DE2456252C3

DE2456252C3 -

Info

Publication number: DE2456252C3
Application number: DE19742456252
Authority: DE
Filing date: 1974-11-28
Publication date: 1978-02-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtungsvorrichtung für eine Drehkolbenmaschine in Trochoidenbauart als Kompressions- oder Expansionsmaschine mit Kämmeingriff zwischen einem mehrbogigen, exzentrisch gelagerten, sich drehenden Kolben und einem mehrbogigen, sich drehenden Mantel, der in seinen achsnahen Zonen in Nuten radial bewegliche Dichtleisten aufweist und im Abstand von einem stationären Gehäusemantel umgeben ist.The invention relates to a sealing device for a rotary piston machine of the trochoid design as a compression or expansion machine Combing engagement between a multi-lobed, eccentrically mounted, rotating piston and a multi-lobed, rotating jacket, which has radially movable sealing strips in grooves in its near-axis zones and at a distance from a stationary one Housing jacket is surrounded.

Eine derartige Abdichtungsvorrichtung ist aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 18 05 722 bekannt. Sie betrifft eine Drehkolbenmaschine, bei der die Förderung des Mediums in axialer Richtung erfolgt. Dabei sind zur Vermeidung der bei der Steuerung von Ein- und Auslaß des Druckmediums auftretenden Leckölverlusten die Förderräume in axialer Richtung abdichtende Deckel vorgesehen, welche axial verschiebbar mit einem der Räder verbunden und an ihrer Außenseite von dem Druck des Fördermediums beaufschlagt sind.Such a sealing device is known from German utility model 18 05 722. It relates to a rotary piston machine in which the medium is conveyed in the axial direction. In this case, in order to avoid the problems that occur when controlling the inlet and outlet of the pressure medium Leakage oil losses the delivery chambers in the axial direction sealing cover provided, which axially displaceably connected to one of the wheels and attached to it Outside are acted upon by the pressure of the pumped medium.

Bei Drehkolbenmaschinen, bei denen das Fördermedium in radialer Richtung durch im Gehäusemantel angeordnete Einlaß- und Auslaßöffnungen gefördert wird, bei denen somit der Druck und der Saugraum über Spalte miteinander in Verbindung stehen, ist die bekannte Abdichtungsvorrichtung jedoch nicht einsetzbar.In rotary piston machines in which the pumped medium flows through the housing jacket in a radial direction arranged inlet and outlet openings is promoted, in which thus the pressure and the suction space above Columns are connected to one another, the known sealing device cannot, however, be used.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Abdichtungsvorrichtung der eingangs bezeichneten Art für eine Drehkolbenmaschine mit in radialer Richtung durch den Gehäusemantel gefördertem Medium zu schaffen, die eine optimale Abdichtung bei geringstmöglichem Herstellungsaufwand ermöglichtIt is the object of the invention to provide a sealing device of the type specified for a Rotary piston machine to create the medium conveyed through the housing jacket in the radial direction enables optimal sealing with the least possible manufacturing effort

Diese Aufgabe wird bei einer Abdichtungsvorrichtung der eingangs bezeichneten Art gemäß der Erfindung durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:This object is achieved in a sealing device of the type mentioned in accordance with FIG Invention solved by the combination of the following features:

a) die Dichtleisten sind auf einen vorbestimmten Abstand zur Kolbenoberfläche zur Bildung eines Dichtspaltes radial verstellbar,a) the sealing strips are at a predetermined distance from the piston surface to form a Sealing gap radially adjustable,

b) der Gehäusemantel ist mindestens an einer Stelle axial durchgehend geschlitzt, wobei die Schlitzweite zur Veränderung des Dichtspaltes zwischen dem Gehäusemantel und dem Mantel veränderbar istb) the housing jacket is at least at one point axially continuously slotted, the slot width to change the sealing gap between the Housing jacket and the jacket is changeable

In dieser Kombination der Merkmale liegt dieIn this combination of features lies the

ίο Erfindung.ίο invention.

Zwar ist aus der DT-AS 14 51 689 eine verschiebbare Abdichtungsvorrichtung bekannt, die aus im Mantel gleitfähige Mantelinnenwandungsabschnitte besteht, welche gegen die Flanken des Kolbens gedrücktAlthough a sliding sealing device is known from DT-AS 14 51 689, which is made in the jacket There is slidable jacket inner wall sections which are pressed against the flanks of the piston werden. Diese bekannte Abdichtungsvorrichtung ist jedoch, da sie nicht berührungsfrei abdichtet, dem bei Gleitdichtungen üblichen Verschleiß unterworfen. Zwar sind aus der DL-PS 95 577 auch berührungsfrei dichtende Abdichtungen für Rotationskolbenmaschinenwill. However, since it does not seal without contact, this known sealing device is the case with Sliding seals are subject to normal wear and tear. It is true that from DL-PS 95 577 are also non-contact sealing seals for rotary piston machines mit feststehendem Statormantel bekannt Diese Abdichtungen sind jedoch nicht einstellbar.known with a fixed stator casing. However, these seals are not adjustable.

