EP0222327A1

EP0222327A1 - Verdrängerverdichter bzw. -pumpe

Info

Publication number: EP0222327A1
Application number: EP86115395A
Authority: EP
Inventors: Siegfried Hans
Original assignee: Hans Helmut
Current assignee: Hans Helmut
Priority date: 1985-11-06
Filing date: 1986-11-06
Publication date: 1987-05-20
Also published as: DE3539313C1

Abstract

Verdrängerverdichter bzw. -pumpe mit zwei Rotoren (8, 9), welche von einem mit einem Ansaugeingang (5, 6) und einem Druckausgang (7) versehenen Gehäuse umschlossen und zur Förderung des gasförmigen bzw. flüssigen Mediums vom Ansaugeingang zum Druckausgang ineinander greifend um zu einanander parallele Achsen im Gehäuse drehbar gelagert sowie gegenläufig angetrieben sind. Die Rotoren sind jeweils als Schaufelrad mit einem äußeren Kranz von radialen, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Schaufeln (14 bzw. 15) ausgebildet, deren Mittelebenen jeweils gegenüber der die Drehachse des Schaufelrades enthaltenden Radialebene um einen spitzen Winkel geneigt sind, und zwar beim einen Schaufelrad entgegen dem Uhrzeigersinn und beim anderen Schaufelrad im Uhrzeigersinn. Die Schaufelkränze der bis auf die Querausrichtung der jeweiligen Schaufeln identischen und in zwei ineinander übergehenden, zylindrischen Räumen des Gehäuses eingeschlossenen Schaufelräder kämmen unter Ausbildung einer Reihe von aufeinander folgenden, geschlossenen Kammern (22) miteinander, deren Volumina sich in Umlaufrichtung der Schaufelräder zunächst verkleinern und dann wieder vergrößern. Der Ansaugeingang des Gehäuses ist von zwei Ansaugöffnungen (5, 6) gebildet, welche jeweils auf derjenigen Seite der Schaufelräder, zu welcher hin deren Schaufeln konvergieren, neben dem Schaufelkranz des einen bzw. des anderen Schaufelrades in dessen Umlaufrichtung vor den Kammern angeordnet sind. Der Druckausgang des Gehäuses ist von einer einzigen Drucköffnung (7) gebildet, welche auf der anderen Seite der Schaufelräder neben deren Schaufelkränzen im Bereich der kleinsten Kammervolumina vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verdrängerverdichter bzw. eine Verdrängerpumpe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Derartige Verdrängerverdichter bzw. -pumpen sind bekannt, beispielsweise als Rootsgebläse zur Förderung von Gasen und Dämpfen bzw. als Zahnradpumpe zur Förderung von Flüssigkeiten, wobei die beiden Rotoren von Drehkolben mit 8-förmigem Querschnitt bzw. Zahnrädern und der Ansaugeingang sowie der Druckausgang des Gehäuses von einer Ansaugöffnung bzw. einer Drucköffnung gebildet sind, welche beiderseits der die Drehachsen der beiden Drehkolben bzw. der beiden Zahnräder enthaltenden Ebene einander gegenüberliegend angeordnet sind, und zwar die Ansaugöffnung auf derjenigen Seite, zu welcher hin sich die ineinander greifenden Teile der Drehkolben bzw. der Zahnräder drehen, während die Drucköffnung auf der anderen Seite der besagten Ebene vorgesehen ist. Gegenüber den Verdrängerverdichtern bzw. -pumpen mit hin- und hergehendem Kolben ist insbesondere vorteilhaft, daß kein Kurbeltrieb und keine Ansaug- sowie Druckventile benötigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdrängerverdichter bzw. eine Verdrängerpumpe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, womit sehr hohe Drücke erzielt werden können und wobei eine selbstansaugende Arbeitsweise gewährleistet ist.
Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verdrängerverdichters bzw. der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe sind in den restlichen Patentansprüchen angegeben.
Nachstehend ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdrängerverdichters bzw. der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe anhand von Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der beiden Schaufelräder, und zwar in Richtung des Pfeils I in Fig. 2; und
Fig. 2 die Draufsicht auf die Schaufelräder in Richtung des Pfeils II in Fig. 1.

