DE576999C - Hydraulischer Umlaufverdichter mit exzentrisch gelagertem Rotor - Google Patents

Hydraulischer Umlaufverdichter mit exzentrisch gelagertem Rotor

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DE576999C
DE576999C DE1930576999D DE576999DD DE576999C DE 576999 C DE576999 C DE 576999C DE 1930576999 D DE1930576999 D DE 1930576999D DE 576999D D DE576999D D DE 576999DD DE 576999 C DE576999 C DE 576999C
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Germany
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rotor
compressor
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cylinder
rotation
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DE1930576999D
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Sulzer AG
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Sulzer AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C19/00Rotary-piston pumps with fluid ring or the like, specially adapted for elastic fluids
    • F04C19/002Rotary-piston pumps with fluid ring or the like, specially adapted for elastic fluids with rotating outer members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

  • Hydraulischer Umlaufverdichter mit exzentrisch gelagertem Rotor Es sind bereits hydraulische Umlaufverdichter vorgeschlagen worden, bei welchen ein zur Drehachse einer umlaufenden Flüssig-],zeit exzentrisch gelagerter Rotor derart mit der Flüssigkeit umläuft, daß zwischen dem Rotor und dem Flüssigkeitsspiegel mindestens ein sichelförmiger Arbeitsraum entstelit, der durch die radiale Steigung der schraubenförmigen Wandung im Verlauf der Drehung des Verdichters exzentrisch verdrängt wird, wobei das im Arbeitsraum enthaltene Gas verdichtet wird. Der innere Rotor der bisher bekanntgewordenen Verdichter dieser Art besteht im allgemeinen aus einem mit schraubenförmigen Rippen versehenen Zylinder oder Kegelstumpf. Die zylindrischen Rotoren besitzen keine radiale Steigung und ergeben somit nur kleine Verdichtungsverhältnisse. Die kegeligen Rotoren sind hydraulisch ungünstig, weil die Wasseroberfläche der Hilfsflüssigkeit unter dem Einfluß der Fliehkräfte sich achsparallel einzustellen versucht und hydraulische Verluste dort auftreten, wo der zylindrische Wasserspiegel im Verlauf der Drehung mit der kegelförmigen Rotorwandung wieder zusammentrifft.
  • Die Erfindung betrifft einen Verdichter dieser Art und besteht darin, daß die Rotorwandung achsparallel abgestuft ist. Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß diese hydraulischen Verluste durch den übereinstimrnenden Verlauf der Wasseroberfläche und des Rotormantels jedes einzelnen Arbeitsraumes vermieden werden und auf der ganzen Breite des Arbeitsraumes auf ihren geringsten Wert beschränkt werden können.
  • Ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung dargestellt.
  • Fig. i ist ein Axialschnitt durch einen Verdichter nach der Erfindung.
  • Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 1-1 der Fig. 1.
  • Fig. 3 zeigt schematisch das Getriebe des Verdichters.
  • Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Rotors.
  • Nach Fig. i ist der die Flüssigkeit i enthaltende Zylinder :2 mit den Seitenscheiben 3 und .f versehen. Die Hohlwellen der beiden Seitenscheiben 3 und 4. sind in den Lagern 5, 6, 7 und 8 um die Achse 9 drehbar gelagert. Um den Betrag E gegenüber der Achse 9 exzentrisch verschoben, ist die Rotorwelle io in den Lagern 11, 12, 13 und 14 gelagert. Auf der Welle io ist -der Rotor 15 angeordnet, dessen äußere Wandung mit einer schraubenförmigen Furche versehen ist, die sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung eine Steigung besitzt. Diese Furche wird durch die eigentliche Mantelfläche 16 des Rotors und durch seitliche Rippen 17 gebildet. Auf der rechten Seite des Rotors und durch Bolzen 18 kraftschlüssig mit ihm verbunden befindet sich die Entlastungsscheibe i9. Auf dieser ist die mit einer Stopfbüchse 2o versehene Hohlwelle 21 angeordnet.
