SE449123B - Stromningsmaskin av spiraltyp - Google Patents

Description

lfl 15 20 35 40 449 125 Å mot varandra glidande ytorna av de båda spiralorganen. Dessutom uppstår effektförlust på grund av friktion. Emedan de båda spiral- organen icke hâlles i intim kontakt med varandra utefter hela kontaktglidytorna och de anligger lokalt mot varandra, kan ingen tillfredsställande tätning åstadkommas till högtrycksportsidan och lågtrycksportsidan och mellan arbetskamrarna.

Trycket av den mellan de båda spiralorganen inneslutna flui- den kan emellertid ge upphov till en kraft, som strävar att trycka de båda spiralorganen axiellt bort från varandra. Det amerikanska patentet 4 065 279, som utfärdats före inlämningen av denna pa- tontansökan, avser ett hydrodynamiskt axiallager avsett att upp- taga denna kraft. ' Det bör emellertid påpekas att i nämnda patentskrift icke förekommer någon hänvisning till det faktum, att den kraft, som trycker spiralorganen mot varandra, lokalt blir stor, eller att tryckkraften blir ensidigt riktad. Ej heller förekommer någon an- visning på medel att lösa detta problem. Ändamålet med uppfinningen är att motverka eller avlasta ett moment, som utövas på det kretsande spiralorganet i en strömníngs- maskin av spiraltyp.

Ett annat ändamål är att åstadkomma en strömningsmaskin av spiraltyp, där dess kretsande spiralorgan förflyttas i en kret- sande bana och samtidigt hålles i intim kontakt med dess statio- nära spiralorgan i ändamål att till ett minimum nedbringa läck- ning av fluiden.

Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma en strömningsmaskin av spiraltyp, där en friktionsförlust på grund av glidrörelse av de båda spiralorganen kan nedbringas till ett minimum.

Ett annat ändamål är att åstadkomma en strömníngsmaskin av spiraltyp, som har ett högt förhållande mellan ut- och ineffekt, dvs hög verkningsgrad.

Ytterligare ett annat ändamål är att åstadkomma en strömnings- maskin av spiraltyp, där förslitning av kontaktglidytorna av spi- ralorganen kan nedbringas till ett minimum.

Det viktigaste kännetecknet på uppfinningen för att uppnå detta syfte är att åtminstone ett av de båda spiralorganen år försett med ett fíckorgan, som samverkar med det andra spiralorga- net i ändamål att innesluta vätskan däri. När en axiell tryckkraft utövas på det kretsande spíralorganet, alstras genom detta arran- gemang ett vätsketryck i fickorganet, vilket tryck till sin stor- 10 in 'vï 4 0 5 449 123 lek motsvarar den axiella tryckkraften, så att den sistnämnda, som annars kan verka lokalt, till större delen kan motverkas.

För att motverka den axiella tryckkraften utgöres fickorganet företrädesvis av ett flertal fickor anbragta vid spiralorganets omkrets. il det följande beskrives föredragna utföringsformer av upp- finningen med hänvisning till bifogade ritningar, pâ vilka fig. 1 visar en vertikalsektion av en första utföringsform av upp- finningen; fig. 2 visar en sektion efter Il-II i fig. 1; fig. 3 fig. 4a-4d visar de ställen, pà vilka den ensidigt riktade kraften utövas; fig. 5 visar en vertikalsektion av en andra utföringsform av uppfinningen; fig. 6 visar i större skala de väsentliga partierna av en tredje utfö- visar en planvy av Oldham's ring; ríngsform av uppfinningen; fig. 7 visar i större skala de väsent- liga partierna av en fjärde utföringsform av uppfinningen; fig. 8 visar i sektion de väsentliga partierna av en femte utföringsform av uppfinningen.

Emedan en kompressor, en expansionsmaskin, och en pump av spiraltyp har i huvudsak samma principiella utförande, beskrives i det följande såsom exempel en kompressor av spiraltyp.

