FI85615C - Vaetskeringkompressor. - Google Patents

Description

1 85615

Nesterengaskompressori Tämä keksintö kohdistuu sellaisiin kaasupumppuihin, jotka tunnetaan nesterengaspumppuina. Tarkemmin määri tel ty-5 nä keksinnön kohteena on nesterengaskompressori, johon kuuluu rengasmainen vaippa, jokin määrä pumppunestettä, jota pidetään vaipassa, roottori, joka on asennettu pyörivästi vaippaan ja jossa on useita kehän suunnassa erillään olevia, säteittäisesti ulottuvia lapoja pumppunesteeseen tart-10 tumiseksi ja sen muodostamiseksi kierrätettäväksi rengasmaiseksi kehäksi vaipan sisällä. Vaippa on muodoltaan sellainen, että se aiheuttaa nesterenkaan sisäpinnan erkanemisen roottorin akselista roottorin pyörimissuunnassa kahdella kehän suunnassa erillään olevalla pumpun sisäänottovyö-15 hykkeellä ja lähenemisen roottorin akselia kohti roottorin pyörimissuunnassa kahdella kehän suunnassa erillään olevalla pumpun puristusvyöhykkeellä. Sisäänotto- ja puristusvyö-hykkeet vuorottelevat pumpun kehän suunnassa. Nesterengas-kompressoriin kuuluu rengasmainen aukkoelin, joka on saman-20 keskinen roottorin kanssa ja ulottuu roottorin ensimmäisessä aksiaalisessa päässä olevan rengasmaisen syvennyksen sisään, jolloin mainittu aukkoelin sisältää kaksi diametraa-lisesti vastakkain asetettua sisäänottoaukkoa, jotka on so-. . vitettu sallimaan kaasun puristumisen mainittuihin sisään- 25 ottovyöhykkeisiin ja kaksi diametraalisesti vastakkain asetettua poistoaukkoa, jotka on aksiaalisesti siirrettyjä si-säänottoaukoista ja on sovitettu vastaanottamaan puristettua kaasua mainituista puristusvyöhykkeistä. Poistoaukot on yhdistetty toisiinsa mainitussa aukkoelimessä ja ne ovat 30 yhteydessä poistokanavaan ja sisäänottoaukot on erotettu poistoaukoista ja ovat yhteydessä yhteisen sisäänottokana-van kanssa.

Tyypillisessä nesterengaspumpussa on yksi sisäänotto- ja yksi puristustahti kierrosta kohden. Tämä on niin-" 35 kutsuttu yksilohkopumppu. Yksilohkopumpun epäsymmetrinen 2 85615 rakenne on hyväksyttävissä nesterengastyhjöpumpussa, joka on yleensä rajoittunut 1,0...1,4 kp/cm2:n paine-eroon pumpun eri puolilla. Nesterengaspumpuilla (ts. nesterengaspum-puilla, joita käytetään puristamaan kaasuja yli ilmakehän 5 olevaan paineeseen) voidaan kuitenkin saavuttaa paine-eroja, jotka ovat olennaisesti suurempia kuin 1,0...1,4 kp/ cm2. Noin 1,75 kp/cm2:n yläpuolella yksilohkopumpun epäsymmetrinen rakenne tulee merkittäväksi ongelmaksi niiden käytännön rajojen takia, jotka määräävät pumpussa vaikuttavien 10 tasapainoittamattomien voimien aiheuttama roottorin akselin rasitus ja poikkeama. Tämän mukaisesti suurempien kuin noin 1,75 kp/cm2 paine-erojen aikaansaamiseksi olevissa neste-rengaspumpuissa on tasapainoitettu kaksilohkorakenne (ts. kaksi sisäänotto- ja kaksi puristustahtia kierrosta koh-15 den), mikä pienentää merkittävästi akseliin vaikuttavia voimien tasapainottomuuksia.

