Rotierender Luftkompressor. Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein rotierender Luftkompressor, bei dem innerhalb eines ringförmigen, mit Innen zähnen versehenen Rotors ein Rotor mit Aussenverzahnung angeordnet ist, der einen Zahn weniger besitzt als der äussere Rotor, wobei in den Zahnlücken des Aussenrotors abwechslungsweis-, Saug- und Druckräume entstehen. Einer der Rotoren wird angetrie ben und nimmt den andern mit.
Gemäss der Erfindung stehen die Zähne der Rotoren während der Drehung so in Be rührung miteinander, dass durch die Zahn kurven gebildete Räume entstehen, die dicht voneinander abgeschlossen sind, so dass ein Leeken von der Überdruckseite nach der Unterdruckseite nicht stattfinden kann.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt in Ansicht einen ringförmi gen Rotor und im Schnitt den innern Rotor, der einen Zahn weniger besitzt als der äussere, wobei der Schnitt durch die Auslasskanä 1e gelegt ist, während ein Teilschnitt ein Ein lassventil zeigt; Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch den Kompressor; Fig. 3 ist eine Ansicht des Kompressors. Der ringförmige Rotor 4 ist mit Zähnen,5 ausgerüstet, deren konvexe Teile 6 zykloi- disch verlaufen.
Ein Rad 7, das innerhalb des ringförmigen Rades liegt, bildet den Innenrotor und besitzt einen Zahn weniger als der äussere Rotor, und die Zahnkurven lücken sind ebenfalls zykloidisch, die mit den Zähnen des ringförmigen Rotors bei der gemeinsamen Drehung zusammenarbeiten, um die Zahnlücken abzuschliessen und die Luft zusammenzudrücken.
Die Zykloiden können auf verschiedene Weise hergestellt werden, zum Beispiel durch Wälzkreise, die auf dem Teilkreis B abgerollt werden, um die Zähne des äussern Rades zu bilden, und Wälzkreise, die auf dem Teil kreis C .abgerollt werden, um die Zähne des innern Rades zu formen. Zweckmässigerweise wird man die Wälzkreise so wählen, dass derjenige für das äussere Rad grösser ist als für das innere Rad, um Zähne zu.schaffen, die genügend freies Spiel besitzen.
Die Zahn lücken des Innenrades können den Zykloiden der Zähne des äussern Rades entsprechen, wo bei genügend Spiel vorgesehen ist, um ein leichtes Laufen der Räder zu bewährlei'sten. Die Zahnlücken des innern Rades nähern sieh möglichst der theoretischen Grösse, um beim vollen Eingreifen einen dichten Kontakt herzustellen und das Entweichen kompri mierter Luft von den unter Hochdruck ste henden Zahnlücken nach den Zahnlücken zu verhindern, die gerade geöffnet werden, Die Zahnlücken des rinsförmiseri äussern r,
a- des sind vorzugsweise etwas tiefer behalten, als die th,-oretische Form ergibt, um eine Absehlussflüssi-keit aufzunehmen, so dass beim vollen Eingriff der Zähne in die Zahn lücken die Flüssigkeit über die Zahnflächen verteilt wird, wodurch dieselben beschmiert und gekühlt werden.
Die Zähne und Zahnlücken des innern Rades können durch einen Fräser herbestellt werden, um 'genau und geit arbeitende Zähne und Zahnlücken herzustellen. Die so erhalte nen Zahnlücken erbeben beim Eiiibriff einen dichten Abschluss mit den Zähnen des ring förmigen Rades.
Der Kompressor wird mit einem Motor verbunden, der in demselben Gehäuse an geordnet ist. Ein Ende des Motorwellenlagers dient zu gleicher Zeit als Lager für den Kom pressor, wodurch eine einfache kompakte Form erhalten wird. Der Antrieb des Fing- förmi-en Rades gibt bessere Ergebnisse als der des innern Rades. Eine Glocke ist vor- gesehen, die auf der Motorwelle sitzt und deren anderes Ende das ringförmige Rad trägt.