Fig. 1-4 visar en första utföringsform av uppfinningen. Ett stationärt spiralorgan 3 innefattar ett lock 1 och spiralväggar 2, som har formen av en evolventkurva eller liknande och har en jämn tjocklek' E och ett jämnt mått E i höjdled räknat från locket 1. Det stationära spiralorganet 3 har vid sitt mittpartí en ut- loppsport (högtrycksport) 8 och vid sitt omkretsparti en inlopps- port (lâgtrycksport) 9. Det stationära spiralorganet 3 har ett flertal, t.ex. sex oljetillförselpassager 10 (10a, 10b, 10c ....) och sex oljefickor 13 (13a, 13b, 13c .), vilka är belägna ut- efter omkretsen med lika vinkeldelning och lika avstånd från spi- ralorganets 3 centrum Os. Oljefickorna 13 (13a, 13b, 13c ....) är så arrangerade, att avståndet mellan närliggande fickor är lika med eller mindre än dubbla avståndet ÖÉTÖE (i det följande bonämnt banradie íl.

Dessa oljetillförselpassager 10 (10a, 10b, 10c bundna med en gemensam oljetíllförselledning 12 via strypningar 11 (11a, 11h, 11c ....). Oljetíllförselledníngen 12 är förbunden med en oljematarpump.

Ett krvtsnndo spiralorgnn 6 innefattar vn skiva 4, spiral- ...) är för- väggar 5, som har samma form och storlek som det stationära 10 15 40 449 123 1 y spiralorganets 3 väggar 2, och som sträcker sig vinkelrätt uppåt från skivan 4, ett nav 6a anordnat på motsatta sidan av skivan 4 mot väggarna 5 (i det följande benämnt baksidan). Navets 6a cent- rum är beläget på centrumlinjen Om av det kretsande spiralorga- net 6.

Det stationära spíralorganet 3 och det kretsande spiralorga- net 6 står i ingrepp med varandra på sådant sätt, att väggarna Z och 5 är vända mot varandra, och en spiralände Za av väggarna 2 och en spiralände Sa av väggarna 5 är symmetriska omkring en punkt 0, som är belägen mittemellan centrumpunkter Om och Os.

Ett hus 14 är medelst ett flertal skruvar fäst vid den yta av det stationära spiralorganet 3, på vilken väggarna är anbragta, och är på sin mot det stationära spiralorganet 5 vända sida för- sett med ett urtag 14a, som står i förbindelse med utloppsporten 8 genom en rörledning 16, i vilken är anbragt en tryckreducerven- en 15. _ En vevaxel 17 uppbäres roterbart av lagringar 18 och 19, vilka är fästa vid huset 14, och dess längdaxel sammanfaller med det stationära spiralorganets 3 centrum Os. Vevaxeln 17 har vid sitt ändpartí en axeltapp 17a, vars centrumlinje är belägen på ett avstånd från vevaxelns 17 centrumlinje, vilket motsvarar ban- radien 8. Axeltappen 17a är införd i navet óa med en lagring 20 anbragt mellan axeltappen 17a och navet 6a.

Ett svänghjul 21 är fäst vid vevaxeln 17.

Såsom visas i fig. 3, har en ring (O1dham's ring) 7 på sin ena huvudyta spår 7a, och på den andra huvudytan spår 7b, vilka är vinkelräta mot spåren 7a. Ringen I är anbragt mellan huset 14 oth det kretsande spiraloiganets 6 baksida. Spåren 7a i ringen 7 samverkar med lister 22, som är fästa vid huset 14, och spåren 7b samverkar med lister (icke visade), som är fästa vid det kretsen- de spiralorgancts 6 baksida.

En mekanisk tätning 23 är anbragt i en hals 24, som är fäst vid huset 14, och innefattar en tätningsring 25, vilken är fäst vid halsen 14, on Fritt lagrad ring 26, som är rörligt nnbrngt på revaxcln 17, en fjäder Z? anordnad att trycka ringen 26 mot tätníngsríngen 25, samt O-ringar 28, som åstadkommer lufttät till- slutning mellan halsen 24 och tätningsringen 25 samt mellan vev- axeln 17 och den fritt lagrade ringen 26.

