DE1287729B

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Publication number: DE1287729B
Application number: DE1961B0064428
Authority: DE
Priority date: 1961-10-19
Filing date: 1961-10-19
Publication date: 1969-01-23
Also published as: US3199771A; GB993874A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Förderraum- An sich sind Förderraumquerschnitte bekannt, die \ querschnitt eines gleichzeitig als Vakuumpumpe ar- unter Einbeziehung des Rotorquerschnitts bereits von behenden Vielzellenverdichters mit einem exzentrisch der reinen Sichelform mit stetiger Erweiterung bzw. f im Förderraum angeordneten zylindrischen Rotor Verjüngung abweichen. Bei Verdrängermaschinen S und mit mehreren, vorzugsweise acht, in gleichmäßig 5 der hier in Frage kommenden Art mit doppeltwir-' verteilten Schlitzen des Rotors unabhängig voneinan- kenden, den Rotor diametral durchsetzenden Arder geführten, einfach wirkenden, radial beweglichen beitsschiebern ist dies schon durch die Kinematik Arbeitsschiebern, die den zwischen dem Rotor und beim Umlauf der Schieber bedingt. Aber auch bei der Umfangswand des Förderraums verbleibenden, unabhängig voneinander geführten Arbeitsschiebern etwa sichelförmigen Raum in rotierende Arbeitskam- io ist eine Förderraumquerschnittskontur bekannt, die mern unterteilten, wobei diese Umfangswand eine aus zwei Kreisbogenteilen und dazwischenliegenden Ansaug- und eine Druckauslaßöffnung sowie im Ab- Übergangskurven gebildet ist, so daß auf den Kreisstand von mindestens einer Arbeitskammer- bzw. bogenteilen keine Relativbewegung der Arbeitsschie-Schieberteilung hinter dem Ende der Ansaug- bzw. ber zum Rotor stattfindet. Doch erstreckt sich hier Erstansaugöffnung eine schlitzförmige Zweitansaug- 15 die Kreisbogenkontur um den Mittelpunkt des Rotors Öffnung aufweist und ferner in einem letzten Bereich an der Außenwand des Arbeitsraums vom Ende des vor dem Beginn der Druckauslaßöffnung so bogen- Einlaßschlitzes bis zum Beginn des Auslaßschlitzes, förmig zum Rotor hin gekrümmt verläuft, daß in die- so daß eine innere Verdichtung nicht stattfindet, sonsem Bereich ihr radialer Abstand vom Rotorquer- dem nur eine Verdrängung mit erheblich geringerem schnittskreis abnimmt und die durchlaufenden Ar- 20 Wirkungsgrad. Dem Umstand, daß durch drei zusätzbeitskammern sich verkleinern. liehe kleine Öffnungen in diesem Bereich wahlweise Der Förderraumquerschnitt einer bekannten Ma- Luft unter Förderdruck aus einem druckseitigen Beschine dieser Art wird im wesentlichen durch einen hälter in die vorbeilaufenden Arbeitskammern einzum Rotorquerschnittskreis exzentrischen Kreis ge- dringen kann, kommt der momentane Stillstand der bildet. Infolgedessen wird die durch die Zweitansaug- as Arbeitsschieber im Rotor ebenfalls zugute. Es ist Öffnung aufgefüllte Arbeitskammer noch während weiterhin für einen Verdichter eine Förderraumquerihrer Verbindung mit der Öffnung wieder verkleinert, Schnittsgestaltung bekannt, bei der sich an einen zur so daß ein Teil der Auffüllung durch die Zweit- Rotorachse konzentrisch kreiszylindrisch geformten ansaugöffnung wieder zurückgedrückt wird, was zu Teil der Förderraumwand beidendig konvergierend einer Minderung des Füllgrades führt. Außerdem 30 zur Rotorumfangsfläche gekrümmt verlaufende kann bei Verbindung der von der Ansaugseite korn- Wandteile anschließen, wobei im Gegensatz zu den menden Arbeitskammer, in der noch Unterdruck vorerwähnten bekannten Ausführungen Ein- und herrscht, mit der Zweitansaugöffnung eine plötzliche Auslaß des Arbeitsraums sich nur im Bereich der Drucksteigerung in der Arbeitskammer auftreten, wo- Enden der konvergierenden Arbeitsräume befinden, durch insbesondere bei leichten Schiebern aus Kunst- 35 Doch fehlt auch hier eine Zweitansaugung. Die erstoff auf die Schieber eine Querkraft entgegen der wähnte Gestaltung dient auch nicht der Vermeidung Rotordrehung ausgeübt und ein Festhalten der Schie- schädlicher Kräfte oder Stöße auf die Arbeitsschieber im Rotor bewirkt wird, so daß die Schieber nicht ber, vielmehr ist offenbar hier der zum Rotor konzenmehr durch die Fliehkraft nach außen gegen die Ar- irische Teil des Arbeitsraums zwischen den konverbeitsraumwandung zur Anlage kommen, was eben- 40 gierenden Teilen deshalb erforderlich, weil die Arfalls zu einer Minderleistung führt, indem ein Über- beitsschieber in Abhängigkeit voneinander durch strömen aus der mit der Zweitansaugung in Verbin- Ringe geführt werden. Auch befinden sich bei dem dung stehenden Arbeitskammer in die Erstansaug- betreffenden Verdichter nur immer zwei Schieber kammer dort einen Abfall des Vakuums zur Folge hat. zwischen Ende des Einlaßschlitzes und Anfang des

