PL83167B1 - - Google Patents

Description

Maszyna z wirnikami srubowymi Przedmiotem wynalazku jest maszyna z wirni¬ kami srubowymi przeznaczona do sprezania lub rozprezania elastycznej cieczy roboczej.Znane sa maszyny z wirnikami srubowymi, które zawieraja obudowe z przestrzenia robocza posia¬ dajaca otwory wysokiego i niskiego cisnienia, które zawieraja co najmniej dwa przenikajace sie otwory o osiach równoleglych i wspólpracujace wirniki typu slimak i slimacznica zaopatrzone w spiralne powierzchnie oraz lezace miedzy nimi rowki o ka¬ cie opasania ponizej 360°. Wirniki te umieszczone sa w otworach przestrzeni roboczej. Slimak jest wirnikiem, w którym kazda powierzchnia wspól¬ pracujaca i kazdy rowek posiadaja, co najmniej, wieksza swoja czesc umieszczona na zewnatrz srednicy podzialowej wirnika i dwa, zwykle wy¬ pukle, boki umieszczone na zewnatrz srednicy po¬ dzialowej, podczas gdy slimacznica jest wirnikiem, w którym kazda powierzchnia wspólpracujaca i kazdy rowek maja co najmniej wieksza czesc umieszczona wewnatrz srednicy podzialowej wir¬ nika i dwa wklesle boki umieszczone wewnatrz srednicy podzialowej wirnika.Gdy wirniki wiruja to powierzchnia jednego wirnika wchodzi w rowek wspólpracujacego wir¬ nika i odwrotnie. W ten sposób uksztaltowane zo¬ staja daszkowe komory ograniczone bokami row¬ ków i sciankami przestrzeni roboczej. Kazda z wy¬ mienionych komór daszkowych jest utworzona przez czesc rowka slimaka i stykajaca sie z nim 25 2 czesc rowka slimacznicy, która to czesc patrzac od czola komory, jest umieszczona na najblizszej stronie powierzchni wspólpracujacej slimacznicy wchodzacej w rowek slimaka tworzacego komore.Kazda z tych daszkowych komór ma swój wylot w plaszczyznie nieruchomej, poprzecznej do osi wirników, która przylega do otworu wysokiego cisnienia.Plaszczyzna ta jest wspólna dla wszystkich daszkowych komór i lezy na poczatku zazebienia powierzchni wspólpracujacych slimaka i slimacz¬ nicy. Gdy wirniki wiruja to czolo daszkowej ko¬ mory przemieszcza sie w stosunku do nieruchomej plaszczyzny poprzecznej tak, pojemnosc komory zmienia sie. Kazda czesc rowka, stanowiaca odnoge komory, ma pierwszy bok tworzacy obwodowa scianke zewnetrzna, oraz drugi bok, tworzacy jej obwodowa wewnetrzna scianke.Ksztalt czesci komory daszkowej patrzac od czola zalezny jest od profilu boków powierzchni wspólpracujacych i rowków wirnika. Znane sa rózne typy profili boków rowków slimacznicy i po¬ wierzchni wspólpracujacych slimaka wspólpracuja¬ cych ze soba, które to profile boków nadaja ma¬ szynie rózne cechy charakterystyczne.Profil pierwszego boku zaznaczony linia kropko¬ wana, znany na przyklad z patentu Nr 2 622 787 Stanów Zjednoczonych Ameryki jest w ten sposób uksztaltowany, ze zarys kazdego boku rowka sli¬ macznicy, w plaszczyznie poprzecznej do osi wir- 8316783 167 3 4 nika, przebiega po krzywej epicykloidalnej utwo¬ rzonej przez promien poprowadzony z najbardziej oddalonego punktu zarysu wspólpracujacej po¬ wierzchni slimaka, a zarys wspólpracujacego boku powierzchni slimaka przebiega po krzywej epicy¬ kloidalnej utworzonej przez promien poprowadzony z najbardziej oddalonego punktu zarysu boku wspólpracujacego rowka slimacznicy.Inny kolowy profil boczny, znany równiez z lite¬ ratury patentowej, uksztaltowany jest w taki sposób, ze zarys kazdego boku rowka slimacznicy w plaszczyznie poprzecznej do osi wirnika prowadzi dq luku kola, snaja^y swój srodek na srednicy podzialowe}' wirnika^ a zarys wspólpracujacego bo- kii powierzchni slirKaka ma czesc zawnetrzna czola, przebiegajaca, jpo luku kola, posiadajacym swój srodek, na srednicy podzialowej wirnika i czesc podstawy, przebiegajaca po krzywej epicy¬ kloidalnej utworzonej promieniem od najbardziej na zewnatrz oddalonego punktu zarysu boku row¬ ka kolistego slimacznicy.Profil trzeciego boku, wytwarzany posuwem, znany z literatury patentowej, jest tak uksztalto¬ wany, ze obrys kazdego boku rowka slimacznicy w plaszczyznie poprzecznej do osi wirnika, prze¬ chodzi po krzywej okreslonej wektorem promie¬ niowym wychodzacym z punktu przeciecia sred¬ nicy podzialowej z promieniem poprowadzonym od srodka wirnika poprzez promieniowo najbardziej wewnetrzny punkt wymienionego obrysu: boku.Wielkosc tego wektora promieniowego wzrasta ciagle w miare jego prowadzenia od promieniowo najbardziej wewnetrznego punktu obrysu boku do jego punktu mieszczonego na srednicy podzialowej oraz gdy obrys boku powierzchni wspólpracujacej slimaka przebiega po krzywej, utworzonej przez bok rowka slimacznicy, tworzac plaszcz obrysu boku slimacznicy.W maszynie z wirnikiem srubowym, zawieraja¬ cej wirniki posiadajace utworzone symetrycznie boki przesuwne, w której boki powierzchni wspól¬ pracujacej slimaka spotykaja sie w jednym punk¬ cie i w której slimacznica nie jest zaopatrzona w glowe zeba umiejscowiona poza srednica po¬ dzialowa, linia zetkniecia krawedzi drugiego boku rowka slimacznicy ze sciana walcowa przestrzeni roboczej trafia na linie przeciecia otworu prze¬ strzeni roboczej w punkcie osiowo bardziej odda¬ lonym od nieruchomej plaszczyzny poprzecznej, w której lezy poczatek daszkowej komory, anizeli punkt zetkniecia zakonczenia powierzchni wspól¬ pracujacej ze sciana walcowa przestrzeni roboczej trafia na wymieniona linie i z tego powodu linia zetkniecia nie jest ciagla w wierzcholku daszkowej komory.Ta przerwa tworzy otwór tloczacy posiadajacy powierzchnie o wielkosci wielokrotnej odpowied¬ niego otworu tlocznego o przekroju okraglym. Ten otwór tloczny laczy sie z daszkowa komora w kie¬ runku od nieruchomej plaszczyzny poprzecznej.Krawedz o linii srubowej drugiego boku rowka slimacznicy stykajaca sie z walcowa scianka prze¬ strzeni roboczej, po przejsciu wymienionego punktu na linii przeciecia, trafia pomiedzy otworami boku powierzchni wspólpracujacej slimaka ograniczaja¬ cego wymieniona przylegla komore daszkowa w punkcie lezacym na srednicy podzialowej slima¬ ka, to znaczy w promeiniowo najbardziej wewnetrz¬ nym punkcie wymienionego boku.Od tego miejsca w którym konczy sie wymie¬ niony otwór tloczny, linia zetkniecia wirników zwykle w ksztalcie litery S, biegnie po linii w kie¬ runku nieruchomej plaszczyzny poprzecznej od promieniowo najbardziej wewnetrznego punktu jednego boku powierzchni wspólpracujacej slimaka do promieniowo najbardziej wewnetrznego punktu drugiego boku wymienionej powierzchni wspól¬ pracujacej tak samo jak z jednej krawedzi boku rowka slimacznicy do jej drugiego boku tak, ze obydwa konce linii w ksztalcie litery S leza na tej samej osi.Dzieki temu ksztaltowi linii zetkniecia wirni¬ ków, powierzchnia drugiego boku rowka slimacz¬ nicy — w stosunku do daszkowej komory jest mniejsza od odpowiedniej powierzchni pierwszego boku rowka slimacznicy. W ten sposób slimacznica jest poddana dzialaniu momentu skrecajacego od cieczy roboczej, który próbuje wprowadzic slimacz¬ nice w kierunku do zwiekszajacej sie objetosci komory daszkowej, a wiec slimacznica ma dodatni moment skrecajacy.Dla pewnego wymiaru wirników i dla pewnej szerokosci obwodowej promieniowo najbardziej zewnetrznej czesci rowka i slimacznicy, profil wykropkowany daje najwieksza objetosc prze¬ mieszczania, ponadto profil wykropkowany ma te przewage, ze nie wystepuje zaden otwór tloczny pomiedzy poszczególnymi komorami daszkowymi.Z drugiej strony wykropkowany profil posiada nastepujace wady. Linia zazebienia wirników be¬ dzie odpowiednio dluga, co powoduje stosunkowo duzy przeciek bezposrednio z komory daszkowej do strefy niskiego cisnienia maszyny.Ponadto promieniowo najbardziej zewnetrzna czesc powierzchni wspólpracujacej slimaka oraz powierzchnia wspólpracujaca slimacznicy moga zblizyc sie wzajemnie, co oznacza, ze w przypadku niedoskonalej synchronizacji wirników powstanie niebezpieczenstwo bezposredniego zetkniecia sie tych powierzchni wspólpracujacych z tym samym mozliwosc