DE625607C

DE625607C - Two-stage rotary lobe compressor with sickle-shaped working space with high pressure stage arranged above or next to the low pressure stage and torque transmission by toothed wheels or toothed chain

Info

Publication number: DE625607C
Application number: DEK133103D
Authority: DE
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1934-02-06
Filing date: 1934-02-06
Publication date: 1936-02-12

Description

Zweistufiger Drehkolbenverdichter mit sichelförmigem Arbeitsraum mit über oder neben der Niederdruckstufe angeordneter Hochdruckstufe und Drehmomentübertragung durch Zahnräder oder Zahnkette Zweistufige Drehkolbenverdichter mit sichelförmigem Arbeitsraum bestehen ebenso wie zweistufige Kolbenverdichter aus zwei einzelnen hintereinandergeschalteten Verdichterzylindern, von denen der erste die Luft auf einen gewissen Zwischendruck verdichtet, der zweite die Luft von diesem Zwischendruck auf den Enddruck verdichtet. Derartige Drehkolbenverdichter baute man bisher vorwiegend in der Weise, daß man die Antriebsmaschine und die beiden Verdichterstufen unmittelbar ' hintereinanderschaltet, so daß alle drei Maschinen eine gemeinsame Drehachse hatten. Durch diese Bauart werden die Aggregate außerordentlich lang; die große Länge dieser Aggregate wirkt bei einer ganzen Reihe von Sonderanwendungsfällen störend, so daß man von jeher bestrebt gewesen ist, die Baulänge zu verkürzen.Two-stage rotary lobe compressor with sickle-shaped working space with High pressure stage and torque transmission arranged above or next to the low pressure stage by means of toothed wheels or toothed chain Two-stage rotary lobe compressor with sickle-shaped Like two-stage reciprocating compressors, the workspace consists of two individual ones cascaded compressor cylinders, the first of which to air compresses a certain intermediate pressure, the second compresses the air from this intermediate pressure compressed to the final pressure. Rotary lobe compressors of this type have mainly been built up to now in such a way that the prime mover and the two compressor stages are directly 'connected in series so that all three machines had a common axis of rotation. This design makes the units extremely long; the great length of this Aggregate has a disruptive effect in a number of special applications, so that one has always endeavored to shorten the overall length.

Es lag nun nahe, und''. ist auch versucht worden, zur Verkürzung dieser Aggregate die beiden Verdichterstufen nicht hintereinanderzuschalten, sondern über- oder nebeneinanderzulegen und durch Zahnräder oder Zahnketten zu verbinden. Diesem Verfahren standen jedoch bisher aus zusammenbautechnischen Gründen Schwierigkeiten entgegen.It was now obvious, and ''. Attempts have also been made to shorten this Aggregates do not connect the two compressor stages one behind the other, but over- or to be placed next to each other and connected by gears or inverted tooth chains. This one However, methods have hitherto faced difficulties for assembly reasons opposite.

Um für alle möglichen Arten von Herstellungsungenauigkeiten beim Ausbohren der beiden Gehäuse und Drehen der Trommeln einen Ausgleich durch Verschwenken der Trommelachse gegenüber den Gehäuseachsen in einer für den Einfluß sowohl auf den Liefergrad wie auf den einwandfreien Lauf der Verbindungszahnräder oder Ketten unschädlichen Weise zu erreichen, werden erfindungsgemäß die Trommeln in ihren über- -)der nebeneinanderliegenden Gehäusen derart angeordnet, daß die durch die Trommel- und Gehäusemittellinien jeder Stufe gelegten Verbindungsebenen sich in einem rechten oder annähernd rechten Winkel schneiden.In order for all sorts of manufacturing inaccuracies in boring out the two housings and rotating the drums compensate for by pivoting the Drum axis opposite the housing axes in one for the influence on both the Degree of delivery as on the flawless running of the connecting gears or chains harmless To achieve way, according to the invention, the drums in their superimposed -) the adjacent Housings arranged such that the through the drum and housing centerlines each The connecting planes laid on the 2nd level are at a right or approximately right angle cut.

Um in anschaulicher Weise zeigen zu können, welcher Art die zu überwindenden Schwierigkeiten beim Zusammenbau solcher zweistufiger Drehkolbenverdichter sind, und inwiefern nur durch Anordnung der Trommeln gemäß der Erfindung diese Schwierigkeiten behoben werden, sind auf der Zeichnung in den sechs Abbildungen ia und b, 2a und b, 3a und b schematische Anordnungsskizzen von Gehäusen und Trommeln der beiden nebeneinanderliegenden Druckstufen gegeben.In order to be able to show in a vivid way what kind of problems have to be overcome Difficulties in assembling such two-stage rotary lobe compressors are, and to what extent just by arranging the drums according to the invention these difficulties are fixed, are on the drawing in the six figures ia and b, 2a and b, 3a and b are schematic layout sketches of the housings and drums of the two adjacent pressure levels given.