Aufgabe der Erfindung ist es, die Förderraumquer- 45 Auslaßschlitzes.

schnittskontur bei einem gleichzeitig als Vakuum- Es empfiehlt sich, die erfindungsgemäße Förderpumpe arbeitenden Vielzellenverdichter mit Zweit- raumquerschnittskontur durch drei Kreisbögen zu ansaugung der eingangs erwähnten Art so zu gestal- bilden, wobei der Mittelpunkt eines oberen Kreisten, daß die vorerwähnten Mängel beseitigt werden bogens auf der senkrechten Mittelebene durch den und in der Verdichterwirkung eine Leistungssteige- 50 Rotormittelpunkt liegt, die Mittelpunkte der beiden rung erzielt wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch=-^ - Verbindungskreisbögen, auf denen das Ende der erreicht, daß die Querschnittskontur der-Umfangs- Erstansaugöffnung und der Beginn der Druckauslaßwand des Förderraums im Bereich vom Ende der Öffnung liegen, auf einer Senkrechten zur Linie sich (Erst-)Ansaugöffnung bis mindestens eine Kammer- befinden.

teilung hinter der Zweitansaugöffnung nach einem 55 In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer

konzentrisch zur Drehachse des Rotors verlaufenden Maschine mit den Merkmalen nach der Erfindung im

Kreisbogen gekrümmt ist und daß sich ihr Bereich Querschnitt dargestellt.

mit abnehmendem radialem Abstand vom Rotor- Die zugleich als Vakuumpumpe und Verdichter querschnittskreis vor Beginn der Druckauslaßöffnung arbeitende Vielzellenmaschine ist mit 1 bezeichnet, über eine bzw. nahezu eine Kammerteilung erstreckt. 60 Sie weist ein Gehäuse 2 mit einem den Förderraum Auf diese Weise entfällt während der Verbindung umgrenzenden Zylinder 3 auf, in welchem ein zylinder Arbeitskammer mit der Zweitansaugöffnung eine drischer Rotor 4 angeordnet ist, und zwar so, daß der Bewegung der Schieber in ihren Schlitzen im Rotor, Rotor 4 die Innenwandung 5 des Zylinders 3 an der so daß die Abdichtung der Kammer nach beiden Dichtstelle zwischen Saugkammer 10 und Druckkam-Seiten gewährleistet bleibt. Außerdem weist die Kam- 65 mer 11 bis auf den notwendigen Toleranzabstand bemer nach dem Absperren gegen die Zweitansaugöff- rührt. Im Rotor 4 sind in radial verlaufenden Schlitnung ihr größtes Volumen auf, so daß bei der Arbeit zen 6 durch Fliehkraftwirkung nach außen an die als Verdichter eine höhere Leistung erreicht wird. Innenumfangswand 5 des Zylinders 3 andrückbare,