uszkodzenia. Takie uszkodzenie powo¬ duje przeciek wzdluz calej dlugosci wspólpracuja¬ cego boku drugiego wirnika, a tym samym daje tak duze przecieki pomiedzy komora daszkowa a czescia niskiego cisnienia maszyny, ze maszyna stanie sie praktycznie nie do uzycia.W wyniku faktu, ze slimacznica, jak powiedzia¬ no powyzej, otrzymuje ujemny moment skrecaja¬ cy, co znaczy, ze sily dzialajace osiowo na slimak i slimacznice zostaja skierowane w odwrotnych kierunkach dla zagwarantowania mechanicznej niezawodnosci, to maszyna musi posiadac stosun¬ kowo duze luzy pomiedzy wirnikami. A zatem dlugosc linii zazebienia wirników wplywac bedzie na znaczny przeciek wewnatrz maszyny. Dalsza wada wykropkowanego profilu jest wydluzona kieszen, powyzej wymienionych komór daszkowych, gdy plaszczyzna poprzeczna, w której krawedz pierwszego boku rowka slimacznicy trafiajaca na zakonczenie powierzchni wspólpracujacej slimaka 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 83 1*7 6 pokrywa sie z nieruchoma plaszczyzna na koncach komór daszkowych i tworzy sie kieszen nie po¬ siadajaca zadnego polaczenia z otworem wysokiego cisnienia. Kieszen ta, jesli maszyna dziala jako sprezarka, nie moze byc oprózniona bezposrednio od otworu wysokiego cisnienia ze wzgledu na fakt, ze równoczesnie kanal laczacy z otworem niskiego cisnienia zostaje utworzony na boku rowka sli¬ macznicy, co oznacza, ze przegrody zakrywajace ten kanal niskiego cisnienia musza byc doprowa¬ dzone do otworu wysokiego cisnienia.Pojemnosc wymienionej kieszeni wysokiego cis¬ nienia zmniejsza sie w czasie sprezania cieczy ro¬ boczej, w niej zamknietej, do pojemnosci zerowej.Kieszen rozciaga sie w czasie swego trwania az do krawedzi drugiego boku rowka slimacznicy tak, ze nie tylko wzrastajacy moment skrecajacy dziala na slimacznice w kierunku zmniejszenia pojem¬ nosci komory daszkowej, lecz dziala równiez znacz¬ ny zginajacy moment skrecajacy na powierzchnie wspólpracujaca slimacznicy, która moze sie nawet w pewnych warunkach zlaman.To samo zdarza sie równiez gdy maszyna dziala jako rozprezarka, kieszen tym razem jest narazo¬ na na dzialanie prózni zamiast na nadcisnienie.Ponadto zakonczenia powierzchni wspólpracujacej slimacznicy sa bardzo szerokie w stosunku do ma¬ lej grubosci powierzchni wspólpracujacej, co wy¬ nika z niedokladnego dopasowania czesci rowko¬ wych komory daszkowej.Dla tych samym wymiarów wirników i dla tej samej szerokosci obwodowej promieniowo najbar¬ dziej zewnetrznej czesci rowka slimacznicy, profil kolowy daje mniejsza objetosc przemieszczenia anizeli ta, która uzyskuje sie za pomoca wykropko¬ wanego profilu. Ponadto przy profilu kolowym otrzymuje sie otwór tloczny, jak wspomniano wy¬ zej, pomiedzy przyleglymi komorami daszkowymi.Linia zetkniecia pomiedzy wirnikami na ich za¬ zebieniu bedzie jednak znacznie krótsza anizeli linia profilu wykropkowanego tak, ze przeciek z ko¬ mory daszkowej bezposrednio do strefy niskiego cisnienia maszyny bedzie mniejszy dla tego typu profilu anizeli dla profilu wykropkowanego.Ponadto najbardziej zewnetrzne czesci powierzch¬ ni wspólpracujacej slimaka i powierzchni wspól¬ pracujacej slimacznicy nie beda wzgledem siebie tak blisko, azeby powodowac niebezpieczenstwo powaznego uszkodzenia wirników, gdyz ich bez¬ posrednie zetkniecie sie bedzie znacznie mniejsze i zazwyczaj bedzie ograniczone wystepowaniem przecieków w zazebianiu. Jednakze z powodu uszkodzenia promieniowo najbardziej zewnetrznych krawedzi rowka slimacznicy powstana przecieki wzdluz calej wypunktowanej czesci podstawy boku slimaka.Jak powyzej powiedziano, slimacznica o profilu kolistym nie otrzyma teoretycznie zadnego momen¬ tu skrecajacego, lecz na skutek wystepowania sil dynamicznych od cieczy roboczej, w praktyce be¬ da wystepowac pulsacje wokól tego zerowego mo¬ mentu skrecajacego tak, ze wirnik bedzie poddany na przemian dodatniemu i ujemnemu momentowi skrecajacemu wywolanemu przez ciecz robocza.Celem utrzymania stalego kierunku dzialania mo¬ mentu skrecajacego, a wiec sily osiowej dzialajacej na slimacznice, zaopatrzono w praktyce slimacz¬ nice w pewien naddatek na zewnatrz srednicy po¬ dzialowej tak, ze slimacznica bedzie miala pewien 5 dodatni moment skrecajacy.Jak zaznaczono powyzej, nie wystepuja zadne wydluzenia w ksztalcie kieszeni u komór daszko¬ wych o profilu kolistym tak, ze nie ma problemu z opróznieniem tych kieszeni. Gdy zazebienie po- 10 miedzy wirnikami osiaga nieruchoma plaszczyzne poprzeczna, natychmiast wzdluz calej dlugosci po¬ przecznej boków rowka wirnika rowek slimacznicy zamyka sie, co oznacza, ze ciecz robocza zamknieta w rowku slimacznicy w ostatniej fazie sprezenia 15 w sprezarce otrzymuje znaczne przyspieszenie i wzrost cisnienia pod warunkiem, ze rowek nie moze byc calkowicie oprózniony w kierunku osio¬ wym. Jednakze profil kolisty jest typem, który w praktyce byl dotychczas uzywany we wszystkich 20 sprezarkach z wirnikiem srubowym, przynajmniej gdy maszyna z wirnikiem srubowym byla uzywana do wytwarzania takiego wzrostu cisnienia, to jest gdy maszyna pracowala jako sprezarka, a nie dmuchawa. 25 Nawet gdy zakonczenia powierzchni wspólpra¬ cujacej slimacznicy nie sa tak szerokie w stosunku do minimalnej grubosci powierzchni wspólpracuja¬ cej, dopasowanie pomiedzy czesciami rowków nie jest tak idealne, w wyniku czego nastepuje w spre- 30 zarce wtórne rozprezanie, a w rozprezarce nie¬ pelne rozprezanie.Dla tych samych wymiarów wirnika i dla tej samej szerokosci obwodowej promieniowo najbar¬ dziej zewnetrznej czesci rowków slimacznicy profil 35 wytworzony przesuwnie daje pojemnosc przemiesz¬ czania, która jest nieco mniejsza od tej, jaka sie otrzymuje przy profilu kolistym.Ponadto otwór tloczny otrzymany przy profilu przesuwnym jest wielokrotnie wiekszy niz ten, 40 który uzyskuje sie przy profilu kolistym. Linia zetkniecia wirników w ich zazebieniu jakkolwiek jest znacznie krótsza niz ta, która uzyskuje sie przy profilu kolistym to jednak przeceik z komory daszkowej bezposrednio do strefy niskiego cisnie- 45 nia maszyny jest jeszcze mniejszy dla tego typu profilu anizeli dla profilu kolistego.Podobnie jak dla profilu kolistego promieniowo najbardziej zewnetrzne czesci powierzchni wspól¬ pracujacej slimaka i powierzchni wspólpracujacej 50 slimacznicy nigdy nie znajda sie w tak bliskim wzajemnym zetknieciu, aby uszkodzenie naste¬ pujace w wirnikach z mozliwie bezposredniego zetkniecia pomiedzy nimi mogly miec powazny charakter, zwlaszcza ze zadna czesc boków po- 55 wierzchni wspólpracujacej nie tworzy wiecej niz jeden punkt wspólpracujacego boku tak, ze wy¬ stepujace otwory przecieku beda tylko malymi otworkami i wobec tego nie spowoduja zadnego znacznego przecieku. 