Die Nabe 9 der Glocke 8 umgibt die Motorwelle 10 und steht mit derselben in Keilverbindung. Ein Stöpsel ist in die (l-locl@e eingeschraubt und wird durch die Dreh- hewebunb weiter angezogen. Der Stöpsel hat einen Schlitz, der über die Zunge 11 am Ende der Welle 10 passt. Der Stöpsel bildet einen luftdichten Abschluss.
Ein elektrischer Motor ist am Ende<B>12</B> des Gehäuses befestigt. Der Kompressor bildet die übliche Endunterstützung des Mo tors gegenüber dessen Schalter. Natürlich kann der Motor auch auf andere, wenig vor- teilhafte \'eise mit dem Kompressor ver bunden werden.
Die Nabe 9 durchdringt das Lager 13, das auch für -die Lagerung dCr Motorwelle <B>10</B> dient:. Diest#s Laser kann von den Nuten 14 aus durch Kapillaranzieliunb geölt wer den.
Die Nut 1-1 ist stets mit C)1 gefüllt, tvie später beschrieben -wird. Das ringförmige Rad kann durch einen Stift 15 an der Glocke befestigt werden.
Das innere Rad ist auf einem exzentri schen Ansatz 16 'gelag @rt, der einen Teil der Abdeclkplatte 17 darstellt, und liest zentral zu dein Teilkreis C. Der Ansatz 16 trat zwei Kanäle, einen Einlasskanal 18 und einen Auslasskanal 19 für die komprimierte Luft.
Der Einlasskanal ist. durch die Offnung 20 mit den Ventilen 21 verbunden, von welchen :ich je eines in der Zalinliicl@e des innern Rades befindet. Di-\ Ventile 21 werden durch die komprimierte Luft geschlossen.
Saug in den sich öffnenden Zahnlücken öffnet die Ventile 21, um Luft unter atmo sphärischem Druck einzulassen. -Wenn keine Luft mehr eingesaugt wird, das heisst wenn die Lücken zwischen den Rädern den gröss ten Betrag erreicht haben, schliessen sich die Ventile 21 unter Federdruck und die Luft wird zusammenbedrückt, da die Lücken zwi schen den Zahnrädern vermindert werden, bis der Druck so gross wird,
dass die Ventile ?3 geöffnet -werden und die Luft durch die Offnung 26 in dem Kanal 19 des Ansatzes 16 hera.-Lrsgedrüclzt wird.
Ein solcher Kompressor kann nur dann wirksam arbeiten, -wenn ein Flüs@i@@keits- abschluss vorgesehen ist, für welchen ()1 oder eine ähnlich? Flüssigkeit verwendet -wird. Durch die Flüssigkeit wird eine Flüssiglzeits- scliicht an den Seiten der Räder zwischen den Lücken und zwischen den Hochdruck und Niederdruckseiten -,ebildet, durch welche das Entweichen der Luft verhindert wird.
Ebenso wird eine Flüssigkeit auf den Zahn fl < ichen ,gebildet, so dass dieselben in luft dichten Einsriff treten. Das<B>01</B> kann dem Kompressor an einem Punkt in einiger Ent- ferneng von der Niederdruckseite zugeführt werden, oder es kann dem Einlass beigefügt werden. Die Öffnung für den Olzufluss liegt vorzugsweise an der Seite des innern Rades, um durch Zentrifugalkraft das äussere Rad mit einer Ölschicht zu versehen. Die Grösse der Öffnung, die Entfernung von der Ein nahmestelle, die Dicke der Schicht und die Vislkosität bestimmen die zuzuführende Menge.
Es können mehrere Öffnungen für den Ein griff des Öls vorgesehen sein, um eine Schicht zu beiden Seiten des innern und äussern Rades zu erhalten. Das Ventil 54 regelt die Öl zuführung.