I det följande beskrives verkningssättet av den i fig. 1 vi- sade utföringsformen. Verkningssättet av strömningsmaskinen av 10 15 ZS 40 5 449 123 spïraltyp vid komprimering av fluiden utelämnas, och i stället heskrives anordníngens verkningssätt för att motverka en lokalt kraftig drivkraft (i det följande nämnd "ensidig drivkraft"), som utövas på det kretsande spiralorganet 6. Smörjmedel tillföres under tryck genom oljetillförselledningen 12 till strypningarna 11a, llb, llc ... llb, llc .... 13c ... oljefickorna låa, lšb, 13c ..._ En kraft Fa (fig. 1-4] som strävar att bringa spiralorganet 6 att kretsa eller komprimera fluiden, verkar på spiralorganets 6 centrum Om, och en kraft Ga, som strävar att hindra kompressímiav fluiden i pwflüæn O, vilken är belägen mitt på den linje, som förbinder centrumpunkterna Os och Om. I axiell riktning verkar kraften Fa . Efter att ha passerat genom strypníngarna lla, , avgives smörjmedlet till oljefickorna l3a, 13b, . via oljetíllförselpassagerna 10a, 10b, 10c ...., så att är fyllda med smörjmedlet. (dvs gastrycket i de slutna rummen Va, Vb, ....) verkar ' på en punkt F belägen i mitten av axeltappens l7a axiella förläng- ning och navet 6a, och kraften Ga verkar på en punkt G vid en nivå, som är belägen på halva höjden av det kretsande spiralorga- nets 6 spiralväggar 5.

Den ensidiga drivkraften verkar sålunda endast på ett område, som gränsar till den linje, vilken passerar genom spiralorganets 6 centrum Om och spiralorganets 3 centrum Os, mot vilket område kraften Fa för att bringa spiralorganet 6 att kretsa, är riktad.

Det område, på vilket den ensidiga drivkraften verkar, är beläget ovanför centrumpunkten Os i fig. 4a, på högra sidan därav i fig. 4b, under nämnda punkt i fig. 4c, och på vänstra sidan därav i fig. 4d. Den ensidiga drivkraften vrids i samma riktning som spi- ralorganets 6 centrum Om. Oljan i oljefickorna 13 hindras av strypningarna ll att strömma tillbaka från oljefickorna 13 till oljekällan, och den ensidiga drivkraften utövas på det kretsande spiralorganet 6. Ett hydraultryck korresponderande med den ensi- diga drivkraften alstras sålunda i oljefickan 13, vilken är be- lägen i ett område, som påverkas av drivkraften. Det sålunda alst- rade hydraultrycket håller jämvikt med hela eller en del av den ensidiga drivkraften i ändamål att motverka denna.

Fig. 5 visar en andra utföringsform av uppfinningen, där komponenter liknande dem i Pig. 1, 3 och 4 är markerade med samma hänvísningsbeteckninar, varför beskrivning av dem utelämnas.

Den andra utföringsformen liknar den första utföringsformen med undantag av att spiralvüggarna 5 och 1 av det kre1.nude 10 15 40 449 123 0 spiralorganet 6 respektive det stationära spiralorganet a vid de- ras glidytor är utbildade med oljefíckor 29, vilka är oberoende av varandra och utbildade i stort antal på spiralväggarna 5 och Z.

På ritningen visas endast oljefickorna 29 på det kretsande spiral- organets 6 spiralväggar 5. lnsugna gaser eller olja insprutad i ; kammaren under kompressionen fyller oljefickorna 29 på de glídan- de ändytorna av spiralväggarna 5 och 2, när kompressorn är verk- sam.

Därigenom uppnås god smörjning på de glidande ytorna av spi- ralväggarna 5 och Z, varjämte gaser effektivt hindras från att läcka från ett slutet rum med högt tryck, t.ex. det slutna rummet Vd, till ett slutet rum med lågt tryck Vd' förbi spiralväggarna 5 och 2.