60 Jak powyzej powiedziano, slimacznica o profilu wedrujacym otrzymuje dodatni moment skreca¬ jacy, co oznacza, ze sily osiowe, dzialajace na wspólpracujace wirniki, sa skierowane w tym sa¬ mym kierunku i ze niebezpieczenstwo zaklócenia e5 synchronizacji wirników jest zmniejszone tak, ze83 167 7 8 mozliwe jest stosowanie mniejszego luzu pomiedzy wirnikami dla profilu wedrujacego niz luz, który jest konieczny dla wypunktowanego profilu. Jak wyzej powiedziano, nie wystepuja zadne wydluze¬ nia w ksztalcie kieszeni komory daszkowej przy wedrujacym profilu tak, ze wyeliminowane zostaje zagadnienie oprózniania tych kieszeni.Ponadto zazebienie pomiedzy wirnikami nie lezy wewnatrz jednej jedynej plaszczyzny poprzecznej tak, ze rowki slimacznicy sa ciagle zamkniete gdy punkt styku pomiedzy wirnikami osiaga nierucho¬ ma plaszczyzne poprzeczna. To znaczy, ze ciecz robocza zamknieta w rowku slimacznicy w ostat¬ niej fazie sprezania nie otrzymuje zadnego przy¬ spieszenia cieczy i zwiekszenia cisnienia jak to sie uzyskuje przy profilu kolistym tak, ze opróz¬ nianie rowków slimacznicy jest znacznie bardziej równomierne i spokojniejsze niz przy profilu ko¬ listym. Zakonczenia powierzchni wspólpracujacej slimacznicy sa najwezsza czescia powierzchni wspólpracujacej i polaczenia pomiedzy róznymi czesciami rowków komory daszkowej sa mozliwie najlepsze.Inne znane rozwiazanie maszyny z wirnikami proponuje laczenie wypunktowanego profilu z pro¬ filem kolistym, w ten sposób, ze pierwszy bok rowka slimacznicy posiada wypunktowany profil, a drugi bok rowka posiada profil kolisty. W ten sposób otrzymuje sie objetosc przemieszczania, mniejsza niz otrzymana przy profilu symetrycznie wypunktowanym, lecz wieksza niz otrzymana przy symetrycznym profilu kolistym. Ponadto nie otrzy¬ muje sie zadnego otworu tlocznego pomiedzy przy¬ leglymi komorami daszkowymi. Linia zetkniecia pomiedzy wirnikami w ich zazebieniu jest krótsza niz linia profilu symetrycznie wypunktowanego, lecz dluzsza niz linia symetrycznego profilu koliste¬ go. Jednakze promieniowo najbardziej zewnetrzne czesci powierzchni wspólpracujacej slimaka i po¬ wierzchni wspólpracujacej slimacznicy zetkna sie, co w polaczeniu z faktem, ze slimacznica jest pod¬ dana ujemnemu momentowi skrecajacemu, tworzy sytuacje, która moze spowodowac powazne uszko¬ dzenie wirników w ten sam sposób jak przy pro¬ filu symetrycznie wypunktowanym.W dodatku, wydluzenie w ksztalcie kieszeni ko¬ mór daszkowych tego samego typu jest jak to, które otrzymuje sie przy profilu symetrycznie wypunktowanym, jakkolwiek kieszenie te maja znaczenie mniejsza objetosc. Dzieki temu, ze jest to profil kolisty, powoduje to natychmiastowe zamk¬ niecie kieszeni wzdluz calego drugiego boku rowka slimacznicy. Kieszen ta rozciagnie sie w ostatniej fazie przez cala droge do najbardziej zewnetrznej krawedzi kolistego boku rowka slimacznicy tak, ze otrzymuje sie bardziej ujemny moment skrecajacy slimacznicy jak równiez znaczny moment zginajacy powierzchni wspólpracujacej slimacznicy.Polaczenie pomiedzy róznymi czesciami rowków komory daszkowej jest gorsze anizeli symetryczny profil kolisty, jakkolwiek nie tak zle jak przy profilu symetrycznie wypunktowanym co oznacza, ze polaczenie jest znacznie gorsze od idealnego.Ponadto sugerowane jak wspomniano przy sy¬ metrycznie kolistym profilu zaopatrzenie slimacz¬ nicy w naddatki, umieszczone na zewnatrz srednicy podzialowej wirnika. Te naddatki nadaja slimacz¬ nicy pewien dodatni moment skrecajacy, którego wartosc jest tak wielka, ze dla wymiarów, który 5 moze byc zastosowany, moment skrecajacy wypro¬ wadzony z niego, nie moze zrównowazyc nawet w polowie ujemnego momentu skrecajacego sli¬ macznicy, wyprowadzonego z symetrycznie wy¬ punktowanego profilu. Takie naddatki nie moga byc wiec stosowane do nadania dodatniego mo¬ mentu skrecajacego przy laczeniu profilu wypunk¬ towanego z profilem kolistym. Ponadto naddatki tego typu wytwarzaja otwory tloczne przy profilu wypunktowanym i zwiekszaja obszar otworu tlocz¬ nego odpowiednio dla profilu kolistego i profilu wedrujacego.Znany jest równiez z literatury patentowej pro¬ fil pierwszego boku oznaczony za pomoca jednego punktu, który uksztaltowany jest w sposób taki, ze linia zewnetrzna kazdego obrysu boku rowka wir¬ nika w plaszczyznie przechodzacej do osi wirnika, przechodzi wzdluz boku po krzywej epicykloidal- nej, utworzonej przez promieniowy najbardziej oddalony punkt linii zewnetrznej, przy czym wspól¬ pracujacy z wirnikiem slimak posiada boczne ostre krawedzie, które sa wykonane w formie skróconej, w celu utworzenia krótkiej powierzchni zeba, pod¬ czas gdy linia zewnetrzna wspólpracujacej po¬ wierzchni slimaka przechodzi zasadniczo po krzy¬ wej epicykloidalnej, utworzonej przez najbardziej oddalony zewnetrzny punkt epicykloidalnego odcin¬ ka linii zewnetrznej wspólpracujacej z powierzch¬ nia boczna slimacznicy, w której wzglebienie jest wyprofilowane w sposób taki, ze powierzchnia zeba jest dopasowana do powierzchni wglebienia sli¬ macznicy.Profil tego wirnika ma zastosowanie do pomp srubowych przeznaczonych do przepompowywania elastycznej cieczy posiadajacej wlasciwosci sma¬ rownicze, powodujace zmniejszenie tarcia miedzy wspólpracujacymi ze soba zebami.Podobnie znany jest równiez z literatury pa¬ tentowej wirnik, który stosowany jest do spreza¬ nia przeplywowych cieczy, który charakteryzuje sie róznica ilosci powierzchni i rowków w wir¬ niku, przy czym powierzchnie zebów sa w tym ukladzie obnizone a boczne epicykloidalne odcinki, sa wydluzone do krawedzi slimacznicy i do podsta¬ wy bocznej slimaka.Wszystkie znane profile maja wiec pewne wady, które zmniejszaja ich niezawodnosc i/lub wydaj¬ nosc maszyny.Celem wynalazku jest wytworzenie optymalnego typu profilu wirnika dla maszyny z wirnikiem srubowym. Aby osiagnac ten cel postanowiono zgodnie z wynalazkiem zastosowac w plaszczyznie poprzecznej do osi wirników obrys okreslajacy pierwszy bok kazdego rowka slimacznicy, tworzacy obudowa scianke zewnetrzna jednej odnogi, która posiada co najmniej zasadnicza czesc i czesci przy¬ legle, lezace po wewnetrznej stronie srednicy po¬ dzialowej wirnika, przechodzacego calkowicie we¬ wnatrz luku kolistego przez promieniowo najbar¬ dziej wewnetrzny punkt wymienionej zasadniczej czesci ze srodkiem umieszczonym w punkcie prze- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6083 167 9 ciecia srednicy podzialowej z prosta promieniowa poprowadzona od srodka wirnika przez promienio¬ wo najbardziej wewnetrzny punkt obrysu boku tak, ze obrys okreslajacy drugi bok kazdego rowka slimacznicy, tworzac obwodowa wewnetrzna scia¬ ne odnogi komory, ma co najmniej wieksza czesc po wewnetrznej stronie i przylegle do srednicy podzialowej wirnika umieszczonej w sposób taki, aby przebiegala po krzywej okreslonej linia pro¬ mieniowa wyprowadzona od punktu przeciecia sie srednicy podzialowej z promieniem naniesionym od srodka wirnika do promieniowo najbardziej wewnetrznego punktu obrysu drugiego boku, przy czym wielkosc luku linii promieniowej wzrasta w sposób ciagly, gdy linia ta krazy wokól pro¬ mieniowo najbardziej wewnetrznego punktu czesci w kierunku podzialowej srednicy, oraz ze obrysy boków kazdej powierzchni wspólpracujacej slima¬ ka biegna wzdluz plaszcza utworzonego przez obry¬ sy boku slimacznicy gdy powierzchnie i rowki wchodza w zazebienie i poza zazebienie.Korzysci z takiego ukladu sa takie, ze utworzone sa jednokierunkowe sily osiowe na obydwóch wir¬ nikach, dajace wysoka niezawodnosc nawet z bar¬ dzo malymi luzami miedzy bokami wirników, co z kolei daje wysoka wydajnosc objetosciowa, krót¬ ka linie zetkniecia sie miedzy bokami wirnika, dajaca przy tym wysoka wydajnosc objetosciowa i mala powierzchnie otworu tlocznego, co daje wy¬ dajnosc adiabatyczna, wielka objetosc przemiesz¬ czania, i mniejsze wymiary wirnika oraz nizsze mechaniczne i dynamiczne straty w stosunku do masy cieczy roboczej przechodzacej przez maszy¬ ne oraz korzystny ksztalt kieszeni, co daje równiez mala objetosc calkowita i korzystne jest opóznie¬ nie, oraz niewystepowanie praktycznie zadnego zginajacego momentu na powierzchniach wspólpra¬ cujacych slimacznicy i bardzo maly moment skreca¬ jacy wirników, w wyniku czego wplyw kieszeni mozna pominac uzyskujac korzystny ksztalt co najmniej napedowych boków maszyny, dajacych minimalny slizgowy ruch miedzy wspólpracujacymi punktami, i tworzy naped za pomoca bezposred¬ niego zetkniecia sie boków, majacych praktycznie skierowane sily stycznie w punkcie zetkniecia i waskie zakonczenia powierzchni wspólpracujacej slimacznicy w stosunku do minimalnej grubosci wymienionych powierzchni wspólpracujacych, co daje tez dobre polaczenie pomiedzy róznymi od¬ cinkami rowków komory daszkowej i wyzsza wy¬ dajnosc adiabatyczna.W maszynie z wirnikiem srubowym wedlug wy¬ nalazku, zaopatrzonej w wirniki posiadajace syme¬ tryczne boki oznaczone linia kropkowana, w której boki slimaka stykaja sie w jednym punkcie a sli¬ macznica nie posiada zadnej glowy zeba umieszczo¬ nej na zewnatrz srednicy