Die Ölöffnung 32 (Fig. 1) wird mit dem Behälter 28 durch Leitungen 29, 30 verbun den. Öl wird mit der Luft durch die Aus lassventile und die Kanäle 19 herausgepresst und das<B>01</B> wird durch den Olabscheider 51 abgeschieden und fliesst durch die Leitung 26 in den Behälter 28, während die Luft durch das Rückschlagventil 48 nach einer Leitung oder einem Behälter geführt wird. Die Off- nun- 32 befindet sich in der Deckelplatte vorzugsweise in der in Fig.1 gezeigten Lage.
Beim Anlassen des Kompressors ist der Druck gering. Bei Zunahme des Druckes wird durch die Verbindung mit dem Behälter <B>28</B> das Öl durch die Leitung 29 nach der Öffnung 32 gedrückt. Von dieser Öffnung breitet'sich das Öl über die Seitenwände und die Zahnlücken aus und entweicht durch irgendwelche Nivderdruckö-ffnungen. Etwa durch die Einlasskanäle entweichendes Öl wird beim Saughub wieder zurückgezogen und schliesslich in den Behälter 28 befördert.
Der Teil des Öls, der über die Aussenseite der Glocke fliesst, läuft an der Wand 42 des Aussenbehälters der Mitte zu, und, um das Wegfliessen des Öls durch das Lager 13 zu verhindern, wird die Rückwand 41 der Glocke 8 durch die komprimierte Luft gegen die Wand 42 des Behälters gedrückt. Das überflüssige, zwischen diesen Wänden be findliche Ö'1 wird abgesaugt und dem Kom pressor zugeführt, und so -wieder zurück nach dem Behälter 28 befördert.
Zu diesem Zweck ist die Nut 14 mit einer Saugleitung 45 Ver- bunden, so dass der Druck auf das Öl inner halb der Nut und in dem Lager 13 auf gehoben wird, während die Ölschicht zwi schen den Flächen 41, 42 durch die kapillare Anziehungskraft verbleibt. Um das Ent weichen von Luft oder Gasen in Form von Ölblasen zu verhindern, wird frisches 0I von dem Behälter unter gleichem oder grösserem Druck durch ein Rohr 53 der Nut 43 zu geführt; wodurch vermieden wird, dass Öl- blasen die Nut erreichen. Dies ist eine wert volle Eigenschaft für Kompressoren, in denen schädliche Gase, wie Schwefeldioxyd und Ammoniak, verwendet werden.
Das frische Öl läuft von der Nut 43 nach der Nut 14 und wird dort abgesaugt.
Die Röhren -45 und 43 sind vollkommen mit Öl gefüllt, selbst wenn die Pumpe still steht. Werden schädliche Gase benutzt, so sind dieselben in einem besonderen Röhren system eingeschlossen, das bei 18 und 47 mit dem Kompressor verbunden ist. Im Falle Öl sich in den Zahnlücken ansammelt, wenn die Pumpe stillsteht, wird das Öl beim An lassen durch die Auslassventile 29 gedrückt.
Es ist auch möglich, dass Öl von der Öffnung 25 durch die Öffnung 20 in den Einlasskanal entweicht, besonders wenn das Lager abgenutzt ist. Dadurch würde die Wirkung des Kompressors sehr vermindert werden. Ein Kolbenring 50 ist zur Vermin derung des Entweichens der Luft zwischen den beiden Öffnungen in einer Nut des An satzes 16 angeordnet.
Ein Ring 52 innerhalb des Gehäuses um gibt die Glocke 8 und hält den Deckel 17 in genügendem Abstand von dem Gehäuse, um genügend Spiel für die Drehung der Glocke zu erlauben.
Es ist fernerhin wichtig, die Auslass.- ventile in Bezug auf die Zahnlücken so an zuordnen, dass Öl in den Lücken nicht ab gesperrt wird, wodurch es die Drehung der Räder verhindern und übermässige Spannun gen erzeugen würde. Durch die Anordnung der-Ventile wird eine starke Kompression der Luft erhalten, da Spiel in den Auslass- kanälen nicht vorhanden ist.