Demgegenüber ist es bei der Abdichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung bei stillstehender Maschine jederzeit möglich, die Spalte erneut einzustellen,In contrast, it is in the case of the sealing device according to the invention when the machine is at a standstill possible at any time to set the column again, wodurch zugleich erreicht wird, daß bei der Fertigung von Kolben und Mantel genaue Toleranzen nicht eingehalten werden müssen. Die Dichtleisten werden dabei zweckmäßigerweise aus hitzebeständigen, korrosionsfesten Materialien, wie Keramiken, hochlegiertenwhereby it is achieved at the same time that in the production the piston and jacket do not have to adhere to exact tolerances. The sealing strips are Expediently made of heat-resistant, corrosion-resistant materials such as ceramics, high-alloyed ones Stählen oder auch hierzu geeigneten Glassorten gefertigt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß zur Bildung der berührungslos dichtenden Spalte zumindest eine der Dichtleisten aus einem als Schleifmittel wirkenden Material besteht. Als Material für derartigeSteels or also suitable types of glass for this purpose. It is particularly advantageous that for Formation of the contact-free sealing gap at least one of the sealing strips from a grinding means acting material. As a material for such

Dichtleisten ist beispielsweise Korund verwendbar.Corundum, for example, can be used for sealing strips.

Dadurch, daß gemäß der Erfindung der Gehäusemantel mindestens an einer Stelle axial durchgehend geschlitzt ist, sind Spaltweiten zwischen Gehäusemantel und dem im Gehäusemantel drehbar gelagerten MantelIn that, according to the invention, the housing jacket is axially continuous at least at one point is slotted, there are gap widths between the housing jacket and the jacket rotatably mounted in the housing jacket von kleiner als 0,1 mm einstellbar. Dabei werden zur Abdichtung der Schlitze aus hitzebeständigem Material bestehende Dichtleisten verwendet, die in Nuten, die längs der Schlitze in dem Gehäusemantel vorgesehen sind, einsetzbar sind. Die Schlitze im Gehäusemanteladjustable from less than 0.1 mm. The slots are made of heat-resistant material to seal the slots Existing sealing strips are used, which are provided in grooves along the slots in the housing jacket are, can be used. The slots in the casing shell dienen zugleich in vorteilhafter Weise als Dehnungsfugen gegen infolge von Temperaturunterschieden auftretenden Spannungen im Gehäuse.serve at the same time in an advantageous manner as expansion joints against as a result of temperature differences occurring voltages in the housing.

Infolge der Berührungslosen Abdichtung der Arbeitsräume mit Spaltabdichtungen wird für den Fall, daßAs a result of the non-contact sealing of the work spaces with gap seals, in the event that Arbeitsraumwände aus hochwarmfesten Materialien, wie beispielsweise hochwarmfesten Stahlsorten, eingesetzt werden, erreicht, daß die Maschine bei Betrieb bis auf eine Temperatur von etwa 1000° C erhitzbar ist. Dabei sind bei einer Maschine mit einem DurchmesserWorkspace walls made of highly heat-resistant materials, such as, for example, high-temperature steel types, are used, so that the machine can be operated up to can be heated to a temperature of about 1000 ° C. Here are on a machine with a diameter von etwa 10 cm und einer Länge von etwa 15 cm und Spaltweiten im Bereich von 0,1 bis 0,2 mm, bei der bei etwa 20 000 U/Min, eine Verdichtung bis zu 5,0 erreicht wird, die durch die Spaltdichtungen bedingten Gasverluste geringer zu veranschlagen als vergleichsweise dieof about 10 cm and a length of about 15 cm and Gap widths in the range from 0.1 to 0.2 mm, at which, at around 20,000 rpm, a compression of up to 5.0 is achieved is to estimate the gas losses caused by the gap seals lower than the comparatively Reibungs- und Wärmeübergangsverluste bei bekannten Maschinen mit gleicher Förderleistung mit gekühlten Arbeitsraumwänden und Gleitdichtungen mit ölschmierung.Friction and heat transfer losses in known machines with the same conveying capacity with cooled Work area walls and sliding seals with oil lubrication.

Ein Ausführungsbeispiel für eine Abdichtungsvorrich-An embodiment for a sealing device

tung gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung, in der ein Querschnitt einer Drehkolbenmaschine wiedergegeben ist, schematisch dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.device according to the invention is shown schematically in the drawing, in which a cross section of a rotary piston machine is shown, and is described below explained in more detail.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind in dem im stationären Gehäusemantel 1 drehbar angeordneten Mantel 2 in Nuten 3 angeordnete, verstellbare Dichtleisten 4 vorgesehen, die mittels Schrauben 5 derart einstellbar sind, daß zwischen Kolben 6 und Mantel 2 jeweils als Spaltdichtung wirkende, berühiungsfreie Spalte gebildet werden. Durch diese Spalte werden die Arbeitsräume 7 voneinander getrennt Die Dichtleisten 4 sind auf ihrer, dem Kolben 6 zugewandten Seite halbkreisförmig ausgebildet, können jedoch auch — wie in der Zeichnung nicht dargestellt — keilförmig ausgebildet sein.As can be seen from the drawing, are in the im stationary housing shell 1 rotatably arranged shell 2 arranged in grooves 3, adjustable Sealing strips 4 are provided, which are adjustable by means of screws 5 such that between the piston 6 and Jacket 2 each acting as a gap seal, non-contact Column are formed. The working spaces 7 are separated from one another by this column Sealing strips 4 are semicircular on their side facing the piston 6, but they can also - as not shown in the drawing - wedge-shaped be trained.