Von diesen entsprechen die Abb. i und 2 zwei bekannten Anordnungen, bei denen die angedeuteten Zusammenbauschwierigkeiten auftreten, die Abb. 3 dem Erfindungsgegenstand.Of these, Figs. I and 2 correspond to two known arrangements, where the indicated assembly difficulties occur, Fig. 3 dem Subject matter of the invention.

Es bedeuten T die Welle der Trommel, G die Achse der Gehäusebohrung, f die Exzentrizität der Trommel, a den Abstand der beiden Trommelwellen TI und T2, b das erforderliche Totpunktspiel zwischen Trommel und Gehäuse, Ebene T-G eine durch die Welle T und die Gehäuseachse G gelegten Ebene, Ebene quer zu T-G eine durch die Trommelwelle T gelegte Ebene, die rechtwinklig zur Ebene T-G steht.T is the shaft of the drum, G is the axis of the housing bore, f is the eccentricity of the drum, a is the distance between the two drum shafts TI and T2, b is the required dead center clearance between drum and housing, plane TG one through shaft T and housing axis G. laid plane, plane transverse to TG a plane laid through the drum shaft T, which is at right angles to the plane TG.

Für den gemeinsamen Antrieb der beiden Läufer durch Zahnräder öder eine Zahnkette ist es nicht nur erforderlich, daß die beiden Trommelwellen T1 und T2 in einer Ebene liegen, sondern vollständig parallel zueinander verlaufen. Ferner ist es erforderlich, daß der Abstand a der beiden Wellen genau erreicht wird und wieder eingestellt werden kann, wenn eine der beiden Exzentrizitäten f1 bzw. f2 verändert werden muß. Dies ist beispielsweise immer dann notwendig, wenn nach mehrjähriger Betriebsdauer die Gehäuse zwecks Wiederherstellung eines vollständig glatten Gehäuseinnenmantels ausgebohrt werden müssen.For the common drive of the two runners by gears or desolate a tooth chain, it is not only necessary that the two drum shafts T1 and T2 lie in one plane, but run completely parallel to one another. Further it is necessary that the distance a between the two waves is reached exactly and can be set again when one of the two eccentricities f1 or f2 must be changed. This is always necessary, for example, if after several years Operating time the housing in order to restore a completely smooth housing inner jacket need to be drilled out.

Wenn die beiden Achsen G der Gehäusebohrungen genau zueinander parallel und zylindrisch gebohrt sind, bietet eine parallele Einstellung der beiden Wellen T zueinander keine Schwierigkeit. Damit kann aber nicht gerechnet werden. Die beiden Achsen G werden im allgemeinen etwas windschief zueinander sein. Dann sind auch die beiden Wellen T zunächst windschief zueinander.When the two axes G of the housing bores are exactly parallel to each other and are cylindrically bored, offers a parallel adjustment of the two shafts T each other no difficulty. But this cannot be expected. The two Axes G will generally be somewhat skewed to one another. Then are too the two waves T initially skewed to each other.

Um nun diese beiden Wellen zueinander in eine parallele Lage zu bringen, ist eine Verdrehunj# der einen der beiden Wellen nacheinander in zwei zueinander rechtwinkligen Ebenen erforderlich, und zwar einmal in der Ebene G-T und sodann in der Ebene quer zu T-G. Statt dessen kann auch eine Verdrehung der Welle T1 in der einen Ebene und. sodann eine Verdrehung der Welle T2 in der anderen dazu senkrechten Ebene vorgenommen werden.In order to bring these two waves into a parallel position to each other, is a twisting of one of the two shafts one after the other in two to each other right-angled planes required, once in the plane G-T and then in the plane across T-G. Instead of this, the shaft T1 can also be rotated in the one level and. then a rotation of the shaft T2 in the other perpendicular to it Level can be made.

Eine Verdrehung der Welle T in der Ebene G-T ist schädlich und in jedem Fall zu vermeiden, da der Verdrehungswinkel vollständig auch als Winkel des ungleichen Spiels b an der Berührungslinie zwischen Gehäuse-und Trommelmantel in 'Erscheinung tritt, wodurch unter Umständen eine beträchtliche Erhöhung .des Spaltverlustes und Verminderung des volumetrischen Wirkungsgrades verursacht wird.A rotation of the shaft T in the plane G-T is harmful and in to be avoided in any case, since the angle of rotation is also fully called the angle of the unequal play b at the line of contact between housing and drum shell in 'Phenomenon occurs, which under certain circumstances leads to a considerable increase in the gap loss and decrease in volumetric efficiency.

