SE511279C2 - Ventilanordning i ett rorothus, i vilket åtminstone en skruvrotor är anordnad, för fixering av spel mellan rotor och ventilens kolv - Google Patents

Description

20 25 30 511 279 2 en axiell ventil och speciellt flera axiella ventiler. Kompressorns mantelvägg däremot uppvisar stora fria areor, i vilka ventiler fritt kan anbringas, vilka ventiler används för styrning och reglering av dränering/återföring av partiellt komprime- rad arbetsfluid (gas).

Nackdelen och svårigheten för en sådan placering av radiellt anordnade ventiler är att den mot rotorhuset vända änden måste ha en cylindrisk ändarea, som överensstämmer med rotorhusets cylindriska area. Vidare måste ventilkol- ven vara spärrad mot vridning omkring sin axel och dessutom, när den befinner sig i sitt ena ändläge på mycket kort avstånd från rotorn, ha samma avstånd till kompressorns rotor som mantelväggen, dvs bilda en med mantelväggen enhet- lig area, som är avbruten endast av det spel, som finns mellan ventilkolven och ventilporten i mantelväggen.

Eftersom en radiellt anordnad ventilanordning består av flera separattill- verkade delar, som alla är tillverkade med en tolerans, kommer den monterade ventilanordningen att variera i storlek och awika från den exakta storleken. En- dast i mycket sällan förekommande fall kommer toleranserna ta ut varandra och leda till en ventilanordning med exakt passning. Detta leder till att man måste justera varje ventilanordning vid monteringen i kompressorn och säkerställa att den monterade och justerade ventilanordningen därefter behåller sin inställning och storlek.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa en radiellt i en skruv- rotormaskin anbringbar ventilanordning med en mellan två ändlägen rörlig ven- tilkolv, vilken ventilkolv ärjusterbar med avseende på såväl vridning omkring sin axel som förändring av axiell position i sitt extremläge i mantelväggen, i vilket extremläge den med mantelväggen bildar en enhetlig area.

Ett annat syfte är att anvisa en radiellt i en skruvrotorrnaskin anbringbar ventilanordning, vars ventilkolv efter inställning är låsbar i det inställda läget, så att både axiell vridning och axiell längdändring av ventilkolven permanent för- hindras.

Ytterligare ett syfte är att anvisa en skruvrotonnaskin med en radiellt i rotorhuset anordnad ventilanordning, vars ventilkolv är justerbar och därefter lås- eller fixerbar i det inställda läget. 20 25 30 511 279 3 Föreliggande ventilanordning är avsedd för reglering av strömning aven arbetsfluid genom en dräneringsport i ett rotorhus, i vilket åtminstone en skruv- rotor är anordnad, varvid dräneringsporten är anordnad radiellt relativt skruvro- torns axel. Ventilanordningen innefattar en mellan två ändlägen rörlig ventilkolv med en första änddel, som i sin mot rotom vända begränsningsarea har samma geometri som rotorhusets inre begränsning, vilken ventilkolv i sitt första ändläge befinner sig idräneringsporten i nivå med rotorhusets inre begränsning och bil- dar tillsammans med rotorhusets innerarea en i huvudsak enhetlig area, och i sitt andra ändläge befinner sig utanför dräneringsporten för att tillåta fluidström- ning genom dräneringsporten, varjämte ett första organ är anordnat, som för- hindrar vridning av ventilkolven. Det utmärkande för ventilanordningen är ett andra organ, som innefattar en justerskruv, som med en gängad innerände är inskruvad i ett stycke i en med gänga försedd, axiell urtagning i ventilkolven, och som i ett ventilhus är lagrad axiellt förskjutbar i riktning inåt mot verkan av ett fjädrande organ till ett läge, i vilket en ansats på justerskruven anligger mot ett stopporgan i rotorhuset, och i vilket läge ventilkolvens första ände befinner sig i sitt första, av justerskruvens inskruvningsdjup i ventilkolvens urtagning be- stämda ändläge.

Föredragna utföringsformer av föreliggande ventilanordning framgår av de beroende patentkraven 2 - 8.