  • Während des Betriebes befinden sich - der Rotor, der Zylinder und die Flüssigkeit in gleichmäßiger Drehung. Da die Rotorfurclie linksgängig ausgebildet ist, muß sich der Verdichter von links aus gesehen im Uhrzeigersinn drehen. Wie Fig. 2, die ebenfalls von links aus gesehen ist, erkennen läßt, bildet sich zwischen dem zylindrischen Flüssigkeitsspiegel 22, dessen Achse mit der Drehachse 9 des Zylinders 2 zusammenfällt, und der Mantelfläche 16 des Rotors ein sichelförmiger Arbeitsraum 23, in welchem sich das zu fördernde Gas befindet. Dadurch, daß der Kompressor in Richtung der Pfeile 24 und 25 umläuft und die schraubenförmige Furche des Rotors eine linksgängig zunehmende Steigung S aufweist, wird im Verlauf der" Drehung des Kompressors der sichelförmige Arbeitsraum 23 immer mehr nach außen gedrückt, bis das darin eingeschlossene Gas auf der Druckseite des Rotors in den Sammelraum 26 übertritt.
  • In Fig. i sind die Arbeitsräume 23 der einzelnen Schraubengänge in verschiedenen Stadien der Verdichtung zu erkennen. Im Sammelraum 26 stellt sich der Fliissigkeitsspiegel in Abhängigkeit des im Sammelraum herrschenden Druckes ein. Das geförderte Gas entweicht durch die Hohlwelle 21 und kann ani Druckstutzen 27 entnommen -werden.
  • Es ist ohne weiteres klar, daß sich, auch nur bei teilweiser Füllung des Zylinders mit Flüssigkeit, ein Arbeitsraum 23 bilden wird. Sobald dieser sichelförmige Arbeitsraum durch die Berührung der oberen Wandung des Rotors mit der Flüssigkeit von der Außenluft abgeschlossen wird, wird er durch die schraubenförmigen Windungen des Rotors im Verlauf der Drehung des Verdichters nach außen gedrückt.
  • Die erzeugte Druckhöhe steigt, wenn die Flüssigkeitsfüllung des Zylinders vergrößert wird. Dadurch wird aber die Fördermenge kleiner, weil dann der sichelförmige Arbeitsraum der ersten (kleinsten) Windung des Rotors, die für die Fördermenge maßgebend ist, verkleinert wird. Andererseits wird die Fördermenge des Verdichters größer, wenn der Flüssigkeitsinhalt des Zylinders klein ist, weil dann die, ersten Arbeitsräume 23 größer sind. In diesem Falle jedoch wird-die größte Druckhöhe des geförderten Gases kleiner.
  • Daraus ergibt sich, daß durch größere oder kleinere Bemessung des Sammelraumes 26 die Leistungscharakteristik des Verdichters zum voraus festgelegt werden kann. Ist nämlich dieser Saininelrauin verhältnismäßig breit, so wird die im Sammelraum befindliche Flüssig-],zeit beim Zunehmen des Gasdruckes nach außen verdrängt, wodurch der Arbeitsraum der kleinsten Rotorwindung verkleinert wird. Dies hat aber zur Folge, daß die angesaugte Gasmenge ebenfalls abnimmt und infolgedessen auch die vom Verdichter verlangte Leistung. Nimmt dagegen der Druck im Sammelraum 26 ab, so füllt er sich mit Flüssigkeit, so daß der Flüssigkeitsspiegel zu beiden Seiten des Rotors abnimmt und die angesaugte Gasmenge infolgedessen wieder zunimmt. Dies ermöglicht eine selbsttätige Regelung des Verdichters.
  • Wird nicht der Zylinder, sondern der Rotor durch die Antriebsmaschine des Verdichters angetrieben, so wird der Zylinder durch die Flüssigkeitsreibung mitgenommen und in Drehung erhalten. Wird jedoch der Zylinder durch den Motor angetrieben, so muß zwischen dem Rotor und dem Zylinder ein Getriebe eingeschaltet werden, durch welches die Winkelgeschwindigkeit des Zylinders auf den Rotor und umgekehrt übertragen wird.
  • Zu diesem Zweck eignet sich wegen seiner Einfachheit das in Fiji. 3 schematisch dargestellte Getriebe. Auf dem oberen Kreis 28, der z. B. auf der mit dem Rotor verbundenen Scheibe ig gleichachsig angeordnet ist, sind sechs als Umlaufkörper ausgebildete Zapfen 29 vorgesehen. Auf dem unteren Ring 30, der beispielsweise auf der Scheibe 3 gleichachsig zur Achse 9 angeordnet ist, sind ebenfalls sechs Zapfen 31 angebracht. hie aus Fig. 3 zu erkennen ist, müssen die Zapfen so bemessen sein, daß die beiden Achsen der einzelnen Zapfen jedes Paares um die Exzentrizität E gegeneinander versetzt sind, wenn sie miteinander in Eingriff stehen.
  • An Stelle von Zapfen lassen sich selbstverständlich auch andere, z. B. hohle Umlaufkörper verwenden. Um durch Ausführungsungenauigkeiten auftretende Schwingungen oder Geräusche zu dämpfen, empfiehlt es sich, wenigstens den einen Umlaufkörper jedes Paares mit einem gegen Stöße unempfindlichen Material, z. B. Gummi, zu überziehen. Anstatt durch ein Getriebe kann der Rotor auch durch federnde Organe finit dem Zylinder gekuppelt sein. Das Wesentliche ist, daß sowohl der Rotor als auch der Zylinder mit gleichmäßiger Winkelgeschwindigkeit umlaufen.
  • Es empfiehlt sich, den Rotor einfach oder doppelt nach Fig. 4 auszubilden, nach welcher die saugseitigen Windungen des Rotors breiter gehalten sind als die druckseitigen, so daß also die a-xiale Steigung des Rotors veränderlich wird.