Fig. 6 visar en tredje utföringsform, där oljefickorna 13 i den första utföríngsformen är arrangerade i tvâ rader (flera än två rader kan förekomma). Oljefickorna 13 innefattar inre olje- fickor 13g, 13h, 1Si, 13j _... och yttre oljefickor 130, 13p, 13q, 13r, 135 .... Oljefickorna 13 är arrangerade på sådant sätt, att avståndet mellan de inre och yttre fickorna och avståndet mellan de närliggande fickorna i samma rad är mindre än dubbla bmuadimrí.

Varje oljeficka 13 (13a, 13b, 13c av oljetillförselpassagerna 10. När oljefickorna är arrangerade i ....) är förbunden med en ett flertal rader, är antalet oljefickor 13 större. Det är möjligt att minska antalet oljetillförselpassager 10 genom att anordna extra organ, såsom i det följande beskrives i anslutning till en fjärde utföríngsform.

Den fjärde utföringsformen visas i fig. 7, där passage; 50 med strypverkan inbördes förbinder oljefickorna 13a, 13b, 13c _... i första, andra och tredje utföringsformerna. Alla oljefickorna ïša, 13b, 13c .... liggande oljefíckor med varandra medelst en passage 30. Emeller- kan inbördes förbíndas genom att förbinda när- tíd är t.ex. tre fickor företrädesvis inbördes förbundna till en grupp medelst passagerna 30, och endast den mellanliggande olje- fickan är företrädesvis förbunden med oljetillförselpassagen 10.

Genom att dela oljefickorna i ett flertal grupper, där varje grupp består av tre oljefickor, är det möjligt att icke blott minska antalet oljetíllförselpassager 10, utan även att från den mellan- liggande oljefickan 13, som är förbunden med oljetillförselpassa- gen 10, till de närliggande oljefickorna 13, som icke är förbundna s med oljetillförselpassagen 10, tillföra en nödvändig mängd olja 10 15 20 7 449 123 [för att kompensera för den olja, som läcker ut från fickorna 13, när drivkraften utövas).

I de beskrivna fyra olika utföringsformerna är oljefickorna 13 utbildade endast i det stationära spiralorganet 3. Uppfinningen är emellertid icke begränsad till detta arrangemang, och olje- fickorna 13 kan utbildas i det kretsande spiralorganet 6, såsom visas i fig. 8. I detta fall är det nödvändigt att välja läget och måtten (bredden) av oljefickorna 13 och oljetíllförselpassa- gerna 10 på sådant sätt, att de ständigt står i förbindelse med varandra. Såsom visas i-fig. 8, kan varje strypning 11 ersättas av en backventil 31. Dessutom är oljetillförselpassagerna utbil- dade enbart i det stationära spiralorganet. Uppfinningen är emel- lertid icke begränsad till detta arrangemang, och oljetillförsel- passager kan utbildas i det kretsande spiralorganet och i en vev- axel.

Av den föregående beskrivningen framgår att uppfinningen gör det möjligt att, genom anordnande av oljefickor på glidytorna av det stationära spiralorganet och/eller det kretsande spiralorga- net i en strömningsmaskin av denna typ, alstra ett tryck i de oljefickor, som är anbragta i lägen, på vilka en ensidig drivkraft utövas, så att detta tryck motverkas hela eller en del av den en- sidiga drivkraft, som verkar mellan det kretsande och det statio- nära spiralorganet. Genom uppfinningen åstadkommas sålunda att ett på det kretsande spiralorganet verkande moment elimineras eller avlastas.

