DE2109559A1

DE2109559A1 - Rotor for screw compressors

Info

Publication number: DE2109559A1
Application number: DE19712109559
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. χ 1197 Berlin Prockat
Original assignee: VEB Kühlautomat, χ 1197 Berlin
Priority date: 1970-04-27
Filing date: 1971-03-01
Publication date: 1971-11-18
Also published as: BG20401A3; FR2089147A5; CS163750B2; SU409440A3; DK126268B

Description

Erfinder; Dieter Prockat Berlin, den 11.11.70 Inventor ; Dieter Prockat Berlin, 11/11/70

1197 Berlin, Sterndamm 1981197 Berlin, Sterndamm 198

Rotor für SchraubenverdichterRotor for screw compressors

Die Erfindung betrifft einen Rotor für einen Schraubenverdichter mit schraubenförmig verlaufender Verzahnung zur Kompression gasförmiger Medien, der mit einem zweiten, achsparallel angeordneten, mit entsprechender Gegenverzahnung versehenen Rotor zusammen kämmend in einem Gehäuse arbeitet, das achsparallele, einander durchdringende zylindrische Bohrungen für die Rotoren besitzt und an den Stirnseiten mit den ebenen Flanschflächen von Defckeln abgeschlossen ist, deren einer eine Eintrittsöffnung und der andere eine Austrittsöffnung für das Arbeitsmedium aufweist.The invention relates to a rotor for a screw compressor with helical teeth for compressing gaseous media, which with a second, axially parallel, rotor provided with corresponding counter-toothing works in a meshing manner in a housing, the axially parallel, has penetrating cylindrical bores for the rotors and is closed on the front sides with the flat flange surfaces of Defckeln, one of which has an inlet opening and the other has an outlet opening for the working medium.

Die miteinander kämmenden Rotoren sind in bezug auf den Gehäusemantel und die stirnseitigen Deckel aus Gründen guter Lieferleistung bekanntlich mit eines sehr geringen Spiel eingepaßt und werden, um den nachteiligen Einfluß aller vorhandenen Leckspalte weitgehend herabzusetzen, während des Betriebes mit einer reichlichen, automatisch überwachten Ölzufuhr versorgt.The intermeshing rotors are with respect to the housing shell and the front cover for reasons of good delivery performance is known to be fitted with very little play and to avoid the negative influence of all to reduce existing leakage gap largely, supplied with a plentiful, automatically monitored oil supply during operation.

Unabhängig von der verwendeten Profilierung der Verzahnung der Rotoren ist auf deren Außenumfang, also auf den Zahnkopfflächen wenigstens ein hervorstehender, schmaler Dichtstreifen ausgearbeitet zum Zwecke guter Abdichtung zwischen dem jeweiligen Rotor und dem Gehäusemantel und zur Vermeidung von Anfressungen in Falle etwaigen Anlaufens des Rotors an den Gehäusemantel·Regardless of the profiling used, the toothing of the rotors is on whose outer circumference, so on the tooth tip surfaces at least one protruding, narrow sealing strip worked out for the purpose of good sealing between the respective rotor and the housing shell and to avoid pitting in In the event of the rotor running against the casing shell

Diese Dichtstreifen sind jedoch bei außerhalb des Gehäuses befindlichen Rotoren, also beim Iransport und bei der Montage leicht Beschädigungen ausgesetzt. Da infolge starker, durch das Betriebsverhalten von Schraubenverdichtern bedingter Seitenbelastung der Rotorenlagerung, die vornehmlich aus Gleitlagern besteht, ein Lagerverschleiß unvermeidbar ist, beginnen die Dichtstreifen sjb Gehäusemantel anzulaufen, was zu ihrer Abnutzung führt. Der durch diese Abnutzung hervorgerufene Schaden ist auch nach Ersatz der abgenutzton Lager durch solche ursprünglicher Qualität nicht zu beheben, da die angestiegenen Leckspaltverluste bestehen bleiben und nur dann beseitigt werden können, wens sit einer neuen Lagerung auch gleichzeitig neue Rotoren eingebaut werden.These sealing strips are, however, easily exposed to damage when the rotors are located outside the housing, ie during transport and during assembly. As a result of the strong side loading of the rotor bearings caused by the operating behavior of screw compressors, which is primarily from slide bearings exists, bearing wear is unavoidable, the sealing strips begin sjb To tarnish housing shell, which leads to their wear. The damage caused by this wear and tear is due even after the worn out bearings have been replaced such original quality cannot be remedied, since the increased leakage gap losses remain and can only be eliminated if wens sit a new bearing, new rotors can be installed at the same time.

Sine etwa erforderliche Reparatur gestaltet sich infolgedessen sehr aufwendig, da die Herstellungskosten der Rotoren erheblich sind.Any repairs that may be required are therefore very costly, because the manufacturing cost of the rotors is significant.

