DE19913633A1 - Flüssigkeitsringverdichter - Google Patents
FlüssigkeitsringverdichterInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C19/00—Rotary-piston pumps with fluid ring or the like, specially adapted for elastic fluids
- F04C19/005—Details concerning the admission or discharge
- F04C19/007—Port members in the form of side plates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Flüssigkeitsringverdichter, der folgende Merkmale aufweist, mindestens ein in jeweils einem Arbeitsraumgehäuse (1) umlaufendes Laufrad (4) mit Schaufeln (5), zwischen den Schaufeln (5) befindliche Schaufelkammern (7), zumindest ein Steuerelement (8), das zur Verbindung mindestens eines Saugstutzens mit den sich jeweils im Ansaugbereich befindlichen Schaufelkammern (7) des Laufrades (4) zumindest zwei Saugöffnungen (9, 10) aufweist und außerdem zur Verbindung des Druckstutzens mit den sich jeweils im Verdichtungsbereich befindlichen Schaufelkammern (7) des Laufrades (4) mindestens eine Drucköffnung (11) aufweist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsringverdichter.
Ein gattungsgemäßer Flüssigkeitsringverdichter kann z. B. aus
einem annähernd zylindrischen, teilweise mit Flüssigkeit ge
füllten Gehäuse bestehen, in dem ein Laufrad exzentrisch an
geordnet ist und aus beiderseits das Gehäuse verschließenden
Steuerscheiben, von denen jede mit um einen bestimmten Winkel
gegeneinander versetzten Saug- und Drucköffnungen für das zu
fördernde Medium versehen ist. Durch die Drehung des Laufra
des wird die Flüssigkeit nach Außen geschleudert und bildet
so einen mitumlaufenden Flüssigkeitsring, den das Gehäuse und
die Steuerscheiben führen. Der Flüssigkeitsring grenzt zwi
schen den Laufradschaufeln Schaufelnkammern ab, die sich bei
der Drehung des Laufrades vergrößern und wieder verkleinern.
An den Stellen, an denen die Zellen vergrößert werden, d. h.
die Flüssigkeit zurückweicht, sind in den Steuerscheiben Saug
öffnungen vorgesehen, durch die das zu fördernde Gas in die
Schaufelkammern angesaugt wird. Bei der weiteren Drehung des
im exzentrischen Gehäuse angeordneten Laufrades dringt die
Flüssigkeit wieder tiefer in die angeschlossenen Schaufelkam
mern ein und verdichtet das darin befindliche Gas. Durch um
einen Winkel von ca. 180° gegen die Einsaugöffnungen versetz
te Drucköffnungen in die Steuerscheibe wird dann das kompri
mierte Gas ausgeschoben.
Ausgehend davon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfin
dung darin einen Flüssigkeitsringverdichter durch verhältnis
mäßig geringe konstruktive Änderung und Zusätze derart wie
terzubilden, daß sich höhere Volumenströme bei einem verbes
serten Gesamtwirkungsgrad einstellen.
Die Aufgabe wird durch einen Flüssigkeitsringverdichter ge
löst, der folgende Merkmale aufweist:
- - mindestens ein in einem Arbeitsraumgehäuse umlaufendes Laufrad, mit Schaufeln,
- - zwischen den Schaufeln befindliche Schaufelkammern,
- - ein Steuerelement, das zur Verbindung mindestens eines Saugstutzens mit den sich jeweils im Ansaugbereich befind lichen Schaufelkammern des Laufrades wenigstens zwei Saug öffnungen und zur Verbindung des Druckstutzens mit den sich jeweils im Verdichtungsbereich befindlichen Schaufel kammern des Laufrades mindestens eine Drucköffnung auf weist.
An die unterschiedlichen Saugöffnungen können Vorverdichter,
z. B. Strahler oder zu evakuierende Räume mit unterschiedli
chen Druckverhältnissen angeschlossen werden. Durch Verbinden
der der Drucköffnung am nächstliegenden Saugöffnung mit z. B.
der Atmosphäre, so daß bei hohem Vakuum Luft in das Arbeits
raumgehäuse eintreten kann, werden störende Geräusche vermie
den. An einen zweiten oder weiteren Saugstutzen, die jeweils
vorzugsweise mit einer Saugöffnung verbunden sind, sind wei
tere Apparaturen angeschließbar, die unter einem etwas höhe
ren Saugdruck, z. B. entlüftet werden können (Saugwalzen für
die Papierindustrie, Drehfilter usw.). Dadurch werden zwei
oder mehrere Flüssigkeitsringverdichter ersetzt, so daß der
Gesamtflüssigkeitsringverdichter bei wesentlich besserem Wir
kungsgrad arbeitet, da die hydraulischen Verluste, wie z. B.
Flüssigkeitsringreibung, Spaltverluste, kaum erhöht werden.