quer zur Achsrichtung bewegliche Arbeitsschieber 7 angeordnet. Der Zylinder 3 ist an den Stirnseiten durch nicht dargestellte Deckel verschlossen, die auch die Lager für den Rotor 4 tragen, durch dessen exzentrische Lagerung im Zylinder 3 ein etwa sichelförmiger Raum entsteht, der durch die Schieber 7 in Arbeitskammern 9 unterteilt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind acht Schieber 7 vorgesehen, die je einen Winkel von etwa 45° zwischen sich einschließen. An der Stelle, an der sich die Umfangswand 5 des Arbeitsraums 8 und der Rotor 4 berühren, liegt die Trennung zwischen der Saugkammer 10 und der Druckkammer 11. Im Bereich jeder dieser Kammern ist der Zylinder 3 mit einer Öffnung 10' bzw. 11' zum Arbeitsraum 8 versehen.

Die Umfangswand 5 des Arbeitsraums ist, wie aus der Zeichnung deutlich ersichtlich, nicht kreisrund. In einem Abschnitt^ ist sie nach einem Kreisbogen gekrümmt, der konzentrisch zur Drehachse des Rotors 4 verläuft. Die sich zu beiden Seiten an den Abschnittt anschließenden Wandteile 12 des Arbeitsraums weisen an den Anschlußstellen gleiche Tangenten, aber verschiedene Krümmungsradien auf. Die Mittelpunkte dieser beiden Kreise liegen im Abstand voneinander auf einer Geraden G, die senkrecht zur vertikalen Mittelebene des Arbeitsraums verläuft. Die Wandteile bzw. Verbindungskreisbögen 12 gehen in einen oberen Kreisbogen 13 über, dessen Mittelpunkt auf der Geraden H, der Schnittlinie der senkrechten Mittelebene des Zylinders 3, liegt. An den Berührungsstellen des Kreisbogenstückes 13 mit den Wandteilen 12 weisen beide Abschnitte gleiche Tangenten auf. Durch diese Ausgestaltung der Arbeitsraumquerschnittskontur erhalten die momentan im Abschnitt A befindlichen Arbeitskammern 9' und 9" gleichen Rauminhalt. Der wirksame Teil α der Schieber 7 ist im Abschnitt A gleichbleibend, weil die Schieber 7 in diesem Bereich ihre Stellung in den Schlitzen 6 nicht verändern. In der Mitte des Abschnitts A erstreckt sich durch die Wandung des Zylinders 3 ein schmaler Schlitz 14, durch den der Arbeitsraum 8 mit der Außenluft in Verbindung steht. Durch diesen Schlitz 14 erfolgt die Zweitansaugung, während die Erstansaugung durch die Öffnung 10' der Ansaugkammer 10 erfolgt. Das Gehäuse 2 der Vielzellenmaschine 1 ruht auf einem Sockel, der mit 15 bezeichnet ist.

