DE1628341A1

DE1628341A1 - Gekapselter rotierender Kompressor,besonders fuer Kuehlfluessigkeiten

Info

Publication number: DE1628341A1
Application number: DE19661628341
Authority: DE
Inventors: Federico Zannini
Original assignee: GALILEO SpA OFF; Officine Galileo SpA
Current assignee: GALILEO SpA OFF; Officine Galileo SpA
Priority date: 1965-08-04
Filing date: 1966-08-01
Publication date: 1970-10-22

Description

Gekapselter rotierender Kompressor, "besonders für Kühlflüssigkeiten

Es sind gekapselte, rotierende Kompressoren von verschiedenster Bauart bekannt, welche stets einen Zylinder mit inneren rundem Hohlraum aufweisen, welcher folglich eine einzige Ansaug- und eine einzige Druckkammer "besitzt, wobei die erzielbaren Leistungen aufgrund des unvollkommenen Kräfteausgleiches begrenzt sind. Um diesen Übelstand zu vermeiden, wurde der rotierende Kompressor entwickelt, der Gegenstand dieser Erfindung ist und der einen Zylinder mit doppelten Auswölbungen und daher zwei Ansaugkammern und zwei Druckkammern aufweist. Der Kompressor ist geeignet, •am gasförmige Flüssigkeiten anzusaugen und zu verdichten,,

Derselbe ist als veranschaulichendes unbeschränktes Bsi« spial ia den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, welch©

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eine bevorzugte Ausführungsform in Fig. 1 perspektivisch zeigen, mit abgenommener Kappe zum besseren Verständnis.

Fig. 2 ist eine räumliche Ansicht der Einzelteile des Pumpenkörpers,

Fig. 3 und 3a eine Draufsicht und eine seitliche perspektivische Ansicht des Rotors,

Fig. 4- und 4a eine Vorderansicht und Hinteransicht eines ■ Schiebers,

Fig. 5 ist eine Ansicht von unten des oberen Kopfes.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist der Kompressor nach der vorliegenden Erfindung im wesentlichen aus einer dicht abgeschlossenenj zylindrischen Kappe aus Stahl hergestellt, in deren Innenraum ein unmittelbar mit dem Pumpenkörper verbundener Elektromotor eingebaut ist.

Letzterer besteht aus folgenden Hauptteilen:

- oberer Kopf 1 |

- Rotor 2 mit Schiebern 3|
<= Zylinder 4|-

- unterer Kopf 5 mit Abschlussboden 5 ?

- Druckventil 6 mit Schalldämpfabschirnning 6 und

- Aiisaugvantil 7,°

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Die wichtigsten Kennzeichen des gekapselten Kompressors nachder Erfindung sind daher die Form mit doppelten Auswölbungen des Zylinders 4-, d.h. mit zwei Ansaugkammern und zwei Druckkammern und die Ausführung des Rotors 2 mit vier Schiebern 3.

Infolgedessen sind gleichzeitig zwei Ansaugstufen und zwei Druckstufen und "bei jeder Umdre-hung des Rotors 2 acht Druckstufen vorhanden. Durch diese Ausführung ist eine Kraftausgleich der Verdichtungskräfte gewährleistet, wie er bisher in den soweit bekannten Kompressorarten niemals erreicht worden ist. Weitere Vorteile sind der herabgesetzte Platzbedarf und eine besonders hohe Leistungsfähigkeit und Wirkungsgrad.

Mit diesen Charakteristiken kann man natürlich Kompressoren verschiedenster Leistungsstärken bauen, vorzugsweise innerhalb der Werte von 1/10 PS bis 7 PS. Der Pumpenkörper .1 bis 7 umfasst also (siehe Pig. 2) einen oberen Kopf 1, der aus einem Körper aus Guss von bester Qualität besteht, wobei ein zentrales tragendes Kugellager 1 für den Stift 2a des Rotors 2 und eine Verstärkung (in Pig. 1 nicht sichtbar) für die Befestigung des Elektromotors 10 vorhanden sind. In

der Nähe der Oberfläche des Zylinders 4 sind zwei Kanäle 1 für die Zuleitung des Gases angebracht, welches in zwei

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Auffangkammern 1 gesammelt wird, von denen es durch die Wirkung der Schieber 3 abgesaugt wird. Der Rotor 2 besteht besteht aus einem tragenden Zapfen 2a und einem Kopf 2b mit

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vier Nuten 2 , in welchen vier Schieber 3 angeordnet sind, die während der Umdrehung innerhalb der Nuten 2 verschiebbar sind und dem inneren Profil des Zylinders 4 folgen.