Insgesamt ergibt sich ein geringerer Bauaufwand, ein besserer
Wirkungsgrad und die Vermeidung von Kavitation.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Flüssigkeitsring
pumpe eine Saug- bzw. Drucköffnung auf, die von ihrer Lage
und Form so gestaltet ist, daß sie von einer an dem Steuer
element vorbeistreichenden Schaufel genau abgedeckt wird. Da
mit sind Rückströmungen von benachbarten Schaufelkammern ins
besondexe über die jeweiligen Stutzen. Die Form der Saugöff
nung wird also der Schaufelform angepaßt. Die Öffnungen sind
dabei vorzugsweise als Schlitze oder aneinandergereihte Aus
nehmungen ausgebildet. Diese Ausbildung der Saugöffnungen ist
auch bei Flüssigkeitsringverdichtern mit zwei oder mehreren
Arbeitsbereichen einsetzbar, von denen jeder je eine Saug-
und Drucköffnung enthält. Ferner sind auch alle diejenigen
Bauformen von Flüssigkeitsringverdichtern umfaßt, deren Saug-
und Druckschlitze nicht in seitlichen Steuerscheiben enthal
ten sind, sondern sich in Steuerzylindern oder in im wesent
lichen konischen Steuerelementen befinden. Insbesondere bei
Steuerscheiben ergibt sich damit die Breite des Schlitzes
kleiner gleich der Breite der Schaufel. Bei konischen Steuer
elementen ist die dem Arbeitsraum zugewandte Schlitzbreite
bZ,K
wobei b die Schaufelbreite und
α der Neigungswinkel der Schaufel am Steuerkonus ist.
α der Neigungswinkel der Schaufel am Steuerkonus ist.
Eine zusätzliche Vergrößerung des Anwendungsbereichs eines
derartigen Flüssigkeitsringverdichters ergibt sich dann, wenn
der zweiten oder einer weiteren Saugöffnung ein Gas- oder
Dampfstrahler vorgeschaltet wird. Somit läßt sich der ge
schilderte Flüssigkeitsringverdichter mit Vorteil zu Mischun
gen und Förderung von Gasen oder Dämpfen zur Durchführung
chemischer Reaktionen unter Abschluß des Flüssigkeitsringes
verwenden. Die beiden gas- oder dampfförmigen Reaktorpartner
werden dabei durch die beiden Saugöffnungen den Flüssigkeits
ringverdichter eingeführt. Die weitere Saugöffnung, insbeson
dere unmittelbar vor den Drucköffnungen, gestaltet eine Zu
fuhr eines druckerhöhenden Gasbalastes in den Arbeitsraum.
Auf diese Weise wird eine Kavitation weitgehend verhindert,
da der abgeflachte Druckanstieg im Bereich der Drucköffnung
oder Drucköffnungen nur mehr milde Implosionen in der Nähe
der Werkstoffoberfläche hervorruft und die harten Implosionen
im Bereich dieser Öffnungen wegen des dort weiter außerhalb
des Laufrades verlaufenden Flüssigkeitsringes in entsprechend
größerer und damit ungefährlicherer Entfernung von den Werk
stoffoberflächen der Schaufeln oder Nabe des Laufrades erfol
gen.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Saugöffnungen ver
setzt angeordnet um u. a. die Anordnung mehrerer Saugstutzen
konstruktiv einfacher zu gestalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Durchdringungs
winkel der Saug- bzw. Drucköffnungen des Steuerelements ins
besondere strömungstechnisch optimiert, d. h. die Übergänge
zwischen Vorder- und Rückseite bzgl. der dem Arbeitsraum zu-
und abgewandten Seite des Steuerelements sind strömungstech
nisch derart gestaltet, daß sich Strömungsverluste verrin
gern. Ein weiterer Parameter bei der Gestaltung der Durch
dringungswinkel ist die Reduzierung der Geräuschemissionen.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im fol
genden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbei
spiels in der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Laufrad mit einer erfindungsgemäßen Steuerscheibe,
Fig. 2 eine Steuerscheibe.
Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines Arbeitsraumgehäuses 1 eines
nicht näher dargestellten Flüssigkeitsringverdichters. In
diesem Arbeitsraumgehäuse 1 ist exzentrisch zur Achse des Ar
beitsraumgehäuses die Antriebswelle 2 und über eine Passfe
derverbindung 3 das damit verbundene Laufrad 4 angeordnet.
