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Einrichtung zum Regeln einer Schraubenradmaschine
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bewirkt werden kann. Auch in diesem Falle ist es zweckmässig, wenn die Abschlussorgane zumindest aus je einem Schieber in jenen Teilen der hochdruckseitigen Abschlusswand bestehen, welche gegenzugeord" nete Rotorenden abdichten.
Die einstellbaren Abschlussorgane können auch durch mindestens einen Schieber gebildet werden, der geradlinig unter einem Winkel zu der die Rotorachsen enthaltenden Ebene verstellbar ist und so eine kontinuierliche Einstellung der Menge an Arbeitsmedium ermöglicht. Auch in diesem Falle ist es vorteilhaft,
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ordnete Rotorenden abdichten.
Bei einer andem Ausführungsform. können die gleitenden Abschlussorgane auch durch mindestens je einen um eine Rotorachse in Umfangsrichtung verstellbaren Schieber gebildet werden. Auf diese Weise kann die Durchsatzmenge an Arbeitsmedium kontinuierlich geändert werden. Infolge des beschränkten Raumes zwischen den Rotorachsen ist es zweckmässig, nur einen um eine der Rotorachsen einstellbaren
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gestellt. Fig. l stellt einen Längsschnitt durch eine Maschine nach der Erfindung und Fig. 2 einen in Richtung der Pfeile 2 - 2 in Fig. l gesehenen Querschnitt dar. Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt und Fig. 4 einen in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig. 3 gesehenen Querschnitt einer andern Ausführungsform der Erfindung.
Schliesslich stellt Fig. 5 einen Längsschnitt und Fig. 6 den zugeordneten, in Richtung der Pfeile 6 - 6 in Fig. 5 gesehenen Querschnitt einer dritten erfindungsgemässen Maschine dar.
Bei allen Beispielen wirkt ein männlicher Rotor 10, der im wesentlichen konvexe schraubenförmige Kämme 12 hat, mit einem weiblichen, im wesentlichen konkave, schraubenförmige Kämme 16 aufwei- senden Rotor 14 zusammen. Die Rotoren 10 und 14 sind in einem Gehäuse 18 gelagert, das einen aus zwei einander schneidenden zylindrischen Bohrungen gebildeten Arbeitsraum umschliesst. Das Gehäuse weist ferner den Arbeitsraum begrenzende und gegen die Rotoren 10 und 14 abdichtende Abschlusswände 24 und 26 sowie Nieder- und Hochdruckdurchlässe 28 und 30 auf, die mit zugeordneten Nieder-und Hochdruckkanälen 32 und 34 iu Verbindung stehen. Der männliche Rotor 10 trägt ausserdem einen Wellenstummel 36, der zur Kraftübertragung von oder zu der Maschine dient.
Zur Änderung des Eintrittsvolumens, d. h. der Menge des die Maschine durchsetzenden Arbeitsmediums und/oder des Druckverhältnisses der Maschine sind erfindungsgemäss einstellbare Abschlussorgane in der hochdruckseitigen Abschlusswand angeordnet. Diese Abschlussorgane können-wie in den Zeichnungen dargestellt-auf verschiedene Weise ausgebildet sein.
Die in den Fig. l und 2 dargestellte Schraubenradmaschine nach der Erfindung weist an den niederdruckseitigen Enden der Rotoren 10 und 14 einen axialen Durchlass 28 auf. Dieser Durchlass 28 ist derart ausgebildet, dass die Nuten der Rotoren beim Ansaugvorgang des Kompressors vollkommen vom gasförmigen Arbeitsmedium gefüllt werden. Der Niederdruckkanal 32 an den Rotoren 10 und 14 steht mit einem jenseits der hochdruckseitigen Abschlusswand 26 vorgesehenen Raum 38 in Verbindung.
In der hochdruckseitigen Abschlusswand 26 sind an den mit den Endflächen des männlichen Rotors 10 bzw. des weiblichen Rotors 14 zusammenarbeitenden Wandteilen mehrere axial anhebbare Ventile 40. 42 angeordnet. Durch Öffnen dieser Ventile 40,42 kann das Eintrittsvolumen der Maschine in Abhängigkeit von der Einstellung der Ventilé stufenweise von der maximalen bis zu einer minimalen Füllung der Nutenverkleincrtwerden.
Bei dem gezeigten Beispiel trägt der männliche Rotor 10 vier Kämme 12 und der weibliche Rotor 14 sechs Kämme 16.