Föreliggande skruvrotorkompressor är försedd med en ventilanordning med en ventilkolv, som är inställbar mellan två ändlägen. I det första ändläget är dräneringsporten (återföringsporten) stängd, varvid fluidförbindelsen från dräne- ringsporten till kompressoms inlopp via dräneringsledningen (återföringsled- ningen) är stängd. l det andra ändläget är denna fluidförbindelse öppen, så att arbetsfluid från återföringsledningen strömmar till kompressoms inloppsöppning.

Samtidigt strömmar även arbetsfluid från kompressionskanalen till en intilliggan- de andra kompressionskanal med lägre tryck än det som råder i kompressions- kanalen.

Ventilanordningen är anordnad i en del av rotorhuset, som har en man- telvägg med en cylindrisk innerarea. Ventilanordningen måste därmed vara placerad radiellt i rotorhuset. Detta medför, att ventilkolvens ändarea måste ha 20 25 30 511 279 4 samma geometriska formsom rotorhusets cylindriska innerarea. Vidare måste ventilkolven alltid vara så orienterad (vridning omkring ventilkolvens axel), att dess ändarea med rotorhuset bildar en enhetlig begränsning, som är avbruten endast av det spel som finns mellan ventilkolven och rotorhusets mantelvägg.

Om kolven, när den beflnner sig i positionen för sitt första ändläge, skulle ha blivit utsatt för en vridning omkring sin axel, kommer en del av ventilkolvens än- de att befinna sig radiellt inne i den cylindriska mantelväggen och en del radiellt utanför, dvs skjuta in i rotorhuset. Den utanför mantelväggeri befintliga delen kommer då i kontakt med rotorns lober, när rotorn roterar, vilket leder till meka- nisk kontakt mellan och slitage av ventilkolven och rotorn, dvs rotorns lober som anligger mot rotorhuset med minsta möjliga spel. Detta leder till att det bildas en förbindelse mellan intilliggande kompressionskanaler, som öppnar en fluidför- bindelse mellan intilliggande kompressionskanaler, så att arbetsfluid kommer att strömma från en kompressionskanal med högre tryck till en intilliggande med lägre tryck. Resultatet blir sämre optimal verkningsgrad för kompressorn. Även den i mantelväggen befintliga delen av ventilkolven öppnar en fluidförbindelse mellan två intilliggande kompressionskanaler varje gång rotorns lob passerar dräneringsöppningen och därmed erhållerman ytterligare sänkning av komp- ressorns verkningsgrad.

Uppfinningen beskrivs nu närmare med hjälp av den bifogade ritningens figurer, av vilka i figur 1 visar schematiskt en kylanläggning, i vilken en kompressor enligt uppfinningen ingår, och figur 2 visar en delvy av ett snitt vinkelrätt mot rotorhusets axel av förelig- gande ventilanordning.

En kylanläggning enligt figur 1 innefattar en kompressor 10, som med sin utloppsport 40 står i kommunikation med en kondensor 12 via en högtryckska- nal 18 och med sin inloppsport 38 står i kommunikation med-en förångare 16 via en lågtryckskanal 24. Kondensorn 12 och förångaren 16 är förbundna genom ledningar 20, 22 i vilka två tryckreduceringsorgan 26, 28 är anordnade, vart och ett utfört som en strypventil. En som en vätskeavskiljare utformad mellantrycks- behållare 14 är anordnad mellan tryckreduceringsorganen 26, 28. Mellantrycks- 10 15 20 25 30 511 279 5 behållarens 14 gassida kommunicerar via en mellantrycksledning 30 med en e mellanliggande port 42 i kompressorn 10. Denna mellanliggande port 42 står i kommunikation med en arbetskanal i kompressorn 10, i vilken ett tryck råder, som har lägre än trycket i mellantrycksbehållaren 14.

