SE463683B

SE463683B - ADJUSTABLE SCREW COMPRESSOR

Info

Publication number: SE463683B
Application number: SE8703871A
Authority: SE
Inventors: G Herbert; H Mokelke
Original assignee: Mannesmann Ag
Priority date: 1986-10-07
Filing date: 1987-10-07
Publication date: 1991-01-07
Also published as: BE1001619A3; FR2604755A1; IT1222815B; DE3634512C1; FR2604755B1; SE8703871D0; SE8703871L; IT8722127A0

Description

463 685 2 eller -reglering. Denna anordning består huvudsakligen av en eller två styrslider vilka är anordnade periferiellt vid de i ingrepp arbetande skruvrotorerna invid arbetsrummet. Genom in- ställning av sliden respektive sliderna friges ett utrymme genom vilket den redan insugna gasen via urtag, borrningar eller överströmskanaler äter kan strömma tillbaka till insug- ningssidan.Ju mer sliden.öppnas desto mindre blir den verk- liga matade gasmängden. Äterströmningens förlopp är emellertid behäftad med förluster och måste därmed betraktas såsom en nackdel vad gäller verkningsgraden. Vidare är det känt att i stället för med hjälp av en inställbar slid förändra volym- strömmen med.hjälp av skruvdelen hos en axiellt förskjutbar spårrotor (DE 25 53 222). Även denna lösning grundar sig emellertid på principen med återförande av en del av de redan insugna gaserna med åtföljande nackdel i form av återström- ningsförluster. 463 685 2 or regulation. This device mainly consists of a or two guide slides which are arranged peripherally at the in engaging the working screw rotors next to the workroom. By in- position of the slide and the slides, a space is released through which the already sucked gas via recesses, bores or overcurrent ducts can flow back to the intake The more the slide opens, the less it becomes effective. league fed the amount of gas. However, the course of the backflow is encumbered with losses and must therefore be considered as one disadvantage in terms of efficiency. Furthermore, it is known that in instead of using an adjustable slide to change the volume the current by means of the screw part of an axially displaceable track rotor (DE 25 53 222). This solution is also based however, on the principle of returning some of them already intake gases with the attendant disadvantage in the form of reflux losses.

Syftet med uppfinningen är att åstadkomma en reglerbar skruv- kompressor av inledningsvis angivet slag vilken kan utnyttjas för mekanisk förkomprimering eller laddning av förbrännings- motorer, i synnerhet Otto- eller dieselmotorer, varvid volym- strömmen kan regleras i beroende av belastningen vid försum- bart små förluster i dellastområdet.The object of the invention is to provide an adjustable screw compressor of the type initially indicated which can be used for mechanical pre-compression or loading of combustion engines, in particular Otto or diesel engines, whereby volume the current can be regulated depending on the load only small losses in the part load area.

Detta syfte uppnås vid en skruvkompressor av det kända slag som anges i ingressen till kravet 1, genom att ett arbetshus tillsammans med ett stationärt lagerhus, vilket omger detta, bildar dubbelhus och genom att arbetshuset är axiellt för- skjutbart men vridfast anordnat inuti lagerhuset, varvid urtag i arbetshuset bildar de sug- och trycksidiga styrkanterna.This object is achieved with a screw compressor of the known type as stated in the preamble to claim 1, by a workhouse together with a stationary warehouse, which surrounds this, forms a double housing and because the work housing is axially slidable but rotatably arranged inside the bearing housing, with recesses in the workhouse, the suction and pressure-side guide edges form.

Med detta arrangemang i enlighet med uppfinningen fylls kom- pressorkamrarna endast partiellt vid förskjutning av arbets- huset i riktning mot sugsidan, varigenom en nästintill för- lustfri volymströmsminskning uppnås ända ner till nollmatning.With this arrangement in accordance with the invention, the the pressure chambers only partially in the event of displacement of the housing in the direction of the suction side, whereby an almost pleasure-free volume flow reduction is achieved all the way down to zero feed.

Om arbetshuset däremot förskjuts i riktning mot trycksidan fram till ändanslaget, föreligger driftstillståndet - fullmat- ning. En särskild fördel med den enligt uppfinningen före- 3 463 683 slagna regleringen ligger däri att mellan arbetshusets in- ställningsväg och volymströmmens ändring råder ett linjärt samband.If, on the other hand, the workhouse is displaced in the direction of the pressure side until the end stop, the operating permit is available - full ning. A particular advantage of the present according to the invention 3 463 683 The proposed regulation lies in the fact that between the position path and the change in volume flow is linear connection.