Tähän saakka nesterengaspumppujen ja korkeapaineisten nesterengaskompressorien olennaisesti erilaiset rakenteet ovat yleensä estäneet sekä tyhjöpumppuihin että komp-20 ressoreihin käyttökelpoisten yhteisten osien suunnittelun. Tämä suurentaa voimakkaasti sekä tyhjöpumppujen että komp-ressoreiden kustannuksia. Lisäksi korkeapaineisten kompres-soreiden kaksi lohkorakenne on aikaisemmin tehnyt välttämät-. . tömäksi monimutkaisten, monikäytäväiSten päiden käyttämisen ; 25 tällaisten kompressorien kaksoissisäänotto-ja kaksoispois- ; tokenevien sovittamiseksi. Tämä on lisännyt korkeapaineis ten nesterengaskompressorien monimutkaisuutta ja kustannuksia.

Edellä olevan huomioon ottaen tämän keksinnön eräänä - 30 tehtävänä on muodostaa nesterengaskompressoreita, joilla voi olla olennainen määrä osia, jotka ovat yhteisiä neste-rengastyhjöpumppujen kanssa.

Tämän keksinnön toisena tehtävänä on muodostaa yksinkertaisempia ja vähemmän kustannuksia vaativia kaksiloh-“ 35 koisia nesterengaskompressoreita.

3 85615 Tämän keksinnön vielä muuna tehtävänä on muodostaa kustannuksiltaan alhaisempia kaksilohkoisia nesterengas-kompressoreita, joilla voi olla olennainen määrä yhteisiä osia yksilohkoisten nesterengastyhjöpumppujen kanssa.

5 Nämä ja muut tehtävät toteutetaan keksinnön mukai sella nesterengaskompressorilla, jolle on tunnusomaista, että sisäänottoaukot on yhdistetty toisiinsa mainitussa rengasmaisessa aukkoelimessä. Keksinnön mukaisen nesteren-gaskompressorin edullisia suoritusmuotoja on esitetty ohei-10 sissa patenttivaatimuksissa 2-7. Sisäänottoaukot ovat yhteydessä pumpun pääelimessä olevan sisäänottojakoputkiston kanssa samassa kohdassa kuin yksi sisäänottoaukon kanava samanlaisessa kartiomaisesti tai sylinterimäisesti aukolla varustetussa yksilohkoisessa nesterengastyhjöpumpussa.

15 Poistoaukot ovat yhteydessä pääelimessä olevan poistojako-putkiston kanssa samassa kohdassa kuin yksi poistokanava edellä mainitussa tyhjöpumpussa. Kaksilohkoisen kompressorin pääelin voi olla rakenteeltaan yksinkertainen käsittäen yhden sisäänottokanavan ja yhden poistokanavan. Tämän kek-20 sinnön kaksilohkoinen kompressori on sen vuoksi vähemmän kustannuksia vaativa ja se voi käyttää samaa roottoria, samaa pääelintä, samaa kannatusjalustaa, samaa akselia jne. kuin edellä mainittu yksilohkoinen tyhjöpumppu. Ainoastaan aukkoelin ja vaippa on tarpeen vaihtaa yksilohkoisen tyhjö-25 pumpun muuttamiseksi tämän keksinnön kaksilohkoiseksi kompressoriksi.