Kompressorn 10 ärförsedd med en återföringsledning 32, som mynnar i en återföringsport 44 i kompressom 10 och som kommunicerar med lågtrycks- kanalen 24. Återföringsporten (dräneringsporten) 44 är anordnad i den cylindris- ka delen av rotorhusets mantelarea och sträcker sig således i radiell riktning relativt kompressorns ena rotoraxel. l figur 2 betecknar 34 en kompressors 10 mantelvägg, som omger en rotor 46. Mellan rotorn 46 och den omgivande mantelväggen 34Dfinns ett spel 38, vars storlek på ritningen är visat betydligt större än l verkligheten. Detta gäl- ler alla på ritningen visade spel, som för tydlighetsskull är förstorade. En ventil- kolv 36 befinner sig i sitt första av två ändlägen. Ventilkolvens yttre mot rotorm 46 vända ände befinner sig i återföringsporten 44 och har en cylindriskt krökt area med samma krökningsradie som mantelväggens 34 mot rotorn 46 vända insida.

Huvuddelen av ventilkolven 36 består av en ventilkropp 36 B närmast kompressorns rotor 46, och den inre, från rotorn 46 vända änden av ventilkolven 36 övergår till ett huvud 36 H med större tvärsnittsarea än ventilkroppen 36 B.

Ventilkolvhuvudet 36 H är anordnat assymmetriskt l förhållande till ventilkroppen 36 B, dvs de båda delarnas centrumaxel sammanfaller ej. I huvudet 36 H finns ett i omkretsriktning gående spår 4,8, i vilket en tätningsring 50, t ex en O-ring, är placerad. Ventilkolvhuvudet 36 H är rörlig i axiell riktning i ett ventilhus 52 i mantelväggen 34. Genom denna assymmetriska konstruktion av ventilkolven 36 förhindras att den kan vrida sig i ventilhuset 52.

Ventilkolvhuvudet 36 H är uppvisar en urtagning 54, som är försedd med en invändig gänga 56. lnskruvad i gängan 56 är en justerskruv 58 med iden _ invändiga gängan 56 passande utvändig gänga. l Ventilkolvhuvudet 36 H finns en med invändig gänga försedd radiell and- ra urtagning 60. Denna andra urtagning 60 mynnari urtagningen 54. En lås- skruv 62 är lnskruvad i den andra urtagningen 60, så att den är i ingrepp med 15 20 25 30 511 279 6 justerskruvens 58 gänga och därmed förhindrarjusterskruvens 58 relativa rörel- se i förhållande till ventilkolven. å En mellanvägg 64 med en central öppning 66 är anordnad i ventilhuset 52, som därvid uppdelas i en yttre ventilkammare 52 U och en inre, närmast rotorn 46 befintlig- inre ventilkammare 52 l. I den centrala öppningen 66 är jus- terskruvens 58 mittdel 58 B rörlig i axiellt led. Justerskruvens 58'på ritningen övre änddel är utbildad som ett huvud 58 H med större tvärsnittsarea än mitt- delen 58 B och med en plan anliggningsarea mot mellanväggen 64. ljuster- skruvhuvudets 58 H övre änddel finns en radiell fläns 68. Mellan flänsen 68 och ett cirkulärt spår 70 i mellanväggen 64 är en helixformad fjäder 74 anordnad.

Fjädern 74 påverkar ventilkolven 56 och justerskruven 58 så, att den plana ytan av justerskruvens 58 huvud 58 H förskjuts uppåt från mellanväggen 64.

Mellanväggen 64 uppvisar förutom den centrala öppningen 66 genom vilken justerskruvens centrala kropp 58 med ett spel är rörlig en andra öppning 76 genom vilken den yttre 52 U och den inre ventilkammaren 52 l står ifluidför- bindelse med varandra.

Ett borttagbart lock 78 bildar den yttre ventilkammarens 52 U yttre be- gränsning. Vidare är i den yttre ventilkammaren 52 U ett hylsformat element 80 är anordnat mellan locket 78 och mellanväggen 64, som på sin motsatta sida anligger mot en ringfonnad klack 72 i ventilhusets 52 vägg. På sin utsida är det hylsformade elementet 80 försedd med ett cylindriskt spår, som tillsammans med ventilhusets 52 cylindriska vägg bildar en 'ringformig kammaren 82. En öppning 86 förbinder den yttre ventilkammaren 52 U med den ringformiga kam- maren 82. Kammaren 82 står via en kanal 84 iförbindelse med en källa för fluid under tryck. Således står även den inre ventilkammaren 52 l fluidförbindel- se med källan för fluid under tryck via den andra öppningen 76 i-mellanväggen 64, öppningen 86 i det hylsformade elementet 80 och kanalen 84. Fluiden kan vara en gas, tex luft, eller en vätska, t ex olja eller vatten.

