Vielzellenverdichter mit sichelförmigem .Arbeitsraum. Vielzellenverdichter mit sichelförmigem Arbeitsraum pflegen, wegen ihrer meistens hohen Drehzahl und der dadurch bedingten grossen Zentrifugalkräfte der gewöhnlich aus Stahl bestehenden Arbeitskolben, mit Lauf ringen (Abstützringen) ausgestattet zu wer den.
Nachdem sich herausgestellt hat, dass Laufringe, die an ihrem äussern Umfang nicht an der Gehäuseinnenwand aufliegen, nicht die gesamten, auf die Arbeitskolben einwirkenden Zentrifugalkräfte aufzunehmen befähigt sind, wurden sie im Gehäuse glei tend gelagert, erhielten dadurch also Führung, wodurch sie in den Stand gesetzt werden sollten, auch einseitige unausgeglicheneKräfte aufzunehmen, welche durch die exzentrische Lage des Rotors (der Kolbentrommel) im Gehäuse, sowie durch die tangentiale Be lastung der scbieberförmigen Arbeitskolben bei der Kompressionsarbeit entstehen.
Nur bei gleichmässig guter Auflage der äussern Oberfläche der Laufringe an der zugehörigen Lagerfläche, das heisst an der innern Ober fläche der im Gehäuse vorgesehenen Aus sparungen, konnte der erwähnte Zweck einigermassen einwandfrei erfüllt werden.
Die genannte Bedingung einer stets gleichmässigen Auflage der Laufringe an ihrer Lagerfläche ist jedoch bei einem Verdichter mit einem im Verhältnis zum Durchmesser sehr langen Gehäuse, und wenn eine hohe Verdichtung und infolgedessen eine hohe Erhitzung des Fördermittels in Betracht kommen, nicht mehr erfüllbar, weil insbesondere durch einseitige Erhitzung des Verdichtergehäuses auf der Druckseite, hervorgerufen durch einseitige Berührung von Gehäusemantelteilen mit dem heissen Fördermittel, Formveränderungen des Zylindermantels auftreten. Dadurch entstehen Kantenpressungen beziehungsweise grössere Flächenpressungen an der einen Laufring.
seite, die zu Anfressungen und andern damit verbundenen Schäden des Verdichters führen. Solche Pressungen entstehen dadurch, dass die ursprünglich in der Axenrichtung ver laufenden Mantellinien der die Laufringe enthaltenden Aussparungen des Gehäuses sich in durch die einseitige Erwärmung von der Axenrichtung etwas abweichende, unter 'Umständen gekrümmte Linien verwandeln und die Flächen selbst ihre zylindrische Form einbüssen,
während die wegen ihrer Umlauf bewegung gleichmässig erwärmten Laufringe ihre zylindrische Form unverändert beibehal ten und durch den in seiner Form ebenfalls unveränderten Rotor genau senkrecht zur Drehaxe umlaufend geführt sind, so dass sie dann nur mit ihrer einen Kante zur Auf lage in der zugehörigen Aussparung des Zylinders kommen.
Zur Erklärung dieses Vorganges sollen die Fig. 1-4 der beigegebenen Zeichnung dienen. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt und Fig. 2 einen Querschnitt eines Drehkolben verdichters bekannter Ausführung in idealem Zustand, Fig. 3 einen Längsschnitt des glei chen Verdichters in verformtem Zustand. Hierbei bezeichnen: 1 das Gehäuse, 2 die Gehäusedeckel, 3 zwei zylindrische Laufringe, 4 die Welle, 6 die in Schlitzen der Trommel 9 (des Rotors) geführten, als Schieber aus gebildeten Arbeitskolben.
Während die Lauf ringe 3 beim idealen Zustand des Verdichters an der Innenfläche von im Zylindermantel vorgesehenen Aussparungen anliegen, tun sie dies beim verformten Zustand gemäf, Fig. 3 nur., mit ihren beiden Kanten 10 und 11 an den entsprechenden Enden der Aussparungen. Fig. 4 zeigt für den rechtsseitigen Laufring die Verformung des Gehäuses unter dem Einfluss von Temperaturunterschieden in grösserem Massstab und in übertriebener Dar stellung.
(In Wirklichkeit ist die Verformung nicht so gross, dass sie zeichnerisch darstell bar wäre.) Bei dem den Gegenstand der Erfindung bildenden Vielzelleriverdichter mit sichel förmigem Arbeitsraum sollen die in den vor stehenden Darlegungen erwähnten Schwierig keiten und Mängel dadurch behoben werden, dass die äussere Oberfläche der Laufringe konvex ist und die an der Innenwand des Gehäuses vorgesehenen Lagerflächen der Laufringe konkav sind.
Die Fig. 5 und 6 der beigegebenen Zeich nung stellen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dar, und zwar ist Fig. 5 ein Längsschnitt desselben, Fig. 6 ein Ausschnitt davon in grösserem Massstab.
Die äussere konvexe Oberfläche der beiden Laufringe 7 bildet eine Kugelzone; die an der Innenwandung des Gehäuses 1 vorge sehene konkave Lagerfläche der Laufringe bildet eine Hohlkugelzone. Der Einfachheit halber ist nachstehend die konvexe Fläche als kugelig, die konkave als hohlkugelig be zeichnet. In den Deckeln 2 des Gehäuses 1 ist die Welle der Trommel 9 gelagert. Die Lagerfläche jedes Laufringes 7 ist unterteilt: der eine Teil derselben befindet sich in einer als Futter mit hohlkugeliger Aussparung ausgebildeten, vom Stirnende des Gehäuses her in letzteres eingeschobenen ringförmigen Büchse 8, während ein hohlkugeliger Streifen der Gehäuseinrienwandung unmittelbar den andern Teil der Lagerfläche bildet.
Um die Büchse 8 leicht in das Gehäuse einsetzen und aus ihm herausnehmen zu können, kann sie halbiert oder mehrteilig sein.
Zur Verdeutlichung der Form der Lauf ringe 7 ist in Fig. 5 ihre äussere Begrenzungs linie mit einer zarten Linie zu einem ge schlossenen Kreis vervollständigt, dessen Mittelpunkt sich in der Drehaxe der Trommel 9 befindet. Die äussere (konvexe) Oberfläche eines Laufringes, sowie ihre zugehörige (kon kave) Lagerfläche können aber auch mehr oder weniger von der genauen kugeligen bezw. hohlkugeligen Form abweichen und mehr als nur einen Krümmungsmittelpunkt haben.
Während zum Beispiel der oder die Krüm- mungsmittelpunkte der Aussenfläche eines Laufringes in der Drehaxe der Trommel 9 liegen, braucht dies für diejenigen der be treffenden Lagerfläche nicht unbedingt auch der Fall zu sein, sondern deren Krümmungs- mittelpunkte könnten unter Umständen ein wenig ausserhalb der Drehaxe liegen;
dabei könnten die Krümmungsradien der Lager flächen etwas grösser als diejenigen derAussen- fläche 'der Laufringe-'sein , wobei sich zum Beispiel eine der Fläche eines der Kugelform <B>sehr</B> nahe kommenden Rotationsellipsoides ähnliche Fläche ergeben würde. Die Lager fläche würde sich hierbei erst nach der Er wärmung des Gehäuses im Betrieb an die kugelige Oberfläche des Laufringes an schmiegen. Somit ist also die Möglichkeit einer Selbsteinstellung der Lagerfläche auf die günstigsten Laufverhältnisse eines Lauf ringes geboten.
Multi-cell compressor with sickle-shaped workspace. Maintain multi-cell compressor with a sickle-shaped working space, because of their mostly high speed and the resulting large centrifugal forces of the working piston usually made of steel, equipped with running rings (support rings) to who the.
After it was found that races, which do not rest on the inner wall of the housing on their outer circumference, are not capable of absorbing the entire centrifugal forces acting on the working pistons, they were slidably mounted in the housing, thus receiving guidance, which enables them to stand should be set to absorb unbalanced forces on one side, which are caused by the eccentric position of the rotor (the piston drum) in the housing and the tangential loading of the scbieber-shaped working pistons during compression work.