podzialowej, linie uszczel¬ nienia miedzy odpowiadajacymi sobie koncowymi powierzchniami wspólpracujacymi slimaka i sli¬ macznicy, a sciana przestrzeni roboczej zbiegaja sie w czole komory daszkowej w tym samym punkcie z linia przenikania wzajemnego otworów przestrzeni roboczej, tak, ze rózne daszkowe ko¬ mory dokladnie wzajemnie sie uszczelniaja. Od te¬ go punktu uzyskuje sie uszczelnienie pomiedzy 10 bokami wirników po linii prowadzacej wzdluz spiralnego zakonczenia powierzchni slimaka w kie¬ runku od nieruchomej plaszczyzny poprzecznej, na której sa wyjscia daszkowej komory do miejsca, 5 w którym koniec powierzchni trafia na srednicy podzialowej na bok powierzchni slimacznicy.Linia zetkniecia wiedzie po spiralnej krawedzi drugiego boku rowka slimacznicy w kierunku do poprzecznej plaszczyzny nieruchomej, w której 10 leza wyjsciowe konce daszkowych komór az do miejsca, gdzie linia krawedzi laczy sie z punktem wewnetrznym powierzchni wspólpracujacego sli¬ maka utworzonym przez najwiekszy promien.Punkt ten lezy w tej samej plaszczyznie poprzecz- !5 nej do wirników podobnie jak wyzej wymieniony punkt, w którym pierwszy bok rowka slimacznicy laczy sie z koncem powierzchni wspólpracujacej slimaka.W ten sposób uksztaltowane zostaje po drugiej 20 stronie wydluzenie w postaci kieszeni daszkowej komory plaszczyzny poprzecznej, w której stykaja sie zakonczenia zewnetrznych boków. W zaleznosci od ksztaltu tej kieszeni powierzchnia drugiego boku rowka slimacznicy tworzy daszkowa komore wiek- 25 sza anizeli odpowiednia powierzchnia pierwszego boku rowka slimacznicy. Slimacznica wykonana w ten sposób otrzymuje moment skrecajacy cieczy roboczej, który próbuje obracac ja w kierunku zmniejszajacej sie objetosci komory daszkowej, to 30 jest slimacznica poddana jest dzialaniu ujemnego momentu skrecajacego.Po przeciwleglej stronie osi zazebienia miedzy wirnikami uksztaltowana zostaje odpowiednia kie¬ szen, która laczy sie z otworem niskiego cisnienia. 35 Kieszen ta posiada swoje czolo na boku pierwszym rowka slimacznicy i przedluza sie az do plaszczyz¬ ny poprzecznej poprzez punkt daszkowej komory, w której krawedz rowka slimacznicy spotyka sie z zakonczeniem powierzchni wspólpracujacej sli- 40 maka tak, ze wymienione kieszenie zachodza osio¬ wo na siebie.W maszynie wedlug wynalazku z wirnikami po¬ siadajacymi symetrycznie koliste boki, w których boki slimaka spotykaja sie w jednym punkcie 45 i w których slimacznica nie ma wierzcholka zeba poza srednica podzialowa, podczas gdy linia uszczelnienia krawedzi boku drugiego rowka sli¬ macznicy ze sciana walcowa przestrzeni roboczej pokrywa sie z linia przenikania otworów prze- 50 strzeni roboczej w punkcie bardziej oddalonym od nieruchomej plaszczyzny poprzecznej, w którym linia uszczelnienia pomiedzy zakonczeniem po¬ wierzchni wspólpracujacej slimaka a sciana wal¬ cowa przestrzeni roboczej spotyka sie z wymie- 55 niona linia i z tego powodu linia uszczelniania nie bedzie ciagnac sie do czola komory daszkowej.Ta przerwa powoduje utworzenie sie otworu tlocznego o pewnej okreslonej lecz ograniczonej powierzchni, który laczy jedna komore daszkowa 60 z druga komora w kierunku od nieruchomej plasz¬ czyzny poprzecznej. Krawedz o linii srubowej pierwszego boku rowka slimacznicy, po przejsciu wymienionego punktu na linii przenikania otwo¬ rów trafia na bok powierzchni wspólpracujacej os slimaka, który ogranicza wymieniona przylegla85 167 11 12 daszkowa komore w punkcie przeciecia z kolowa czescia wierzcholka a jego wypunktowana czescia podstawy.Od tego miejsca bedacego koncem wymienionego otworu tlocznego linia zetkniecia obu wirników prowadzi po linii wzdluz kolistej czesci czolowej powierzchni wspólpracujacej slimaka umieszczonej w plaszczyznie slimaka poprzecznej do punktu, gdzie bok powierzchni wspólpracujacej slimaka ograniczajacego przylegla komore daszkowa na przecieciu pomiedzy kulista czescia czolowa wspól¬ pracujacej a jej czescia podstawowa wypunktowa¬ na trafia na krawedz drugiego boku rowka sli¬ macznicy. Linia zetkniecia przebiega od tego punk¬ tu linia drugiego boku rowka slimacznicy w kie¬ runku nieruchomej plaszczyzny poprzecznej do punktu, w którym wymieniona krawedz boku tra¬ fia na promieniowo najbardziej wewnatrz polo¬ zony punkt powierzchni wspólpracujacej slimaka.Ze wzgledu na fakt, ze linia zetkniecia jednej krawedzi slimacznicy z druga jego krawedzia umiejscowiona jest w plaszczyznie poprzecznej, po¬ wierzchnie pierwszego i drugiego boku rowka sli¬ macznicy, znajdujace sie naprzeciwko komory daszkowej beda tej samej wielkosci tak, ze teore¬ tycznie slimacznica nie zostanie poddana zadnemu momentowi skrecajacemu od cieczy roboczej. Te czesci rowków wirnika, które polozone sa na osiowo przeciwleglej stronie zazebienia pomiedzy wirnikami, maja polaczenie z otworem niskiego cisnienia lecz bez jakiegokolwiek osiowego zacho¬ dzenia na siebie tego typu, z jakim sie spotyka w zwiazku z kieszeniami utworzonymi przez wy¬ punktowane boki.Maszyna wedlug wynalazku uwidoczniona jest w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia maszyne z wirnikami srubowymi w przekroju wzdluz osi 1 — Iz fig. 3, na fig. 2 — inna maszyne w przekroju wzdluz osi 2 — 2 z fig. 4, fig. 3 — przekrój poprzeczny maszyny wzdluz osi 3 — 3 z fig. 1, fig. 4 — przekrój po¬ przeczny maszyny wzdluz osi 4 — 4 z fig. 2, fig. 5a — 5d — elementy maszyny w powiekszeniu z wirnikami w róznych polozeniach katowych z fig. 3, fig. 6 — fragment innego typu wirników w przekroju poprzecznym, fig. 7a — 7d — element maszyny z wirnikami w róznych polozeniach kato¬ wych z fig. 6 i fig. 8 — wykres objetosci opróz¬ nionej kieszeni w funkcji polozenia kata slimaka.Wal 10 uwidoczniony na fig. 1, 3 i 5a — 5d na¬ pedzajacy maszyne jest w sposób trwaly polaczony ze slimakiem 12, umieszczonym w obudowie 14 z przestrzenia robocza 16 i dwoma równoleglymi otworami 18, 20, które przenikaja sie wzdluz linii 22 i 24. Slimak 12 umieszczony jest w otworze 18, podczas gdy slimacznica 26 polaczona ze slimakiem za pomoca zsynchronizowanej przekladni 28, która wbudowana jest w otworze 20. Slimak 12 i sli¬ macznica 26 ulozyskowane sa w koncowych pokry¬ wach 30, 32 obudowy 14. Przestrzen robocza 16 polaczona jest z otworem niskiego cisnienia 34 i otworem wysokiego cisnienia 36, które polaczone sa z kanalem 38 niskiego cisnienia i kanalem 40 wysokiego cisnienia plynu roboczego.Slimacznica ?6 posiada szesc slimakowych row¬ ków 42 o kacie opasania okolo 200°, których wy¬ dluzenie ku wewnetrznej stronie srednicy podzia¬ lowej wynosi 18,5—20*/* i które sa usytuowane od 5 strony wewnetrznej srednicy podzialowej 44 wir¬ nika oraz powierzchni wspólpracujacych 46 o gle¬ bokosci, wewnatrz srednicy podzialowej, wynosza¬ cej 18—21#/« zewnetrznej srednicy wspólpracujace¬ go slimaka 12 i zaopatrzonego w glowy zeba 48 po zewnetrznej stronie srednicy podzialowej 44.Kazdy rowek 42 ma dwa zazwyczaj wklesle boki 50, 52.Slimak 12 ma cztery slimakowe powierzchnie 54 o kacie opasania okolo 300°, którego wieksze czesci sa na zewnatrz srednicy podzialowej 56 wirnika i na przemian z wkleslym rowkiem 58. Kazda wspólpracujaca slimakowa powierzchnia 54 ma dwa wypukle boki 60, 62.Wklesly bok 50 rowka 42 slimacznicy jest uksztaltowany w taki sposób, ze w plaszczyznie poprzecznej do osi wirnika od dna rowka 64 do srednicy podzialowej 44 ma zarys po krzywej epi- cykloidalnej utworzonej przez zakonczenie 66 wspóldzialajacej powierzchni 54 slimaka stanowia¬ cej co najmniej 75% prowadzonej rozpietosci cal¬ kowitego obrysu boku od srednicy podzialowej.Drugi wklesly bok 52 rowka 42 slimacznicy uksztaltowany jest w sposób taki, ze w plaszczyz¬ nie poprzecznej do osi wirnika posiada obrys we¬ wnetrznej czesci idacy po luku kolistym o srodku 68 polozonym na zewnatrz srednicy podzialowej 44 wirnika i umiejscowiony na promieniu poprowa¬ dzonym od srodka 70 