För montering av ventilanordningerï träs först fjädern 74 över justerskru- ven 58 och därefter mellanväggen 64. Sedan skruvas justerskruven 58 in i ur- tagningen 54 av ventilkolvens huvud 36 H. Denna sammanfogade enhet införes i ventilhuset 52 så att ventilkroppens 36 B ände orienteras rätt med avseende V15 20 25 30 511- 279 7 på den enhetliga mantelarean. Detta sker enkelt med den beskrivna asymmet- riska formen på ventilkroppen 36, som genom sin form låses mot vridning i det på motsvarande sätt utformade ventilhuset. Därefter justeras ändens av ventil- kroppen 36 B position i sitt första ändläge genom att mellanväggen bringas i anliggning mot klacken 72 i ventilhuset 52 och justerskruvens 58 inskruvnings- djup i urtagningen 54 regleras så, att ventilkroppens ände befinner sig i nivå med mantelväggens 34 innerarea.

Därefter avlägsnasventilkolven 36 med justerskruven 58 och mellanväg- gen 64 ur ventilhuset 52. Med ventilkolven 36 utanför ventilhuset 52 fixeras jus- terskruvens 58 läge i förhållande till ventilkolven 36 genom att Iåsskruven 62 inskruvas i den andra urtagningen 60 tills den kommer i ingrepp med justerskru- vens 58 gänga och låser den. Låsskruven 62 har en sådan längd, att den i sin helhet befinner sig iden andra urtagningen 60. Den med justerskruven 58 för- sedda ventilkolven 36 införes därefter åter i ventilhuset 52. Det hylsformade elementet 80 införes därefter in i ventilhuset 52 över mellanväggen 64 och slut- ligen fastskruvas locket 78 i rotorhuset. Locket 78 kommer i anliggning med det hylsformade elementet 80 och pressar det ochmellanväggen 64 nedåt tills mellanväggen anligger mot den ringformade klacken i ventilhuset 52.

Vid drift av kompressorn påverkar fjädern 74 justerskruven _58 och där- i med ventilkolven 36 så att ventilkolvens cylindriska ändarea befinner sig på av- stånd från rotorn 46. Därvid kan arbetsfluid strömma genom återföringöppning- en 44 till kanalen 32. En påverkan i samma riktning utövas även av arbetsflui- den i kompressoms arbetskanal. När återföringöppningen 44 skall stängas, till- föres en fluid genom kanalen 84, kammaren 82 och öppningen 86 i det hylsfor- made elementet 80 till den yttre ventilkammaren 52 U och därefter genom öpp- ningen 76 till den inre ventilkammaren 52 l. Denna fluid motverkar den ifiguren uppåt verkande kraft, som utövas av fiädem 74 och arbetsfluiden i kompres- sorn, och pressar ventilkolven 36 nedåt till sitt första ändläge, varvid dräne- ringsporten 44 stängs. För öppning av dräneringsporten 44 minskar man på trycket för den hydrauliska/pneumatiska fluiden till ventilhuset till lägre tryck än det motverkande tryck som utövas av fjädern 74 och arbetsfluiden. 10 15 5 1 1 2 7 9 _ s Andra sätt att fixera justerskruven 58 i förhållande till ventilkolven 36 i - stället för användning av den radiellt orienterade låsskruven 62 i ventilkolvens 36 huvud 36 H är användning av ett långsamt härdande bindemedel, s k lå- svätska. Detta bindemedel inbringas i urtagningen 54 innan justerskruven in- skruvas i denna.

Ett annat föredraget sätt att fixera justerskruven 58 i förhållande till ventil- kolven 36 och förhindra relativ vridning mellan justerskruven 58 och ventilkolven 36 är användning av en låsningsinsats i urtagningen 54.

Dessa båda angivna sätten ger en snabbare montering av ventilen än änvändning av låsskruven 62, eftersom ventilkolven 36 med 'justerskruven 58 ej behöver tas ur ventilhuset för fixering av justerskruven 58 med låsskruven 62.