Der Verdrängerverdichter bzw. die Verdrängerpumpe weist ein Gehäuse 1 mit zwei zylindrischen Räumen 2 und 3 auf, welche nebeneinander liegen und ineinander übergehen, so daß ihre beiden Seitenflächen 2ʹ und 3ʹ auf der einen Seite in derselben Ebene liegen, ebenso wie ihre beiden Seitenflächen 2ʺ und 3ʺ auf der anderen Seite, und sich eine mittlere Öffnung 4 mit rechteckigem Umriß zwischen den beiden Räumen 2 und 3 ergibt, an welcher deren Umfangsflächen 2‴ und 3‴ enden.
Die zylindrischen Räume 2 und 3 weisen denselben Innendurchmesser auf und sind spiegelsymmetrisch zu der zur Zeichnungsebene von Fig. 1 senkrechten, die mittlere Öffnung 4 enthaltenden Ebene ausgebildet, wobei in die Räume 2 und 3 einerseits jeweils eine gesonderte Ansaugöffnung 5 bzw. 6 und andererseits eine gemeinsame Drucköffnung 7 mündet, welche im Gehäuse 1 ausgebildet sind, und zwar die Ansaugöffnungen 5 sowie 6 auf der in Fig. 1 und 2 vorderen bzw. unteren Seite und die Drucköffnung 7 auf der in Fig. 1 und 2 hinteren bzw. oberen Seite.
Weiterhin weist der Verdrängerverdichter bzw. die Verdrängerpumpe zwei im wesentlichen identische Schaufelräder 8 und 9 auf, welche jeweils im zylindrischen Raum 2 bzw. 3 des Gehäuses 1 eingeschlossen und auf einer im Gehäuse 1 drehbar gelagerten Welle 10 bzw. 11 befestigt sind. Die beiden Wellen 10 und 11 erstrecken sich parallel zueinander und werden gegenläufig angetrieben, wozu sie jeweils außerhalb des Raumes 2 bzw. 3 mit einem nicht dargestellten Zahnrad versehen sind, welches mit dem anderen Zahnrad kämmt. Eine der beiden Wellen 10 und 11 ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden.
Jedes Schaufelrad 8 bzw. 9 ist mit einem äußeren Kranz 12 bzw. 13 von radialen, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Schaufeln 14 bzw. 15 versehen, wobei die Querausrichtung der Schaufeln 14 des in der Zeichnung linken Schaufelrades 8 anders als diejenige der Schaufeln 15 des in der Zeichnung rechten Schaufelrades 9 ist. Zwar sind bei beiden Schaufelrädern 8 und 9 die Mittelebenen 16 bzw. 17 der jeweiligen Schaufeln 14 bzw. 15 jeweils gegenüber der die Drehachse 18 bzw. 19 des Schaufelrades 8 bzw. 9 enthaltenden Radialebene 20 bzw. 21 um denselben spitzen Winkel α bei beiden Schaufelrädern 8 und 9 geneigt, jedoch in einander entgegengesetzten Richtungen, nämlich beim linken Schaufelrad 8 entgegen dem Uhrzeigersinn und beim rechten Schaufelrad im Uhrzeigersinn, so daß die Schaufeln 14 des linken Schaufelrades 8 und die Schaufeln 15 des rechten Schaufelrades 9 zu der in Fig. 1 und 2 vorderen bzw. unteren Seite der beiden Schaufelräder 8 und 9 hin konvergieren.
Die beiden Schaufelkränze 12 und 13 der Schaufelräder 8 und 9 kämmen unter Ausbildung einer Reihe von aufeinanderfolgenden, geschlossenen Kammern 22 miteinander, deren Volumina unterschiedlich sind, nämlich bei der im Bereich des Verbindungsebene der beiden Drehachsen 18 und 19 befindlichen Kammer 22 am kleinsten und bei den beiden am weitesten davon entfernten Kammern 22 am einen bzw. am anderen Ende der Reihe am größten. Die Kammern 22 sind jeweils zwischen zwei einander benachbarten Schaufeln 14 und 15 des linken Schaufelrades 8 bzw. des rechten Schaufelrades 9, den beiden Naben 8ʹ und 9ʹ derselben und den beiden zueinander parallelen Seitenflächenpaaren 2ʹ, 3ʹ und 2ʺ, 3ʺ der zylindrischen Räume 2 und 3 des Gehäuses 1 eingeschlossen.
Im Betrieb laufen die beiden Schaufelräder 8 und 9 jeweils in Richtung der Pfeile 23 gemäß Fig. 1 und 2 bzw. in Richtung der Pfeile 24 gemäß Fig. 1 und 2 um, also in Fig. 1 im Uhrzeigersinn bzw. entgegen dem Uhrzeigersinn. Die beiden auf derjenigen Seite der Schaufelräder 8 und 9, zu welcher hin deren Schaufeln 14 bzw. 15 konvergieren, im Gehäuse 1 ausgebildeten Ansaugöffnungen 5 und 6 sind jeweils neben dem Schaufelkranz 12 des linken Schaufelrades 8 in dessen Umlaufrichtung 23 vor den Kammern 22 bzw. neben dem Schaufelkranz 13 des rechten Schaufelrades 9 in dessen Umlaufrichtung 24 vor den Kammern 22 vorgesehen, und zwar in einem gewissen Abstand von den Kammern 22. Die auf der anderen Seite der Schau felräder 8 und 9 im Gehäuse 1 ausgebildete Drucköffnung 7 ist neben den Schaufelkränzen 12 und 13 der beiden Schaufelräder 8 und 9 im Bereich der Verbindungsebene von deren Drehachsen 18 und 19 angeordnet.
Sowohl die Schaufeln 14 des linken Schaufelrades 8 als auch die Schaufeln 15 des rechten Schaufelrades 9 können jeweils quer zur Umlaufrichtung 23 des linken Schaufelrades 8 bzw. quer zur Umlaufrichtung 24 des rechten Schaufelrades 9 konkav gewölbt sein, wie in Fig. 2 mit strichpunktierten Linien angedeutet.
Der dargestellte Verdrängerverdichter bzw. die dargestellte Verdrängerpumpe funktioniert folgendermaßen. Im Betrieb laufen die beiden angetriebenen Schaufelräder 8 und 9 in Richtung der Pfeile 23 bzw. 24 um, um durch die beiden Ansaugöffnungen 5 und 6 hindurch ein Gas oder einen Dampf bzw. eine Flüssigkeit anzusaugen, welches Medium bei der Förderung von der Ansaugöffnung 5 bzw. 6 bis in den Bereich der mittleren Öffnung 4 zwischen den beiden zylindrischen Räumen 2 und 3 des Gehäuses 1 vorverdichtet wird, woran sich eine starke Hauptverdichtung der beiden sich miteinander vereinigenden Mediumströme in den Kammern 22 anschließt, welche sich aus der Verdrängungswirkung der ineinander greifenden Schaufeln 14 und 15 der beiden Schaufelräder 8 und 9 und die damit verbundene Volumenverminderung jeder Kammer 22 bei ihrer Bewegung in Fig. 1 von oben nach unten ergibt. Im Bereich der höchsten Verdichtung wird das Gas oder der Dampf bzw. die Flüssigkeit durch die Drucköffnung 7 hindurch aus dem Gehäuse 1 herausgedrückt.

