DE551360C - Drehkolbenverdichter mit exzentrisch im mitumlaufenden Zylinder angeordneter Kolbentrommel - Google Patents

Description

• Drehkolbenverdichter mit exzentrisch im mixumlaufenden Zylinder angeordneter Kolbentrommel Die Erfindung betrifft Drehkolbenmaschinen, bei denen Kolbentrommel und Zvlinder exzentrisch zueinander im gleichen Drehsinne umlaufen und die Kolbentrommel auf einem feststehenden hohlen Zapfen für die Zu- und Abfuhr der Gase unmittelbar lagernd umlüuft, dessen Druck und Satigöfinunge_i liierdtirch gesteuert werden.
• Maschinen dieser Art haben den Vorteil, claß die Gasdruckbelastung des Verdichtungsraumes einseitig die Kolbentrommel, welche die Kanäle steuert, auf die Seite des hohlen Zapfens aufpreft, auf 1#velcher die Druckkanalöffnung liegt, so <1a13 die abdichtende Lagerfläche der letzteren durch die GascIrticl:-belastung gut dicht verschlossen wird. Allerdings wird dies nur dann erreicht. wenn die 1 _agerung der Trommel nur auf dein fest-#tehenclen Zapfen erfolgt und nicht etwa deren Belastung durch anderweitige Lager aufgenommen wird, welche den Ausgleich der Zvlinderlagerbelastung mit der Trommellagerbelastung außerhalb des Zapfens bewirken, so daß für den Druckkanalv erschluß im Steuerzapfenlager kein dichtender Zapfenlagerdruck vcrlianden ist.
• Vorliegende Erfindung bezweckt bei Maschinen dieser Art, die Lagerung der beiden umlaufenden Teile derart zu gestalten, daß die gesamte Belastung vom Zapfen aufgenorninen und in ihm ausgeglichen wird, wobei der Antrieb durch den Zvlinder erfolgt. Bei Einbau der Maschine in ein sie unischließendes Gehäuse wird ermöglicht, die Zvlinderseitenwand am Zapfenende zu schließen, so daß dort keine Abdichtung erforderlich ist. Die sonst erforderliche doppelseitige Abdichtung einer durchgehenden Welle ist vermieden, und da die umlaufenden Seiteni,-anr:tingen der Maschine nur noch an einer Seite des Zapfens abgedichtet werden brauchen, ist es möglich, mit 1--Elfe des im GelOuse herrschenden Verdichtungsdrucks auch diese verbleibende Dichtungsfläche axial regen einen Lagerbund des Zapfens laufen zu lassen, was die Abdichtung wesentlich vereinfacht und ein dauernde: selbsttätiges machdichten der Diclitungsfliche bewirkt. Trägt die Kolbentrommel eine Seitenwand, mit der sie gegen eine Seitenfläche des Zvlin ders anliegt, so findet unter dem Verdichtungsdruck im Gehäuse an dieser Anlagestelle die Abdichtung statt.
• Der der Maschine eigentümliche mittelbare Antrieb der Kolbentrommel ermöglicht es ferner, besonders leicht Ölschläge in der Maschine zu vermeiden. Bekanntlich haben Verdichter dieser Art den für den dichten Lauf der Maschine sehr wesentlichen Vorteil, daß das öl, welches in dem Verdichtungsraum sich befindet, beim Umlauf der Maschine nicht den Kanälen vorgelagert, sondern durch die Fliehkraft in dein Raum zurückgehalten wird, so daß die Förderung des Gases mit vrenijer Ölverlusten des Verdichtungsraumes erfolgt. Das in den Arbeitskammern zurückbleibende 01 füllt den schädlichen Raum gut auf und _lggert sich in den Dichtungsfugen, so daß solche Verdichter infolge der guten ölabdicbtung einen wesentlich geringeren Lässigkeitsverlust aufweisen und geringerer 0lzuführung bedürfen als Drehkolbenverdichter anderer Bauart. Diese gute Ölhaltung der Arbeitsräume birgt jedoch die Gefahr zu weitgehender ülauffüllung der Arbeitsräume, so daß leicht ölschläge beim Umlauf entstehen können. Besonders beim Anlauf des Verdichters, wenn nach längerem Stillstand eine Verlagerung des Öls in den einzelnen Kammern des Verdichtungsraumes eingetreten ist, können beim plötzlichen schnellen Anspringen der :Maschine, wie solches bei diesem mit Elektromotoren gekuppelten Verdichter Viblich ist, -leicht heftige Ölschläge entstehen, die zu Brüchen der überlasteten Teile führen können. Um dieses zu vermeiden, erfolgt der Antrieb der Kolbentrommel mittelbar, indem