Keksinnön muut piirteet, sen luonne ja erilaiset edut käyvät paremmin selville oheisista piirustuksista ja keksinnön seuraavasta yksityiskohtaisesta selostuksesta. 30 Kuvio 1 on osittain leikkauksessa oleva sivukuva tavanomaisesta kaksipäisestä, yksilohkoisesta, kartiomaisesti aukolla varustetusta nesterengastyhjöpumpusta, kuvio 2 on poikki leikkauskuva otettuna kuvion 1 viivaa 2-2 pitkin, kuvion 1 leikkauskuva on otettu kuvion 2 - 35 viivaa 1-1 pitkin, 4 85615 kuvio 3 on perspektiivikuva kuvien 1 ja 2 yhdestä tyhjöpumpussa olevista aukkoelimistä, kuvio 4 on perspektiivikuva kuvion 3 aukkoelimestä sen ulomman katkaistun kartion muotoisen elimen ollessa 5 poistettuna, kuvio 5 on tasoprojektio kuvion 3 aukkoelimen ulommasta katkaistun kartion muotoisesta pinnasta, kuvio 6 on toinen perspektiivikuva kuvion 3 aukko-elimestä otettuna vastakkaisesta suunnasta kuviosta 3, 10 kuvio 7 on osittain leikkauksessa oleva sivukuva kaksipäisestä, kartiomaisesti aukolla varustetusta neste-rengaskompressorista, joka on konstruoitu tämän keksinnön periaatteiden mukaisesti, kuvio 8 on poikkileikkauskuva otettuna kuvion 7 vii-15 vaa 8-8 pitkin, kuvion 7 leikkauskuva on otettu kuvion 8 viivaa 7-7 pitkin, kuviot 9-12 ovat samanlaisia kuvia kuin vastaavasti kuvat 3 - 6 ja esittävät yhtä kuvien 7 ja 8 kompressorin aukkoelimistä.

20 Kuvio 1 esittää tavanomaista kaksipäistä, yksiloh- koista, kartiomaisesti aukolla varustettua nesterengastyh-jöpumppua 10. Pumpun 10 kaksi päätä ovat toistensa peilikuvia akselin A-A käsittävän poikittaistason ympäri. Tämän . . mukaisesti ainoastaan oikeanpuoleista päätä pumpusta 10 ; 25 (esitetty poikkileikkauksessa kuvassa 2) käsitellään yksi tyiskohtaisesti. Pumpattava kaasu tulee kiinteään pääelimeen 20b sisäänottojakoputkiston 22b kautta. Sisäänottoja-koputkisto 22b on yhdistetty sisäänottokanavaan 42b kiinteässä kartiomaisessa aukkoelimessä 40b (esitetty yksityis-: : 30 kohtaisemmin kuvioissa 3-6). Aukkoelimen 40b kaasun si-sääntulolaipan aukko 41b liittyy pääelimen 20b kaasun ulos-... * pääsyaukkoon 23b. Pumpattava kaasu virtaa sisäänottokana- . vasta 42b pyörivän roottorin 60 sisäänottoaukon 43b kautta.

Roottori 60 on liikkumattomasti kiinnitetty pyöri-' 35 vään akseliin 80. Akseli 80 on asennettu pyörivästi lääke- 5 85615 reiden 30a ja 30b välityksellä vastaavasti pääelimiin 20a ja 20b. Roottori 60 ja akseli 80 pyörivät nuolen 62 suunnassa. Roottori 60 sisältää useita kehän suunnassa erillään toisistaan olevia, säteittäisesti ja aksiaalisesti ulottu-5 via lapoja 64. Roottori 60 on rengasmaisen vaipan 90 ympäröimä, joka on pääelinten 20a ja 20b välissä ja joka on epäkeskinen roottorin 60 suhteen. Tiettyä määrää pumppaus-nestettä (tavallisesti vettä) pidetään vaipassa 90. Roottorin lavat 64 tarttuvat pumppausnesteeseen ja muodostavat 10 sen rengasmaiseksi kehäksi vaipan 90 sisäpuolelle roottorin 60 pyöriessä.

Kuviossa 2 kuvattuun tapaan pumpun vasemmalla puolella nesterenkaan sisäpinta loittonee aukkoelimen 40b ulkopinnasta roottorin pyörimisen suunnassa. Tämän mukaises-15 ti pumpun tällä sivulla kaasua pumppaavat kammiot, joita rajoittavat (1) viereiset roottorin lavat 64, (2) neste-renkaan sisäpinta ja (3) aukkoelimen 40b ulkopinta, laajenevat roottorin pyörimissuunnassa. Kaasua vedetään sen vuoksi näiden kammioiden sisään sisäänottoaukon 43b kautta 20 ja pumpun tämä osa on sen mukaisesti tunnettu pumpun si-säänottovyöhykkeenä.