Ist ein solches Spiel da, so dehnt sich die Luft beim (rrÖsser- werden der Lücken zwischen den Rädern aus und verhindert teilweise das Einsaugen fri scher Luft, so dass die Wirksamkeit des Kom- pressors sehr gering ist. Infolge der Ein nahme der Luft durch die Deckelplatte ist das andere Ende der Pumpe frei und kann mit der Welle eines elektrischen Motors ver bunden werden. Eine Stopfbüchse ist von be sonderem Wert in Verbindung mit der ro tierenden Pumpe mit Flüssigkeitsabschluss, damit Verlust von 01 vermieden wird.
Dies ist da wichtig, wo der Kompressor ständig benutzt wird und grosse Mengen 01 mit sich führt, zum Beispiel bei Luftkompressoren und dergleichen. Durch Anordnung eines Kühlers für das 01 wird die Wirksamkeit der Pumpe erhöht, besonders da das 01 zer streut wird, wenn es in die Lücken zwischen den Rädern eintritt, wodurch die Luft, die durch die Kompression erwärmt wird, ab .gekühlt wird. Durch das Vorhandensein des 01s in den Vertiefungen der Zahnlücken des äussern Rades wird beim Eingriff der Zähne des innern Rades das Öl über die Zahnflächen gebreitet, wodurch dieselben ebenfalls ge kühlt werden. Der ölabscheider 51 kann von beliebiger Ausführungsform sein.
Da. die Kompressionstemperatur unter der Verdamp- fungstemperatur eines guten Öls liegt, wird sämtliches 01, das in flüssigem Zustande in der Luft enthalten ist, durch den Ülabscheider ausgeschieden.
Gewöhnlich wird mit dem Kühler 55 ein Ventilator 56 verwendet, um Luft. durch den Kühler zu schicken. Der Kühler wird durch Pfosten 57 am Motorgehäuse festgehalten und besitzt Öffnungen für den Durchgang der Luft. Der Gebrauch von 01 ist nicht un bedingt notwendig, da. auch andere passende Flüssigkeiten für den Flüssigkeitsabschluss verwendet werden können.
Die Zähne und Lücken derR.otoren brauchen nicht Zykloidenform zu besitzen, sondern die Zähne können kreisförmig sein,wobei dieZahn- lücken ebenfalls kreisförmig geformt sind. In diesem Falle sind die Krümmungsradien der Zahnlücken des Innenrotors grösser als die Krümmungsradien der Zähne des Aussen rotors, so dass die Zahnlücken des Innenrotors gut abgeschloäseii werden, wenn die Zähne des Aussenrotors und Lücken des Innenrotors miteinander in Eingriff stehen, um Lecken der Absehlussflüssigkeit zu vermeiden.
Der artig geformte Zähne sind leichter und schneller herzustellen.
Rotating air compressor. The present invention relates to a rotating air compressor in which a rotor with external teeth is arranged within an annular rotor with internal teeth, which has one tooth less than the external rotor, with alternating, suction and pressure spaces being created in the tooth gaps of the external rotor . One of the rotors is driven and takes the other with it.
According to the invention, the teeth of the rotors are in contact with each other during the rotation so that spaces formed by the tooth curves are created that are tightly sealed from each other so that a lean from the positive pressure side to the negative pressure side cannot take place.
In the accompanying drawing, an exemplary embodiment from the subject of the invention is shown.
Fig. 1 shows a view of an annular rotor and in section the inner rotor, which has one tooth less than the outer, the section being laid through the outlet ducts, while a partial section shows an inlet valve; Fig. 2 is a longitudinal section through the compressor; Fig. 3 is a view of the compressor. The annular rotor 4 is equipped with teeth 5, the convex parts 6 of which run cycloid.
A wheel 7, which lies within the ring-shaped wheel, forms the inner rotor and has one tooth less than the outer rotor, and the tooth curve gaps are also cycloidal, which cooperate with the teeth of the ring-shaped rotor when they rotate together to close the tooth gaps and to squeeze the air.