wirnika poprzez dno 64 obry¬ su rowka 42 oraz czesc zewnetrzna na zewnatrz srednicy podzialowej 44 biegnaca wzdluz stycznej do luku kola czesci wewnetrznej, co oznacza, ze obrys boku 52 okreslony jest promieniem wypro¬ wadzonym z punktu przeciecia 72 ze srednica po¬ dzialowa 44 promienia poprowadzonego ze srodka 70 wirnika poprzez lezacy na promieniu najmniej¬ szy punkt 64 obrysu boku. Dlugosc tego promienia wzrasta w sposób ciagly do wielkosci srednicy podzialowej 44, przy wyprowadzeniu promienia z punktu 64 boku 52.Wypukly bok 60 powierzchni slimaka uksztalto¬ wany jest w taki sposób, w stosunku do wkleslego boku 58, ze w plaszczyznie poprzecznej do osi wirnika od zakonczenia wspóldzialajacej powierzch¬ ni 66 do zewnetrznej srednicy podzialowej 56 ma obrys przebiegajacy po krzywej epicykloidalnej utworzonej za pomoca punktu 74 lezacego na obry¬ sie wspólpracujacego wkleslego boku 50 slimaczni¬ cy na srednicy podzialowej 44 wirnika. Wypukly bok 62 powierzchni slimaka jest uksztaltowany w taki sposób, ze w stosunku do wkleslego boku 58, ze jego obrys biegnie w plaszczyznie poprzecz¬ nej do osi wirnika, po krzywej tworzacej zewnetrz¬ ny obrys wspólpracujacego wkleslego boku 52 row¬ ka slimacznicy.Wiadomym jest, ze w maszynach z wirnikami srubowymi powierzchnie wspólpracujace i rowki wirników tworza wspólnie ze sciankami przestrze¬ ni roboczej komory daszkowe, przy czym kazda z komór obejmuje czesc rowka slimaka i czesc wspólpracujacego rowka slimacznicy. Patrzac od 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6083 13 czola komory rowek slimacznicy umieszczony jest na najblizszej stronie powierzchni wspólpracujacej slimacznicy, wchodzacej w rowek slimaka tworzac komore.Kazda czesc rowka tworzaca odnoge komory daszkowej jest ograniczona pierwszym bokiem rowka tworzacego sciane obwodowa zewnetrzna odnogi i drugim bokiem tworzacym sciane obwo¬ dowa wewnetrzna odnogi.W maszynie uwidocznionej na fig. 1, 3 i 5a — 5d wklesly bok 50 rowka 42 slimacznicy i wypukly bok 62 rowka 58 slimaka tworzy zewnetrzne scia¬ ny komory, a drugi wklesly bok 52 rowka slimacz¬ nicy i wypukly bok 60 rowka slimaka tworza we¬ wnetrzne sciany komory.Dzieki temu, ze boki 50 i 60 stykaja sie ze soba punktowo, to nie bedzie zadnego otworu tloczne¬ go tworzacego polaczenie miedzy przyleglymi ko¬ morami, z wyjatkiem malego polaczenia biegnacego od glowy zeba 48 slimacznicy. Wobec tego, ze boki 50 i 60 wspólpracuja punktowo, tworza sie kiesze¬ nie 76 i 78 tloczace i ssace. Dzieki kieszeni ssacej 78 czesc osiowa otworów 36 wysokiego cisnienia musi byc zaopatrzona w przegrody 80 pokrywajace kieszen ssaca 78. Przegrody 80 pokrywaja jednak dla pewnych polozen katowych wirników równiez kieszen tloczaca 76 w sposób taki, ze kieszen ta nie moze byc calkowicie oprózniona przez otwór 36 wysokiego cisnienia.Na fig. 5a uwidoczniono katowe polozenie wir¬ ników, w którym tloczaca kieszen 76 jest zamknie- nieta od strony promienia i laczy sie z otworem 36 wysokiego cisnienia 36, a ssaca kieszen 78 jest w swym polozeniu wyjsciowym, natomiast na fig. 5b uwidoczniono katowe polozenie wirników, w którym tloczaca kieszen 76 wyprowadzona zo¬ stala z polaczenia z osiowa czescia otworu 36 wy¬ sokiego cisnienia 36, a na fig. 5c uwidoczniono po¬ lozenie katowe wirników, w którym tloczaca kieszen 76 sprowadzona zostala do zerowej pojem¬ nosci. Na fig. 5d uwidoczniono ssaca kieszen 78 przy dalszym obrocie wirników w przypadku, gdy kieszen 78 polaczona jest równiez promieniowo z otworem niskiego cisnienia sprezarki. Jak uwi¬ doczniono na fig. 5a — 5c punkt styku miedzy bokami 52 i 62 przemieszcza sie w sposób ciagly do rowka 42 slimacznicy w czasie obrotu wirników, w sposób taki, ze zmniejsza sie objetosc kieszeni 76 i co jest jeszcze wazniejsze, zmniejsza sie po¬ wierzchnia drugiego boku 52 rowka 42 slimacznicy wystawionego na dzialanie cisnienia plynu robo¬ czego, zamknietego w kieszeni 76.Dzieki takiemu przemieszczeniu punktu stycz¬ nosci 82 plyn roboczy, zamkniety w kieszeni 76 nie powoduje praktycznie zadnego momentu skre¬ cajacego dzialajacego na powierzchni wspólpracu¬ jacej 46 slimacznicy w przeciwienstwie do wa¬ runków gdy drugi bok rowka slimacznicy styka sie punktowo lub po luku i wówczas tloczaca kie¬ szen 76 rozciaga sie przez cala droge na zewnatrz do srednicy podzialowej az do momentu gdy jej pojemnosc zostanie obnizona do zera.Na fig. 8 wykres przedstawia zmiany pojem¬ nosci V kieszeni 76 w funkcji kata a polozenia sli¬ maka* (krzywa A), gdzie a jest katem uwidocznio- 167 14 nym na fig. 5a. Katowe polozenie wirników przed¬ stawione na figurach 5a, 5b, 5c i 5d sa na wykresie odpowiednio oznaczone przez „a", „b", „c" i „d".Dla porównania krzywa B przedstawia zmiany po- 5 jemnosci odpowiednich kieszeni dla profilu o sy¬ metrycznych punktach styku. Katowe polozenie „b" wskazuje minimalna pojemnosc, która juz nie moze byc oprózniona za pomoca otworu wysokiego cisnienia. Jak uwidoczniono na wykresie, pojem- io nosc minimalna aktualnego profilu wynosi jedynie okolo 8% pojemnosci zatrzymanej w sprezarce o tych samych wymiarach przy symetrycznych punktach styku.Sprezarka przedstawiona na fig. 2 i 4 rózni sie 15 od uwidocznionej na fig. 1, 3 i 5a — 5d tym, ze jest ona wyposazona w urzadzenie do wprowadza¬ nia cieczy o przestrzeni roboczej, z komora roz¬ dzielcza 84, do której ciecz ze zródla jest dopro¬ wadzana pod cisnieniem przez otwór wlotowy 86 20 oraz przez kanaly 88 doprowadzajace ciecz, do przestrzeni roboczej 16. Sprezarka nie jest wypo¬ sazona w zadna przekladnie synchronizujaca, nato¬ miast wirniki wspólpracuja ze soba za pomoca zazebienia. 25 Glebokosc rowków slimacznicy po wewnetrznej stronie srednicy podzialowej stanowi 20% zewne¬ trznej srednicy wspólpracujacego slimaka 12, a obrys drugiego boku 90 rowka 42 slimacznicy lezy w plaszczyznie poprzecznej do osi wirnika, so tworzacej luk kola, posiadajacy srodek lezacy na zewnatrz srednicy podzialowej 44 wirnika i jest na promieniu poprowadzonym od srodka wirnika przez punkt obrysu boku 90. Obrys boku 94 rowka 58 slimaka biegnie wzdluz krzywej stanowiacej 35 rozwiniecie plaszczyzny obrysu boku 90 rowka slimacznicy.Ponadto przewidziane sa male wglebienia 96 w koncowej scianie wysokiego cisnienia, na dnie kazdego rowka 42 slimacznicy 26. Te wglebienia 96 40 tworza podczas calkowitego zamkniecia kieszeni cisnieniowych polaczenie z otworem wysokiego cisnienia 36 tak, ze praktycznie nie zostanie w nich zamknieta ciecz robocza z wyjatkiem bardzo malej jej objetosci zamknietej we wglebieniach 96, która 45 to ciecz przejdzie do czesci niskiego cisnienia spre¬ zarki i tam bedzie oprózniona.Na fig. 6 i 7a — 7d przedstawiony jest szczegól innego profilu wirnika w polozeniu katowym uwi¬ docznionym na fig. 5c. 50 Glebokosc rowków slimacznicy wynosi okolo 19*/o zewnetrznej srednicy wspólpracujacego z nia sli¬ maka 12.Mniejsza czesc powierzchni dolnej obrysów bo¬ ków slimacznicy rozciagajacych sie pomiedzy dwo- 55 ma punktami 98 i 100 ma ksztalt kulistego luku o promieniu „r" poprowadzonym z punktu prze¬ ciecia 72 srednicy podzialowej 44 z promieniem wyprowadzonym od srodka 70 wirnika przez dno rowka 64 obrysu rowka 42. Luk kolisty rozciaga oo sie symetrycznie wokól promienia „r" pod katem p. który jest rzedu 20—30°. Rozpietosc promieniowa tych czesci boków jest rzedu 2,5—5% promieniowej rozpietosci calego boku od dna rowka 64 do sred¬ nicy podzialowej 44. Obrys czesci czolowej po- 65 wierzchni slimaka 54 rozciagajacej sie miedzy15 83 167 16 dwoma punktami 102 i 104 stanowi luk kola o srod¬ ku lezacym na zewnetrznej srednicy podzialowej 56 slimaka i ograniczony jest tym samym katem (3.Jednakze za pomoca wglebien 106, 108 w czesci luku kolistego usytuowane sa punkty obrysu czesci czolowej powierzchni 102, 104 rozciagajace sie az do punktów ograniczajacych luk przedzielone niskim waskim grzbietem