Eine Verdrehung der Welle T in der Ebene quer zu G-T ist aber in den in Betracht kommenden kleinen Grenzen zulässig; denn hierbei ' kann das. Totpunktspiel b an den Stirnenden von Trommel und Gehäuse immer in der gewünschten Weise festgelegt werden. Lediglich in der -Mitte der Strecke der geringsten Entfernungen zwischen Trommel-und Gehäusenantel entsteht ein Spielraum, der sich nach den Trommelenden zu bis auf das eingestellte Maß verringert. Dieser Spielraum beträgt aber unter allen Umständen nur einen geringen Bruchteil -der senkrechten linearen Abweichung an den Trommelenden von der parallelen Lage der Trommel zur Gehäuseachse.A rotation of the shaft T in the plane transverse to G-T is in the possible small limits allowed; because here 'can do that. Dead-center game b always fixed in the desired way at the front ends of the drum and housing will. Only in the middle of the route with the smallest distances between The drum and housing shell create a clearance that extends towards the drum ends reduced to down to the set level. However, this margin is below under all circumstances only a small fraction of the vertical linear deviation at the drum ends from the parallel position of the drum to the housing axis.

Es soll nun angenommen werden, daß bei der bekannten Anordnung nach Abb. i die beiden Wellen T zueinander windschief sind. Um dies zu beheben, kann man beispielsweise mit der Welle T2 eine Verdfehung in der Ebene quer zu T2 G2 um einen solchen Winkel ausführen, daß die beiden Wellen T in einer Ebene liegen, d. h. bis sich deren Mittelachsen irgendwo im Raum- schneiden. Sodann ist aber, um die beiden Wellen noch in eine zueinander parallele Lage zu bringen, eine weitere Verdrehung einer der beiden Wellen T1 oder T2 in einer zur ersten Verdrehungsebene rechtwinkligen Ebene, also in der Ebene T-G auszuführen. Dies ist aber nach den obigen Ausführungen nicht zulässig.It should now be assumed that in the known arrangement according to Fig. I the two waves T are skewed to each other. To fix this, can for example, with the wave T2, a distortion in the plane transverse to T2 G2 is made make such an angle that the two shafts T lie in one plane, d. H. until their central axes intersect somewhere in space. But then it is to to bring the two waves into a mutually parallel position is another Rotation of one of the two shafts T1 or T2 in one of the first rotation plane right-angled plane, i.e. in the plane T-G. But this is after the the above statements are not permitted.

Wenn bei der bekannten Anordnung nach Abb. a die zunächst windschiefe Lage der beiden Wellen T berichtigt werden soll, kann man auch hier beispielsweise die Welle T2 in die Ebene quer zu T2 G2 so zweit verdrehen, bis ihre Mittelachse mit der der Welle T1 irgendwo im Raum zum Schnitt kommt. Sodann wäre auch hier noch eine weitere Verdrehung einer der beiden Wellen T in einer Ebene rechtwinklig zur ersten Verdrehungsebene, also in der Ebene T-G, auszuführen. Da dies nicht zulässig ist, ergibt sich hier die gleiche Schwierigkeit wie bei der Anordnung nach Abb. i.If in the known arrangement according to Fig. A the initially skewed If the position of the two waves T is to be corrected, one can also here for example Twist the shaft T2 in the plane transverse to T2 G2 until its central axis with which the wave T1 cuts somewhere in the room. Then would be here too another rotation of one of the two shafts T in a plane perpendicular to the first rotation plane, i.e. in plane T-G. As this is not allowed the same difficulty arises here as with the arrangement according to Fig. i.

Wenn bei der Anordnung nach Abb. 3-, die der Erfindung entspricht, eine gegenseitige windschiefe - Lage der beiden Wellen TI und T2 berichtigt, werden soll, so kann man auch hier zunächst die Welle T2 eine Verdrehung in der Ebene quer zu T2 G2 ausführen lassen. Nun muß noch die Welle T1 eine Verdrehung in einer Ebene rechtwinklig zur. Ebene quer zu T= G2 ausführen. Eine solche Ebene ist aber die Ebene quer zu T,- G1, in welcher nach den obigen Ausführungen eine Verdrehung zulässig ist.If in the arrangement according to Fig. 3-, which corresponds to the invention, a mutual skewed position of the two waves TI and T2 can be corrected is to, then one can first of all turn the shaft T2 transversely in the plane to T2 have G2 carried out. Now the shaft T1 still has to rotate in one plane perpendicular to. Execute the plane at right angles to T = G2. But one such level is Plane transverse to T, - G1, in which, according to the above statements, a rotation is permitted is.