Der Rotor 2 kann natürlich auf verschiedenste Art je nach den gewünschten Leistungen und Zylinderhubräumen bemessen werden, wodurch gleichzeitig die Umfangsgeschwindigkeit geregelt wird und ein angemessener mechanischer Widerstand gesichert ist.

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Die Nuten 2 müssen eine der Bewegung der Schieber 3 ange-

passte Führungslänge haben.

Die vier Führungsnuten 2 der Schieber 3 (siehe Fig. 3 und 3a) drehen sich um 15° vorwärts in Drehrichtung gegenüber der radialen Richtung, um die Beanspruchungen zu vermindern und die Bewegung der Schieber 3 in der Verdichtungsstufe zu erleichtern. Die Nuten 2 haben eine den Nennleistungen und den in Frage kommenden Beanspruchungen angepasste Führungslänge. ■

2 Auf der Unterseite des Rotors 2 befinden sich vier Kanäle .2 für den Durchfluss des Öls, welches die Flächen schmiert

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und um die vier Bohrungen 2 , von denen die Nuten 2 ausgehen, nach entsprechenden Abwälzen zu speisen. In diesen Bohrungen hat die Schmierflüssigkeit einen etwas niedrigeren Druck als der Förderdruck und infolgedessen verschieben sich

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die vier Schieberlamellen 3 in den Futen 2 unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft Und des SclimieröldruefceSj wobei sie während der Drehbewegung dem inneren Profil des Zylinders folgen, wodurch man das Ansaugen-und die Verdichtung des zu verdichtenden Gases erreicht» Im Hotor 2 ist eine abwärts führende Bohrung 2 und eine. Spiralnut 2 für die Schmierung des tragenden Kugellagers 1a des oberen Kopfes T vorgesehen.

Die Schieber 3 sind, wie oben angegeben, nach besonderen charakteristischen Verhältnissen proportioniert und mit_A

■ 1 einem entsprechenden Spiel- gegenüber den luten 2 zwecks richtiger Schmierung und Bewegungsfreiheit versehen. Das Ende der Schieber 3 in Berührung mit der inneren Oberfläche des Zylinders 4 ist mit einem geeigneten Halbinesser profiliert, um einen wirksamen Kontakt mit der inneren Oberfläche des Zylinders zu erhalten und die ¥iederausdehnüngsverluste der Gase am Ende jeder Yerdiehtungsstufe zu vermindern.

Das Verhältnis dieses Halbmessers zur Starke der Schieberlamellen liegt zwischen 1 und 1,35 in funktion von d,er Leistung des Kompressors? ausserdsm ist der Mittelpuiikt geganüber der Symmetri©-Ächse der Schieber versetzt und zwar naeli Torn im Sinn© der Bewsgung«

Die f$Ghi&h@T' 3 Beigen auf der Torä®a?em Ob@rf lache _a also Torn im Sinn© der "DTehrlGhtungr ein© Serie- läBgslamf@ndsr .

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3 und' einen gleichen ■■ qmsrlamfenden ICEaal 3

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die Punktion eines Sammlers hat. Von diesen Kanälen gehen

•z.

zwei oder mehr Bohrungen 3 aus, abhängig von der Leistung, welche die gegenüberliegende Seite der Schieber erreicht.