  • Die Verdichtungswärme kann dadurch abgeleitet werden, daß auf der Druckseite beständig oder zeitweise kühle Flüssigkeit eingeführt und auf der Saugseite des Verdichters eine entsprechende Menge Flüssigkeit wieder entnommen wird. Um den Flüssigkeitsspiegel im Verdichter zu regeln. können in den Seitenwänden 3 und 4 oder auch nur auf einer Seite in angemessener Höhe Öffnungen vorgesehen sein, durch welche der Überschuß anFlüssigkeit abfließen kann. Ein anderes Mittel, um den Flüssigkeitsspiegel im Zylinder zu beeinflussen, besteht darin, der Drehrichtung der Flüssigkeit entgegengerichtete Fangdüsen, z. B. ein zugeschärftes Rohrstück, ruhend anzuordnen, so daß beim 'Steigen des Flüssigkeitsspiegels die Flüssigkeit vermöge ihrer kinetischen Energie durch ein an die Fangdüse angeschlossenes Ablaufrohr selbsttätig abgeführt werden kann.
  • Für normale Drücke eignet sich Wasser als Betriebsflüssigkeit. Für sehr hohe Drücke eignet sich am besten eine spezifisch schwere Flüssigkeit, z. B. Quecksilber.
  • Wenn es sich darum handelt, anstatt neutrale Gase, wie z. B. Luft, Gase zu fördern, die z. B. mit Wasser in chemische Verbindung treten oder stark gelöst würden, so empfiehlt es sich, chemisch neutrale Flüssigkeiten, die dem betreffenden Gas von Fall zu Fall angepaßt sind, zu verwenden.
  • Es ist nicht unbedingt nötig, daß die beiden Achsen des Rotors und des Zylinders parallel sind. In besonderen Fällen kann es von Vorteil sein, wenn sich die beiden Achsen schneiden oder windschief zueinander angeordnet sind. Wenn es z. B. gilt, die äußeren Abmessungen des Verdichters aufs äußerste zu vermindern, so könnte es von Vorteil sein, die Exzentrizität auf der Druckseite zu verkleinern, was ohne Nachteil möglich wäre, da der Zentriwinkel x (Fig. a) des sichelförmigen Arbeitsraumes der großen Windungen wesentlich kleiner ist als der Zentriwinkel des sichelförmigen Arbeitsraumes der ersten bzw. kleinsten Windung. In diesem Falle z. B. würden sich die beiden Achsen des Rotors und des Zylinders schneiden.
  • Die radiale Steigung S kann zwischen den Grenzwerten Null und q. E wechseln (Fig. _9). Bei kleineren Einheiten kann an Stelle oder in Ergänzung des Flüssigkeitsumlaufs der Zylinder mit Kühlrippen versehen sein, so daß die Verdichtungswärme ganz oder teilweise an die Vmgebungsluft abgegeben wird.
  • Der beschriebene Verdichter bietet den Vorteil, in einer Stufe, d. h. mit einem Rotor erheblich höhere Druckverhältnisse zu ermöglichen als die bisher üblichen Kreiselverdichter und in Anbetracht der beinahe isothermischen Verdichtung hohe Wirkungsgrade zu ergeben.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Hydraulischer Umlaufverdichter, bei welchem ein zur Drehachse einer umlaufenden Flüssigkeit exzentrisch gelagerter Rotor derart mit der Flüssigkeit umläuft, daß zwischen dem Rotor und dem Flüssigkeitsspiegel mindestens ein sichelförmiger Arbeitsraum entsteht, der durch die radiale Steigung der schraubenförmigen Rotorwandung, deren axiale Steigung gegen die Druckseite hin gleichmäßig abnimmt, im Verlauf der Drehung des ' Verdichters exzentrisch verdrängt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwandung achsparallel abgestuft ist.
DE1930576999D 1930-09-28 1930-09-28 Hydraulischer Umlaufverdichter mit exzentrisch gelagertem Rotor Expired DE576999C (de)

Applications Claiming Priority (1)

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DE576999T 1930-09-28

Publications (1)

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DE576999C true DE576999C (de) 1933-05-22

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ID=6570098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1930576999D Expired DE576999C (de) 1930-09-28 1930-09-28 Hydraulischer Umlaufverdichter mit exzentrisch gelagertem Rotor

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DE (1) DE576999C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3230490A1 (de) * 1982-08-17 1984-02-23 Franz Josef 8471 Stadlern Knott Fliehkrafttauchverdichter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3230490A1 (de) * 1982-08-17 1984-02-23 Franz Josef 8471 Stadlern Knott Fliehkrafttauchverdichter

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