Das Laufrad 4 weist gerade, schräg verlaufende Schaufeln 5
auf. Es sind ebenso gekrümmte Schaufeln 5 oder Schaufeln 5
mit unterschiedlichen Profilen möglich. Außerdem ist der
durch das Laufrad 4 zustande kommende Flüssigkeitsring 6 dar
gestellt. Zwischen den Schaufeln 5 befinden sich Schaufeln
kammern 7, die aufgrund der unterschiedlichen Eintauchtiefen
der Schaufeln 5 in den Flüssigkeitsring 6 pro Umdrehung des
Laufrades 4 wechselnde Volumina der Schaufelkammern 7 erzeu
gen. Das Laufrad 4 bewegt sich entlang einer Steuerscheibe 8
mit deren Saugöffnungen 9, 10 und deren Drucköffnungen 11. Die
zweite Saugöffnung 10 ist dergestalt geformt, daß beim Vor
beistreichen einer Schaufel 5 sich keine Rückströmung zwi
schen zwei benachbarten Schaufelkammern 7 ergibt. Die Sau
göffnung 10 ist der Geometrie der Schaufel 5 des Laufrades 4
angepaßt, um eine strömungsmäßige Verbindung zwischen zwei
Schaufelkammern 7 zu vermeiden. Dabei deckt die vorbeistrei
chende Schaufel 5 die Saugöffnung 10 während des Passierens
vollständig ab. Die Saugöffnung 10 ist vorzugsweise als ein
dem Schaufelverlauf angepaßter Schlitz ausgeführt. Es sind
aber auch rundliche Saugöffnungen 10 vorstellbar, die insbe
sondere eine dem Schaufelverlauf angepaßte Reihe bilden.
Das Laufrad 4 selbst weist außer den Schaufeln 5 an seinen
Stirnseiten kantenbildende Vertiefungen 12 auf, um uner
wünschte Ablagerungen im Arbeitsraumgehäuse 1 während des Be
triebs abzutragen.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Steuerscheibe 8 mit den
Saugöffnungen 9, 10 und den Drucköffnungen 11.
Claims (7)
1. Flüssigkeitsringverdichter, der folgende Merkmale auf
weist:
- - mindestens ein in jeweils einem Arbeitsraumgehäuse (1) um laufendes Laufrad (4) mit Schaufeln (5),
- - zwischen den Schaufeln (5) befindliche Schaufelkammern (7),
- - zumindest ein Steuerelement (8), das zur Verbindung minde stens eines Saugstutzens mit den sich jeweils im Ansaugbe reich befindlichen Schaufelkammern (7) des Laufrades (4) wenigstens zwei Saugöffnungen (9, 10) aufweist und außerdem zur Verbindung des Druckstutzens mit den sich jeweils im Verdichtungsbereich befindlichen Schaufelkammern (7) des Laufrades (4) mindestens eine Drucköffnung (11) aufweist.
2. Flüssigkeitsringverdichter nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß zumindest eine
Saugöffnung (9, 10) und/oder Drucköffnung (11) Mittel auf
weist, die beim Vorbeistreichen einer Schaufel (5) an der
Saug- (9, 10) oder Drucköffnung (11) eine Rückströmung des
Fördermediums zwischen benachbarten Schaufelkammern (7) ins
besondere über die jeweiligen Saug- oder Druckstutzen vermei
den.
3. Flüssigkeitsringverdichter nach Anspruch 2, da
durch gekennzeichnet, daß beim Vor
beistreichen einer Schaufel (5) an dem Steuerelement (8) zu
mindest eine Saugöffnung (9, 10) abgedeckt ist und somit eine
Rückströmung des Fördermediums zwischen benachbarten Schau
felkammern (7) unterbleibt.
4. Flüssigkeitsringverdichter nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß insbeson
dere die Saugöffnungen (9, 10) des Steuerelements (8) in Um
fangsrichtung und/oder radialer und/oder axialer Richtung
versetzt angeordnet sind.
5. Flüssigkeitsringverdichter nach Anspruch 4, da
durch gekennzeichnet, daß das Steuer
element (8) als eine im wesentlichen ebene Steuerscheibe (8)
senkrecht zur Achse des Laufrades (4) ausgeführt ist.
6. Flüssigkeitsringverdichter nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Steuerelement (8) konusförmig ausge
führt ist.
7. Flüssigkeitsringverdichter nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchdringungswin
kel der Saug- (9, 10) bzw. Drucköffnungen (11) des Steuerele
ments (8) strömumgstechnisch optimiert sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999113633 DE19913633A1 (de) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | Flüssigkeitsringverdichter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999113633 DE19913633A1 (de) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | Flüssigkeitsringverdichter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19913633A1 true DE19913633A1 (de) | 2000-10-05 |
Family
ID=7902423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999113633 Ceased DE19913633A1 (de) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | Flüssigkeitsringverdichter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19913633A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102032186A (zh) * | 2009-09-30 | 2011-04-27 | 郜璋顺 | 立式漩涡状液环真空泵 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE284674C (de) * | ||||
DE1678604B2 (de) * | 1968-03-15 | 1972-09-07 | Siemens AG, 1000 Berlin u 8000 München | Fluessigkeitsring-gaspumpe |
DE2541050A1 (de) * | 1975-09-15 | 1977-03-17 | Siemens Ag | Fluessigkeitsringverdichter |
DE3210161C1 (de) * | 1982-03-19 | 1983-10-06 | Siemens Ag | Fluessigkeitsringkompressor fuer Gase |
-
1999
- 1999-03-25 DE DE1999113633 patent/DE19913633A1/de not_active Ceased
Patent Citations (4)
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