Vid driftstillstånd mellan full- och nollmatning, dvs i del- lastområdet, expanderar gasen, efter att den sugsidiga styr- kanten strukit över rotortänder hos fläns- och spårrotorerna, till den maximala kammarvolymen i den stängda kammaren, för att därefter komprimeras vid rotorernas fortsatta rotation.In operating conditions between full and zero feed, ie in partial load area, the gas expands after the suction control the edge stroked over the rotor teeth of the flange and groove rotors, to the maximum chamber volume in the closed chamber, for to be subsequently compressed by the continued rotation of the rotors.

Den kompression av gasen som kan uppnås i dellast-driftstill- ståndet är mindre än den i fullmatnings-driftstillståndet på grund av den samtidiga förskjutningen av den trycksidiga styr- kanten med den sugsidiga styrkanten. Därvid bildar arbets- husets styrkanter tillsammans med arbetsrummets frontväggar ett sugsidigt inloppsfönster respektive ett trycksidigt ut- loppsfönster, varvid storlekarna på dessa fönster minskas eller ökas alltefter arbetshusets läge. Kammartrycket i del- lastområdet kan före den trycksidiga tryckkantens överstryk- ning ligga över eller under inloppstrycket. I fallet med den mekaniska laddningen eller förkomprimeringen av förbrännings- motorer kan, alltefter arbetshusets läge, mellantrycket mellan laddare (kompressor) och förbränningsmotor falla under insug- ningstrycket. Vid denna konstellation avger kompressorn, vilken därvid verkar såsom motor, effekt till förbrännings- motorn via drivningen. Effektutbytet optimeras genom att det inre tryckförhållandet approximativt anpassas till det yttre.The compression of the gas that can be achieved in part-load operation the stand is smaller than that in the full feed operating mode on due to the simultaneous displacement of the pressure-sided control the edge with the suction-side guide edge. In doing so, the guide edges of the house together with the front walls of the workroom a suction-side inlet window and a pressure-sided outlet race windows, reducing the sizes of these windows or increased according to the location of the workhouse. The chamber pressure in before the pressure side of the pressure-sided pressure edge can be above or below the inlet pressure. In the case of it mechanical loading or pre-compression of the combustion engines can, depending on the location of the workhouse, the intermediate pressure between charger (compressor) and internal combustion engine fall under the intake pressure. In this constellation, the compressor emits, which thereby acts as an engine, power to the combustion the motor via the drive. The power exchange is optimized by it the internal pressure ratio is approximately adapted to the external.

Vid de föreslagna lösningarna med slidstyrning uppträder för- utom återströmningsförlusterna även, alltefter konstruktiv utformning, oönskade läckage i slidområdet. Vid lösningen enligt uppfinningen undvikes eller elimineras dessa möjliga läckage genom att ett tätningselement är anordnat vid kontakt- ytan mellan arbetshus och lagerhus utan att mätbart öka frik- tionsmotståndet mot arbetshusets förskjutning.In the proposed solutions with vaginal control, except for the backflow losses as well, as constructive design, unwanted leakage in the vaginal area. At the solution according to the invention these possible are avoided or eliminated leakage in that a sealing element is arranged at the contact the area between the workhouse and the warehouse without measurably increasing the resistance to the displacement of the workhouse.

Det i arbetshusets vägg fastsatta manöverelementet för för- skjutning av arbetshuset är anordnat parallellt med förskjut- ningsriktningen och är tätande fört utåt genom lagerkroppen. 463 683 4 Detta manöverelement kan alltefter användningsfallet förflyt- tas mekaniskt, elektriskt, pneumatiskt eller hydrauliskt.The control element fixed to the wall of the workhouse for displacement of the workhouse is arranged parallel to the displacement direction and is sealingly carried outwards through the bearing body. 463 683 4 This control element can move according to the case of use. taken mechanically, electrically, pneumatically or hydraulically.

Vid en vidareutveckling av uppfinningens idé föreslås för dubbelhuset en husform som avviker från ett cirkelformigt tvärsnitt. Detta utföringsexempel har den fördelen att dels vridsäkringen för arbetshuset bortfaller och dels att total- vikten minskas._Av nackdel är emellertid den högre tillverk- ningstekniska kostnaden för framställning av detta dubbelhus i förhållande till tillverkningen av det enkla cirkelformiga tvärsnittet.In a further development of the idea of the invention it is proposed for the double house a house shape that deviates from a circular one cross section. This embodiment has the advantage of partly the rotary fuse for the workhouse lapses and partly that the total weight is reduced._Of the disadvantage, however, the higher technical cost of manufacturing this semi-detached house in relation to the manufacture of the simple circular the cross section.