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Es ist Aufgabe der Erfindung, der beschriebenen Abnutzung der Rotoren durch wirksame Mittel zu begegnen, um Reparaturkosten in rertretbaren Grenzen zu halten.It is the object of the invention, the described wear of the rotors by effective means to counteract repair costs within reasonable limits keep.

Hach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die der Innenkontur des Gehäusemantels gegenüberliegende Kontur der Zahnkopffläche mit ihrer ganzen Länge oder einem Teil derselben zusammen mit der Innenkontur des Gehäusemantels in Stirnansicht einen Spalt in Keilform bildet. Dies kann auch dadurch erreicht werden, daß die Zahnkopfkontur einer Kurve folgt, die von einem Radiusvektor mit der Rotorachse als Bezugspunkt beschrieben wird, dessen Länge anschließend an die Zahnkopfrundung der kleinsten Spalthöhe bis zur Zahnkopfrundung der größten Spalthöhe stetig abnimmt· Der Verlauf der Kurve zur Erzeugung der Keilform des Spaltes braucht sich nicht unbedingt an die Zahnkopfrundungen anzuschließen, sondern kann auch an anders geformten Stellen des Zahnkopfes beginnen oder enden. Eine solche Kurve kann auch durch Kreisbögen erzeugt werden, die sich darin unterscheiden, daß deren Radien kleiner oder größer sind als der Rotorhalbmesser· Durch die von der Zahnkopfkontur und dem Umfang des Gehäusemantels gebildete Begrenzung ergibt sich eine leicht gekrümmte Keilform des Spaltes.Hach the invention, the object is achieved in that the inner contour of the housing jacket opposite contour of the tooth tip surface with its entire length or part of the same together with the inner contour of the housing jacket in the end view forms a gap in a wedge shape. This can also be achieved in that the tooth tip contour follows a curve that is formed by a Radius vector is described with the rotor axis as the reference point, the length of which decreases continuously after the tooth tip rounding of the smallest gap height up to the tooth tip rounding of the largest gap height Generation of the wedge shape of the gap does not necessarily have to be connected to the rounded tooth tips, but can also be done at differently shaped points of the Start or end of the tooth tip. Such a curve can also be generated by arcs of a circle, which differ in that their radii are smaller or are larger than the rotor radius · The delimitation formed by the tooth tip contour and the circumference of the housing jacket results in a slightly curved wedge shape of the gap.

Der durch die Drehung des Rotors über den Gehäuseaantel hinweggeführten Zahnkopffläche wird infolge des in dem Spalt beschleunigten, stets reichlich vorhandenen Öles eine in etwa radial zur Rotorachse gerichtete Kraft erteilt. Dies an sich bekannte hydrodynamische Tragen von bewegten, unter geringer neigung angestellten flächen wird in diesem Fall begünstigt durch die im Verhältnis zur Keillänge beträchtliche Keilbreite und die hohe Umfangsgeschwindigkeit des Rotors. Es wird somit auf den Rotoruefang eine vom Gehäusemantel abweisende Wirkung ausgeübt, so daß es zwischen diesen Flächen zu keiner metallischen Berührung kommen kann.As a result of the oil that is always abundant and accelerated in the gap, the tooth tip surface, which is moved over the housing shell by the rotation of the rotor, is given a force directed approximately radially to the rotor axis. This hydrodynamic support, known per se, of moving surfaces with a slight inclination is favored in this case by the wedge width, which is considerable in relation to the wedge length, and the high circumferential speed of the rotor. A repellent effect from the housing jacket is thus exerted on the rotor sleeve, so that no metallic contact can occur between these surfaces.

Infolgedessen sind die Rotoren praktisch keiner Abnutzung ausgesetzt, wie· auch die si· tragende Lagerung von den insbesondere ie Druckbereich des Schraubenverdichter* auftretenden Querkräften entlastet wird.As a result, the rotors are practically not subject to wear, such as also the bearing support of the, in particular, the pressure area of the Screw compressor * occurring transverse forces is relieved.

Die Erfindung soll nachfolgend an Hand der in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert werden. Ss zeigenThe invention is illustrated below with reference to the drawings Embodiments are explained. Ss show

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Fig. 1 einen Querschnitt durch den Zahn eines Rotors und den Gehäusemantel in Normalebene der Rotorachse, Fig. 2 wie Fig. 1
Fig. 3 wie Fig. 1
Fig. 4 wie Fig. 1.1 shows a cross section through the tooth of a rotor and the housing jacket in the normal plane of the rotor axis, FIG. 2 like FIG. 1
Fig. 3 like Fig. 1
Fig. 4 like Fig. 1.