zwischen dem angetriebenen Zylinder und der von diesem mitgenommenen Kolbentrommel ein nachgiebiges Mittel eingeschaltet ist, weiches den Umlauf der Trommel bei eintretenden ölschlägen verzögert, so daß die Verdichtungsarbeit des Verdichtungsraumes sich verzögert und eine größere Zeiteinheit für das Entweichen des üls aus den Arbeitskammern vorhanden ist. Da nun die Trommelseitenwand vom Zylinder durch Reibung mitgenommen wird, deren Größe jedoch abhängig von dem axialen Druck ist, mit welchem der Zylinder gegen die Seitenwand angepreßt wird, so wächst und fällt das Mitnahmemoinent mit diesem Druck. Der axiale Druck wird gebildet durch das Übergewicht, welches (las verdichtete Gas im Gehäuse gegenüber der Summe der Gasdrücke, welche im Arbeitsrauin des Verdichters herrschen, hat. Da nun bei Anlauf des Verdichters noch Druckgleichheit des Gases in diesen Räumen herrscht und daher das Reibungsmoment zwischen dem Zylinder und der Seitenwand der Trommel noch sehr klein ist, ist ein Federdruck erforderlich, der bewirkt, daß der Zylinder die Seitenwand mitnimmt, aber nur mit Verzögerung, so daß das im Verdichtungsraume zu viel vorhandene Öl mehr Zeit hat, zu entweichen. Sobald Ölschläge entstehen wollen und hierdurch der Druck in den Verdichtungskammern ansteigt, ist es den beiden Körpern möglich, eine axiale Verschiebung voneinander auszuführen und den L'berschuß des Öls durch den zwischen Zylinder und Trommelseitenwand entstandenen Spalt in (las als C)lbehälter ausgebildete Gehäuse fallen zu lassen. Sobald jedoch der Druck des Gases nach dem Anlauf im Ölbehälter überwiegt, werden Zylinder und Trommelseitenwand fester aufeinandergepreßt, und die Seitenwand wird fester von dem Zylinder mitgenommen. Unterstützt kann diese nachgiebige Mitnahme des Zylinders noch durch eine Mitnahmefeder werden, deren Kraft Zylinder und Trommelseitenwand nachgiebig verbindet.
• Aus dem Gehäuse wird öl in das Zapfenlager des Verdichters hochgedrückt,und zwar auf der Seite der Lagerfläche, welche der Belastung ausgesetzt ist. Hierdurch übt der Üldruck einen dem in dem Druckkanal des Zapfens gleichgerichteten Druck im Steuerzapfenlager aus, der das Lager entlastet.
• In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigen Abb. i und 2 einen Verdichter, eingebaut in einem gasdicht verschlossenen Gehäuse im Längsschnitt.
• Abb. 3 zeigt einen Ouerschnitt durch den Verdichter nach Linie 2-2 der Abb. i.
• Abb. d. zeigt die Zu- und Abfuhr der Gase von und zu dem Verdichter sowie die Lagerung des Ols im Verdichten bei dessen, Lauf unter Wirkung der Fliehkraft.
• Der Verdichter läuft auf einem feststehenden Lagerzapfen d, welcher in dem gasdicht geschlossenen Gehäuse in angeordnet ist, um. Der Verdichtungsraum des Verdichters wird durch den Zylinder a mit dessen Seitenwand g sowie durch die Kolbentrommel f mit deren Seitenwand o begrenzt. Der Zylinder a besitzt eine Welle n, welche in einer Bohrung des Lagerzapfens d exzentrisch zu dem Lager des Kolbens f lagert. Zylinder und Kolbentrommel laufen im gleichen Drehsinne um. Durch Kanäle i werden die einzelnen Arbeitskammern des Verdichtungsraumes beim Umlauf jeweils mit dem Saugkanal h und dem Druckkanal L des Zapfens verbunden. Der Druckkanal L steht mit dem Gehäuse 111 in Verbindung. Die Gasabführung aus dem Gehäuse in erfolgt durch den Stutzen p. Im Gehäuse in. befindet sich der Ölvorrat für die Schmierung und Abdichtung der Maschine. Das 01 wird beim Arbeiten des Verdichters unter dem Verdichtungsdruck durch den Kanal w zur Welle n und durch Bohrungen _x (21bb. i) in das Lager der Kolbentrommel gedrückt. Der Antrieb des Verdichters erfolgt durch die Welle ia (Abb. i). Eine Sonderausbildung des Antriebs zeigt Abb. -2. Hier erfolgt der axiale Antrieb der Zylindertrommel durch eine gesondert gelagerte Welle r, welche mittels einer Kupplung s, t mit dem Zylinder in Verbindung steht.