Die beschriebene Schraubenradmaschine arbeitet auf folgende Weise : Der Wellenstummel 36 wird von einem nicht dargestellten Motor so angetrieben, dass der männliche Rotor 10 in Richtung des Pfeiles 44 umläuft. Gleichzeitig wird der weibliche Rotor mit Hilfe eines nicht gezeichneten Synchronisiergetriebes in Richtung des Pfeiles 46 gedreht. Die Rotoren 10 und 14 laufen also gemeinsam derart um, dass zwei kommunizierende Rotornuten sich kontinuierlich weiter gegen dieNiederdrucköffnung 28 und den Niederdruckkanal 32 öffnen, indem der Eingriffspunkt zwischen zwei Kämmen 12 und 16 in Richtung von der niederdruckseitigen Abschlusswand 24 gegen die hochdruckseitige Abschlusswand 26 verschoben wird.
Wenn der Eingriffspunkt zwischen den Kämmen 12 und 16 die hochdruckseitige Abschlusswand erreicht, liegen die zugeordneten Nuten vollkommen frei und sind mit gasförmigem Arbeitsmedium gefüllt. In der anschliessenden Umlaufphase der Rotoren 10 und 14 kommen die betrachteten Kämme 12 und 16 wieder an
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Nutenteile wieder abnimmt. Durch Öffnen der Ventile 40 und 42 in der hochdruckseitigen Abschlusswand 26 können Anteile des Arbeitsmediums aus den Nuten unkomprimiert abgelassen werden.
Erst wenn die
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Kämme 12 und 16 an den hochdruckseitigen Enden der Rotoren 10 und 14 gegen die Ventilöffnungen in der hochdruckseitigen Ab : chluCwand 26 abdichten, werden die Kompressionskammem vom Niederdruck- kraal 32 abgetrennt, so dass die eigentliche Kompression des Arbeitsmediums beginnen kann. Durch kontinuierliches Verschieben des Eingriffspunktes zwischen den Nuten 12 und 16 in Richtung gegen die hoch- druckseitige Abschlusswand 26 bin nimmt nämlich dann das von den Nuten eingeschlossene Volumen mehr und mehr ab und demgemäss die Kompression des Arbeitsmediums zu. Wenn die Rotorkämme 12 und 16 die Ränder des Hochdruckdurchlasses 30 passieren, öffnen sich die Nuten gegen den Hochdruckkana134.
Durch Öffnen oder Schliessen der Ventile kann die in den Rotomuten eingeschlossene, zur Kompression gelangende Gasmenge je nach dem Zeitpunkt der Abtrennung des Niederdruckkanals 32 stufenweise ge- ändert werden. Dabei wird gleichzeitig auch das Druckverhältnis der Maschine geändert.
Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform einer Schraubenradmaschine nach der Erfindung ist ebenfalls ein axialer Durchlass 28 am niederdruckseitigen Ende der Rotoren 10 und 14 vorgesehen. Dieser Durchlass 28 ist derart ausgebildet, dass die Rotomuten beim Ansaugvorgang des Kompressors vollkommen vom gasförmigen Arbeitsmedium gefüllt werden. Der Niederdruckkanal 32 läuft dabei an den Rotoren vorbei und steht mit einem jenseits der hochdruckseitigenAbschlusswand 26 vorgesehenen Raum 38 in Verbindung. In der hochdruckseitigen Abschlusswand 26 sind an den mit den Endflächen des männlichen Rotors 10 bzw des weiblichen Rotors 14 zusammenarbeitenden Wandteilen mehrere radial verstellbare Schieber 48,50 angeordnet.
Durch Öffnen dieser Schieber 48,50 kann das Eintrittsvolumen der Maschine in Abhängigkeit von der Stellung der Schieber stufenweise von der maximalen bis zu einer minimalen Füllung der Nuten verkleinert werden.
Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte erfindungsgemässe Schraubenradmaschine weist an den niederdruckseitigen Enden der Rotoren 10 und 14 einen axialen Durchlass 28 auf. Dieser Durchlass ist derart aus- gebildet, dass die Rotomuten beim Ansaugvorgang des Kompressors vollkommen vom gasförmigen Arbeitmedium gefüllt werden. Der Niederdruckkanal 32 läuft an den Rotoren 10 und 14 vorbei und steht mit einem jenseits der hochdruckseitigen Abschlusswand 26 vorgesehenen Raum 38 in Verbindung. In der hochdruckseitigen Abschlusswand 26'sind zwei Schieber 52 und 54 angeordnet, die im wesentlichen in Richtung senkrecht zu der die Rotorachsen enthaltenden Ebene verstellbar sind und in den mit den Endflächen des männlichen Rotors 10 und des weiblichen Rotors 14 zusammenarbeitenden Wandteilen liegen.