Durch diese besondere Ausführung, ist eine korrekte Schmierung auf der Oberfläche der Schieberlamellen gewährleistet, auf welche der Gasdruck hauptsächlich einwirkt.¹

Der Zylinder 4 hat ein inneres Profil, welches in geeigneter Weise geformt ist und mit dem Rotor 2 und den Schiebern 3 die Ansaugkainmern und die Verdichtungskammern des Gases bildet, In der Ausfuhrungsform nach der Erfindung, dargestellt in der Zeichnung.,. hat der Zylinder, anstatt der traditionellen runden Form, die exzentrisch in Bezug auf den Zapfen des Rotors angeordnet ist_s ein längliches Profil, das symmetrisch gegenüber den beiden orthogonalen Achsen 4 ist. Dieses Profil besteht aus Kreisbögen, deren Mittelpunkte so gelegt sind, dass die Anschlusspunkte der verschiedenen kreisförmigen Sektoren in den beiden Kreisen die gleichen sind. Diese Kreisbogen haben also die Mittelpunkte auf einer einzigen Geraden liegend und eine gemeinsame Tangente. Die Werte dieser. Radien und ihr Verhältnis sind charakterische Elemente mit Werten zwischen ^r = Tr¹T je nach dem vorhandenen Volumen und der Leistung des Kompressors. Die Höhe des Zylinders 4variiert je nach der Leistung des Kompressors. In der Wand des inneren Profils des Zylinders 4 befinden sich ein od©r mehrere Paare symmetrischer Uuten 4

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zur Ansaugung des Gases zusätzlich zu den Auffangkammern 1 und 5 , die sich auf dem oberen Kopf 1 und dem unteren Kopf "befinden, sowie ein oder mehrere Paare JTuten 1 für die Förderung des verdichteten Gases.

Von diesen Nutengehen die Drucköffnungen 4 des Druckventils aus. Die Länge der Drucknuten 4 ist zum Zwecke eines erhöhten Wirkungsgradesfier Entwicklung des Sektors des Zylinders angepasst. Iti den unter Druck "befindlichen Sitzen 4 arbeiten zwei seitlich eingelassene^Kläppenirentile 6. Jedes dieser Ventile besteht aus zwei übereinander liegenden, in einem entsprechenden; Abstand angeordneten Klingen,

Die Ventile 6 sind durchYentildeckel 6 verschlossen. Diese Ausführung sichert eine hohe anfängliche Empfindliehkeit und schnellen Verschluss, _;

Im. Zylinder 4 ist eine besondere Öffnung 4 für den Durchgang des angesaugten Gases und in geeigneter Form für die Anbringung des Käfigs 7 vorgesehen, der die Ladekugel T . des Ansaugventils 7 in Stellung halt und den Widerstand beim Durchgang der Gase vermindert, Der untere Kopf 5 'ist auf der unteren Ebene-des Zylinders 4 befestigt und gehalten. Im unteren Kopf 5 ist das Ansaugventil mit Scheibe 7 angeordnet., weleh.es während des Betriebs des Kompressors stets angehoben bleibt«, Auf dem Rand des Ventilsitzes des Änsaugventils sind.entsprechende Öffnungen 5 vorhanden, um die

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Ladeverlsute beim Durchlauf des angesaugten Gases zu vermin--

2 dem, Weiterhin bestehen noch zwei Auffangkammern 5 zur Ansaugung des Gases durch die Schieber 5· Zwei Serien Ton Förderbohrungen 5 gestatten den Durchlauf des verdichteten Gases in die drei unteren Kammern 5 , davon sind zwei parallel und eine in Serie zur Schalldämpfung und Dämpfung der Schwingungen des verdichteten Gases angeordnet» Vom unteren Kopf 5 passiert das Gas eine weitere Schalldämpfungsdrossel, läuft zum äusseren Teil des Vorkühlers 8 und von diesem in die Kugelschale 9 zurück zur Kühlung des Motors und zur Abscheidung des Schmieröls. Am Zylinder 4 sind seitlieh zwei Geräuschdämpfungsschirme 6 vorgesehen, welche das aus dem Druckventil 6 ausströmende Gas aufnehmen und zur Kammer des unteren Kopfes 5 weiterleiten. Durch die

2 Form und die Maße dieser Schirme 6 ist eine erste Dämpfung der Schwingungen des Gases gewährleistet. Aus dem oben Gesagten geht offensichtlich der Strömungsverlauf des angesaugten Gases hervor.