Kuviossa 2 kuvattuun tapaan pumpun oikealla puolella nesterenkaan sisäpinta suppenee aukkoelimen ulkopintaa kohti roottorin pyörimissuunnassa. Tämän mukaisesti pumpun ·.·. 25 tällä sivulla edellä mainitut kaasua pumppaavat kammiot supistuvat roottorin pyörimissuunnassa. Näissä kammioissa olevaa kaasua puristetaan sen vuoksi pumpun tällä puristus-vyöhykkeellä ja puristettua kaasua poistetaan poistoaukon 45b ja poistokanavan 46b kautta, jotka ovat aukkoelimessä 30 40b. Poistokanava 46b on yhteydessä pääelimessä 20b olevan poistojakoputkiston 26b kanssa aukkoelimessä 40b olevan liittyvän poistolaipan aukon 47b välityksellä ja pääelimessä 20b olevan kaasun sisääntuloaukon 25b välityksellä.

Tämän keksinnön mukaisesti yksilohkoisen tyhjöpum-. 35 pun 10 useimpia osia voidaan käyttää myös kaksilohkoisen 6 85615 kompressorin 110 muodostamiseksi, kuten on esitetty kuvioissa 7-12. Edullisesti ainoastaan vaippa 190 ja aukko-elimet 140 poikkeavat pumpun 10 vastaavista osista. Kompressorin 110 muut osat ovat edullisesti samat kuin pumpun 5 10 vastaavat osat, ja niillä osilla on sen vuoksi samat viitenumerot molempien laitteiden piirustuksissa. Kuten tyhjöpumpun 10 tapauksessa, kompressorin 110 kaksi päätä ovat toistensa peilikuvia kuvan 7 akselin A-A käsittävän poikittaistason suhteen.

10 Tarkastellaan ensiksi kompressorin 110 niitä osia, jotka poikkeavat pumpun 10 vastaavista osista, jolloin vaipan 190 muoto nähdään parhaiten kuviosta 8. Kuten tässä kuviossa on esitetty, vaippa 190 on samankeskinen akselin 80 kanssa ja se muodostaa kaksi sisäänottovyöhykettä (alempi 15 vasemmanpuoleinen ja ylempi oikeanpuoleinen, kuten on esitetty kuviossa 8) ja kaksi puristusvyöhykettä (ylempi vasemmanpuoleinen ja alempi oikeanpuoleinen, kuten on esitetty kuviossa 8). Aukkoelimet 140b on esitetty yksityiskohtaisemmin kuvioissa 9-12.

20 Aukkoelimen 140b kaasun sisääntulolaipan aukko 141b ja kaasun poistolaipan aukko 147b ovat vastaavasti samanlaiset kuin aukkoelimen 40b vastaavat aukot 41b ja 47b, niin että aukkoelin 140b on yhteydessä pääelimen 20b kanssa ’ : täsmälleen samalla tavalla kuin aukkoelin 40b on yhteydessä 25 sen pääelimen kanssa. Aukkoelimen 140b sisäpuoli kuitenkin poikkeaa aukkoelimen 40b sisäpuolesta. Erityisesti sisään-ottokanava 142b ulottuu aksiaalisesti ainoastaan suunnilleen puolet aukkoelimen 140b pituudesta päätelaipan 150b tasosta välissä olevaan laippaan 152b asti. Kehän suunnassa 30 sisäänottokanava 142b ulottuu suunnilleen kolmelle neljännekselle aukkoelimen 140b ympäri olevasta matkasta, poislukien ainestaan aukkoelimen kehän ympäristön neljänneskaasun poistolaipan aukon 147b vieressä. Sisäänottokanavan 142b kehän suuntaiset päät ovat aksiaalisesti ja säteittäisesti ; 35 ulottuvien väliseinien 154b ja 156b määrittelemät. Välilai- 7 85615 pan 152b kehän suuntainen ulottuvuus on yhtä suuri kuin si-säänottokanavan 142b ulottuvuus. Poistokanava 146b ulottuu kehän suunnassa koko matkan aukkoellmen 140b ympäri väli-laipan 152b kanavaan 142b verrattuna vastakkaisella puolel-5 la. Poistokanava 146b on yhteydessä kaasun poistolaipan aukon 147b kanssa aukon välityksellä, joka on välilaipassa 152b ja väliseinien 154b ja 156b välissä.