uszczelniajacym 110, na powierzchni slimakowej 54.Zasadnicza czesc obrysu pierwszego boku 112 rowka slimacznicy, rozciagajaca sie od obrysu 98 na. zewnatrz srednicy podzialowej 44, sklada sie z czesci wiekszej rozciagajacej sie na zewnatrz do punktu 114,. która wynosi ponizej 25% wielkosci promienia calkowitego obrysu boku i utworzona jest. przez punkt 102 na wspóldzialajacym boku 116 rowka 58 slimaka oraz z drugiej czesci, ciagnacej sie cd punktu 114 do srednicy podzialowej 44 i przebiegajacej po linii prostej poprowadzonej od srednicy podzialowej, poprzez punkt 114 do srodka 70 wirnika.Wielkosc mierzona po promieniu, mniejszej czesci, wynosi okolo 15% wielkosci mierzonej na promieniu calego boku. Zasadnicza czesc obrysu drugiego boku 118 slimacznicy, rozciagajaca sie od punktu obrysu 100 do srednicy podzialowej 44 utworzona jest lukiem kola o promieniu poprowa¬ dzonym z punktu 120 lezacym po zewnetrznej stronie srednicy podzialowej 44 wirnika, punktu przeciecia 72 i obrysu boku 100. Punkt 120 odpo¬ wiada takiej dlugosci promienia R, ze obrys boku 118 w punkcie przeciecia ze srednica podzialowa 44 posiada syczna przechodzaca przez srodek 70wir¬ nika.Zasadnicza czesc obrysu boku 116 rowka 58 sli¬ maka, rozciagajaca sie od punktu 102 jest czescio¬ wo wyznaczona punktem 114 lezacym na obrysie boku 112 rowka slimacznicy i czesciowo posuwnie utworzona przez mniejsza czesc wymienionego boku 112 lezacego na zewnatrz po promieniu od punktu 114. Zasadnicza czesc obrysu boku 122 row¬ ka slimaka, rozciagajaca sie od punktu 104 jest utworzona posuwnie przez zasadnicza czesc dru¬ giego boku 118 rowka 42 slimacznicy umieszczonego promieniowo na zewnatrz obrysu boku 100. Punkt 114 na obrysie pierwszego boku 112 rowka 42 sli¬ macznicy lezy w miejscu, gdzie prosta tworzaca najbardziej zewnetrzny mniejszy odcinek wymie¬ nionego obrysu boku na pelnym zazebieniu pomie¬ dzy rowkiem 42 slimacznicy z powierzchnia slimakowa 54 slimaka tworzy styczna do wypunk¬ towanej czesci boku 116 rowka 58 slimaka w punk¬ cie wspólnym z punktem 114 na obrysie boku.Aby umozliwic wirnikom wzajemne obracanie sie obrys boku 112 rozciagajac sie na zewnatrz od punktu 114 nie musi rzutowac wewnatrz wymie¬ nionej stycznej w tym punkcie. W celu unikniecia wypunktowywania odcinka boku 116 rowka 58 wirnika przyleglego do zewnetrznej srednicy po¬ dzialowej 56, co nie jest pozadane ze wzgledu na niezawodnosc mechaniczna, kat y (fig- 6) miedzy styczna srednicy podzialowej 44 slimacznicy a stycz¬ na pierwszego boku 112 rowka 42 slimacznicy w punkcie przeciecia srednicy podzialowej z bo¬ kiem nie powinien byc wiekszy niz 90°. Jednakze, im mniejszy bedzie wymieniony kat y tym wiekszy bedzie przekrój otworu tloczonego.W tym celu pozadanym jest aby kat y byl moz¬ liwie zblizony do wartosci 90°. Kat ten bedzie równy 90° gdy czesc boku 112 przylegajaca do srednicy podzialowej 42 bedzie prosta poprowadzo¬ na ze srodka 70 wirnika.Zaopatrzenie obrysu boku slimacznicy 98, 100 w wycinek kolisty dna oraz powierzchni czolowej obrysu 102, 104 zaopatrzonego we wglebienia 106, 108 ma na celu utworzenie uszczelniajacego grzbie¬ tu 100, co oznacza, ze przy mozliwosci lekkiego uszkodzenia spowodowanego zetknieciem sie po¬ wierzchni 54 wspólpracujacej slimaka ze scianka walcowa przestrzeni roboczej nie powoduje po¬ wiekszenia sie otworu przeciekowego z komory daszkowej do strefy niskiego cisnienia maszyny.Jednakze wartosc kata tych kolistych czesci boku winna byc mozliwie jak najmniejsza, aby nie po¬ wiekszac otworu tlocznego i nie zmniejszac zdol¬ nosci przemieszczania maszyny.Wierzcholki glów zebów 48 slimacznicy uksztal¬ towane sa w sposób taki, aby obwodowe najbar¬ dziej zewnetrzne ich czesci osiagaly maksymalnie srednice slimacznicy mozliwie jak najszybciej w tym celu aby zwiekszenie sie otworu tlocznego przy glowach zebów bylo mozliwie jak najmniej¬ sze i aby glowy zeba posiadaly kilka wglebien 124, 126 przeznaczonych dla utworzenia rodzaju labiryntowego zamkniecia miedzy powierzchniami wspólpracujacymi slimacznicy a sciana walcowa przestrzeni roboczej.W celu zapewnienia niezawodnosci mechanicz¬ nej, gdy wirniki rozpoczynaja prace zazebiajac sie, boki 116, 122 powierzchni wspólpracujacej 54 sli¬ maka uksztaltowane sa w taki sposób, ze znajduja sie luzy pomiedzy bokami a plaszczami rozwiniecia boków 112, 118 slimacznicy 26 gdzie znajduja sie przeswity, które zmniejszaja sie z katem srodko¬ wym slimaka 12 osiagajac minimum na zewnetrz¬ nej srednicy podzialowej 56 wirnika na obrysie boku 122 wspólpracujacym z obrysem drugiego bo¬ ku 118 rowka 42 slimacznicy..W ten sposób uzyskuje sie takie korzysci, ze czesci boków róznych powierzchni wspólpracuja¬ cych maja w punkcie stycznym praktycznie taka sama predkosc obwodowa i z tego powodu nie wy¬ stepuja drgania wirników spowodowane brakiem plynnosci rozruchu. W wyniku tego unika sie nie¬ bezpieczenstwa stycznosci miedzy wierzcholkami wirników, jesli boki utworzone beda punktowo, co powoduje eliminacje przecieków z komór daszko¬ wych do strefy niskiego cisnienia maszyny.Fig. 7a — 7d odpowiadaja fig. 5a — 5d. Fig. 7a przedstawia polozenie katowe slimaka 22 w którym punkt 102 boku 116 slimaka wspólpracuje z punk¬ tem 114 boku 112 slimacznicy przy zamknietym otworze wysokiego cisnienia, odpowiadajace wiek¬ szej wartosci kata a wiekszej niz kata odpowiada¬ jacego zamknieciu promieniowego otworu wyso¬ kiego cisnienia przedstawionego na fig. 5a.Wobec tego, ze punkt styku 82 na drugim boku lezy po wewnetrznej stronie srednicy podzialowej 44 i jest oddalony bardziej od srednicy podzialo¬ wej, niz punkt 114 to na pierwszym boku utwo- io 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6017 83 167 18 rzj sie dodatni moment skrecajacy na slimacznicy 26, a nastepnie, odcinek pierwszego boku 112 leza¬ cy na zewnatrz punktu 114 powoduje dodatni mo¬ ment skrecajacy slimacznicy 26.Z polozenia katowego uwidocznionego na fig. 7a do polozenia katowego uwidocznionego na fig. 7b punkt 102 boku slimaka bedzie sie szybciej poru¬ szal w kierunku wewnetrznym wzdluz pierwszego boku rowka slimacznicy anizeli punkt styku 82 w kierunku wewnetrznym wzdluz drugiego boku rowka slimacznicy, co powoduje to, ze ciecz za¬ cisnieta w rowku slimacznicy zadziala ujemnym momentem skrecajacym na slimacznice.Jednakze ciecz dzialajaca na mniejszy odcinek pierwszego boku rowka slimacznicy lezacego na zewnatrz punktu 114 zadziala na slimacznice do¬ datnim momentem skrecajacym. Ten moment skrecajacy jest w przyblizeniu tej samej wielkosci co najwiekszy ujemny moment skrecajacy uzyski¬ wany w kieszeni, w wyniku czego ujemny moment skrecajacy bedzie zawsze wyrównany. Ponadto kie¬ szen bedzie polaczona z otworem osiowym wyso¬ kiego cisnienia w sposób taki, ze nie powstanie w nim dodatkowy wzrost cisnienia.Z polozenia katowego uwidocznionego na fig. 7b do polozenia katowego uwidocznionego na fig. 7c punkt 102 boku slimaka bedzie sie poruszal wol¬ niej ku wnetrzu wzdluz pierwszego boku rowka slimacznicy, w stosunku do jego oddalenia od srodka slimacznicy, niz ruch punktu styku 82 do wewnatrz, wzdluz drugiego boku rowka slimacz¬ nicy, w stosunku do jego oddalenia od srodka slimacznicy, co oznacza, ze wartosc ujemnego momentu skrecajacego dazy stale do zera w polo¬ zeniu uwidocznionym na fig. 7b.Ciecz robocza zamknieta w kieszeni bedzie o bardzo malej masie i zostanie oprózniona po¬ przez wglebienie 106, 108 w sposób taki, ze w kie¬ szeni nie nastepuje zaden wzrost cisnienia. Ponie¬ waz objetosc kieszeni spada do zera na dnie rowka slimacznicy, to moment zginajacy dzialajacy na powierzchnie wspólpracujaca slimacznicy jest bez znaczenia.Jak uwidoczniono na fig. 7d mala masa cieczy zamknieta we wglebieniach 106, 108 zostaje prze¬ puszczona do strefy niskiego cisnienia w sposób taki, ze nie wymaga specjalnego rozwiazania prze¬ znaczonego do wyladowania tej cieczy. PL PL

