NO150696B - Skruedreiestempelmaskin. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en skruedreiestempelmaskin til å komprimere eller ekspandere et tilført medium,

med minst to gjensidig tilpassede skrueformede spindler som er anordnet med parallelle akser og har økende eller avtagende gjengeformede sportverrsnitt og er anordnet i et hus med minst én innløps- og minst én utløpsåpning, idet spindlene oppviser minst ett gjengelignende spor, hvori der i det plan som dannes ved de to spindlers midtakser, kommer til inngrep en tilsvar-

ende konstruert gjengeformet kam av motspindelen, og idet spindlene i tverrsnitt oppviser et sirkulært parti med i det minste en omegaformet sektor.

På markedet er der kjent og tilgjengelig skruekompressorer

for fremstilling av komprimert luft, med to sylinderformede skrue-legemer med motsatte konstante gjengestigninger og konstante gjenge- . tverrsnitt, som ruller av hverandre. Herved vil hver gjengespor-omdreining avtette et luftvolum ved berøringspunktene for de to spindler, og dette luftvolum blir ført fra sugesiden til trykksiden.

Hvor der opptrer store trykkforskjeller mellom innløp og

utløp, vil luften i det avtettede volum med sin forholdsvis lave sugedensitet plutselig møte den komprimerte luft ved utløpssiden, hvilket bevirker en vesentlig forringelse av kompresjonsvirknings-graden såvel som en støyende larm.

I DE-PS 1 553 214 er der vist til GB-PS 890.507 som vedrører

en skruespindelpumpe med justerbar transportmengde ved konstant omdreining. Dette oppnås ved det forhold at skruespindlene er forsynt med en kontinuerlig modifiserbar gjengesporbredde, idet der over de to spindler er anordnet et justerbart deksel som dekker en gjengegang.

Denne pumpe kan også oppvise to tvillingskruespindler, idet dekselet da kan være forsynt med et eneste Innløp og to innløp eller med to innløp og et eneste utløp.

Ved et slikt kontinuerlig modifiserbart gjengesportverrsnitt blir de volumer som avtettes ved hjelp av gjengene når spindlene rulles av mot hverandre og fylles med et elastisk medium, modifisert kontinuerlig, slik at deres medium til stadighet kan komprimeres eller ekspanderes inntil den ønskede endelige desitet er oppnådd.

Det er imidlertid meget vanskelig og omstendelig å fremstille avrullende skruespindler med et kontinuerlig modifiserbart gjengesportverrsnitt, samtidig som en nødvendig nøyaktighet skal sikres. Selv forholdsvis ubetydelige unøyaktigheter kan ødelegge den nødvendige tetthet ved avtetningsvolumene.

Fra GB-PS 419.338 er der kjent en skruepumpe eller kompressor som bare oppviser en meget dårlig virkningsgrad, fordi der mellom de aksiale flater av tennene er nødvendig med spal-

ter, slik det tydelig fremgår av figurene 3 og 6 i den nevnte publikasjon. Ved den foreliggende oppfinnelse gis der imidlertid anvisning på tannformer som oppviser en omegaformet sektor som medfører at en overstrøm av mediet fra en tann til en annen tann ikke er mulig.

Fra US-PS 572.946 og GB-PS 564.309 er der kjent skrue-dreiemaskiner, og forskjellen mellom den kjente og foreliggende teknikk går ut på at diameteren for den første skivepakke ikke er av samme dimensjon som diameteren for den midlere skivepakke (innløp og utløp for mediet).

Dette førte til den oppgave å konstruere en skruedreiestempelmaskin av den innledningsvis angitte art, som ifølge oppfinnelsen erkarakterisert vedat den første gjengeomdrei-

ning av sporet ved innløpet for mediet og den siste gjengeomdreining av sporet før utløpet for mediet er utført med kon-

stant sportverrsnitt.

Tegningen viser eksempel på en utførelsesform for maskinen ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 er et snitt gjennom en dreiestempelmaskin i et plan gjennom spindelaksen.

Fig. 2 er et snitt etter linjen II-II på fig. 1.