Das Gas geht von dem Ansaugventil 7 aus, durchströmt den Zylinder 4 innerhalb der Durchgänge5 , die eigens ausgebildet sind, um geringe Ladeverluate zu haben und um die Möglichkeit zu haben, einen besonderen Käfig 7 zum Zurück-

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halten der Kugel 7 einzusetzen, welche das Ansaugventil 7 belastet. TTachdem das Gas die Durchgänge 4 , 4 passiert

1 hat, gelangt es zu den beiden Kanälen 1 im Inneren des oberen Kopfes 1 und von dort zu den beiden Auffangsgruben

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1 , von wo aus es durch die Schieber 3 angesaugt wird.

Me Form und das Volumen sind so ausgesucht, dass eine gute Geräuschdämpfung der Schwingungen des angesaugten Gases erreicht wird. Der Schmierzyklus.ist dadurch charakteristisch, dass das im unteren Teil der Kugelschale 9 enthaltene Öl durch eine zentrale Bohrung 5 des unteren Kopfes 5 und durch den ringförmigen Sektor zwischen dem Rotor 2 und unterem Kopf 5 strömt und somit zu den Öffnungen des Rotors 2 an die Hinterseite der Hüten 2 gelangt.. Diese wer-

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den durch geeigneten Rolldruck auch von vier Kanälen 2 gespeist, die in der unteren Elene des Rotors 2 vorgesehen sind; das Öl läuft durch mehrere Kanäle 3 . hindurch, die auf der Vorderseite der Schieberlamellen 3 vorhanden sind und

2 gelangt in einen kleinen Sammelkanal 3 · Von diesem aus

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speist es durch mehrere Bohrungen 3 die hintere Hache der

Schieber. ■ ■

Bat entansprüche %

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Claims

Patentansprüche

.j Gekapselter rotierender Kompressor, bestehend aus einer abgeschlossenen zylindrischen Schale aus Stahl, innerhalb welcher ein Elektromotor eingebaut ist, der unmittelbar mit dem Pumpenkörper verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass letzterer aus einem oberen Kopf (1) und einem unteren Kopf (5) mit Abschlussboden (5 ) besteht, zwischen welchen ein Zylinder (4) mit doppelten Auswölbungen vorhanden ist, worin ein drehbarer Rotor (2) mit vier Schiebern (5) vorgesehen ist, die während jeder Drehbewegung zwei Ansaugkammern und zwei Druckkammern durchlaufen und somit geeignet sind, acht Ansaugstufen und eine gleiche Anzahl Förderstufen zu erreichen? so dass ein Ausgleich der Verdichtungskräfte und somit eine sehr hohe Leistung und ein guter Wirkungsgrad gewährleistet sind.
2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Kopf (1) ein· zentrales tragendes Kugellager (1a) für den Zapfen (2a)des Hotors (2) sowie eine

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Ausnehmung für die .Befestigung des Elektromotors (.10) aufweist, wobei in der Nähe seiner Oberfläche in Yer-

1 bindung mit der des zylinder s (4) zwei Kanäle (1 ) für den Einlauf des Gases sowie zwei Auffangssehächte (T ) vorgesehen sind, aus denen das Gas durch die Wirkung der Schieber (5) angesaugt wird. ■
3. Kompressor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) aus einem tragenden Zapfen (2a) und einem Kopf; (2Ts) mit vier Hüten (2 ) besteht, in welchen vier Schieber (3) angeordnet sind, die sich während der Umdrehung des Botors (2) innerhalb der Uuten (-2 ) verschieben und dem inneren Profil des Zylinders (A-) folgen, wobei sich diese Hüten um 15 in Drehriehtuiig gegenüber der radialen Richtung vorwärts bewegen, sodass die Beanspruchungen vermindert werden und die Bewegung der Schieber erleichtert wird.
4. Kompressor nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber (3) eine Kante in Berührung mit dem profilierten Zylinder aufweisen und zwar mit Halbmesser von 1 bis1,35^ mal die Stärke der Klinge und nach vorn verlegtem Zentrum im Sinne der Bewegung gegenüber der Symmetrieachse, sodass die Ausdehungsverluste der Gase am Ende jeder Yerdichtungsstufe vermindert werden, wobei die Schieber in der vorderen Oberfläche in Drehriehtung eine Serie von längslaufenden Kanälen