Die Wirkungsweise der Maschine 1 ist folgende: Bei Drehung des Rotors 4 in Pfeilrichtung wird Luft in die momentan zum Saugraum 10 offene Kammer der Arbeitskammer 9 durch die Erstansaugöffnung 10' angesaugt. Dieser Vorgang ist abgeschlossen, wenn der Schieber 7" die steuernde Kante 16 der Erstansaugöffnung 10' erreicht hat. Beim Weiterdrehen des Rotors 4 gibt der Schieber T den Schlitz 14 der Zweitansaugung für die Unterdruck aufweisende Kammer 9" frei, wodurch diese mit atmosphärischer Luft aufgefüllt wird. Die Zweitansaugung wird bei Weiterdrehung des Rotors 4 von der Kammer 9" wieder abgeschlossen, sobald der Schieber 7" die Zweitansaugöffnung, den Schlitz 14, passiert hat. Nun beginnt die Verdichtung der in der Kammer 9" eingeschlossenen Luft. Hat der Schieber T die steuernde Kante 17 der Druckauslaßöffnung, d. h. der Öffnung 11' der Druckkammer 11, erreicht, wird die verdichtete Luft durch die Druckkammer 11 zur Druckluftentnahmestelle gefördert.

Bei der dargestellten Maschine tritt der Nachteil, daß ein Teil der bei der Zweitansaugung angesaugten Luft durch den Schlitz 14 wieder nach außen gedrückt wird, nicht auf, weil die Kammern 9' und 9" gleichen Rauminhalt haben, so daß bei der Drehung des Rotors 4 eine Verkleinerung der Kammer im Abschnitt A nicht erfolgt. Da die Schieber 7 im Abschnitt^ sich auch nicht verschieben, ist ein Festklemmen derselben nicht möglich. Dadurch, daß der zum Rotor konzentrische Abschnitt A der Umfangswand 5 des Arbeitsraums auf der Saugseite bis zur steuernden Kante 16 der Erstansaugöffnung 10' sich erstreckt, wird erreicht, daß für die Erstansaugung schon das größte Volumen jeder Arbeitskammer 9 zur Verfügung steht, wie dies bei Vakuumpumpen ohne Zweitansaugung der Fall ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Förderraumquerschnitt eines gleichzeitig als Vakuumpumpe arbeitenden Vielzellenverdichters mit einem exzentrisch im Förderraum angeordneten zylindrischen Rotor und mit mehreren, vorzugsweise acht, in gleichmäßig verteilten Schlitzen des Rotors unabhängig voneinander geführten, einfach wirkenden, radial beweglichen Arbeitsschiebern, die den zwischen dem Rotor und der Umfangswand des Förderraums verbleibenden etwa sichelförmigen Raum in rotierende Arbeitskammern unterteilen, wobei diese Umfangswand eine Ansaug- und eine Druckauslaßöffnung sowie im Abstand von mindestens einer Arbeitskammer- bzw. Schieberteilung hinter dem Ende der Ansaug- bzw. Erstansaugöffnung eine schlitzförmige Zweitansaugöffnung aufweist und ferner in einem letzten Bereich vor dem Beginn der Druckauslaßöffnung so bogenförmig zum Rotor hin gekrümmt verläuft, daß in diesem Bereich ihr radialer Abstand vom Rotorquerschnittskreis abnimmt und die durchlaufenden Arbeitskammern sich verkleinern, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittskontur der Umfangswand (5) des Förderraums im Bereich (A) vom Ende (16) der (Erst-)Ansaugöffnung (10') bis mindestens eine Kammerteilung hinter der Zweitansaugöffnung (14) nach einem konzentrisch zur Drehachse des Rotors (4) verlaufenden Kreisbogen gekrümmt ist und daß sich ihr Bereich mit abnehmendem radialem Abstand vom Rotorquerschnittskreis vor Beginn (17) der Druckauslaßöffnung (1Γ) über eine bzw. nahezu eine Kammerteilung erstreckt.

2. Förderraumquerschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderraumquerschnittskontur durch drei Kreisbögen gebildet wird, wobei der Mittelpunkt eines oberen Kreisbogens (13) auf der senkrechten Mittelebene (H) durch den Rotormittelpunkt liegt, die Mittelpunkte der beiden Verbindungskreisbögen (12), auf denen das Ende (16) der Erstansaugöffnung (10') und der Beginn (17) der Druckauslaßöffnung (11') liegen, auf einer Senkrechten zur Linie (H) sich befinden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen