DE19614329A1

DE19614329A1 - Hydraulic machine with rotary slide valve

Info

Publication number: DE19614329A1
Application number: DE19614329A
Authority: DE
Inventors: Wataru Omoto
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1995-04-25
Filing date: 1996-04-11
Publication date: 1996-10-31
Also published as: KR960038127A; KR100186875B1; JPH08296575A; CN1140805A

Abstract

In a cylinder chamber (23) in a housing (22) is located a rotor (27) with radially slidable vanes (29). The rotation of the rotor and sliding vanes feeds a gas into a compression chamber (30) through an inlet aperture (33), and discharges the compressed gas via an outlet aperture (34). The rotor divides the cylinder chamber into the gas compression chamber and a pump chamber (31), which supplies a sealing liq. from an inlet port (35) to an outlet one (36), after compression and to rotary and sliding components of the machine.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf hydraulische Maschinen, wie Gaskompressoren und Vakuumpumpen, und ins besondere auf hydraulische Drehschiebermaschinen, die Rotoren mit sich bewegenden Flügeln aufweisen.The present invention relates to hydraulic Machines such as gas compressors and vacuum pumps, and ins especially on hydraulic rotary vane machines, the rotors with moving wings.

Der Gaskompressor ist eine Art einer hydraulischen Dreh schiebermaschine. Ein Gaskompressor umfaßt einen drehbaren Rotor mit radial verschiebbaren Flügeln. Der Rotor ist in der in dem Gehäuse ausgebildeten Zylinderkammer vorgesehen. Während der sich drehende Rotor Gas durch eine Einlaßöffnung in die Zylinderkammer einführt, führen die Flügel das hierdurch komprimierte Gas durch eine Auslaßöffnung ab.The gas compressor is a type of hydraulic rotation pusher. A gas compressor includes a rotatable one Rotor with radially movable blades. The rotor is in the provided in the housing formed cylinder chamber. During the rotating rotor gas through an inlet opening inserts into the cylinder chamber, the wings guide it thereby compressing gas through an outlet opening.

Bei derartigen Drehschieberkompressoren neigt das durch die sich drehenden Flügel komprimierte Hochdruckgas dazu, zu der Einlaßseite mit niedrigerem Druck zu lecken. Diese Leckage führt wiederum zu einer Verringerung der volumetrischen Effienz. Die Temperaturzunahme aufgrund der Kompression erfordert eine Kühlung. Um die Abdichtung, Schmierung und Kühlung zu erreichen, wird daher im allgemeinen eine Dicht flüssigkeit auf die sich drehenden Teile derartiger Kom pressoren aufgebracht.In such rotary vane compressors, this tends to rotating wing compressed high pressure gas to which Leak the inlet side with lower pressure. This leak in turn leads to a reduction in volumetric Efficiency. The temperature increase due to compression requires cooling. To seal, lubricate and Achieving cooling is therefore generally a leak liquid on the rotating parts of such com pressors applied.

Die Zufuhr der Dichtflüssigkeit wurde herkömmlicherweise durch Nutzung des Auslaßdruckes des komprimierten Gases erreicht. Dieses Verfahren erhöht jedoch häufig zeitweise den Gasdruck bei der Kompression auf ein Niveau, daß dem Druck der Dichtflüssigkeit entspricht oder höher ist. Der erhöhte Gasdruck drückt die Dichtflüssigkeit zurück, wodurch der Dichteffekt zeitweise beeinträchtigt wird.The supply of the sealing liquid has traditionally been accomplished by Utilization of the outlet pressure of the compressed gas reached. However, this method often temporarily increases the gas pressure when compressed to a level that the pressure of the Sealant is equal to or higher. The heightened Gas pressure pushes the sealing liquid back, causing the Density effect is temporarily impaired.

Einige Kompressoren lösen dieses Problem mittels einer Zahnradpumpe, die die Dichtflüssigkeit zwangsweise zuführt.Some compressors solve this problem with a Gear pump that forcibly supplies the sealing liquid.

Die Fig. 5 und 6 zeigen einen derartigen mit einer Zahnradpumpe ausgestatteten Drehschieberkompressor. Ein Drehschieberkompressor I umfaßt einen Rotor 5 mit radial verschiebbaren Flügeln 4, der in einer in einem Gehäuse 2 ausgebildeten Zylinderkammer 3 derart angeordnet ist, daß er darin exzentrisch drehbar ist. Wenn sich der Rotor 5 dreht, komprimieren die Flügel 4 Luft oder ein anderes Gas, das durch eine Einlaßöffnung 6 eingesaugt wird. Das komprimierte Gas wird durch eine Auslaßöffnung 8 über eine Ventilöffnung 7 abgelassen und in einem Tank 9 aufbewahrt. Das Gas wird somit, wie durch den durchgezogenen Pfeil angedeutet, zu einem gewünschten Platz gesandt. Ein Kontrollventil 7a, das lediglich den Ausfluß des komprimierten Gases erlaubt und seinen Rückfluß verhindert, ist in die Ventilöffnung 7 eingesetzt. FIGS. 5 and 6 show such an equipped with a gear pump rotary vane compressor. A rotary vane compressor I comprises a rotor 5 with radially displaceable vanes 4 , which is arranged in a cylinder chamber 3 formed in a housing 2 such that it can be rotated eccentrically therein. When the rotor 5 rotates, the vanes 4 compress air or another gas that is drawn in through an inlet opening 6 . The compressed gas is discharged through an outlet opening 8 via a valve opening 7 and stored in a tank 9 . The gas is thus sent to a desired location, as indicated by the solid arrow. A check valve 7a, which permits only the outflow of the compressed gas and prevents its reflux is inserted into the valve opening. 7

Eine Zahnradpumpe 11 ist in einem an dem Gehäuse 2 an gebrachten Getriebekasten 10 vorgesehen. Die Einlaßöffnung 12 der Zahnradpumpe 11 ist über eine Leitung 13 mit dem Boden des Tanks 9 verbunden, während die Auslaßöffnung 15 über eine Leitung 16 mit einer Öffnung 17 des Gehäuses 2 derart verbunden ist, daß die Dichtflüssigkeit von der Öffnung 17 zu den sich drehenden und gleitenden Teilen des Kompressors 1 zugeführt wird. Die zu den sich drehenden und gleitenden Teilen des Kompressors 1 zugeführte Dichtflüssigkeit wird zusammen mit dem durch die Flügel 4 komprimierten Gas in den Tank 9 abgelassen und aufgrund der Unterschiede in der spezifischen Dichte an dessen Boden aufbewahrt.A gear pump 11 is provided in a gear box 10 attached to the housing 2 . The inlet opening 12 of the gear pump 11 is connected via a line 13 to the bottom of the tank 9 , while the outlet opening 15 is connected via a line 16 to an opening 17 of the housing 2 such that the sealing liquid from the opening 17 to the rotating and sliding parts of the compressor 1 is supplied. The sealing liquid supplied to the rotating and sliding parts of the compressor 1 is discharged into the tank 9 together with the gas compressed by the vanes 4 and is stored on the bottom thereof due to the differences in the specific density.

Das Bezugszeichen 18 in Fig. 6 bezeichnet einen elektrischen Motor, welcher den Rotor 5 und die Zahnradpumpe 11 dreht.Reference numeral 18 in FIG. 6 denotes an electric motor that rotates the rotor 5 and the gear pump 11 .

Bei diesem Kompressor 1 fördert die Zahnradpumpe 11 die komprimierte Dichtflüssigkeit zwangsweise zu den sich drehenden und gleitenden Teilen des Kompressors 1 mit einer größeren Sicherheit als die Kompressor, die den Auslaßdruck des komprimierten Gases nutzen, wodurch das Risiko einer minderwertigen Abdichtung und Kühlung verringert wird. Die eingebaute Zahnradpumpe 11 erhöht jedoch die Größe des gesamten Kompressors 1. Außerdem erzeugen die ineinander greifenden Zahnräder nicht zu vernachlässigende Geräusche und Vibrationen.In this compressor 1 , the gear pump 11 positively conveys the compressed seal liquid to the rotating and sliding parts of the compressor 1 with a greater certainty than the compressors that use the discharge pressure of the compressed gas, thereby reducing the risk of inferior sealing and cooling. However, the built-in gear pump 11 increases the size of the entire compressor 1 . In addition, the intermeshing gearwheels generate noise and vibrations that are not negligible.

Dasselbe trifft auf Drehschiebervakuumpumpen zu, die Gase durch Rotation des Flügel aufweisenden Rotors zuführen, komprimieren und abführen.The same applies to rotary vane vacuum pumps, the gases by rotating the vane rotor, compress and discharge.

Die wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung kleiner, geräusch- und vibrationsloser hydraulischer Drehschiebermaschinen, die die Dichtflüssigkeit zuverlässig zu den sich drehenden und gleitenden Teile zuführen, ohne eine Zahnradpumpe aufzuweisen und ohne einen durch Leckage hervorgerufenen Abfall der volumetrischen Effizienz zu bewirken.The essential object of the present invention is that Creation of small, noiseless and vibration-free hydraulic Rotary vane machines that make the sealing fluid reliable feed to the rotating and sliding parts without one To have gear pump and without leakage caused drop in volumetric efficiency effect.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung vereinfachter hydraulischer Maschinen der oben genannten Art, bei welchen die Pumpfunktion zur Zufuhr der Dichtflüssigkeit auf den gaskomprimierenden Rotor und die Zylinderkammer übertragen wird. Another object of the present invention is Creation of simplified hydraulic machines of the above mentioned type, in which the pump function to supply the Sealant on the gas compressing rotor and the Cylinder chamber is transferred.

Zur Lösung der oben genannten Aufgaben weist eine hydraulische Drehschiebermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung einen Rotor mit radial verschiebbaren Flügeln auf, der drehbar in eine in einem Gehäuse vorgesehene Zylinderkammer eingesetzt ist. Durch Drehung des Rotors und der Flügel wird Gas durch eine Einlaßöffnung in eine Kompressionskammer eingelassen, darin komprimiert und dann durch eine Auslaßöffnung abgeführt. Die Zylinderkammer ist in die Kompressionskammer, in welche das Gas zugeführt und durch die Wirkung des Rotors komprimiert wird, und eine Pumpkammer unterteilt, in welcher die Dicht flüssigkeit durch eine Flüssigkeitszufuhröffnung eingeführt, komprimiert und dann durch die Auslaßöffnung zu den sich drehenden und gleitenden Teilen abgeführt wird.To solve the above tasks, a hydraulic has Rotary vane machine according to the present invention Rotor with radially displaceable blades that can be rotated in a cylinder chamber provided in a housing is. By turning the rotor and the blades, gas is passed through an inlet opening let into a compression chamber, compressed therein and then discharged through an outlet opening. The cylinder chamber is in the compression chamber, in which the gas is fed and compressed by the action of the rotor is divided, and a pump chamber in which the sealing liquid introduced through a liquid supply opening, compressed and then through the outlet to the itself rotating and sliding parts is removed.

Vorzugsweise hat die Zylinderkammer eine im wesentlichen längliche sphärische Form, und die Kompressions- und Pumpkam mern sind in den Räumen zwischen beiden Enden der längeren Achse des elliptischen Querschnitts und dem Rotor ausgebildet. Vorzugsweise sollte der Rotor in der Zylinderkammer von der Mitte zu der Pumpkammer hin verschoben werden, wodurch die volumetrische Kapazität der Pumpkammer geringer gemacht wird, als diejenige der Kompressionskammer.Preferably the cylinder chamber has one substantially elongated spherical shape, and the compression and pumping chamber mers are in the spaces between both ends of the longer ones Axis of the elliptical cross section and the rotor formed. Preferably, the rotor should be in the cylinder chamber from the Center to the pump chamber, causing the volumetric capacity of the pumping chamber is made smaller, than that of the compression chamber.

Das Gehäuse einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist Mittel zum Trennen der Dichtflüssigkeit von dem komprimierten Gas auf, die einen Filter und/oder einen Kühler aufweisen.The housing of a preferred embodiment of the invention has means for separating the sealing liquid from the compressed gas on which is a filter and / or a cooler exhibit.

Somit weist die hydraulische Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung die Pumpkammer in der Zylinderkammer auf. Durch Drehen der Flügel führt sie die Dichtflüssigkeit in die Pumpkammer ein und fördert die komprimierte Dichtflüssigkeit zu dem gewünschten Platz. Der Rotor, die Flügel und die Zylinderkammer, deren primäre Funktion die Kompression des zugeführten Gases ist, wirken gleichzeitig als eine Pumpe für die Zufuhr der Dichtflüssigkeit, wobei die Dichtflüssigkeit zuverlässig zu dem gewünschten Platz gefördert wird, ohne eine eingebaute Zahnradpumpe zu erfordern. Dies verhindert sowohl eine Gasleckage als auch die Absenkung der volumetrischen Effienz.Thus, the hydraulic machine according to the present Invention the pump chamber in the cylinder chamber. By Turning the wing guides the sealant into the Pump chamber and promotes the compressed sealing liquid to the desired place. The rotor, the wings and the Cylinder chamber, the primary function of which is the compression of the supplied gas act as a pump for the supply of the sealing liquid, the sealing liquid is reliably conveyed to the desired place without one to require built-in gear pump. This prevents both a gas leak as well as lowering the volumetric Efficiency.

Die Vermeidung der Zahnradpumpe erlaubt eine Reduzierung der Gesamtgröße des Kompressors und eine Gestaltung von Kom pressoren, die keine durch ineinandergreifende Zahnräder hervorgerufene Geräusche und Vibrationen erzeugen.Avoiding the gear pump allows a reduction in Overall size of the compressor and a design of com pressors that have no meshing gears generate noise and vibrations.

Da der Rotor, die Flügel und die Zylinderkammer nicht nur als ein Gaskompressor, sondern auch als eine Pumpe für die Zufuhr der Dichtflüssigkeit wirken, können hydraulische Maschinen gemäß der vorliegenden Erfindung einfacher und rationeller gestaltet werden als herkömmliche Maschinen.Because the rotor, the blades and the cylinder chamber are not just as a gas compressor, but also as a pump for the supply hydraulic machines can act on the sealant according to the present invention simpler and more rational be designed as conventional machines.

Da außerdem die Flügel die Dichtflüssigkeit zwangsweise unter Druck aussenden, ist eine Beeinflussung des Flusses der Dichtflüssigkeit durch die Position der hydraulischen Maschine weniger wahrscheinlich. Daher kann die hydraulische Maschine freier angeordnet werden als bisher, selbst wenn der Leitungs raum begrenzt ist.In addition, since the wings are forced under the sealing liquid Sending pressure is influencing the flow of the Sealant fluid by the position of the hydraulic machine less possible. Therefore, the hydraulic machine be arranged more freely than before, even if the line space is limited.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further training, advantages and possible applications of Invention also result from the following description an embodiment and the drawing. In doing so all described and / or illustrated features for itself or in any combination the subject of Invention, regardless of its summary in the Claims or their relationship.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Gaskompressors gemäß der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A in Fig. 2; Fig. 1 a cross section of a gas compressor according to the present invention taken along line AA in Fig. 2;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 1; FIG. 2 shows a cross section along the line BB in FIG. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt einer Vakuumpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung entlang der Linie C-C in Fig. 4; Fig. 3 is a cross section of a vacuum pump according to the present invention taken along line CC in Fig. 4;

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie D-D in Fig. 3; FIG. 4 shows a cross section along the line DD in FIG. 3;

Fig. 5 einen vertikalen Querschnitt, der die wesentlichen Teile eines herkömmlichen Kompressors darstellt; und Fig. 5 is a vertical cross section showing the essential parts of a conventional compressor; and

Fig. 6 einen horizontalen Querschnitt des Kompressors gemäß Fig. 5. Fig. 6 is a horizontal cross-section of the compressor of FIG. 5.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Kompressor, der zur Kom primierung von Luft oder anderen Gasen verwendet wird und der als ein Beispiel einer hydraulischen Drehschiebermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung dient. Ein Kompressor 21 umfaßt ein Gehäuse 22 und eine Antriebsmaschine 25 (in den Zeichnungen ist ein elektrischer Motor dargestellt), die über geeignete Mittel hermetisch abgedichtet miteinander verbunden sind. Figs. 1 and 2 show a compressor which is used for com pression of air or other gases and, as an example of a hydraulic rotary vane machine according to the present invention is used. A compressor 21 includes a housing 22 and a prime mover 25 (an electric motor is shown in the drawings) which are hermetically sealed together by suitable means.

Das Gehäuse 22 besteht aus einem ersten Segment 22a und einem zweiten Segment 22b, die hermetisch abgedichtet zusammenge setzt sind, wobei einer Zylinderkammer 23 dazwischen ausge bildet ist. Die Zylinderkammer 23 hat einen pseudoelliptischen Querschnitt. Im einzelnen sind beide Hälften entlang der längeren Achse im wesentlichen halbkugelförmig. Die beiden Halbkugeln werden durch einen Kreis mit einem größeren Krümmungsradius verbunden.The housing 22 consists of a first segment 22 a and a second segment 22 b, the sets are hermetically sealed together, with a cylinder chamber 23 is formed between them. The cylinder chamber 23 has a pseudo-elliptical cross section. Specifically, both halves are substantially hemispherical along the longer axis. The two hemispheres are connected by a circle with a larger radius of curvature.

Die Zylinderkammer 23 weist einen Rotor 27 mit kreisförmigen Querschnitt auf. Der Rotor 27 ist mit der Welle 28 der Antriebsmaschine 25 mittels einer Paßfeder 27a gekoppelt. Die Antriebsmaschine 25 dreht den Rotor 27. Sich radial er streckende Flügel aufnehmende Nuten (zwei bei der dargestell ten Ausführungsform) sind in gleichmäßigen Abständen über den Umfang des Rotors 27 verteilt vorgesehen. Ein radial beweg barer Flügel 29 ist in jede Nut eingesetzt. In der Zylinder kammer 23 ist der Rotor 27 in einer Position angeordnet, die etwas von dem Zentrum entlang der Längsachse verschoben ist, wodurch die Zylinderkammer 23 in eine größere Kompressions kammer 30, in welcher das Gas komprimiert wird, und eine kleinere Pumpkammer 31 zur Förderung der Dichtflüssigkeit unter Druck unterteilt wird.The cylinder chamber 23 has a rotor 27 with a circular cross section. The rotor 27 is coupled to the shaft 28 of the drive machine 25 by means of a feather key 27 a. The engine 25 rotates the rotor 27 . Radially extending wing receiving grooves (two in the embodiment shown) are provided at regular intervals distributed over the circumference of the rotor 27 . A radially movable bar 29 is inserted into each groove. In the cylinder chamber 23 , the rotor 27 is arranged in a position which is displaced somewhat from the center along the longitudinal axis, whereby the cylinder chamber 23 in a larger compression chamber 30 in which the gas is compressed, and a smaller pumping chamber 31 for promotion the sealing liquid is divided under pressure.

Die axiale Länge l des Rotors 27 und die Tiefe L der Zylinder kammer 23 sind so ausgewählt, daß der Rotor mit optimaler Größengenauigkeit in die Zylinderkammer eingesetzt ist. Die minimale zulässige Länge l überschreitet in keinem Fall die maximal zulässige Tiefe L (wodurch ein Preßsitz erreicht wird). Im einzelnen ist die maximal zulässige Länge l etwas kleiner als die maximal zulässige Tiefe L (für einen losen Sitz), oder sie sind in einem anderen Größenverhältnis (für einen Übergangssitz) eingesetzt als die beiden zuerst genannten (für einen Preßsitz und Übergangssitz). Vorzugsweise sollten die maximal zulässige Länge l und die maximal zulässige Tiefe L in einem Größenverhältnis für einen Übergangssitz gewählt werden. Dann ist der Rotor 27 mit sehr geringen verbleibenden Freiräumen zwischen beiden axialen Enden des Rotors 27 und dem Boden des Zylinders 23 und der inneren Wand des zweiten Segments 22b drehbar in der Zylinder kammer 23 angeordnet. The axial length l of the rotor 27 and the depth L of the cylinder chamber 23 are selected so that the rotor is inserted into the cylinder chamber with optimum size accuracy. The minimum permissible length l never exceeds the maximum permissible depth L (whereby an interference fit is achieved). Specifically, the maximum allowable length l is slightly less than the maximum allowable depth L (for a loose seat), or they are used in a different size ratio (for a transition seat) than the first two (for a press fit and transition seat). The maximum permissible length l and the maximum permissible depth L should preferably be selected in a size ratio for a transition seat. Then the rotor 27 is arranged with very little remaining free space between the two axial ends of the rotor 27 and the bottom of the cylinder 23 and the inner wall of the second segment 22 b in the cylinder chamber 23 .

Die Flügel 29 werden durch den Druck der in die die Flügel aufnehmenden Nuten einfließenden Dichtflüssigkeit oder durch eine Spiralfeder oder andere (nicht dargestellte) Druckmittel, die in jede Nut eingesetzt sind, gegen die Wand der Zylinder kammer 23 gepreßt.The wings 29 are pressed against the wall of the cylinder chamber 23 by the pressure of the sealing fluid flowing into the wing receiving grooves or by a coil spring or other pressure means (not shown) inserted into each groove.

Die Anzahl der Flügel ist nicht auf zwei begrenzt. Drei oder mehr Flügel können in gleichmäßigen Winkelabständen vorgesehen sein.The number of wings is not limited to two. Three or more wings can be provided at even angular intervals his.

Das erste Segment 22a des Gehäuses 22 weist eine Einlaßöff nung 33 zur Aufnahme von Luft oder anderen Gasen an der Eingangsseite der Kompressionskammer 30 und eine Auslaßöffnung 34 zum Abführen des durch die Flügel 29 komprimierten Gases auf der Ausgangsseite der Kompressionskammer auf. Die Auslaßöffnung 34 steht über eine Ventilkammer 34a mit einer Auslaßöffnung 38 an dem zweiten Segment 22b in Verbindung, in welcher ein durch eine Feder 37a vorgespanntes Kontrollventil 38 vorgesehen ist, um den Rückfluß des komprimierten Gases zu verhindern.The first segment 22 a of the housing 22 has an inlet opening 33 for receiving air or other gases on the inlet side of the compression chamber 30 and an outlet opening 34 for discharging the gas compressed by the vanes 29 on the outlet side of the compression chamber. The outlet opening 34 is connected via a valve chamber 34 a to an outlet opening 38 on the second segment 22 b, in which a control valve 38 biased by a spring 37 a is provided to prevent the backflow of the compressed gas.

Das erste Segment 22a des Gehäuses 22 weist auf der Ein laßseite der Pumpkammer 31 eine Flüssigkeitseinlaßöffnung 35 zur Aufnahme einer Dichtflüssigkeit, wie Wasser oder Öl, und auf der Auslaßseite der Pumpkammer eine Auslaßöffnung 36 zum Abführen der durch die Flügel 29 komprimierten Dichtflüssig keit auf. Die Auslaßöffnung 36 steht mit einer Auslaßöffnung 42 an dem zweiten Segment 22b über eine Ventilkammer 36a in Verbindung, in welcher ein durch eine Feder 37a vorgespanntes Kontrollventil 37 vorgesehen ist, um den Rückfluß der komprimierten Dichtflüssigkeit zu verhindern.The first segment 22 a of the housing 22 has on the inlet side of the pumping chamber 31, a liquid inlet opening 35 for receiving a sealing liquid, such as water or oil, and on the outlet side of the pumping chamber, an outlet opening 36 for discharging the sealing liquid compressed by the vanes 29 . The outlet port 36 communicates with an outlet port 42 to the second segment 22 b via a valve chamber 36 in a compound in which a is provided by a spring 37 a biased check valve 37 for preventing backflow of the compressed sealing liquid.

Der Rotor 27 unterteilt hermetisch die Auslaßöffnung 34 und die Flüssigkeitseinlaßöffnung 35 und die Auslaßöffnung 36 und Einlaßöffnung 33 oder die Kompressionskammer 30 und die Pumpkammer 31.The rotor 27 hermetically divides the outlet opening 34 and the liquid inlet opening 35 and the outlet opening 36 and inlet opening 33 or the compression chamber 30 and the pump chamber 31 .

Während die Gaseinlaßöffnung 33 mit der Außenluft in Verbin dung steht, ist die Auslaßöffnung 38 für komprimiertes Gas mittels einer Leitung 39 mit einem Tank 40 verbunden. Die Dichtflüssigkeitseinlaßöffnung 35 führt über eine Leitung 41 zu dem Boden des Tanks 40, während die Dichtflüssigkeitsaus laßöffnung 42 über eine Leitung 43 zu Zufuhröffnungen 44 und 45 führt, die in dem ersten Segment 22a und dem zweiten Segment 22b vorgesehen sind. Die Zufuhröffnung 44 fördert die Dichtflüssigkeit durch eine in dem Gehäuse 22 vorgesehene Leitung 46, zu den Gleitflächen der Welle 28 und des ersten Segments 22a, während die Zufuhröffnung 45 die Dichtflüssig keit zu den Oberflächen des zweiten Segments 22b fördert, die der Zylinderkammer 23 gegenüberliegen.While the gas inlet opening 33 is connected to the outside air, the outlet opening 38 for compressed gas is connected by means of a line 39 to a tank 40 . The sealing liquid inlet opening 35 leads via a line 41 to the bottom of the tank 40 , while the sealing liquid outlet opening 42 leads via a line 43 to supply openings 44 and 45 , which are provided in the first segment 22 a and the second segment 22 b. The feed opening 44 promotes the sealing liquid through a conduit 46 provided in the housing 22 , to the sliding surfaces of the shaft 28 and the first segment 22 a, while the feed opening 45 promotes the sealing liquid speed to the surfaces of the second segment 22 b, which the cylinder chamber 23rd opposite.

An Stelle der Öffnungen 42, 44 und 45 in dem Gehäuse 22, die mittels der Leitung 43 außerhalb des Kompressors 21 verbunden sind, können nicht dargestellte Leitungen direkt in dem Gehäuse ausgebildet sein, um die komprimierte Dichtflüssigkeit zu den Stellen zu fördern, an denen das Dichten, Schmieren und Kühlen notwendig ist. Diese Alternative vermeidet die Notwendigkeit für externe Leitungen und erlaubt eine weitere Reduzierung der Größe des Kompressors 21.Instead of the openings 42 , 44 and 45 in the housing 22 , which are connected by means of the line 43 outside the compressor 21 , lines, not shown, can be formed directly in the housing in order to convey the compressed sealing liquid to the locations at which the Sealing, lubrication and cooling is necessary. This alternative avoids the need for external lines and allows the size of the compressor 21 to be further reduced.

Wenn irgendein anderes Gas als Luft verwendet wird, ist die Einlaßöffnung 33 mit der Quelle des Gases verbunden.If any gas other than air is used, the inlet port 33 is connected to the source of the gas.

Das Bezugszeichen 48 in Fig. 1 bezeichnet einen Federsitz für die Feder 37a, die das Kontrollventil 37 vorspannt, und das Bezugszeichen 49 in Fig. 2 bezeichnet einen Dichtring, der eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse 22 und der Antriebs maschine 25 schafft. The reference numeral 48 in Fig. 1 denotes a spring seat for the spring 37 a, which biases the control valve 37 , and the reference numeral 49 in Fig. 2 denotes a sealing ring, which creates a seal between the housing 22 and the drive machine 25 .

Wenn die Antriebsmaschine 25 den Rotor 27 in der in Fig. 1 durch einen Pfeil gekennzeichneten Richtung dreht, stehen die Flügel 29 aufgrund der Wirkung der Zentrifugalkraft von den sie aufnehmenden Nuten vor und drehen sich mit dem Rotor 27, wobei ihre Spitze gegen die Innenwand der Zylinderkammer 23 gepreßt wird. Das durch die Einlaßöffnung 33 in die Kom pressionskammer 30 eingeführte Gas wird durch die sich drehenden Flügel 29 komprimiert. Das durch die Flügel 29 in der Kompressionskammer 30 komprimierte Gas fließt durch die Auslaßöffnung 34 nach außen, bewirkt eine Öffnung des durch die Feder 37a vorgespannten Kontrollventiles 37, erreicht die Auslaßöffnung 38 und fließt weiter durch die Leitung 39 zu dem Tank 40. Das in dem Tank 40 aufgenommene komprimierte Gas wird zu einer gewünschten, nicht dargestellten, hydraulischen Maschine zugeführt.When the prime mover 25 rotates the rotor 27 in the direction indicated by an arrow in Fig. 1, the vanes 29 protrude from the grooves receiving them due to the action of centrifugal force and rotate with the rotor 27 , their tip against the inner wall of the Cylinder chamber 23 is pressed. The gas introduced through the inlet opening 33 into the compression chamber 30 is compressed by the rotating vanes 29 . The compressed by the blades 29 in the compression chamber 30 gas flows through the outlet port 34 to the outside, causes an opening of the by the spring 37 a biased check valve 37, reaches the outlet port 38, and further flows through the conduit 39 to the tank 40th The compressed gas received in the tank 40 is supplied to a desired hydraulic machine, not shown.

Eine geringe Menge an Dichtflüssigkeit, die dem Tank 40 vor dem Start des Kompressors 21 zugeführt wurde, fließt von der Flüssigkeitszufuhröffnung 35 durch die Leitung 41 zu der Pumpkammer 31 und wird darin durch die Flügel 29 komprimiert. Die komprimierte Dichtflüssigkeit bewirkt ein Öffnen des durch die Feder 37a vorgespannten Kontrollventils 37, verläßt die Pumpkammer durch die Auslaßöffnung 42, erreicht die Zufuhröff nung 44 und 45 durch die Leitung 43, dichtet und schmiert die Welle 28 und die Flügel 29 und kühlt die Kompressionskammer 30.A small amount of sealing liquid, which was supplied to the tank 40 before the compressor 21 started , flows from the liquid supply opening 35 through the line 41 to the pumping chamber 31 and is compressed therein by the vanes 29 . The compressed sealing liquid causes opening of by the spring 37 a biased check valve 37, the pump chamber leaves through the outlet port 42 reaches the Zufuhröff voltage 44 and 45 through the conduit 43, seals and lubricates the shaft 28 and the blades 29 and cools the compression chamber 30th

Nachdem das oben erwähnte Dichten, Schmieren und Kühlen vollständig durchgeführt ist, mischt sich der Großteil der Dichtflüssigkeit mit dem komprimierten Gas und fließt zusammen in den Tank 40, in dem sich die Dichtflüssigkeit aufgrund der Unterschiede in dem spezifischen Gewicht an dessen Boden absetzt. Die aufbewahrte Dichtflüssigkeit kehrt durch die Flüssigkeitseinlaßöffnung 25 in die Pumpkammer 31 zurück. Wenn sich der Rotor 27 und die Flügel 29 drehen, zirkuliert ein Teil der Dichtflüssigkeit in der Zylinderkammer 23 und fließt zurück zu der Eingangsseite der Pumpkammer 31, in welcher die Kompression stattfindet.After the above-mentioned sealing, lubrication and cooling are completely carried out, the majority of the sealing liquid mixes with the compressed gas and flows together into the tank 40 , in which the sealing liquid settles on the bottom thereof due to the differences in the specific weight. The stored sealing liquid returns through the liquid inlet opening 25 into the pump chamber 31 . When the rotor 27 and the vanes 29 rotate, part of the sealing liquid circulates in the cylinder chamber 23 and flows back to the input side of the pump chamber 31 , in which the compression takes place.

Ein bekannter Öltrennfilter und/oder ein Kühler zum Kühlen des abgelassenen Gases kann in den Tank integriert sein, um die Trennung der Dichtflüssigkeit von dem Gas zu erleichtern.A known oil separation filter and / or a cooler for cooling the vented gas can be integrated into the tank to the To facilitate separation of the sealing liquid from the gas.

Der Öltrennfilter, Kühler oder andere, nicht dargestellte Öl- Flüssigkeits-Trennmittel können in dem Gehäuse 22 vorgesehen sein, um hierdurch das komprimierte Gas dem Tank 40 zu zuführen. Diese Alternative vermeidet die Leitung 41 zwischen den Tank 40 und der Flüssigkeitseinlaßöffnung 35.The oil separation filter, cooler, or other oil-liquid separation means, not shown, may be provided in the housing 22 to thereby supply the compressed gas to the tank 40 . This alternative avoids the line 41 between the tank 40 and the liquid inlet opening 35 .

Bei dem oben beschriebenen Kompressor 21 teilt der Rotor 27 die Zylinderkammer 23 in die Kompressionskammer 30 und die Pumpkammer 31, die Flügel 29 komprimieren die in die Pumpkam mer 31 eingeführte Dichtflüssigkeit, und die komprimierte Flüssigkeit wird zu den sich drehenden und gleitenden Teilen des Kompressors 21 gefördert, die eine Dichtung und Schmierung benötigen. Diese Gestaltung erlaubt die zuverlässige Zufuhr der Dichtflüssigkeit zu den gewünschten Stellen ohne eine eingebaute Zahnradpumpe zu benötigen, wie sie bei herkömm lichen Kompressoren verwendet wird. Dies verhindert wiederum eine Absenkung der volumetrischen Effizienz, die durch eine Gasleckage hervorgerufen würde. Die Vermeidung der Pumpe erlaubt außerdem eine Reduzierung der Gesamtgröße des Kompressors und die Herstellung von geräusch- und vibrations losen Kompressoren, indem sie von Geräuschen und Vibrationen freigehalten werden, die durch ineinandergreifende Zahnräder erzeugt werden.In the compressor 21 described above, the rotor 27 divides the cylinder chamber 23 into the compression chamber 30 and the pump chamber 31 , the vanes 29 compress the seal liquid introduced into the pump chamber 31 , and the compressed liquid becomes the rotating and sliding parts of the compressor 21 promoted who need a seal and lubrication. This design allows the reliable supply of the sealing liquid to the desired locations without the need for a built-in gear pump, as used in conven- tional compressors. This in turn prevents a decrease in the volumetric efficiency that would be caused by gas leakage. Avoiding the pump also allows a reduction in the overall size of the compressor and the manufacture of noiseless and vibrationless compressors by keeping them free from noise and vibrations generated by intermeshing gears.

Zusätzlich hat die Dichtflüssigkeit, die in der Pumpkammer 31 komprimiert wird, einen höheren Druck als die, die durch Verwendung des Auslaßdruckes des komprimierten Gases gefördert wird, und erreicht daher mit größerer Zuverlässigkeit eine Abdichtung und Schmierung, wobei die interne Leckage auf ein Minimum reduziert wird.In addition, the sealing liquid which is compressed in the pump chamber 31 has a higher pressure than that which is conveyed by using the discharge pressure of the compressed gas, and therefore achieves sealing and lubrication with greater reliability, while minimizing the internal leakage .

Da die Menge der komprimierten Dichtflüssigkeit geringer ist, als das in der Kompressionskammer 30 komprimierte Gas, kann die volumetrische Kapazität der Pumpkammer 31 zum Komprimieren der Dichtflüssigkeit kleiner gemacht werden als die der Kompressionskammer 30. Außerdem wird die Pumpkammer 31 durch Unterteilen der im wesentlichen länglichen sphärischen Zylinderkammer 23 gebildet. Daher sind die Größe des gesamten Kompressors 21 und die volumetrische Kapazität des Kompressors im wesentlichen denjenigen von Kompressoren ohne Pumpkammer 31 ähnlich.Since the amount of the compressed sealing liquid is less than the gas compressed in the compression chamber 30 , the volumetric capacity of the pump chamber 31 for compressing the sealing liquid can be made smaller than that of the compression chamber 30 . In addition, the pumping chamber 31 is formed by dividing the substantially elongated spherical cylinder chamber 23 . Therefore, the size of the entire compressor 21 and the volumetric capacity of the compressor are substantially similar to those of compressors without a pump chamber 31 .

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Vakuumpumpe, die als eine weitere Ausführungsform einer hydraulischen Drehschieber maschine gemäß der vorliegenden Erfindung dient. Eine Vakuumpumpe 51 hat einen Aufbau, der im wesentlichen dem des zuvor beschriebenen Kompressors 21 ähnlich ist, bis auf die Tatsache, daß die Einlaßöffnung 33 mit einer Vakuumkammer 52 verbunden ist, daß die Auslaßöffnung 38 sich zur Atmosphäre hin öffnet, und daß die Flüssigkeitseinlaßöffnung 35 mit einem Dichtflüssigkeitslagertank 55 verbunden ist. FIGS. 3 and 4 show a vacuum pump, the machine as a further embodiment of a hydraulic rotary valve according to the present invention is used. A vacuum pump 51 has a structure substantially similar to that of the compressor 21 described above, except that the inlet port 33 is connected to a vacuum chamber 52 , the outlet port 38 opens to the atmosphere, and the liquid inlet port 35 is connected to a sealing liquid storage tank 55 .

Diese Vakuumpumpe 51 führt das Gas von der Vakuumkammer 52 durch die Einlaßöffnung 33 zu und führt es durch die Auslaß öffnung 38 nach außen ab, wobei die Dichtflüssigkeit von dem Lagertank 55 durch die Flüssigkeitseinlaßöffnung 35 zugeführt wird.This vacuum pump 51 feeds the gas from the vacuum chamber 52 through the inlet opening 33 and leads it out through the outlet opening 38 , the sealing liquid being supplied from the storage tank 55 through the liquid inlet opening 35 .

Da die Vakuumpumpe 51 dem zuvor beschriebenen Kompressor 21 in anderer Beziehung identisch ist, sind ihre ähnlichen Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und auf ihre erneute detaillierte Beschreibung wird verzichtet. Since the vacuum pump 51 is identical in another respect to the compressor 21 described above, its similar parts are denoted by the same reference numerals and their detailed description is omitted.