Fig. 3 viser i større målestokk tverrsnittet av spindlene ifølge fig. 2. Fig. 4 viser et tverrsnitt tatt etter linjen IV-IV på fig. 1.

Skruedreiestempelmaskinen ifølge fig. 1 kan benyttes som kompressor for komprimering eller som en motor for ekspansjon av et tilført gassaktig medium. Maskinen omfatter to skruelignende tvillingspindler la, lb og 2a, 2b som hviler på parallelle aksler,

idet tvillingspindlene passer inn i hverandre og ruller av hverandre. Begge tvillingspindler la, lb og 2a, 2b er hver forsynt med en

akseltapp 3 og en drivaksel 4. Akseltappene 3 og drivakselene 4

er lagret i rullelagre 5 anordnet i to make og motsatte bøssinger 6

i et maskinhus 7. De to drivaksler er forbundet innbyrdes for dreining ved hjelp av make endehjul 8. Tvillingspindelhalvdelene la, lb og 2a, 2b oppvisar hvftr et gjengelignende spor 9 som avtar i bredde og i radial dybde fra den ytre spindelende mot midtpartiet av tvillingspindelen.

I sporet 9 griper der inn en tilsvarende konstruert gjenge-aktig kam 10 på motspindelen/slik at ved hver gjenge av de to tvillingspindelhalvdeler la, lb resp. 2a, 2b kan innsiden av dekselet 7 og kammen 10 på motspindelen avtette et sporvolum som er fylt med det gassaktige medium ved motspindelens avrullingspunkt og i det plan som går gjennom spindelaksene.

Ytterdiameteren for de to spindeler la, lb og 2a, 2b avtar konisk mot deres langsgående midtparti, mens kjernediameteren øker konisk mot det langsgående midtparti. Dekselet 7 er derfor konstruert i to deler og forsynt med langsgående flenser 11.

Dersom de to spindler la, lb og 2a, 2b som er vist på fig. 1

og betraktet ved deres øvre dekselsider, dreies mot hverandre, så virker maskinen som en kompressor, idet det gassaktige medium strømmer inn gjennom kanaler 12 i de to bøssinger 6 og blir forgtrengt sammen med sporvolumene mot tvillingspindlene la, lb og 2a, 2b hvor mediet strømmer inn i et senterspor 13 og gjennom et spor 14 I dekselet og via kanaler 15 ut fra maskinen. Fordi tverrsnittet av gjengesporet 9 avtar i lengderetningen fra ytter-kantene av tvillingspindlene la, lb resp. 2a, 2b mot deres midt-partier vil således de individuelle, avtettede sporvolumer av gjengene også avta, mens trykket og densiteten for mediet øker.

For å forhindre eventuelle tilbakestrømninger av mediet i sporet

med variabelt tverrsnitt vil den første gjenge ved innløpet for mediet og den siste gjenge før utløpet være forsynt med et konstant gjengesportverrsnitt. De aksiale krefter som kommer til virkning på spindlene pga. trykkforskjellen mellom det inn-

matede og utmatede medium kompenseres ved spindlene la, lb resp.

2a, 2b, slik at kulelagrene 5 bare utsettes for radial belastning.

Med samme dreieretning kan maskinen også brukes som en vakuumpumpe for å generere lavt trykk i kanalene 12. Det fortynnede medium blir da kondénsert til atmosfærisk trykk og vil altså forlate

maskinen gjennom kanalene 15.

Dersom gassaktig medium føres med overtrykk føres inn i maskinen gjennom kanalene 15, så kan dette medium ekspandere i de avtettede sporvolumer i retning for kanalene 12, slik at maskinen virker som en motor. Tvillingspindlene la, lb og 2a, 2b dreier seg da, betraktet fra den øvre kappeside (fig. 1),

vekk fra hverandre.

Det gjengeformede spor 9 er begrenset i bredde ved hjelp av plane flater 16 som står vinkelrett på spindelaksen, hvilke flater er anordnet etter hverandre i skruelinjen og skilt fra hverandre ved hjelp av trinn 17. Dette får sporet 9 til å se ut som en rad med parallelle sideveis forskutte uttagninger som går over i hverandre (fig. 1).

