigungen dieser Legierung grenzen etwa an 0,15%· Be? Bindungedruck für die Aluminiumlegierung Nr. 195 und die Grundlegie -rung Nr. 2040 erfordert nicht ganz so hon· Drück· wie die Verbindung von Stahl und Aluminium oder Magnesium, auf di· ob··. hingewiesen «urde. Angestrebt wird der Zustand einer sehr starken molekularen Bindung zwischen dem Grundkörper des Flügels hoher Festigkeit und dem Verhältnismäßig wenig festen, aber abriebbeständigen Lagermetall an den äußeren Oberflächen 18 und 24.

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!•a f aehmtna der einschlägigen Technik biete* aich auch noch and·?· Abnaadlungemdeliciiic«!*·» Ik lato«tu dtr yorli«g«od«a ,und ·· «rsoJsuiiat daher oioht erforderlieh,

Ausführungen aur Erläuterung de* in den folgenden Ansprüchen oiedergelegttA Bchutabegehren· mi nachea.

Patentanaprüoh»:

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Claims

Patentanspruch·

1. flüg«l für Setatloa«keapr«s«or«tt oder d«rgl«ich«a_t da -durcJi g«Jt*iiikS«loim«t_t AaS der duroa zwei parall#l» Fläclxta b»gr«aitt fliig«! au« «la·» auf dar 0rttadlaf· tob AIaalniua ©der Maga*«iua ftufg#b*utta Laleiita«tAll*Cd^pap Im - et tat, der a& dt ε geaaoatt® paarall«!·» Jl acht a dü&n· Axif« lagta au« tia»a Metall Jiöhortr Abrl«*?»f#sti{gi:*it

2« Ylügal nach Anspruch l_f dadur^Ja gekennstickne*, «äaJ dif dünnt Auflag· aa Jader Stittaflöclie *ie kurs vcr dl« flächt dti yiügtle rtiohtj di· im Bttritte di· Abdichte« xwischtn fiotor und Stator l»«aorg*m·

3· ilügtl nach Aaapructe 1, dadurch g#Jc«m>ettcimtt_t dai di« dünnt Auflag· aleJa durcisgtiitad voa d»r eiasa der parall* Ita Stittaf lä«ili»tt üte»r di· Stirsfliefe« aer aadarm flächt trstrtcJct.

4. ?lug«l na^ä Amprusfe 1, g«k«imz«leira«t dur«4» tia· düma« Auflag« aus Stahl,

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5. Flügel mach Amapraeh 1, dadurch gekeanaeiehmet, daß dl« dumm* l«f lag« ·»· Stahl iet «ad mit dem QruadkÖrptr mole kmlar T#Att»*»m

6« flüg*l aao* laepruch 1, dadurok gekeanstlchaet, daß der Ärumdkörper aua «iaer Alumiaittalegiertu^ umd die Auflag· au« ßtaJbl »«stMikt« der Kelekalitr «it dem £ruadkörper rerteimdtm üt.

jTiUg»! mach Aaepruom I₉ dadurch gtktaa*elchaet« daß der örmmdkörper au« eiaer AIuBiolumlegieruag hoher Itetigkeit «ad die dünnen Auflageeehiahtea au· eintr Aliamimlumlegierumg ait gutem Lagerfietall-Bigeaeohaft«n besteuern.

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