Claims (21)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Maszyna z wirnikami srubowymi posiadajaca pare wspólpracujacych zazebiajacych sie wirników ze srubowymi powierzchniami i rowkami o kacie opasania mniejszym od 360°, dostosowanych do wirowania wokól równoleglych osi w obrebie przestrzeni roboczej maszyny, przy czym przestrzen robocza posiadajaca otwory wysokiego i niskiego cisnienia, utworzona jest przez co najmniej dwa przenikajace sie otwory, w wyniku czego para rowków wspólpracujacych tworzy komore daszko¬ wa, której czolo lezy w plaszczyznie poprzecznej do osi wirników a wiec pokrywajacej sie z wlotem otworu wysokiego cisnienia maszyny, przy czym jeden z wymienionych wirników jest wirnikiem w ksztalcie slimacznicy, to znaczy jest uksztalto¬ wany w sposób taki, ze co najmniej wieksza czesc powierzchni wspólpracujacych i rowków znajduje s sie po wewnetrznej stronie srednicy podzialowej wirnika, a boki powierzchni wspólpracujacej sa wklesle, natomiast drugi z wymienionych wirni¬ ków jest w ksztalcie slimaka, to znaczy jest uksztal¬ towany w taki sposób, ze co najmniej wieksza czesc powierzchni wspólpracujacych i rowków lezy po wewnetrznej stronie srednicy podzialowej wir¬ nika, a boki powierzchni wspólpracujacych sa zwykle wypukle, znamienna tym, ze w plaszczyz¬ nie poprzecznej do osi slimaka (12) i slimacznicy (26) obrys okreslajacy wklesly bok (50, 112) kaz¬ dego rowka (42) slimacznicy, tworzacy obwodowa scianke zewnetrzna jednej odnogi komory, która posiada co najmniej czesc (44—98) lub (64—74), przy czym przylegle linie lezace po wewnetrznej stronie srednicy podzialowej (44) slimacznicy (26) przechodza calkowicie wewnatrz luku kolistego przez promieniowo wewnetrzny punkt dna rowka (64) i obrysu boku slimacznicy (98) srednicy podzia¬ lowej (44) i krzywej epicykloidalnej (74) ze srod¬ kiem lezacym w punkcie (72) przeciecia srednicy podzialowej (44) z prosta promieniowa poprowa¬ dzona od srodka (70) slimacznicy (26) przez pro¬ mieniowy wewnetrzny punkt dna rowka (64) wkleslego obrysu boku (50, 112) tak, ze obrys okres¬ lajacy wklesly bok (52) rowka slimacznicy, obrys boku (90) rowka (42) slimacznicy tworza obwodo¬ wa wewnetrzna sciane odnogi komory, zawiera¬ jaca co najmniej wieksza czesc (44—98) lub (64—74) po wewnetrznej stronie i przylegle do srednicy podzialowej (44) slimacznicy (26) umieszczonej w sposób taki, aby przebiegala ona po krzywej okreslonej zmiennym promieniem poprowadzonym od punktu (72) przeciecia ze srednica podzialowa slimaka (44) z promieniem naniesionym od srodka (70) do promieniowo najbardziej wewnetrznego punktu dna rowka obrysu (50), (90), (118) slimacz¬ nicy, przy czym wielkosc promienia wzrasta w spo¬ sób ciagly, gdy promien ten krazy wokól promie¬ niowo, wewnetrznego punktu dna rowka (64, 100) czesci (64—44) lub( 100—44) w kierunku podzialo¬ wej srednicy (44), oraz ze obrysy boków slimaka (60, 116, 62, 94, 122) kazdej powierzchni (54) wspól¬ pracujacej biegna wzdluz plaszcza utworzonego przez obrysy boku (50, 112, 52, 90, 118) slimacznicy, gdy powierzchnie (54, 46) i rowki (58, 42), wchodza w zazebienie i poza zazebienie.