The cycloids can be made in various ways, for example by rolling circles that are rolled on the pitch circle B to form the teeth of the outer wheel, and pitch circles that are rolled on the pitch circle C. Around the teeth of the inner wheel to shape. The pitch circles are expediently chosen so that the one for the outer wheel is larger than that for the inner wheel in order to create teeth that have enough free play.
The tooth gaps of the inner wheel can correspond to the cycloids of the teeth of the outer wheel, where there is enough play to ensure that the wheels run smoothly. The gaps between the teeth of the inner wheel should be as close as possible to the theoretical size in order to create a tight contact when fully engaged and to prevent the escape of compressed air from the gaps under high pressure to the gaps that are currently being opened ,
They are preferably kept a little deeper than the theoretical form results in order to absorb a final fluid so that when the teeth fully engage in the tooth gaps, the fluid is distributed over the tooth surfaces, whereby the same are smeared and cooled .
The teeth and tooth gaps of the inner wheel can be made by a milling cutter to produce precise and smooth working teeth and tooth gaps. The tooth gaps obtained in this way quake a tight seal with the teeth of the ring-shaped wheel when the egg is reefed.
The compressor is connected to a motor that is arranged in the same housing. One end of the motor shaft bearing serves at the same time as a bearing for the compressor, whereby a simple compact shape is obtained. The drive of the finger-shaped wheel gives better results than that of the inner wheel. A bell is provided that sits on the motor shaft and the other end of which carries the ring-shaped wheel.
The hub 9 of the bell 8 surrounds the motor shaft 10 and is splined to the same. A plug is screwed into the (l-locl @ e and is tightened further by the rotating hewebunb. The plug has a slot that fits over the tongue 11 at the end of the shaft 10. The plug forms an airtight seal.
An electric motor is attached to the end <B> 12 </B> of the housing. The compressor forms the usual end support of the Mo sector towards its switch. Of course, the engine can also be connected to the compressor in other, less advantageous ways.
The hub 9 penetrates the bearing 13, which also serves for -the storage of the motor shaft <B> 10 </B> :. This laser can be oiled from the grooves 14 by capillary targeting.
The groove 1-1 is always filled with C) 1, which will be described later. The ring-shaped wheel can be attached to the bell by a pin 15.
The inner wheel is on an eccentric approach 16 'gelag @rt, which is part of the cover plate 17, and reads centrally to your pitch circle C. The approach 16 entered two channels, an inlet channel 18 and an outlet channel 19 for the compressed air.
The inlet port is. connected through the opening 20 to the valves 21, one of which is located in the zone of the inner wheel. The valves 21 are closed by the compressed air.
Suction in the opening tooth gaps opens the valves 21 to let in air under atmospheric pressure. -When no more air is sucked in, that is, when the gaps between the wheels have reached the largest amount, the valves 21 close under spring pressure and the air is compressed because the gaps between the gears are reduced until the pressure is so grows up
that the valves 3 are opened and the air is forced out through the opening 26 in the channel 19 of the attachment 16.
Such a compressor can only work effectively if a liquid seal is provided, for which () 1 or a similar one? Liquid is used. The liquid creates a liquid layer on the sides of the wheels between the gaps and between the high pressure and low pressure sides, which prevents the air from escaping.
A liquid is also formed on the tooth surfaces, so that they come into airtight engagement. The <B> 01 </B> can be added to the compressor at a point some distance from the low pressure side, or it can be added to the inlet. The opening for the oil inflow is preferably on the side of the inner wheel in order to provide the outer wheel with an oil layer by centrifugal force. The size of the opening, the distance from the point of acceptance, the thickness of the layer and the viscosity determine the amount to be supplied.
There can be several openings for a handle of the oil to get a layer on both sides of the inner and outer wheel. The valve 54 regulates the oil supply.
The oil opening 32 (Fig. 1) is connected to the container 28 through lines 29, 30 to the. Oil is pressed out with the air through the outlet valves and the channels 19 and the oil is separated by the oil separator 51 and flows through the line 26 into the container 28, while the air through the check valve 48 after a Line or a container. The opening 32 is preferably located in the cover plate in the position shown in FIG.