Claims

1. Verdrängerverdichter bzw. -pumpe mit zwei Rotoren, welche von einem mit einem Ansaugeingang und einem Druckausgang versehenen Gehäuse umschlossen und zur Förderung des gasförmigen bzw. flüssigen Mediums vom Ansaugeingang zum Druckausgang ineinandergreifend um zueinander parallele Achsen im Gehäuse drehbar gelagert sowie gegenläufig angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Rotoren jeweils als Schaufelrad (8 bzw. 9) mit einem äußeren Kranz (12 bzw. 13) von radialen, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Schaufeln (14 bzw. 15) ausgebildet sind, deren Mittelebenen (16 bzw. 17) jeweils gegenüber der die Drehachse (18 bzw. 19) des Schaufelrades (8 bzw. 9) enthaltenden Radialebene (20 bzw. 21) um einen spitzen Winkel (α) geneigt sind, und zwar beim einen Schaufelrad (8) entgegen dem Uhrzeigersinn und beim anderen Schaufelrad (9) im Uhrzeigersinn, wobei

b) die Schaufelkränze (12, 13) der bis auf die Querausrichtung der jeweiligen Schaufeln (14 bzw. 15) identischen und in zwei ineinander übergehenden, zylindrischen Räumen (2, 3) des Gehäuses (1) eingeschlossenen Schaufelräder (8, 9) unter Ausbildung einer Reihe von aufeinanderfolgenden, geschlossenen Kammern (22) miteinander kämmen, deren Volumina sich in Umlaufrichtung (23, 24) der Schaufelräder (8, 9) zunächst verkleinern und dann wieder vergrößern, und wobei

c) der Ansaugeingang des Gehäuses (1) von zwei Ansaugöffnungen (5, 6) gebildet ist, welche jeweils auf derjenigen Seite der Schaufelräder (8, 9), zu welcher hin deren Schaufeln (14, 15) konvergieren, neben dem Schaufelkranz (12 bzw. 13) des einen bzw. des anderen Schaufelrades (8 bzw. 9) in dessen Umlaufrichtung (23 bzw. 24) vor den Kammern (22) angeordnet sind, während der Druckausgang des Gehäuses (1) von einer einzigen Drucköffnung (7) gebildet ist, welche auf der anderen Seite der Schaufelräder (8, 9) neben deren Schaufelkränzen (12, 13) im Bereich der kleinsten Kammervolumina vorgesehen ist.

2. Verdrängerverdichter bzw. -pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnungen (5, 6) jeweils im Abstand von den Kammern (22) angeordnet sind.

3. Verdrängerverdichter bzw. -pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (14 bzw. 15) jedes Schaufelrades (8 bzw. 9) jeweils quer zu dessen Umlaufrichtung (23 bzw. 24) konkav gewölbt sind.