Der Gehäusemantel 1 ist in zwei voneinander durch Schlitze getrennte Hälften unterteilt Entlang den Schlitzen sind in dem Gehäuseteil 1 Nuten 8 vorgesehen, >s in denen Dichtleisten 9 aus hitzebeständigem Material eingesetzt sind. Zur Einstellung der Schlitzweite im Gehäusemantel 1 sind — in der Zeichnung nicht dargestellte — Stirnringe mit feingewindrigen Schrauben vorgesehen. Dadurch ist der Spalt zwischen Gehäusemantel 1 und Mantel 2 um einige Zehntel mm verstellbar.The housing jacket 1 is divided into two halves separated from one another by slots. Grooves 8 are provided in the housing part 1 along the slots, in which sealing strips 9 made of heat-resistant material are inserted. To adjust the slot width in the housing jacket 1 - not shown in the drawing - end rings with fine-thread screws are provided. As a result, the gap between housing shell 1 and shell 2 can be adjusted by a few tenths of a mm.

Bei Drehung des Kolbens 6 und des Mantels 2 wird Gas durch die Einlaßöffnung 10 angesaugt und jeweils in den der Einlaßöffnung zugewandten, sich bei der Drehung verkleinernden Arbeitsraum 7 gefördert, komprimiert und durch die Auslaßöffnung 11 ausgestoßen. Die öffnungen 10 und 11 sind bei der in der Zeichnung d irgesieihen Drehkolbenmaschine so ausgelegt, daß bu einem Kopfkreis 12 des Mantels 2 mit einem Radius von 4,2 cm und einem Fußkreisradius 13 des Kolbens 6 mit einem Radius von 34 cm sowie geeignet ausgebildeten öffnungen 14 im Mantel 2 eine Verdichtung von etwa 2,5 bis 3 erreicht wird. Die öffnungen 14 erstrecken sich dabei über die Länge des Mantels 2 und sind nur durch schmale — in der Zeichnung nicht dargestellte — Stege unterbrochen. Bei einer Maschinenlänge von 15 cm wird dabei insgesamt ein Ansaugvolumen von 720 cm³ pro Umdrehung erreichtWhen the piston 6 and the jacket 2 rotate, gas is sucked in through the inlet opening 10 and conveyed into the working space 7 facing the inlet opening, which decreases in size during the rotation, compressed and ejected through the outlet opening 11. The openings 10 and 11 are designed in the rotary piston machine d irgesieihen in the drawing that bu a tip circle 12 of the shell 2 with a radius of 4.2 cm and a base circle radius 13 of the piston 6 with a radius of 34 cm and suitably formed openings 14 in the jacket 2 a compression of about 2.5 to 3 is achieved. The openings 14 extend over the length of the jacket 2 and are only interrupted by narrow webs - not shown in the drawing -. With a machine length of 15 cm, a total suction volume of 720 cm ³ per revolution is achieved

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Abdichtungsvorrichtung für eine Drehkolbenmaschine in Trochoidenbauart als Kompressionsoder Expansionsmaschine mit Kämmeingriff zwischen einem mehrbogigen, exzentrisch gelagerten, sich drehenden Kolben und einem mehrbogigen, sich drehenden Mantel, der in seinen achsnahen Zonen in Nuten radial bewegliche Dichtleisten aufweist und im Abstand von einem stationären Gehäusemantel umgeben ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:1. Sealing device for a rotary piston machine in trochoid design as a compression or expansion machine with meshing engagement between a multi-arch, eccentrically mounted, rotating piston and a multi-lobed, rotating jacket, which in its zones close to the axis in Has grooves radially movable sealing strips and at a distance from a stationary housing jacket is surrounded by the combination of the following features:

a) die Dichtleisten (4) sind auf einen vorbestimmten Abstand zur Kolbenoberfläche zur Bildung eines Dichtspaltes radial verstellbar,a) the sealing strips (4) are at a predetermined distance from the piston surface for formation of a sealing gap radially adjustable,

b) der Gehäusemantel (1) ist mindestens an einer Stelle axial durchgehend geschlitzt, wobei die Schlitzweite zur Veränderung des Dichtspaltes zwischen dem Gehäusemantel und dem Mantel (2) veränderbar istb) the housing shell (1) is axially continuously slotted at least at one point, the Slot width for changing the sealing gap between the housing jacket and the jacket (2) is changeable

2. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der berührungslos dichtenden Spalte zumindest eine der Dichtleisten (4) aus einem als Schleifmittel wirkenden Material besteht.2. Sealing device according to claim 1, characterized in that to form the contactless sealing gap at least one of the sealing strips (4) consists of a material acting as an abrasive.