Tverrsnittet av spindlene la, lb og 2a, 2b omfatter et sirkulært parti med i det minste en sektor 18 tildannet med omegaform (fig. 2, 3). Med enkle gjenger (fig. 1, 2 og 3) oppviser det sirkulære parti bare en slik sektor 18. Denne strekker seg utenfor på halvparten av omkretsen av det sirkulære parti og er avgrenset radialt mot innsiden ved en konsentrisk halvsirkel 19. Endene av halvsirkelen 19 er ved hjelp av symmetriske kurver 20 forbundet med endene av den ytre skivehalvsirkel 21 og danner hjørner 22 med sistnevnte. Dersom spindelen f.eks. har trippelgjenger, er der over omkretsen av det sirkulære parti jevnt fordelt tre omegaformede sektorer, idet hver sektor dekker en sjettedel av det sirkulære partis omkrets.

Ifølge fig. 2 har maskinen et sirkulært tverrsnitt. Sylinderformede hull 23 er uttatt for å spare materiale og vekt. De to bøssinger 6 er festet til huset 7 ved hjelp av strekkstaver som er ført gjennom boringer 24.

Maskinen kan også være utstyrt med tvillingspindler la, lb og 2a, 2b hvis ytterdiameter øker konisk mot det langsgående midtparti, og hvis kjernediameter avtar mot det langsgående midtparti.

En annen fordelaktig konstruksjon kan oppvise tvillingspindler som oppviser en konstant ytterdiameter, idet dette ville tillate fremstilling av maskinhuset 7 i én del og med sylinderformede boringer.

Spindlene la, lb og 2a, 2b kunne også hver for seg oppvise en aksel med rin^skiver som er montert tett og forskyvningsfast, idet skivene er utført med omegaformede sektorer 18. Disse ringskiver må være forskutt på en slik måte at sektorene 18 sammen danner det gjengeformede spor 9. De omtalte skiver er vist på fig. 1 til høyre for tvillingspindlene.

På fig. 3 er der vist et diagram av de to spindler la, lb,

2a, 2b av skruetypen hvor kurvene 20 avtetter et rom 25. På dette diagram hviler et hjørne 22 for hver av spindlene la, lb mot en ende av en halvsirkel 19 av den annen spindel 2a, 2b. Dersom hjørnene 22 beveger seg fra den øvre huskant 26 til den nedre huskant 27,

så forskyver de seg på kurven 20 først fra utsiden til innsiden mot endene av halvsirkelen 19, samtidig som det kurvede rom 25 blir dannet og så på nytt fra endene av halvsirkelen 19 mot utsiden mens det kurvede rom 25 på nytt forsvinner. Imidlertid er sistnevnte forholdsvis liten og forblir åpen mot sporet 9 under sin dannelse og under sin reduksjon. Hjørnene 22 av spindelens tverrsnittsparti (fig. 3) svarer til kantene av trinnene 17 (fig. 1) og fremskaffer der en dobbelt avtetning.

Maskinen oppviser en enkel konstruksjonsmessig oppbygning med bare faste og roterende komponenter av forholdsvis liten diameter, hvilket tillater meget høye omdreiningstall. Derved skaffes en friksjonslav avtetning gjennom liten klaring.

Claims (1)

1. Skruedreiestempelmaskin til å komprimere eller ekspandere et tilført medium, med minst to gjensidig tilpassede skrueformede spindler som er anordnet med parallelle akser og harøkende eller avtagende gjengeformede sportverrsnitt og er anordnet i et hus med minst én innløps- og minst én utløps-åpning, idet spindlene (la, lb, 2a, 2b) oppviser minst ett gjengelignende spor (9), hvori der i det plan som dannes ved de to spindlers midtakser, kommer til inngrep en tilsvarende konstruert gjengeformet kam (10) av motspindelen, og idet spindlene (la, lb, 2a, 2b) i tverrsnitt oppviser et sirkulært parti med i det minste en omegaformet sektor (18, 19, 20),karakterisert vedat den første gjengeomdreining av sporet (9) ved innløpet for mediet og den siste gjengeomdreining av sporet (9) før utløpet for mediet er utført med konstant sportverrsnitt.