Aukkoellmen 140b kartiomaisessa ulkopinnassa on kaksi kehän suunnassa erillään olevaa sisäänottoaukkoa 143bl 10 ja 143b2, joista kumpikin on yhteydessä sisäänottokanavan 142b kanssa. Kumpikin sisäänottoaukko 143bl ja 143b2 sijaitsee pumpun sisäänottovyöhykkeistä vastaavasti yhden vieressä kaasun päästämiseksi näille vyöhykkeille. Aukko-elimen kartiomaisessa ulkopinnassa on myös kaksi kehän 15 suunnassa erillään olevaa poistoaukkoa 145bl ja 145b2, jotka molemmat ovat yhteydessä poistokanavan 146b kanssa. Kummatkin poistoaukot 145bl ja 145b2 sijaitsevat pumpun puristusvyöhykkeistä vastaavan vieressä puristetun kaasun poistamiseksi näiltä vyöhykkeiltä. Sisäänottoaukot 143bl ja 20 143b2 sijaitsevat päätelaipan 150b ja välilaipan 152b taso jen välissä. Poistoaukot 145bl ja 145b2 sijaitsevat välilaipan 152b tason ja aukkoellmen 140b pienen pään välissä. Enimmältä osin pumppuun sisäänottoaukon 143bl kautta tuotu kaasu poistuu poistoaukon 145bl kautta, ja pumppuun si-25 säänottoaukon 143b2 kautta tuotu kaasu poistuu poistoaukon 145b2 kautta.

Edellä olevasta nähdään, että muuttamalla ainoastaan vaippaa (90,160) ja aukkoelimiä (40,140) joko yksiloh-koinen nesterengastyhjöpumppu tai kaksilohkoinen nesteren-30 gaskompressori voidaan konstruoida käyttämällä muita osia, jotka ovat identtiset joko pumpulle tai kompressorille.

Vaikka keksintö on kuvattu kartiomaisesti aukolla varustettujen nesterengaspumppujen ja -kompressoreiden yhteydessä, joissa aukkoelimet on kavennettu sisäänpäin pois-- 35 päin laipasta 50 tai 150 olevassa suunnassa, alan ammatti- 8 85615 miehelle on ilmeisiä, että keksintö on samoin käyttökelpoinen sylinterimäisesti aukolla varustettuihin nesterengas-pumppuihin ja -kompressoreihin, joissa aukkoelimet ovat sy-linterimäiset, eivätkä sen vuoksi kavennetut.

Claims (7)