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(3 ) aufweisen,, die mit einem gleichen Querkanal (5 ) in Verbindung stehen, von welchem zwei oder mehrere Bchr-.ungen (3*) ausgehen, die die hintere Oberfläche des Schiebers erreichen, sodass die Schmierung der Oberflächen der Schieber* auf welche der Druck des Gases hauptsächlich einwirkt, bestens gesichert ist. . -
5. Kompressor nach den Ansprüchen 1 bis A, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (4) mit doppelter Auswölbung ein längliches Profil aufweist, welches gegenüber den beiden orthogonalen Achsen (4 ) symmetrisch angeordnet

'und aus Kreisbogen gebildet ist, deren Mittelpunkte auf einer einzigen Gerade liegen und die die eine Tangente gemeinsam haben, sodass die Anschluespunkte der verschiedenen kreJSTörmigen Sektoren der beiden Kreise gemeinsam sind, wobei das Verhältnis zwischen den beiden Radien je nach der Leistung des Kompressors zwischen 1,6 und 2,5 liegt, wobei das innere Profil ein oder mehrere Paare symmetrischer Nuten (4 ) zu einer zusätzlichen Ansaugung des gasförmigen Mediums sowie ein oder mehrere Paare Nuten (4 ) für die Förderung des verdichteten Gases aufweist, die durch die Pörderbohrungen (4 ) mit den Sitzen (4 ) der Druckventile (6)₍ in Verbindung stehen.
6. Kompressor nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch,gekennzeichnet, dass jedes Druckventil (6) aus zwei überein-

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ander liegenden seitlich eingesetzten Klappen besteht und durch einen Ventildeckel (6 ) verschlossen ist, sodass die anfängliche Empfindlichkeit gross und der Verschluss schnell ist, wobei auf dem Zylinder (4) seit

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lieh zwei Sc-hirme (6 ) als Schalldämpfer angebracht sind, die das aus diesen Ventilen (6) ausströmende Gas enthalten,'
7* Kompressor nach den Ansprüchen 1 bis 6^ dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Kopf (5) ein Ansaugscheibenventil (7) mit einem Spezialkäfig (7) vorgesehen ist, der

die Kugel (7 ) zurückhält, welche das Ventil belastet, sodass dieselbe während des laufes des Kompressors stets angehoben bleibet, wobei zwei Auf fangkammern (5) ebenfalls für das Ansaugen des Gases seitens der Schieber und zwei Serien von Bohrungen (5 ) zur Förderung bestehen, durch welche das verdichtete Gas die drei unteren Kammern (5 ■) zur Schalldämpfung erreicht, von denenzwei parallel und eine in Serie angeordnet ist, und von diesen aus zum Vorkühler (8) und danach in die Kugelschale (9) strömt, um den Motor (10) zu kühlen und das Schmieröl abzuscheiden.
8, Kompressor nach denAnsprüchen 1 bis- 7, dadurch gekennzeichnet, dass in seinen verschiedenen Teilen öffnungen so angebracht sind, dass das angesaugte Gas mit geringen Ladeverlusten aus dem AnBaugventil (7) durch die Öffnungen (5 ), die auf dem Rand dieses Ventils vorgesehen sind,

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2 durch die beiden Äuffangschächte (5 ) und dann durch den Zylinder (4) in zwei symmetrischen Nuten (4 ) strömt und

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die Kanäle (1 ) im oberen Kopf (1) erreichen kann, von

ο wo aus es durch die beiden Auffangsgruben (1 ) mittels der Schieber (3) angesaugt wird, die so ausgebildet sind, um das Gas gleichzeitig aus.dem unteren Kopfe (5 ) und dem Zylinder (in 4 ) anzusaugen.
9. Kompressor nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass seine verschiedenen Teile Öffnungen aufweisen, die so angeordnet sind, dass das Öl aus dem unteren Teil der Schale (9) durch eine zentrale Öffnung.. (5 ) des unteren Kopfes sowohl in die Bohrungen (2^) des Rotors (2) und von dort in die Nuten (2 ) sowie in

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die vier Kanäle (2 ), die ebenfalls in der unteren Ebene des Rotors (2) vorgesehen sind, und endlich in die Kanäle (3 ι 3 r 3 ) der Schieber (3) gelangen kann.

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