Ett utföringsexempel av uppfinningen illustreras närmare på de bifogade ritningarna, på vilka Fig. 1 visar en reglerbar skruvkompressor i vertikalsnitt utmed linjen C-C i fig. 2, fig. 2 visar en reglerbar skruvkompressor i snitt utmed den brutna eller förskjutna linjen A-A i fig. l, fig. 3 visar en reglerbar skruvkompressor i ett horisontellt längdsnitt utmed linjen B-B i fig.2 (driftsläget vid fullmatning), och fig. 4 visar en reglerbar skruvkompressor i vertikalsnitt mot- svarande fig. l, men med en annan utföringsform på dubbelhuset.An embodiment of the invention is further illustrated by those attached drawings, on which Fig. 1 shows an adjustable screw compressor in vertical section along the line C-C in Fig. 2, Fig. 2 shows an adjustable screw compressor in section along it broken or offset line A-A in Fig. 1, Fig. 3 shows an adjustable screw compressor in a horizontal longitudinal section along the line B-B in fig.2 (operating mode at full feed), and Fig. 4 shows an adjustable screw compressor in vertical section corresponding to Fig. 1, but with another embodiment on the double house.

I fig. 1 ingriper två skruvrotorer 1, 2 med varandra, av vilka den ena är utformad såsom flänsrotor (huvudrotor) l och den andra är utformad såsom spårrotor (birotor) 2. Bägge rotorerna l, 2 omfattas av ett arbetshus 3 med två varandra skärande, med axeln parallella cylindriska borrningar 4, 5 vilka även bildar arbetsrummet. Det axiellt förskjutbara arbetshuset 3 är anordnat inuti det stationära lagerhuset 6 och bildar tillsam- mans med detta ett dubbelhus, varvid en del av den trycksidiga styrkanten 15 är synlig.Vid denna utföringsform i fig.l är 5 463 68.5 arbetshuset 3 och lagerhuset 6 i tvärsnitt cirkelformiga. För bättre bortledande av den alstrade arbetsvärmen är det statio- nära lagerhuset 6 vid ytterytan försett med flänsar 8. För undvikande av en vridning av arbetshuset 3 i omkretsrikt- ningen, vilket skulle ha till följd att det.kon1att stöta emot rotortänderna, är en vridsäkring i form av ett styrelement 9 anordnad.In Fig. 1, two screw rotors 1, 2 engage with each other, of which one is designed as a flange rotor (main rotor) 1 and the others are designed as track rotor (birotor) 2. Both rotors 1, 2 is covered by a workhouse 3 with two intersecting, with the shaft parallel cylindrical bores 4, 5 which also forms the workroom. The axially displaceable workhouse 3 is arranged inside the stationary bearing housing 6 and together form mans with this a double house, whereby part of the pressure side the guide edge 15 is visible. In this embodiment in Fig. 1 is 5,463 68.5 the working housing 3 and the bearing housing 6 in circular cross-section. For better dissipation of the generated working heat is the stationary near the bearing housing 6 at the outer surface provided with flanges 8. For avoiding a rotation of the work housing 3 in the circumferential direction which would result in it.kon1att encounter the rotor teeth, is a rotation lock in the form of a guide element 9 arranged.

Fig. 2 visar den reglerbara skruvkompressorn i sidovy utmed snittet A-A i fig.]J Lufttillförseln respektive luftavled- ningen sker på känt sätt med hjälp av ett sugrör 10 respektive ett tryckrör 11, varvid bägge mynnar i arbetsrummet på olika sidor om ett plan som innehåller rotoraxlarna 12, 13. Arbets- huset 3 enligt uppfinningen är försett med urtag som bildar de sugsidiga 14 och trycksidiga 15 styrkanterna. Arbetsrummet tillslutes vid frontsidorna med hjälp av ändväggarna 17, 18 vilka är beståndsdelar av lagerkropparna 19, 20. Dessa lager- kroppar 19, 20 är med hjälp av här icke närmare visade skruvar 21, 22 fastsatta vid lagerhuset.Fig. 2 shows the adjustable screw compressor in side view along section A-A in Fig.] J The air supply and the air discharge This is done in a known manner by means of a straw 10 respectively a pressure pipe 11, both of which open into the work space in different directions sides of a plane containing the rotor shafts 12, 13. Working the housing 3 according to the invention is provided with recesses which form them suction side 14 and pressure side 15 guide edges. The study closed at the front sides by means of the end walls 17, 18 which are constituents of the bearing bodies 19, 20. These bearing bodies 19, 20 are by means of screws not shown here in more detail 21, 22 attached to the bearing housing.