Ventilkolvens 36 fixering mot vridning i ventilhuset 52 kan åstadkommas även på annat sätt än detmed det assymmetriskt anordnade ventilkolvhuvudet 36 H. Exempelvis kan huvudet 36 H ha en med en övriga delen av ventilkolven 36 sammanfattande axel. Ett eller flera med ventilkolvens 36 axel parallella spår kan vara upptagna på ventilkolvhuvudet 36 H, vilka spår samverkar med mot- svarande vingar eller flänsar i ventilhuset 52. Det är även möjligt att anordna motsvarande spår i ventilhuset 52 och därmed samverkande vingar eller flänsar på utsidan av ventilkolvens 36 huvud 36 H.

Claims (8)

20 25 30 511 279 Patentkrav

1. Ventilanordning för reglering av strömning av en fluid genom en dräneringsport (44) i ett rotorhus, i vilket åtminstone en skruvrotor (46) är an- ordnad, varvid dräneringsporten (44) är anordnad radiellt relativt skruvrotorns (46) axel, vilken ventilanordning innefattar en mellan två ändlägen rörlig ventil- kolv (36) med en första änddel (36B), som i sin mot rotorn vända begränsnings- area har samma geometri som rotorhusets inre begränsning, vilken ventilkolv (36) i sitt första ändläge befinner sig i dräneringsporten (44) i nivå med rotorhu- sets inre begränsning och bildar tillsammans med rotorhusets innerarea en i huvudsak enhetlig area, och i sitt andra ändläge befinner sig utanför dräne- ringsporten (44) för att tillåta fluidströmning genom dräneringsporten (44), var- jämte ett första organ (36 H, 36 B 52 I) är anordnat, som förhindrar vridning av ventilkolven (36), kännetecknad av ett andra organ (58, 62), som innefattar en justerskruv (58), som med en gängad innerände är inskruvad i ett stycke i en med gänga (56) försedd, axiell urtagning (54) i ventilkolven (36), och som i ett ventilhus (52) är lagrad axiellt förskjutbar i riktning inåt mot verkan av ett fiäd- rande organ (74) till ett läge, i vilket en ansats (58H) på justerskruven anligger mot ett stopporgan (64) i rotorhuset, och i vilket läge ventilkolvens första ände (36B) befinner sig i sitt första, av justerskruvens (58) inskruvningsdjup i ventil- kolvens(36) urtagning (54) bestämda ändläge.

2. Ventilanordning enligt krav 1, kännetecknad av låsorgan, som låserjus- terskruvens (58) relativa rörelse i förhållande till ventilkolven (36).

3. Ventilanordning enligt krav 2, kännetecknad därav, att låsorganet är ett låsningsinsats i ventilkolvens gängförsedda urtagning (54).

4. Ventilanordning enligt krav 2, kännetecknad därav, att låsorganet är ett långsamt härdande bindemedel, s. k. låsvätska, iventilkolvens gängförsedda urtagning.

5. Ventilanordning enligt krav 2, kännetecknad därav, att låsorganet är en radiellt anordnad låsskruv (62) i en radiell urtagning med invändig gänga i kol- ven (36 H), vilken radiella låsskruv (62) låserjusterskruvens vridning i förhållan- de till ventilkolven (36). 511 279 10

6. Ventilanordning enligt ett eller flera av kraven 1 - 5, kännetecknad därav, att det första organet (36 H, 36 B, 52 I) innefattar en asymmetrisk ventilkolv (36), som har ett cylindriskt huvud (36 H) med större tvärsnittsarea än sin ventil- kropp (36 B), varvid huvudets centrumaxel är förskjuten i förhållande till cent- rumaxeln i ventilkroppen (36 B), vilken ventilkolv (36) är anordnad i ett motsva- rande ventilhus (52).

7. Ventilanordning enligt ett eller flera av kraven 1 - 5, kännetecknad därav, att det första organet (36 H, 36 B, 52 l) innefattar ett axiellt spår i ventilkolven (36 B), vilket spår samverkar med en ribba i ventilhuset.

8. Ventilanordning enligt ett eller flera av kraven 1 - 5, kännetecknad därav, att det första organet (36 H, 36 B, 52 I) innefattar ett axiellt spår i ventilhuset. som samverkar med en ribba på ventilkolven.