When the compressor is started, the pressure is low. When the pressure increases, the connection with the container 28 pushes the oil through the line 29 to the opening 32. From this opening the oil spreads over the side walls and the gaps between the teeth and escapes through any level pressure openings. Any oil that escapes through the inlet ducts is withdrawn again during the suction stroke and finally conveyed into the container 28.
The part of the oil that flows over the outside of the bell runs towards the center on the wall 42 of the outer container, and in order to prevent the oil from flowing away through the bearing 13, the rear wall 41 of the bell 8 is opposed by the compressed air pressed the wall 42 of the container. The superfluous Ö'1 between these walls is sucked off and fed to the compressor, and thus conveyed back to the container 28.
For this purpose, the groove 14 is connected to a suction line 45, so that the pressure on the oil inside the groove and in the bearing 13 is lifted, while the oil layer between the surfaces 41, 42 remains due to the capillary attraction . In order to prevent the Ent softness of air or gases in the form of oil bubbles, fresh oil is fed from the container under the same or greater pressure through a pipe 53 of the groove 43; this prevents oil bubbles from reaching the groove. This is a valuable feature for compressors in which harmful gases such as sulfur dioxide and ammonia are used.
The fresh oil runs from the groove 43 to the groove 14 and is sucked off there.
The tubes -45 and 43 are completely filled with oil, even when the pump is at a standstill. If noxious gases are used, they are enclosed in a special pipe system connected at 18 and 47 to the compressor. In the event that oil collects in the tooth gaps when the pump is at a standstill, the oil is pressed through the outlet valves 29 when it is started.
It is also possible for oil to escape from the opening 25 through the opening 20 into the inlet duct, especially if the bearing is worn. This would greatly reduce the effectiveness of the compressor. A piston ring 50 is arranged to reduce the escape of air between the two openings in a groove of the set 16 to Vermin.
A ring 52 within the housing around the bell 8 and holds the cover 17 at a sufficient distance from the housing to allow enough play for the rotation of the bell.
It is also important to assign the outlet valves in relation to the tooth gaps in such a way that oil is not blocked in the gaps, which would prevent the wheels from rotating and create excessive tension. The arrangement of the valves results in a strong compression of the air, since there is no clearance in the outlet ducts.
If there is such play, the air expands as the gaps between the wheels widen and partially prevents fresh air from being sucked in, so that the effectiveness of the compressor is very low. As a result of the ingestion of the air the cover plate is free at the other end of the pump and can be connected to the shaft of an electric motor A stuffing box is of particular value in connection with the rotating pump with a liquid seal to prevent loss of oil.
This is important where the compressor is in constant use and carries large quantities of oil with it, for example in air compressors and the like. By placing a cooler for the 01, the efficiency of the pump is increased, especially as the 01 is dispersed as it enters the gaps between the wheels, thereby cooling the air that is heated by the compression. Due to the presence of the oil in the recesses of the gaps between the teeth of the outer wheel, the oil is spread over the tooth surfaces when the teeth of the inner wheel mesh, which also cools them. The oil separator 51 can be of any desired embodiment.
There. the compression temperature is below the evaporation temperature of a good oil, all oil that is contained in the air in a liquid state is separated out by the oil separator.
A fan 56 is commonly used with the cooler 55 to circulate air. to send through the cooler. The radiator is held in place on the motor housing by posts 57 and has openings for the passage of air. The use of 01 is not absolutely necessary because. other suitable liquids can also be used for the liquid seal.
The teeth and gaps of the rotors do not need to have a cycloid shape, but the teeth can be circular, with the tooth gaps also being circular. In this case, the radii of curvature of the gaps between the teeth of the inner rotor are larger than the radii of curvature of the teeth of the outer rotor, so that the gaps between the teeth of the inner rotor are well sealed when the teeth of the outer rotor and gaps of the inner rotor are in engagement with one another in order to avoid leakage of the closure fluid .
The nicely shaped teeth are easier and faster to produce.