Durch Öffnen dieser Schieber 52 und 54 kann in Abhängigkeit von ihrer Stellung das Eintrittsvolumen der Maschine kontinuierlich von der maximalen bis zu einer minimalen Füllung der Nuten geändert werden.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt, vielmehr lässt sie noch verschiedene, dem Fachmann ohne weiteres erkennbare Abwandlungen zu.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Regeln einer Schraubenra. dmaschine mit mindestens zwei zusammenarbeitenden Rotoren (männlicher und weiblicher Rotor), die ineinandergreifende Kämme und Nuten aufweisen, und einem Gehäuse mit einem Arbeitsraum, der durch die einander schneidenden zylindrischen Gehäusebohrungen für die Rotoren gebildet, von Abschlusswänden begrenzt wird und Hoch- und Niederdruckdurch- lässe aufweist, wobei die Rotoren derart ausgebildet sind, dass sie bei ihrem Umlauf zusammen mit dem Gehäuse geschlossene, von kommunizierenden Nutenabschnitten zweier zusammenarbeitender Rotoren gebildete Kammern bilden, die beim Umlauf der Rotoren ihr Volumen ändern, dadurch gekennzeichnet, dass in der hochdruckseitigen Abschlusswand einstellbare Abschlussorgane angeordnet sind,
wobei die je- weils geschlossenen Abschlussorgane den Abschluss einer Rotorkammer bewirken, nachdem sich die die Grösse der Kammer begrenzende Eingriffstelle von Kamm und Nut von der niederdruckseitigen Abschlusswand entfernt hat.
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Device for controlling a helical gear machine
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can be effected. In this case, too, it is expedient if the closing elements each consist of at least one slide in those parts of the high-pressure-side closing wall which seal off counter-associated rotor ends.
The adjustable closing organs can also be formed by at least one slide which can be adjusted in a straight line at an angle to the plane containing the rotor axes and thus enables the amount of working medium to be continuously adjusted. In this case, too, it is advantageous to
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seal ordered rotor ends.
In another embodiment. the sliding closing elements can also be formed by at least one slide each that can be adjusted in the circumferential direction about a rotor axis. In this way, the throughput of working medium can be changed continuously. Due to the limited space between the rotor axes, it is advisable to have only one adjustable about one of the rotor axes
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posed. Fig. 1 shows a longitudinal section through a machine according to the invention and Fig. 2 shows a cross section seen in the direction of the arrows 2-2 in Fig. 1. Fig. 3 shows a longitudinal section and Fig. 4 shows a cross section in the direction of the arrows 4-4 in Fig. 3 seen cross section of another embodiment of the invention.
Finally, FIG. 5 shows a longitudinal section and FIG. 6 shows the associated cross-section of a third machine according to the invention, seen in the direction of arrows 6 - 6 in FIG.
In all examples, a male rotor 10, which has essentially convex, helical combs 12, cooperates with a female rotor 14 which has essentially concave, helical combs 16. The rotors 10 and 14 are mounted in a housing 18 which encloses a working space formed from two intersecting cylindrical bores. The housing also has end walls 24 and 26, which delimit the working space and seal against the rotors 10 and 14, as well as low and high pressure passages 28 and 30 which are connected to associated low and high pressure channels 32 and 34. The male rotor 10 also carries a shaft stub 36 which is used to transmit power from or to the machine.
To change the entry volume, i. H. the amount of the working medium penetrating the machine and / or the pressure ratio of the machine, according to the invention, adjustable closing elements are arranged in the high-pressure side closing wall. As shown in the drawings, these closing elements can be designed in various ways.
The helical gear machine according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 has an axial passage 28 at the ends of the rotors 10 and 14 on the low pressure side. This passage 28 is designed in such a way that the grooves of the rotors are completely filled by the gaseous working medium during the intake process of the compressor. The low-pressure channel 32 on the rotors 10 and 14 is connected to a space 38 provided on the other side of the high-pressure-side end wall 26.
