DE3140512A1

DE3140512A1 - Verdraengermaschine

Info

Publication number: DE3140512A1
Application number: DE19813140512
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Ne Verzicht
Original assignee: MEYER FA JOS L
Current assignee: MEYER FA JOS L
Priority date: 1981-10-13
Filing date: 1981-10-13
Publication date: 1983-04-21

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdrängermaschine nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Verdrängermaschine ist z. B. aus der DE-OS 26 03 462 bekannt und auch Gegenstand langjähriger Untersuchungen verschiedener Unternehmen, die allerdings bisher noch nicht zu einem durchschlagenden Erfolg geführt haben.
Die Fehlschläge sind in erster Linie'den fortlaufend gekrummen (spiralförmigen) Flächen zwischen Verdrängerkörper und Verdrängern zugeschrieben worden, die überaus präzise gearbeitet sein müssen, wenn sie nicht bei zu fester Anlage hohe Reibungen und Zerstörungen erleiden oder aber bei zu geringer Anlage aneinander Undichtigkeit hervorrufen sollen. Demgegenüber erschienen die planen Dichtungsebenen an den Stirn- und Sohlenflächen der Verdrängerkörper unkritisch, da sie relativ leicht mit hoher Präzision herstellbar sind. Im Ergebnis haben die bisherigen Versuche noch zu keiner Maschine der vorstehend bezeichneten Art auf dem Markt geführt, die zufriedenstellende Eigenschaften aufweist, d. h. im Kompressorbetrieb einen Druck, eine Durchsatzleistung und eine Lebensdauer in der zu erwartenden Größenordnung lieferte.
Aufgabe der Erfindung ist es dementsprechend, eine VerdränsermascAine der eingangs bezeichneten Art so auszugestalten, daß die geforderten Betriebswerte nach Druck und Durchsatz auf Dauer erzielt werden können.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit dem Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Es hat sich bei Abkehr von der bisherigen Versuchsrichtung mit einer besseren Abdichtung der eigentlich unkritisch erscheinenden Flächen gezeigt, daß an dieser Stelle der Hauptgrund des Versagens bei den bisherigen Spiralverdichtern gelegen haben dürfte,und daß eine Abdichtung an dieser Stelle insofern überraschend zu dem nach der Theorie erhofften technischen Durchbruch führt. Damit ließ sich erstmalig auf Dauer ein Druck von 30 Atue zu einem Durchsatz von 170 Nm3/h für eine Versuchsmaschine aufrechterhalten, die vorher nur kurzzeitig einen etwa gleichen Druck bei einem Durchsatz von nur 60 Nm3/h liefern konnte.
Als günstig hat sich die Verwendung von Dichtstreifen aus PTFE mit eingelagertem Graphit dargestellt, die in der Reibpaarung mit gebräuchlichen Metallen wie Gußeisen, Stahl oder Aluminium gute Gleiteigenschaften und hohe Standfestigkeit aufweisen.
Als besonders vorteilhaft ergab sich eine Ausgestaltung der Dichtstreifen mit einem rückwärtigen, druckbeaufschlagbaren Kanal. In einer einfach zu realisierenden Form besitzen die Dichtstreifen die Form von rechteckigen Dichtleisten, die in einem in der Breite passenden Kanal eingelagert ist, der in der Tiefe aber einen rückwärtigen Kanalraum.freihält. Dieser rückwärige Kanalraum kann mit der Druckseite der Verdrängermaschine verbunden werden und liefert dann eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung der Dichtleisten von hinten und somit eine gleichmäßige Anlage der Dichtleisten auch bei fortschreitendem Verschleiß.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert ist. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 Ansicht eines spiralförmigen Stegs an einem Verdrängerkörper Fig. 2 Schnitt nach Linie 11-11 in Fig. 1 Fig. 3 Vergrößerte Einzelheit III aus Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein Teil einer Oberfläche eines mit 1 bezeichneten Verdrängerkörpers dargestellt. Die Oberfläche liegt parallel zur Zeichenebene und aus ihr ragt nach oben eine Profilierung in Form eines im Querschnitt gleichbleibenden, fortlaufend gleichsinnig gekrümmten (spiraligen) Stegs 2 auf.