Den maximala möjliga inställningsvägen för arbetshuset 3 anges med hjälp av en pil 16. Den axiella lägesinställningen av arbetshuset 3 sker med hjälp av ett manöverelement 23, varvid detta exempelvis kan förflyttas mekaniskt, elektriskt, pneuma- tiskt eller hydrauliskt. Tätningen mellan det axiellt för- skjutbara arbetshuset 3 och det stationära lagerhuset 6 för undvikande av icke önskad återströmning, sker med hjälp av ett i kontaktytan anordnat tätningselement 24.The maximum possible setting path for the workhouse 3 is specified using an arrow 16. The axial position setting of the working housing 3 takes place by means of an operating element 23, wherein this can, for example, be moved mechanically, electrically, pneumatically hydraulically or hydraulically. The seal between the axial sliding work housing 3 and the stationary bearing housing 6 for avoiding unwanted backflow, is done with the help of a sealing element 24 arranged in the contact surface.

I fig. 3 visas det trycksidiga utloppsfönstret 25, vilket är bildat genom lagerkroppens 19 ändvägg 17 såväl som genom arbetshusets 3 trycksidiga styrkant 15. De bägge skruvrotorer- na 1, 2 är på känt sätt förbundna med varandra via en kopp- lingstransmission 26, 27.För den ändsidiga tätningen av den reglerbara skruvkompressorn är lock 28, 29, 30 anordnade vilka med hjälp av skruvar 31, 32 är fastsatta vid respektive lager- kroppar 19, 20. För lägesinställning av lagerkropparna 19, 20 i förhållande till lagerhuset 6 är styrpinnar 33, 34 inslagna 463 683 e i de genom lagerkropparna 19, 20 och det stationära lagerhuset 6 gående borrningarna 35, 36.Fig. 3 shows the pressure-sided outlet window 25, which is formed by the end wall 17 of the bearing body 19 as well as by the pressure-sided guide edge 15 of the work housing 3. The two screw rotors 1, 2 are connected to each other in a known manner via a coupling transmission 26, 27.For the final sealing of it adjustable screw compressor, caps 28, 29, 30 are provided which by means of screws 31, 32 are attached to the respective bearing bodies 19, 20. For position adjustment of the bearing bodies 19, 20 in relation to the bearing housing 6, guide pins 33, 34 are wrapped 463 683 e in those through the bearing bodies 19, 20 and the stationary bearing housing 6 going wells 35, 36.

Fig. 4 visar samma tvärsnitt genom en reglerbar skruvkompres- sor som fig. 1, men med ett från cirkelformen avvikande tvär- snitt för dubbelhuset. På fördelaktigt sätt inbesparas däri- genom vikt och även vridsäkringen 9.Fig. 4 shows the same cross section through an adjustable screw compression as in Fig. 1, but with a transverse deviation from the circular shape. cut for the double house. Advantageously, this saves by weight and also the anti-rotation device 9.

Claims

7,463,683 PATENT CLAIMS

Adjustable screw compressor with two interlocking screw rotors, one of which is designed as a flange rotor (main rotor) and the other is designed as a groove rotor (bi-rotor), which are stored in a housing with two intersecting, shaft-parallel cylindrical bores to form a working space receiving the rotors which is closed at the front sides by the abutting end walls adjoining the rotors, with suction and pressure pipes opening into the working space on opposite sides of a plane containing the rotor shafts, as well as with a control device for changing the volume flow, which is arranged in the wall of the workroom axially displaceable, suction and pressure-side guide edges, characterized in that a work housing (3) together with a stationary bearing housing (6L which surrounds it, forms a double housing and in that the work housing (3) is axially displaceable but torsionally arranged inside the bearing housing (6), recesses in the working housing (3) forming the suction (14) and pressure sides (15) the strength edges.

Adjustable screw compressor according to Claim 1, characterized in that the guide edges (14, 15) of the work housing (3) together with the end walls (17, 18) of the work space form a suction-side inlet window and a pressure-side outlet window (25).

Adjustable screw compressor according to Claim 1, characterized in that a sealing element (24) is provided in order to avoid backflow at the contact surface between the working housing (3) and the bearing housing (6).

4. An adjustable screw compressor according to claim 1, characterized in that at an end wall of the working housing (3) a control element (23) passed through the bearing body (20) is arranged.