DE2747719A1

DE2747719A1 - Zylinder fuer einen kolbenverdichter

Info

Publication number: DE2747719A1
Application number: DE19772747719
Authority: DE
Inventors: Franz Ing Grad Hillingrathner
Original assignee: Balcke Duerr AG
Current assignee: Balcke Duerr AG
Priority date: 1977-10-25
Filing date: 1977-10-25
Publication date: 1979-04-26
Also published as: DE2747719C3; CH632563A5; BE871480A; DE2747719B2; GB2007308B; ATA765578A; AT355176B; GB2007308A

Description

Anmelder: Balcke-Dürr AG, Hornberger Str. 2, 4O30 Ratingen

Zylinder für einen Kolbenverdichter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zylinder für einen Kolbenverdichter für Luft und technische Gase mit einem kegelförmigen oberen Bereich, einem zylindrischen mittleren Bereich, einem kegelförmigen unteren Bereich, schräg im oberen und im unteren Bereich sitzenden Ventilen, einer Zylinderbüchse und mit Kühlmittelräumen, wobei der Zylinder geteilt und abgedichtet ist.

Der Zylinder kann Anwendung finden als einfach- oder doppeltwirkender Verdichterzylinder von ölgeschmiert- oder trockenverdichtenden Kolbenverdichtern jeglicher Bauart, z.B. liegend, bevorzugt stehend und V-förmig, aber auch W-förmig.

Ein bekannter Zylinder der eingangs genannten Gattung besitzt einen dreiteiligen Aufbau (auch in der BRD eingeführter Verdichter der schwedischen Firma Atlas-Copco). Der Zylinder ist dabei zwischen dem kegelförmigen oberen Bereich und dem zylindrischen mittleren Bereich sowie zwischen letzterem und dem kegelförmigen unteren Bereich geteilt. Lufteintritt und -austritt liegen einander diametral gegenüber am Mittelteil und verzweigen sich jeweils in die kegelförmigen Ober- und Unterteile. Bei der bekannten Anordnung sind deshalb zwei Flachdichtungen notwendig. Es müssen relativ viel Schrauben eingesetzt werden, um die notwendige Anpreßkraft zu erhalten. Außerdem ist ein gleichmäßiger Schraubenabstand einzuhalten. Dennoch können sich beim Anziehen der Schrauben Verformungen der Zylinderwandung oberhalb und unterhalb des mittleren zylindrischen Teiles ergeben.

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Neben diesem dreiteiligen Zylinder sind weiterhin allgemein bekannt:

a) Einteilige Zylinder mit waagerecht angeordneten Ventilen;

b) zweiteilige Zylinder, bestehend aus dem eigentlichen Zylinderteil mit waagerecht angeordneten Ventilen und einem Deckelteil mit senkrecht angeordneten Ventilen.

Der Erfindung liegt, ausgehend vom eingangs beschriebenen Zylinder mit schräg angeordneten Ventilen, die Aufgabe zugrunde, eine höhere Gestaltfestigkeit des Zylinders mit gleichmäßigerem Spannungsverlauf bei mechanischer und thermischer Beanspruchung zu erreichen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß erfindungsgemäß der Zylinder aus zwei gleichen, durch Zuganker miteinander verbundenen, über die Zylinderbüchse zentrierten und mit mindestens zwei Dichtungsringen abgedichteten, mit kegelförmigen Böden versehenen Hälften besteht.

Diese zweiteilige Ausführung hat neben der vereinfachten gußtechnischen Herstellung der Hälften den entscheidenden Vorteil gegenüber der bekannten dreiteiligen Ausführung mit Flachdichtungen, daß bereits die Hälften für sich verformungssteifer sind. Sie können mit ihren Metallflächen unmittelbar gegeneinander verspannt werden. Bei betriebsmäßiger Belastung ist somit die Wechselbeanspruchung der Zuganker geringer.

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Vorzugsweise sind die Kühlmittelräume zur Teilungsebene hin offen, die zwei Dichtungsringe als O-Ringe ausgebildet, und sie liegen an den Stirnseiten der Hälften in der Teilungsebene, beidseitig der Kühlmittelräume umlaufend. Die O-Ringe können dabei in Nuten einer der beiden Zylinderhälften liegen. Der durch die offenen Kühlwasserräume erreichte gußtechnische Vorteil bleibt davon unberührt, ebenso die prinzipielle Gleichheit der Hälften.

Durch großräumige, bis zur Teilungsebene reichende Gasspeicher auf der Saug- und der Druckseite, die zur Teilungsebene hin geschlossen, seitlich jedoch offen sind, wird vorteilhaft die Gaspulsation verringert. Daraus ergeben sich in Verbindung mit dem gleichmäßigen An- und Abströmen des Gases aufgrund der schrägen Anordnung der Ventile in den kegelförmigen Böden eine Reduzierung des Energieaufwandes und eine Erhöhung der Ventilstandzeit.

Zweckmäßig sind die die Kühlmittelräume durchquerenden Zuganker mit eingewalzten konzentrischen Rohren abgedichtet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Zylinder und einen Teilschnitt gemäß der Schnittlinie C-D in Fig. 2,

Fig. 2 ein Schnittbild durch den Zylinder gemäß der gebrochenen Schnittlinie A-B in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht von der linken Seite her auf den Zylinder gemäß Fig. 1,

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Fig. 4 ein Beispiel für den Einsatz des Zylinders nach den Fig. 1 und 2 in einer Gesamtanordnung und

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Gesamtanordnung gemäß Fig.