Only if the outer surface of the races were in good contact with the associated bearing surface, that is, on the inner surface of the recesses provided in the housing, could the mentioned purpose be fulfilled to some extent.
However, the mentioned condition of an always uniform support of the races on their bearing surface can no longer be fulfilled in a compressor with a housing that is very long in relation to the diameter, and if high compression and consequently high heating of the conveying means are considered, because in particular due to One-sided heating of the compressor housing on the pressure side, caused by one-sided contact of housing jacket parts with the hot conveying means, changes in the shape of the cylinder jacket occur. This creates edge pressures or greater surface pressures on one of the raceways.
side that lead to pitting and other associated damage to the compressor. Such pressures result from the fact that the surface lines originally running in the axis direction of the recesses of the housing containing the races are transformed into lines that differ slightly from the axis direction due to the one-sided heating and, under certain circumstances, curved lines and the surfaces themselves lose their cylindrical shape,
while the races, which are evenly heated due to their rotation, retain their cylindrical shape unchanged and are guided by the rotor, which is also unchanged in shape, exactly perpendicular to the axis of rotation, so that they then only rest with their one edge in the associated recess of the cylinder come.
Figs. 1-4 of the accompanying drawings are intended to explain this process. Fig. 1 shows a longitudinal section and Fig. 2 shows a cross section of a rotary piston compressor of known design in the ideal state, Fig. 3 shows a longitudinal section of the same compressor in the deformed state. The following denotes: 1 the housing, 2 the housing cover, 3 two cylindrical races, 4 the shaft, 6 the working pistons, which are guided in slots in the drum 9 (of the rotor) and formed as a slide.
While the running rings 3 rest against the inner surface of recesses provided in the cylinder jacket in the ideal state of the compressor, they do so in the deformed state according to FIG. 3 only, with their two edges 10 and 11 at the corresponding ends of the recesses. Fig. 4 shows the deformation of the housing under the influence of temperature differences on a larger scale and in an exaggerated Dar position for the right-hand race.
(In reality, the deformation is not so great that it could be represented graphically.) In the case of the multi-cell compressor with a sickle-shaped working space, which is the subject of the invention, the difficulties and deficiencies mentioned in the explanations above are to be eliminated by removing the outer surface the races is convex and the bearing surfaces of the races provided on the inner wall of the housing are concave.
5 and 6 of the accompanying drawing represent an embodiment of the subject invention, namely Fig. 5 is a longitudinal section of the same, Fig. 6 is a section thereof on a larger scale.
The outer convex surface of the two races 7 forms a spherical zone; the concave bearing surface of the races provided on the inner wall of the housing 1 forms a hollow spherical zone. For the sake of simplicity, the convex surface is hereinafter referred to as spherical, the concave surface as hollow spherical. The shaft of the drum 9 is mounted in the covers 2 of the housing 1. The bearing surface of each race 7 is subdivided: one part of it is located in a ring-shaped bushing 8 designed as a lining with a hollow spherical recess and pushed into the latter from the end of the housing, while a hollow spherical strip of the inner wall of the housing directly forms the other part of the bearing surface.
In order to easily insert the sleeve 8 into the housing and remove it from it, it can be halved or in several parts.
To illustrate the shape of the race rings 7 is in Fig. 5, their outer boundary line with a delicate line to a closed circle GE completed, the center of which is located in the axis of rotation of the drum 9. The outer (convex) surface of a race, as well as its associated (concave) bearing surface can also be more or less of the exact spherical or. deviate from hollow spherical shape and have more than just one center of curvature.
For example, while the center of curvature or centers of curvature of the outer surface of a running ring lie in the axis of rotation of the drum 9, this need not necessarily be the case for those of the bearing surface in question, but their centers of curvature could possibly be a little outside the axis of rotation lie;
In this case, the radii of curvature of the bearing surfaces could be somewhat larger than those of the outer surface 'of the races', which would result, for example, in a surface similar to the surface of an ellipsoid of revolution which is very close to the spherical shape. The bearing surface would only cling to the spherical surface of the race after the housing had been heated during operation. Thus, the possibility of self-adjustment of the bearing surface to the most favorable running conditions of a running ring is offered.