Eine Veränderung einer der beiden Exzentrizitäten f1 und f2 durch Parallelverschiebung der Welle T in der Ebene T-G ist bei der Anordnung nach Abb. i überhaupt nicht möglich, ohne zugleich den Wellenabstand a zu verändern.A change in one of the two eccentricities f1 and f2 by Parallel displacement of the shaft T in the plane T-G is possible with the arrangement according to Fig. i not possible at all without changing the shaft spacing a at the same time.

Die Anordnung nach Abb. z ist für diesen Zweck günstig, da hier die Änderung der Exzentrizitäten f1 öder f2 möglich ist.The arrangement according to Fig. Z is favorable for this purpose, since here the Changing the eccentricities f1 or f2 is possible.

Bei der neuen Anordnung nach Abb. 3 ist eine Änderung der Exzentrizitäten der beiden Wellen ebenfalls möglich, bei der Welle T2 ohne weiteres durch einfache Verschiebung in der Ebene T2 G2. Auch eine Veränderung der Exzentrizität der Welle T1 ist möglich, wenn sogleich die Welle T2 eine Verschiebung in der Ebene quer zu T2 G2 erfährt.With the new arrangement according to Fig. 3 there is a change in the eccentricities of the two waves also possible, with wave T2 just like that by simple shift in plane T2 G2. Also a change in eccentricity of the wave T1 is possible if the wave T2 is immediately shifted in the plane transversely to T2 G2 learns.

Die Anordnung nach Abb. 3 hat somit den Vorteil, daß auch bei verhältnismäßig großen durch die Werkstattausführung entstehenden Maßabweichungen stets der genaue erforderliche Achsabstand sowie die genaue parallele Lage der Trommelachsen mühelos erreicht werden kann, ohne daß schwer erfüllbare Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit gestellt werden müßten.The arrangement according to Fig. 3 thus has the advantage that even with relatively large dimensional deviations resulting from the workshop execution are always the exact one required center distance as well as the exact parallel position of the drum axes effortlessly can be achieved without difficult-to-meet manufacturing accuracy requirements would have to be asked.

In den Abb. q. und 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines zweistufigen Verdichters gemäß der Erfindung im Längs- und Querschnitt veranschaulicht. , Durch den Saugstutzen i der Niederdruckstufe N wird in bekannter Weise atmosphärische Luft oder ein anderes Gas, welches in die an dieser Stelle nach außen offenen Kammern 2 zwischen der Kolbentrommel 3 und den Schieberkolben q. eintritt, angesaugt und nach Abschluß der Kammern 2 von der saugseitigen Steuerkante 5 ab durch deren fortschreitende Verkleinerung infolge der Sichelform des Arbeitsraums zwischen Gehäuse 6 und Trommel 3 verdichtet, bis an der druckseitigen Steuerkante 7 die Kammern 2 wieder geöffnet werden und das verdichtete Gas in den Druckstutzen 8 austreten kann. Von hier tritt es durch den Zwischenkühler 9 in den Saugstutzen io der Hochdruckstufe H, wo sich der gleiche Vorgang zwischen Gehäuse 6, Trommel ii und Schieberkolben i2 in den Kammern 13 wiederholt, worauf das hochverdichtete Gas aus dem Druckstutzen 14 seinem Verwendungszweck zugeführt wird.In fig. Q. and Figure 5 is an embodiment of a two stage Compressor according to the invention illustrated in longitudinal and cross-section. , By the suction port i of the low pressure stage N is atmospheric in a known manner Air or another gas, which is in the chambers open to the outside at this point 2 between the piston barrel 3 and the slide piston q. enters, sucked in and after completion of the chambers 2 from the suction-side control edge 5 by their progressive Reduction due to the sickle shape of the working space between housing 6 and drum 3 compressed until the chambers 2 reopened at the pressure-side control edge 7 and the compressed gas can escape into the pressure port 8. From here step it through the intercooler 9 into the suction port io of the high pressure stage H, where the same process between housing 6, drum ii and spool i2 in the Repeated chambers 13, whereupon the highly compressed gas from the pressure port 14 his Purpose is supplied.

Claims

PATENT CLAIM: Two-stage rotary lobe compressor with sickle-shaped Working space with a high pressure stage arranged above or next to the low pressure stage and torque transmission through toothed wheels or toothed chain, characterized in that that the through the drum center lines (T1, T2) and housing center lines (G1, G2) Connection levels (T2 G1 and T2 G2) placed on each level are located in a right-hand one or almost cut right angles.