Gemäß den Figuren 1 und 2 besteht der Zylinder aus zwei Zylinderhälften 10, 12, die durch Zuganker 14 miteinander verbunden sind. Vorzugsweise dienen hierzu vier Zuganker 14. Die entsprechenden Bohrungen 16 sind aus Figur 1 ersichtlich.

Mittels eines hierfür an sich bekannten Werkzeuges sind in diese Bohrungen 16 Rohre 17 eingewalzt, d.h. derart aufgeweitet, daß ein Flüssigkeitsverschluß entsteht. Sie liegen auf einem inneren Teilkreis, wogegen auf einem äußeren Teilkreis Bohrungen 18 für Schrauben 20 liegen, die lediglich zur Absicherung der Dichtung dienen.

In der Teilungsebene 22 der Hälften 10 und 12 liegen umlaufende O-Ringe 24, die in Nuten der unteren Hälfte 12 eingelassen sein können. In den Hälften 10 und 12 befinden sich zur Teilungsebene 22 hin offene Kühlmittelräume 26 und 28, vorzugsweise Kühlwasserräume. Die Hälften 10 und 12 sind also in diesen Bereichen doppelwandig. Die Kühlmittelräume 26 und 28 werden also durch die 0-Ringe 24 nach außen und innen hin abgedichtet.

Jede Zylinderhälfte 10, 12 verfügt über einen kegelförmige , Ventilnester 32 und 34 bzw. 30 und 36 beherbergenden Boden bzw. 40. Auf der Saug- und auf der Druckseite sind großräumige Gasspeicher 42 und 44 vorgesehen. Dabei kann die Orientierung von Druck- und Saugseite beliebig sein. Die Gasspeicher 42

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und 44 sind durch Ventile vom Verdichtungsraum 46 getrennt. Im zylindrischen mittleren Bereich befindet sich die die beiden Zylinderhälften 10 und 12 zentrierende Zylinderbüchse Der Kolben ist nicht dargestellt, lediglich seine Bewegungsrichtung durch einen Doppelpfeil 50. Am Grund jedes kegelförmigen Bodens 38 und 40 befindet sich eine Bohrung 52 bzw. 54, deren erweiterter Teil die Stopfbuchse aufnimmt und durch die insgesamt die Kolbenstange geführt ist (nicht dargestellt).

In Figur 3 ist der Gaseintritt bzw. -austritt dargestellt. Dieser ist durch eine Leiste 56 in zwei Teilkanäle 58 geteilt. Die beiden Zylinderhälften 10 und 12 werden gegossen, wobei wegen der offenen Kühlwasserräume 26 und 28 die Kernlagerung und die Entfernung des Kerns (Putzen) erleichtert sind. Durch die symmetrisch gleichen Zylinderhälften verringern sich natürlich auch die Modelleinrichtungskosten.

Lediglich beispielsweise ist in den Figuren 4 und 5 eine Anwendung des Zylinders innerhalb einer doppelstufigen Verdichteranordnung in V-förmiger Bauweise gezeigt. Dabei bildet ein Triebwerksgehäuse 110 den tragenden Bestandteil. Es verfügt über eine Antriebswelle 112, an die ein Elektromotor 114 angeschlossen ist. Die beiden Zylinder 116 und sind an Gehäusehälsen 120, 122 des Triebwerksgehäuses 110 befestigt, wozu die verlängerten Zuganker 14 dienen können. Die geometrischen Zylinderachsen 124 und 126 schließen dabei vorzugsweise einen Winkel von 90 ein.

Zwischen den Zylindern 116 und 118 befindet sich eine erste Baueinheit 128 aus einem Kühler 130, einem Abschneider 132

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und einem Pulsationsdämpfer 134. An die freie Seite des ersten Zylinders 116 ist bei Luftzuführung ein Filter angeschlossen, bei Gaszuführung ein Puffer, an die freie Seite des zweiten Zylinders 118 eine zweite Baueinheit 138, die ebenfalls aus einem Kühler 140, einem Abschneider und einem Pulsationsdämpfer 144 besteht.

Neben dieser Anwendung ist der erfindungsgemäße Zylinder jedoch auch für eine Hubkolbenmaschine gemäß der älteren Patentanmeldung P 26 46 532.7 einsetzbar.

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Claims

Ansprüche

( 1.)Zylinder für einen Kolbenverdichter für Luft und technische Gase mit einem kegelförmigen oberen Bereich, einem zylindrischen mittleren Bereich, einem kegelförmigen unteren Bereich, schräg im oberen und im unteren Bereich sitzenden Ventilen, einer Zylinderbüchse und mit Kühlmittelräumen, wobei der Zylinder geteilt und abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei gleichen, durch Zuganker (14) miteinander verbundenen, über die Zylinderbüchse (48) zentrierten und mit mindestens zwei Dichtungsringen (24) abgedichteten, mit kegelförmigen Böden versehenen Hälften (10, 12) besteht.
2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelräume (26, 28) zur Teilungsebene hin offen sind, die zwei Dichtungsringe als O-Ringe ausgebildet sind und an den Stirnseiten der Hälften (10, 12), in der Teilungsebene beidseitig der Kühlmittelräume (26, 28) umlaufend, liegen.
3. Zylinder nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch großräumige, bis zur Teilungsebene reichende Gasspeicher (42, 44) auf der Saug- und der Druckseite, die zur Teilungsebene hin geschlossen,seitlich jedoch offen sind.
4. Zylinder nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kühlmittelräume (26, 28) durchquerenden Zuganker (14) mit eingewalzten konzentrischen Rohren (15) abgedichtet sind.

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