Innerhalb des Gehäusemantels 1 (Fig. 1) ist der in Pfeilrichtung umlaufende Rotor 2 in der Normalebene zur Rotorachse 3 geschnitten dargestellt. Die Zahnkopfrundung 4, die in Punkt 5 zur Innenkontur 5 des Gehäusemantels 1 den kleinsten Abstand 5-5V besitz^, wird tangential berührt oder geschnitten von der Kurve 7 der Zahnkopfkontur, die in die gegenüberliegende Zahnkopfrundung 8 im Punkt 9 tangential einläuft oder diese schneidet. Der Abstand des Punktes 9 von dem ihm gegenüberliegenden Punkt 9* der Innenkontur 6 des Gehäusemantels 1 stellt die größte Höhe des von den Linienzügen I 5-9 und 5^f - 9* gebildeten Spaltes dar. Infolge des bei der Drehung des Rotors im Spalt 5 - 9; 5' - 9' beschleunigten Öles wird auf der Zahnkopffläche 7 ein Druckverlauf hervorgerufen, dessen resultierende Kraft durch den Pfeil 10 dargestellt ist.Inside the housing jacket 1 (FIG. 1), the rotor 2 rotating in the direction of the arrow is shown cut in the plane normal to the rotor axis 3. The tooth tip rounding 4, which has the smallest distance 5-5V at point 5 to the inner contour 5 of the housing shell 1 ^, is tangentially touched or cut by the curve 7 of the tooth tip contour, which enters the opposite tooth tip rounding 8 at point 9 tangentially or intersects it. The distance of the point 9 from the opposite point 9 * of the inner contour 6 of the housing shell 1 represents the greatest height of the gap formed ^{by the lines I 5-9 and 5 f} - 9 * - 9; 5 '- 9' of accelerated oil, a pressure curve is produced on the tooth tip surface 7, the resulting force of which is shown by the arrow 10.

Außer der in Fig. 1 dargestellten Kurve 7, die von einem Radiusvektor 11 mit der Rotorachse als Bezugspunkt beschrieben wird, dessen Länge von der kleinsten Spalthöhe ausgehend stetig abnimmt, läßt sich dieser Linienzug auch durch Kreisbögen, wie in Fig. 2 und Fig. 3 wiedergegeben, darstellen, die sich darin unterscheiden, daß ihre Radien 13 und 14 kleiner oder größer sind als der Rotorhalbmesser. In Fig. 4 geht die die Spaltform bestimmende Kurve 7 von der Zahnkante 5, dem Punkt der kleinsten Spalthöhe 5-5* aus A und verläuft stetig abnehmend bis zum Punkt 9« dem Punkt der größten Spalthöhe, dem sich noch ein Bogenstück 12 des Zahnkopfes mit einer Zahnkopfrundung anschließt.In addition to the curve 7 shown in Fig. 1, which is described by a radius vector 11 with the rotor axis as a reference point, the length of which decreases continuously starting from the smallest gap height, this line can also be defined by arcs, as in Fig. 2 and Fig. 3 reproduced, represent, which differ in that their radii 13 and 14 are smaller or larger than the rotor radius. In Fig. 4 the curve 7 determining the gap shape goes from the tooth edge 5, the point of the smallest gap height 5-5 * from A and runs steadily decreasing to the point 9 "the point of the greatest gap height, which is still a curved section 12 of the tooth tip with a rounded tooth tip.

Diese für ein Flächenelement dargestellte Wirkung übt über die ganze Länge der schraubenförmig verlaufenden Zahnkopfflächen aller sich im Gehäusemantel befindlichen Zähne zusammengefaßt auf den Rotor eine vom Gehäusemantel abweisende Wirkung aus. Da an keiner Stelle eine metallische Berührung eintritt, ist eine Vergrößerung der Lebensdauer der Rotoren neben beträchtlicher Herabsetzung der Reparaturkosten zu erwarten.This effect shown for a surface element exerts over the entire length of the helical tooth tip surfaces of all teeth located in the housing jacket are grouped together on the rotor and one that repels from the housing jacket Effect. Since there is no metallic contact at any point, is an increase in the life of the rotors besides considerable Reduction in repair costs to be expected.

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Claims

- A - Ί claims

1.j rotor for screw compressors with helical gearing for compressing gaseous media, which works in a meshing manner with a second, axially parallel, rotor provided with corresponding counter gearing, which has two axially parallel, penetrating cylindrical bores for the rotors and at the end faces is completed with the flat plansch surfaces of covers, one of which has an inlet opening and the other has an outlet opening for the working medium, characterized in that the inner contour (6) of the housing shell (1) opposite contour of the tooth tip surface (7) together with the The inner contour (6) of the housing jacket (1) forms a kpalt (5 - 9 9 '- 5') which is wholly or partially wedge-shaped.

2. Rotor for screw compressor according to claim 1, characterized in that the tooth head contour (7) in the region of the wedge shape (5 - 9 9 '- 5 ¹ ) follows a curve that is defined by a radius vector (11) with the rotor axis (3) as Reference point is described, the length of which decreases continuously starting from the tooth tip rounding or a tooth edge of the smallest gap height to the tooth tip rounding or a tooth edge of the largest gap height.

3. rotor for screw compressor according to claim 1 and 2, characterized in that the tooth tip contour in the wedge-shaped Gap area is represented by arcs whose radii are smaller or larger than the rotor radius.

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