Die hydraulischen Maschinen gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die Pumpkammer innerhalb der Zylinderkammer auf. Die sich drehenden Flügel lassen die Dichtflüssigkeit in die Pumpkammer ein und fördern sie nach der Kompression zu den gewünschten Punkten. Diese Gestaltung erlaubt die zuverlässige Zufuhr der Dichtflüssigkeit zu jedem beliebigen Punkt ohne Zahnradpumpen einzusetzen, die in herkömmliche hydraulische Maschinen eingebaut sind. Dies verhindert wiederum eine Gasleckage und die Verringerung der volumetrischen Effizienz.The hydraulic machines according to the present invention have the pumping chamber within the cylinder chamber. The rotating wings let the sealant into the Pump chamber and promote it to the compression after compression desired points. This design allows the reliable Feed the sealing liquid to any point without Gear pumps used in conventional hydraulic Machines are installed. This in turn prevents one Gas leakage and reducing volumetric efficiency.

Die Vermeidung der Zahnradpumpe erlaubt eine Reduzierung der Gesamtgröße des Kompressors und eine Herstellung von geräusch- und vibrationslosen Kompressoren, die von Geräuschen und Vibrationen, die durch ineinandergreifende Zahnräder erzeugt werden, befreit sind.Avoiding the gear pump allows a reduction in Overall size of the compressor and a production of noise and vibrationless compressors by noise and Vibrations generated by meshing gears become free.

Außerdem ist eine Beeinflussung des Flusses der komprimierten Dichtflüssigkeit durch die Position der hydraulischen Maschinen weniger wahrscheinlich. Dadurch kann die hydrau lische Maschine beliebiger angeordnet werden als bisher, selbst wenn der Leitungsraum beschränkt ist.It also affects the flow of the compressed Sealant fluid by the position of the hydraulic Machines less likely. This allows the hydrau mechanical machine can be arranged as desired, even if the line space is limited.

BezugszeichenlisteReference list

1 Drehschieberkompressor
2 Gehäuse
3 Zylinderkammer
4 Flügel
5 Rotor
6 Einlaßöffnung
7 Ventilöffnung
7a Kontrollventil
8 Auslaßöffnung
9 Tank
10 Getriebekasten
11 Zahnradpumpe
12 Einlaßöffnung
13 Leitung
15 Auslaßöffnung
16 Leitung
17 Öffnung
18 Elektromotor
21 Kompressor
22 Gehäuse
22a erstes Segment
22b zweites Segment
23 Zylinderkammer
25 Antriebsmaschine
27 Rotor
27a Paßfeder
28 Welle
29 Flügel
30 Kompressionskammer
31 Pumpkammer
33 Einlaßöffnung
34 Auslaßöffnung
34a Ventilkammer
35 Flüssigkeitseinlaßöffnung
36 Auslaßöffnung
36a Ventilkammer
37 Kontrollventil
37a Feder
38 Kontrollventil
39 Leitung
40 Tank
41 Leitung
42 Auslaßöffnung
44 Zufuhröffnung
45 Zufuhröffnung
46 Leitung
48 Federsitz
49 Dichtungsring
51 Vakuumpumpe
52 Vakuumkammer
55 Lagertank 1 rotary vane compressor
2 housings
3 cylinder chamber
4 wings
5 rotor
6 inlet opening
7 valve opening
7 a control valve
8 outlet opening
9 tank
10 gearbox
11 gear pump
12 inlet opening
13 line
15 outlet opening
16 line
17 opening
18 electric motor
21 compressor
22 housing
22 a first segment
22 b second segment
23 cylinder chamber
25 drive machine
27 rotor
27 a key
28 wave
29 wings
30 compression chamber
31 pumping chamber
33 inlet opening
34 outlet opening
34 a valve chamber
35 liquid inlet opening
36 outlet opening
36 a valve chamber
37 control valve
37 a spring
38 control valve
39 Management
40 tank
41 line
42 outlet opening
44 feed opening
45 feed opening
46 line
48 spring seat
49 sealing ring
51 vacuum pump
52 vacuum chamber
55 storage tank

Claims

1. Hydraulic rotary vane machine with a rotatable rotor ( 27 ) which is arranged in a cylinder chamber ( 23 ) provided in a housing ( 22 ), the rotor ( 27 ) having radially displaceable vanes ( 29 ), the rotation of the rotor ( 27 ) and the wing ( 29 ) introduces a gas through an inlet opening ( 33 ) into a compression chamber ( 30 ) and discharges the compressed gas through an outlet opening ( 34 ), characterized in that the rotor ( 27 ) into the cylinder chamber ( 23 ) Compression chamber ( 30 ), in which the supplied gas is compressed, and a pump chamber ( 31 ), which supplies a sealing liquid from a liquid inlet opening ( 35 ) and the sealing liquid after compression through an outlet opening ( 36 ) to the rotating and sliding parts of the hydraulic machine, divided.

2. Rotary vane machine according to claim 1, characterized in that the cylinder chamber ( 23 ) has a substantially elongated spherical shape, and that the compression and pumping chambers ( 30 , 31 ) are provided between the ends of the longer axis and the rotor ( 27 ) .

3. Rotary vane machine according to claim 27, characterized in that the rotor ( 27 ) from the center of the cylinder chamber ( 23 ) to the pump chamber ( 31 ) is displaced, whereby the volumetric capacity of the pump chamber ( 31 ) is made smaller than that of the compression chamber ( 30 ).

4. Rotary vane machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that a filter and / or a cooler for separating the sealing liquid from the compressed gas in the housing ( 22 ) is provided.