9 85615

1. Nesterengaskompressori, johon kuuluu rengasmainen vaippa (190), jokin määrä pumppunestettä, jota pidetään 5 vaipassa, roottori (60), joka on asennettu pyörivästi vaippaan ja jossa on useita kehän suunnassa erillään olevia, säteittäisesti ulottuvia lapoja pumppunesteeseen tarttumiseksi ja sen muodostamiseksi kierrätettäväksi rengasmaiseksi kehäksi vaipan sisällä, jolloin vaippa on muodoltaan 10 sellainen, että se aiheuttaa nesterenkaan sisäpinnan erkanemisen roottorin akselista roottorin pyörimissuunnassa kahdella kehän suunnassa erillään olevalla pumpun sisäänotto vyöhykkeellä ja lähenemisen roottorin akselia kohti roottorin pyörimissuunnassa kahdella kehän suunnassa erillään 15 olevalla pumpun puristusvyöhykkeellä, jolloin sisäänottoja puristusvyöhykkeet vuorottelevat pumpun kehän suunnassa, ja rengasmainen aukkoelin (140), joka on samankeskinen roottorin kanssa ja ulottuu roottorin ensimmäisessä aksiaalisessa päässä olevan rengasmaisen syvennyksen sisään, jol-20 loin mainittu aukkoelin sisältää kaksi diametraallsesti vastakkain asetettua sisäänottoaukkoa (143), jotka on sovitettu sallimaan kaasun puristumisen mainittuihin sisäänot-tovyöhykkeisiin ja kaksi diametraallsesti vastakkain asetettua poistoaukkoa (145), jotka on aksiaalisesti siirret-25 tyjä sisäänottoaukoista ja on sovitettu vastaanottamaan puristettua kaasua mainituista puristusvyöhykkeistä, jotka poistoaukot (145) on yhdistetty toisiinsa mainitussa aukko-elimessä ja ovat yhteydessä poistokanavaan (146) ja sisään-ottoaukot (143) on erotettu poistoaukoista (145) ja ovat - - 30 yhteydessä yhteisen sisäänottokanavan (142) kanssa, tunnettu siitä, että sisäänottoaukot (143) on yhdistetty toisiinsa mainitussa rengasmaisessa aukkoelimessä (140).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen nesterengaskompressori, tunnettu siitä, että aukkoelimen (140) pää 1 35 lähellä roottorin (60) ensimmäistä päätä sisältää ensimmäisen laipan (150), joka on sijoitettu tasoon, joka on olen- ίο 85 61 5 nalsestl kohtisuora roottorin akselin suhteen, ja että kaasun sisääntuloaukko (141), joka on yhteydessä sisäänotto-aukkojen (143) kanssa ja kaasun poistoaukko (147), joka on yhteydessä mainittujen poistoaukkojen (145) kanssa, on so-5 vitettu ensimmäiseen laippaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen nesterengas-kompressori, tunnettu siitä, että aukkoelimessä (140) on ulkopinta, joka kapenee sisäänpäin roottorin akselia kohti rengasmaisen syvennyksen sisään olevassa suunnas- 10 sa.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen nesterengaskompressori, tunnettu siitä, että aukko-elin (140) sisältää erotuslaipan (152), joka on sijoitettu tasoon, joka on olennaisesti kohtisuora roottorin akselin 15 suhteen aukkoelimen sisäänottoaukkojen (143) ja poistoaukkojen (145) välissä, joka laippa erottaa sisäänottokanavan (142) poistokanavasta (146).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen nesterengaskompressori, tunnettu siitä, että sisäänottokanava 20 (142) ulottuu suunnilleen 75% aukkoelimen (140) kehän ympä ri aukkoelimen (140) ensimmäisen aksiaalisen pään vieressä.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen nesterengaskompressori, tunnettu siitä, että poistokanava (146) ulottuu suunnilleen 100 % aukkoelimen (140) kehän ympäri 25 aukkoelimen toisen aksiaalisen pään vieressä, ja että poistokanavan osa aukkoelimen ensimmäisen aksiaalisen pään vieressä käsittää 25 % aukkoelimen sen pään kehästä, jossa sisäänottokanava (142) ei ole.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen nesterengaskomp- 30 ressori, tunnettu siitä, että erotuslaippa (152) on kehän suunnassa sisäänottokanavan (142) kanssa yhtä pitkälle ulottuva ja että poistokanavan (146) osa aukkoelimen (140) ensimmäisen aksiaalisen pään vieressä on erotettu si-säänottokanavasta kahdella kehän suunnassa erillään oleval- 35 la, aksiaalisesti ja säteen suunnassa ulottuvalla väliseinällä (146,156). 11 85615