De i beskrivningsinledningen nämnda ändamâlen med uppfinning- en kan uppnås genom att eliminera momentet medelst det i olje- fickorna alstrade trycket.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 40 449 123 8 Pate k av

1. Strömningsmaskin av spiraltyp innefattande ett första spiralorgan (3) med en första skiva (1) och spiralväggar (2), som sträcker sig upprätt från skivan; ett andra epiralorgan (6) med en andra skiva (4) och spiralväggar (5), som sträcker sig upprätt fran skivan; ett organ (17a), som hindrar det' andra spiralorganet att rotera omkring sin egen längdaxel; ett hue (14), som är fast förbundet med det första spiralorganet (3); en i huset uppburen vevaxel (17) anordnad att rotera omkring en punkt, som sammanfaller med det företa spiral- organets (3) centrum (Os), och försedd med ett ingreppsorgan (17a), vilket är anbragt i en punkt pa ett avstånd fran dese rotationscentrum svarande mot en banradie (5), samt anordnad att överföra kraft mellan det andra spiralorganet (6) och vevaxeln (17); en làgtrycksport (9), och en högtrycksport (8), k ä n n e t e c k n a d av att ett flertal fickor (13a-13f, 29) är utbildade på en glidyta av ettdera av spiralorganen (3, 6) och anordnade att innesluta vätska, vilka fickor är anbrag- ta utefter omkretsen av spiralorganet, att vätsketíllförsel- passager (10a~10f) är anordnade att tillföra vätska till varje ficka (13a-13f, 29), att organ (lia-ílf) är anbragta i vätska- tillförselpassagerna och anordnade att strypa utflödet av vätska från varje ficka via vätsketillförselpassagerna (10a- 10f), och att en källa är anordnad att tillföra vätska till varje ficka.

2. Strömningemaekin enligt krav 1, k ä n n e- t e c k n a d av att fickorna (13a~13f) och vätsketill- föreelpassagerna (10a-10f) är utbildade i det första spiral- organet (3).

3. Strömningsmaekin enligt krav 1, k ä n n e- t e c k n a d av att fickorna (13a-13f) är utbildade i det andra spiralorganet (6), och att väteketillförselpaseagerna (10a-10f) är utbildade i det första spiralorganet (3).

4. Strömningsmaskin enligt krav 1, k ä n n e- t e c k n a d väggarna (5) av det andra spiralorganet (6) och i den andra av att fickorna (29) är utbildade i spiral- skivan (4) samt i spiralväggarna (2) av det företa spiral- organet (3), och att vätsketillförselpaesagen (10a-10f) 10 15 20 25 449 123 är utbildad i det första spiralorganet (3).

5. Strömningsmaskin enligt krav 1, k ä n n e- t e c k n a d av att fickorna (29) är utbildade i den andra skivan (4) och i spiralväggen (5) av det andra spiralorganet (6) och spiralväggen <2) av det första spiralorganet (3), samt att vätsketillförselpassagen (10a-10f) är utbildad i det första epiralorganet (3).

6. Strömningsmaskin enligt nagot av krav 2 - 5, k ä n n e t e c k n a d av att organen för strypning av utflödet av vätska fran varje ficka via vätsketillföreelpas- sagen (l0a-lflf) innefattar strypningar (ila-llf).

7. Strömningsmaskin enligt nagot av krav 2 - 5, k ä n n e t e c k n a d av att medlet för strypning av utflödet av vätska från varje ficka (13-13f) innefattar back- ventiler (31), som tillåter vätskan att strömma fran till- förselkällan till varje ficka, men som hindrar vätskan att strömma ut fran varje ficka till tillförselkällan.

8. Strömningsmaskin enligt nagot av krav 2 - 7, k ä n n e t e c k n a d av att fickorna (13g-13s) är anord- nade i tvà rader.

9. Strömningsmaskin enligt något av krav 2 ~ 8, k ä n n e t e c k n a d av att fickorna (13a-13f) är in- bördes förbundna medelst passager (30), som har strypverkan.

10. Strömningsmaskin enligt krav 9, k ä n n e- t e c k n a d av att passagerna (30) med strypverkan förbin- der fickorna i mellanläget med de närliggande fickorna, varvid den mellanliggande fickan är förbunden med vätsketillförsel- passagen (1Da-10f).