Der Verdrängerkörper kann grundsätzlich ein ganzes System solcher Stege oder sonstiger Profilierungen auf seiner Ober fläche aufweisen, mit denen er zwischen grobhin etwa parallel verlaufenden Stege eines Gegen-Verdrängerkörpers eingreift, so daß die Stege zwischeneinander längliche (genauer: sichelförmige) Kammern ausbilden, die bei einer umlaufenden Relativbewegung der Verdrängerkörper zueinander von einem ansaugseitigen Ende 3 der Stege zu einem druckseitigen Ende 4 unter Verdichtung bzw. Einengung weitergeführt werden -dieses ist Teil des Grundprinzips der Spiralverdichter.
Bekannt ist auch, daß die Verdrängerkörper teilweise plattenförmig ausgebildet sind und auf beiden Seiten Stege aufweisen, wie dieses die Fig. 2 zeigt. Dort ist im Querschnitt ein weiterer, spiegelbildlich angeordneter und ausgebildeter Steg 5 zu erkennen, der mit einem Verdrängerkörper 6 zusammenarbeitet, während der Steg 2 mit seiner Stirnfläche 7 an eine Sohlenfläche 8 eines Verdrängerkörpers 9 heranreicht.
Zwischen der Stirnfläche 7, und der Sohlenfläche 8, die parallel zueinander und zu einer Arbeits- und Bewegungsebene der Verdrängungskörper und auch parallel zu einer, Mitte lebene 10 des Verdrängungskörpers 1 sind, muß eine Abdichtung vorhanden sein. Diese Forderung erschien bisher unproblematisch erfüllbar, da es sich im Gegensatz zu den breiten, langen und dazu noch ungleichförmig gekrümmten Seitenflächen.
11 und 12 des Ve-rdrängerkdrpers um~plane Ebenen handelt. Es hat sich aber gezeigt, daß eine aufwendigere und bessere Abdichtung an dieser Stelle eine entscheidende Verbesserung des Betriebs der Verdrängermaschine erbringt.
Wie insbesondere aus der Querschnittsdarstellung nach Fig. 3 ersichtlich, ist in die Stirnseite 7 des Stegs 2 eine Rechteck- bzw. Quadratnut 13 eingeformt, die eine im Querschnitt rechteckige bzw. quadratische Dichtleiste 14 aufnimmt. An der Querschnittsform sind insbesondere die zueinander parallelen Seitenflächen an der Nut 13 und/oder der Dichtleiste 14 von Interesse, die auch bei dichtem Sitz zwischen Nut und Leiste eine Verschieblichkeit der Dichtleiste 14 nach außen gewährleisten.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel haben sowohl die Nut wie auch die Dichtleiste einen Querschnitt von etwa 1,5 x 1,5 mm, wobei die Dichtleiste 14 ihre Arbeitsstellung etwa 0,1 bis 0,2 mm gegenüber der Stirnfläche 7 vorsteht -die Spileinstellung sieht also einen Abstand von 0,1 bis 0,2 mm zwischen der Stirnfläche 7 und der Söhlenfläche 8 vor.
Bei dieser Stellung ergibt sich hinter der Dichtleiste 14 ein unausgefüllter Querschnittsbereich 15 innerhalb der Nut 13, der sich über die ganze Länge des Steges 2 (vgl. Fig. 1) hinter der Dichtleiste 14 gleichförmig erstreckt. Lediglich an den Enden sind Besonderheiten vorgesehen.
Auf der Druckseite 4 weist die Nut 13 einen Auslaufteil 16 auf, der über den Bereich der Dichtleiste hinausgeht bzw.
um den die Dichtleiste kürzer ist. In diesem Bereich ist der Kanal 15 zur Druckseite hin offen und erfährt somit eine Beaufschlagung mit dem Enddruck der Verdrängermaschine, der über die Länge gleichmäßig hinter der Dichtleiste -14 anliegt und diese aus der Nut 13 hervorzudrücken sucht. Im Ergebnis entsteht eine gleichförmige Anlage der Dichtleiste 14 an der Sohlenfläche 8, und zwar auch dann, wenn die Dichtleiste zu einem mehr oder weniger großen Te-il verschlossen ist.
Damit die Druckbeaufschlagung aber auf der anderen Seite nicht zu einem stetigen Durchsatzverlust führt, ist für eine Endabdichtung des Kanals 15,auf der Ansaugseite 3 gesorgt. -Dort passen Dichtleiste und Nut dichtig ineinander und schließen den Kanal 15 ab. RegelmäBig kann dieses durch einen verengten Nutquerschnitt sichergestellt sen, es können aber auch zusätzliche Dichtungsmaßnahmen Anwendung finden.
Die Dichtleiste 14 besteht aus einem besonders elastischen und gleitfähigen Material, nämlich Kunststoff in Form von PTFE mit eingelagertem Graphit. Damit ist eine besonders reibungsarme aber auch langlebige Dichtung erzielt, die die nunmehr erreichten Leistungsdaten auch über praxisgerechte lange Zeiträume aufrechterhält.

Claims

Verdrängermaschine EB/Jä SchutzansprUche: 0 Verdrängermaschine nach dem System der Spiralverdichter für kompressible Medien, bei der in zumindest einer Arbeitsebene spiralförmig verlaufende Verdrängerkammern und Verdrängerdurch zwei Verdrängerkörper gebildet sind, die mit spiralig profilierten Oberflächen aus vorspringenden, parallel zur Arbeitsebene verlaufenden Stirnflächen und zurückversetzten, ebenfalls parallel zur Arbeitsebene verlaufenden Sohlenflächen ineinander eingreifen und zur Veränderung der Verdrängerkammern gegeneinander etwa parallel zu sich selbst auf einer Umlaufbahn beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (7) mit einem Dichtstreifen (14) aus elastischem und gleitfähigem Material ausgestattet sind.
2. VerdrSngermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die Dichtstreifen (14) aus Kunststoff zu einem Reibpaarungswerkstoff Gußeisen, Stahl oder Aluminium bestehen.
3. Verdrängermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtstreifen (14) aus PTFE mit Einschlüssen von Graphit bestehen.
4. Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtstreifen (14) einen rückwärtigen, mit Druck beaufschlagbaren Kanal (15) abschließen.
5. Verdrängermaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (15) jeweils an seinem zur Druckseite (4) der Maschine gelegenen Ende offen ausmündet.
6. Verdrängermaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal an seinem zur Ansaugseite (3) der Maschine gelegenen Ende geschlossen ist.
7. Verdrängermaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtstreifen als Dichtleisten (14) in parallelwandigen, rückwärtig einen offen verbleibenden Querschnittsbereich umfassenden Nuten (13) verlaufen.
8. Verdrängermaschine nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (13) auf dem druckseitigen Ende (4) über die Dichtleiste (14) hinausgeführt ist.
9. Verdrängermaschine nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (14) und die Nut (13) am ausgangsseitigen Ende (3) dicht ineinanderpassen.
10. Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (13) eine Breite von etwa 1,5 mm aufweist.
11. Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch iekennzeichnet, daß die Nut (13) eine Tiefe von etwa 1,5 mm aufweist.
12. Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (13) einen hinter der Dichtleiste (14) über deren volle Breite erstreckten Kanal von etwa 0,1 bis 0,2 mm Tiefe umfaßt.
13. Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (14) einen Abstand von 0,1 bis 0,2 mm zwischen der sie lagernden Stirnfläche (7) und der gegenüberliegenden Sohlenfläche Uberbruckt.