• Die Wirkungsweise ist folgende: Zylinder a und Kolbentrommel f werden durch einen geringen axialen Anpressungsdruck, der durch einen axial wirkenden Federdruck erzeugtwerden kann, gegeneinandergehalten. Beim Umlauf strömt das geförderte Idas in das Gehäuse in und übt dort allseitig einen Druck auf den Verdichter aus, so daß mit zunehmendem Verdichtungsdruck die axiale Anpressung der Trommel f gegen den Zvlinder a verstärkt wird.
• y Die Entlastung des großen Lagers des Kolbens geschieht mittels des Verdichtungs-(Irucks, der im Gehäuse m herrscht und (las i)1 aus dem ölraum durch den Kanal w in das Zylinderlager preßt. Von dort strömt das Dl durch die Kanäle x (Abb. i) in das Lager des Kolbens, und zwar auf die Seite, «-elche der Kolbenbelastung ausgesetzt ist. Hierbei übt (las Öl einen Druck in dem Lager aus, welcher der Trommelbelastung entgegenwirkt. 1n @bb.3 sind diese das Lager belastenden und entlastenden Kräfte dargestellt. Das Pfeilbündel Pb stellt die Trommelbelastung durch die Verdichtung dar. Durch die %-erbindung des Lagers mit dein Verdichtungsdruck entsteht die Kraft 1'e, welche in der Richtung des Pfeilbündels Pe, e', e= entgegen der Richtung der Kraft Pb auf die Trommel wirkt. Die Bildung der Kraft Pe erfolgt durch den Verdichtungsdruck sowie durch (las in das Lager eingeführte, unter diesem Druck stehende 01. Das Preßöl, welches nach der entlasteten Seite mitgerissen wird, wird mit dem Saugkanal k durch Kai iä i le -i- (Abb. 2) in Verbindung gebracht, so daß auf dieser Seite des Lagers kein Preßöldruck herrscht, sondern Saugspannung. Das nach dem Saugkanal 1? ablaufende Öl wird durch den Saugstrom durch die Kanäle i in denVerdichtungsraummitgerissen (Abb.4). Dort wird das Öl unter der Fliehkraft aus dein leichteren Gasstrom gegen die Zylinderwand abgeschleudert und bildet dort einen (_)lring. Hierbei dringt das 01 durch dieGleitfuge zwischen Zylinderstirnfläche und Troniinelseitenwand hindurch in eine Nut der ersteren und bildet dort einen Flü ssigl..eitsverschluß gegen den Verdichtungsdruck des Gases im Gehäuse in.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i.Drehkolbenverdichter mit exzentrisch im mitumlaufenden Zylinder angeordneter, auf einem feststehenden Steuerzapfen für Ein- und Auslaß sich drehender Kolbentrommel, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerzapfen als Auslegerzapfen ausgebildet ist, der sowohl die Kolbentrommel als auch den Zylinder trägt, durch den der Antrieb erfolgt.
2. 2. Drehkolbenverdichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Steuerzapfen (d) axial bewegliche Kolbentrommel (f) eine Seitenwand ("o) besitzt, mit der sie gegen die Seitenfläche des Zylinders (a) anliegt, und dar der Verdichter in ein Gehäuse (3F1) eingeschlossen ist, in dein der Verdichtungsdruck herrscht.
3. 3. Drehkolbenverdichter nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entlastung der Lagerfläche der Kolbentrommel Druckäl aus dem Gehäuse auf die Seite der Lagerfläche, welche der Belastung ausgesetzt ist, geleitet wird.