In the end wall 26 on the high-pressure side, a plurality of axially liftable valves 40, 42 are arranged on the wall parts cooperating with the end faces of the male rotor 10 and the female rotor 14. By opening these valves 40, 42, the inlet volume of the machine can be reduced in steps from the maximum to a minimum filling of the grooves, depending on the setting of the valves.
In the example shown, the male rotor 10 has four combs 12 and the female rotor 14 has six combs 16.
The helical gear machine described works in the following way: The stub shaft 36 is driven by a motor (not shown) in such a way that the male rotor 10 rotates in the direction of the arrow 44. At the same time, the female rotor is rotated in the direction of arrow 46 with the aid of a synchronizing gear (not shown). The rotors 10 and 14 revolve together in such a way that two communicating rotor grooves continuously open further towards the low-pressure opening 28 and the low-pressure channel 32 in that the point of engagement between two ridges 12 and 16 is shifted in the direction from the low-pressure end wall 24 against the high-pressure end wall 26 .
When the point of engagement between the ridges 12 and 16 reaches the end wall on the high-pressure side, the associated grooves are completely exposed and are filled with gaseous working medium. In the subsequent phase of rotation of the rotors 10 and 14, the combs 12 and 16 under consideration arrive again
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Groove parts decreases again. By opening the valves 40 and 42 in the high-pressure end wall 26, portions of the working medium can be drained uncompressed from the grooves.
Only when the
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Combs 12 and 16 at the high-pressure ends of the rotors 10 and 14 against the valve openings in the high-pressure side seal wall 26, the compression chambers are separated from the low-pressure kraal 32 so that the actual compression of the working medium can begin. By continuously shifting the point of engagement between the grooves 12 and 16 in the direction towards the high-pressure side end wall 26 bin, the volume enclosed by the grooves then decreases more and more and the compression of the working medium increases accordingly. When the rotor crests 12 and 16 pass the edges of the high pressure passage 30, the grooves open against the high pressure passage 134.
By opening or closing the valves, the amount of gas which is enclosed in the rotomut and which is compressed can be changed in steps depending on the point in time at which the low-pressure channel 32 is cut off. The pressure ratio of the machine is also changed at the same time.
In the embodiment of a helical gear machine according to the invention shown in FIGS. 3 and 4, an axial passage 28 is also provided at the end of the rotors 10 and 14 on the low-pressure side. This passage 28 is designed in such a way that the rotor slots are completely filled with the gaseous working medium during the intake process of the compressor. The low-pressure channel 32 runs past the rotors and is in communication with a space 38 provided on the other side of the high-pressure side wall 26. In the end wall 26 on the high-pressure side, a plurality of radially adjustable slides 48, 50 are arranged on the wall parts cooperating with the end faces of the male rotor 10 or the female rotor 14.
By opening these slides 48, 50, the inlet volume of the machine can be gradually reduced from the maximum to a minimum filling of the grooves, depending on the position of the slides.
The helical gear machine according to the invention shown in FIGS. 5 and 6 has an axial passage 28 at the ends of the rotors 10 and 14 on the low pressure side. This passage is designed in such a way that the rotomuts are completely filled with the gaseous working medium when the compressor is sucked in. The low-pressure channel 32 runs past the rotors 10 and 14 and is in connection with a space 38 provided on the other side of the high-pressure-side end wall 26. Two slides 52 and 54 are arranged in the end wall 26 'on the high pressure side, which are adjustable essentially in the direction perpendicular to the plane containing the rotor axes and which are located in the wall parts that cooperate with the end faces of the male rotor 10 and the female rotor 14.
By opening these slides 52 and 54, depending on their position, the inlet volume of the machine can be continuously changed from the maximum to a minimum filling of the grooves.
Of course, the invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, but rather it allows various modifications that are readily apparent to the person skilled in the art.
PATENT CLAIMS:
1. Device for regulating a screw. d machine with at least two cooperating rotors (male and female rotor), which have intermeshing combs and grooves, and a housing with a working space which is formed by the intersecting cylindrical housing bores for the rotors, is delimited by end walls and high and low pressure passages wherein the rotors are designed in such a way that they form closed chambers formed by communicating groove sections of two cooperating rotors when they rotate together with the housing, which chambers change their volume when the rotors rotate, characterized in that adjustable closing elements are arranged in the high-pressure end wall are,
the respectively closed closing organs effecting the closure of a rotor chamber after the engagement point of the comb and groove that delimits the size of the chamber has moved away from the low-pressure side closing wall.