2. Maszyna wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze punkty (64—74, 98—44, 64—44, 100—44) obrysu bo¬ ku (50, 112, 52, 90, 118) rowka slimacznicy na pro¬ mieniowej rozpietosci stanowia co najmniej 75°/o promieniowej rozpietosci calkowitego obrysu (50, 112, 112, 90, 118) boku od srednicy podzialowej do dna rowka (64).

3. Maszyna wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze rozpietosc promieniowa kazdej czesci (64—74, 98— —44, 64—44, 100—44) wynosi okolo 95°/o rozpietosci promieniowej calkowitego obrysu boku (50, 112, 52, 90, 118).

4. Maszyna wedlug zastrz. 3, znamienna tym, ze czesc obrysu (64—74, 98—44) pierwszego boku (50, 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6083 167 19 20 112) rowka (42) slimacznicy zawiera mniejszy od¬ cinek (114—44) bezposrednio przylegly do podzialo¬ wej srednicy (44) slimacznicy (26), w której mniej¬ szy odcinek (114—44) jest tak usytuowany, ze bieg¬ nie po krzywej okreslonej promieniem krazacym wokól punktów (72) przeciecia srednicy 44 podzia¬ lowej z promieniem wyprowadzonym ze srodka (70) slimacznicy (26) przez promieniowy wewnetrz¬ ny punkt dna rowka (64) obrysu wkleslego boku (50, 112) slimacznicy, przy czym wartosc tego pro¬ mienia wzrasta stale w miare, gdy promien ten krazy od punktu (114) na obrysie boku mniejszego odcinka do srednicy podzialowej (44).

5. Maszyna wedlug zastrz. 4, znamienna tym, ze wielkosc promienia srednicy podzialowej (114—44) wynosi ponizej 25% wielkosci promienia calko¬ witego obrysu wkleslego boku (50—112).

6. Maszyna wedlug zastrz. 5, znamienna tym, ze wielkosc promienia srednicy podzialowej (114—44) wynosi ponizej 15% wielkosci promienia calkowi¬ tego obrysu boku (50—112).

7. Maszyna wedlug zastrz. 4, znamienna tym, ze punkt na obrysie boku (114—44) przeciecia sie ze srednica podzialowa biegnie stycznie w kierunku do srodka promienia (70) slimacznicy (26).

8. Maszyna wedlug zastrz. 4, znamienna tym, ze punkt na obrysie boku (114—44) obrysu wkleslego boku (50—112) rowka slimacznicy w jego promie¬ niowo wewnetrznym punkcie (114) posiada normal¬ na, która przechodzi przez punkt przeciecia (72) srednicy podzialowej (44) z promieniem wyprowa¬ dzonym ze srodka (70) slimacznicy (26) przez we¬ wnetrzny punkt dna rowka (64) wkleslego boku (50—112).

9. Maszyna wedlug zastrz. 8, znamienna tym, ze punkt na obrysie boku (114—44) przebiega po pros¬ tej biegnacej ze srodka (70) slimacznicy (26).

10. Maszyna wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze czesc obrysu (64—74) wkleslego boku rowka (50) slimacznicy jest tak rozmieszczona, aby przebie¬ gala po krzywej epicykloidalnej utworzonej przez zakonczenie wspóldzialajacej powierzchni (66) od¬ powiedniej do zasadniczej czesci obrysu wypuklego boku powierzchni (60) wspólpracujacej slimaka, przy czym zasadnicza czesc obrysu boku (60) po¬ wierzchni wspólpracujacej slimaka jest tak roz¬ mieszczona, aby przebiegala po krzywej epicykloi¬ dalnej (74) utworzonej przez promieniowo najbar¬ dziej oddalony zewnetrzny punkt zasadniczej czes¬ ci dna rowka (64) wkleslego boku rowka (50) sli¬ macznicy.

11. Maszyna wedlug zastrz. 4, znamienna tym, ze obrys boku slimacznicy (98—114) obrysu boku (112) rowka slimacznicy rozmieszczony na obrysie boku (114—44) jest rozmieszczony w taki sposób, ze prze¬ biega po krzywej epicykloidalnej utworzonej przez punkt obrysu (102) czesci czolowej powierzchni od¬ powiadajacej w stosunku do wspóldziajacego bo¬ ku (116) slimaka, przy czym wiekszy odcinek wspól¬ dzialajacego boku (116) powierzchni wspólpracuja¬ cej slimaka jest tak rozmieszczony, aby przebiegal po krzywej epicykloidalnej utworzonej przez pro¬ mieniowo zewnetrzny punkt na obrysie (114) od¬ cinka (98—114) czesci obrysu wkleslego boku (112) slimacznicy.

12. Maszyna wedlug zastrz, 2, znamienna tym, ze czesc (64—44, 100—44) obrysu boku (62, 90, 118) rowka slimacznicy posiada styczna przebiegajaca przez punkt przeciecia srednicy podzialowej (44) 5 z promieniem wyprowadzonym ze srodka (70) sli¬ macznicy (26).

13. Maszyna wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze czesc (100—44) obrysu drugiego boku (118) slimacz¬ nicy jest tak rozmieszczona, aby przebiegala po 10 luku kola o promieniu biegnacym od oddalonego od wewnetrznego jego punktu (100) do punktu jego przegiecia ze srednica podzialowa (44) z tym, ze srodek wymienionego luku lezy na zewnatrz po¬ dzialowej srednicy (44) na prostej poprowadzonej 15 od obrysu boku slimacznicy (100) czesci (100—44) poprzez punkt (72) przeciecia podzialowej srednicy (44) z promieniem wyprowadzonym ze srodka (70) slimacznicy (26) przez promieniowy wewnetrzny punkt (64) dna rowka obrysu drugiego boku (118) 20 rowka slimacznicy.

14. Maszyna wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze obrys wkleslego boku (112) rowka (42) slimacznicy zawiera mniejszy odcinek (64—98) przebiegajacy przez dno rowka (64) obrysu boku (112), przy czym 25 odcinek (64—98) przebiega po luku kola, którego srodek lezy w punkcie (72) przeciecia podzialowej srednicy (44) z promieniem (70) wyprowadzonym ze srodka slimacznicy (26) przez dno rowka (64) obrysu wkleslego boku (112). 30

15. Maszyna wedlug zastrz. 14, znamienna tym, ze obrys (118) drugiego boku slimacznicy zawiera mniejszy odcinek (64—100) przebiegajacy przez dno rowka (64), przy czym odcinek (64—100) przebiega po luku kola, którego srodek lezy w punkcie (72) 35 przeciecia podzialowej srednicy (44) z promieniem (70) prowadzonym ze srodka slimacznicy (26) przez dno rowka na obrysie (118) drugiego boku slimacz¬ nicy.

16. Maszyna wedlug zastrz. 15, znamienna tym, 40 ze mniejsze odcinki (64—98) lub (64—100) obrysów pierwszego i drugiego boku (112, 116) przebiegaja po luku kola.

17. Maszyna wedlug zastrz. 14, znamienna tym, ze mniejszy odcinek (102, 110) obrysu wspóldzia- *5 lajacego boku (116) rowka z mniejszym odcinkiem (64, 90) wkleslego boku (112) rowka (42) slimacz¬ nicy zaopatrzony jest we wglebienia (106) wewnatrz plaszczyzny (64, 98) rozwiniecia obrysu powierzchni wspólpracujacej slimacznicy, przy czym brzegi so wglebien (106) rozciagaja sie od punktów ograni¬ czajacych mniejszy odcinek (102, 110) obrysu boku wspóldzialajacego z bokiem (116) rowka slimaka przez obrys drugiego boku (122) powierzchni wspól¬ pracujacej slimaka zaopatrzonej we wglebienie 55 (108) i posiada uszczelniajacy grzbiet (110) na wierzcholku powierzchni (54) slimaka.

18. Maszyna wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze wspólpracujaca powierzchnia (46) slimacznicy za¬ opatrzona jest w naddatki glowy zeba (48) umiesz- 60 czone na zewnatrz podzialowej srednicy (44) sli¬ macznicy (26), a rowki (58) slimaka wyposazone sa w odpowiednie dna po zewnetrznej stronie (56) srednicy podzialowej slimaka (12).

19. Maszyna wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze 65 posiada luzy miedzy obrysami (60, 116, 62, 94, 122) 15 20 25 30 35 40 45 50 5521 83 167 22 boku slimaka a obrysami boku (26) slimacznicy przy czym luzy miedzy tymi obrysami maleja w kacie srodkowym slimaka (12) osiagajac mini¬ mum w punkcie lezacym na srednicy podzialowej (44) slimaka i na obrysie boku (50, 112, 52, 90, 118) wspólpracujacego z obrysem (62, 90, 118) drugiego boku rowka (42) slimacznicy.

20. Maszyna wedlug zastrz. 17, znamienna tym, ze slimak (12) posiada cztery powierzchnie (54) wspólpracujace i wklesle boki rowka (58), a sli¬ macznica (26) posiada szesc powierzchni (46) wspól¬ pracujacych i rowków (42) slimacznicy z wydluze¬ niem promieniowym tych rowków ku wewnetrznej stronie slimacznicy (26) od srednicy podzialowej (44), wynoszacej od 18% do 21°/o srednicy zewnetrz- 5 nej slimaka (12).

21. Maszyna wedlug zastrz. 20, znamienna tym, ze wydluzenie promieniowe rowków (42) slimacz¬ nicy ku wewnetrznej stronie srednicy podzialowej (44) wynosi 18,5—20°/o zewnetrznej srednicy sli¬ maka (12). 1083 167 Fig.283 167 Fig.3 Fig.4 Fig.5c " W2 ^ i 36W \ lUjL Fig.683 167 Fig.7c Fig.7d 50# 60# 70* 80* 90* 100* HO* 120*126' OZGraf. Lz. 789 (110 + 25 egz.) Cena 10 zl PL PL