-
Gehäuse für Drehkolbenverdichter Die Erfindung betrifft ein Gehäuse
für Drehkolbenverdichter mit wenigstens zwei einander schneidenden achsparallelen
Bohrungen für eine entsprechende Anzahl achsparalleler im Außeneingriff ineinandergreifender
Schraubenrotoren, die in den Bohrungen rotieren, bestehend aus einer inneren Auskleidung
und einem diese Auskleidung tragenden äußeren Gehäuseteil, wobei die innere Auskleidung
und der äußere Gehäuseteil mit ringförmig angeordneten Rippen versehen sind, durch
welche die innere Auskleidung getragen und ein Kühlmantel zwischen der inneren Auskleidung
und dem äußeren Gehäuseteil gebildet wird.
-
Bei einer bekannten Gehäusekonstruktion der vorgenannten Art besteht
die innere Auskleidung aus zwei oder mehr koaxial hintereinanderliegenden, möglicherweise
dünnwandigen und elastischen Buchsen und ist in den äußeren Gehäuseteil eingesetzt.
Der Innenquerschnitt der Innenwandung der Auskleidung entspricht dem Umriß der zusammenarbeitenden
Rotoren und ist an den Stoßstellen, wo die Buchsenteile aneinanderliegen mit Flanschen
versehen, deren Außenrand sich gegen die zylindrische Innenumfangswand des äußeren
Gehäuseteils abstützt. Die Außenränder der Flansche sind dabei noch in die Form
von kurzen zylindrischen Buchsen zurückgebogen. Die Buchsenteile der Innenauskleidung
haben bei einer anderen Ausführungsform weit abstehende, an den Außenrändern den
Flanschen der äußeren Gehäuseteile entsprechende Flansche und sind damit durch Schraubenverbindung
fest mit dem entsprechend mehrteiligen äußeren Gehäuse verbunden. In Umfangsrichtung
sind die Wände der Buchsenteile der Innenauskleidung unnachgiebig geschlossen.
-
Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Ausführung ist darin zu
sehen, daß sie keine relative Ausdehnung der verschiedenen Bauteile zuläßt, so daß
durch Verziehen des Gehäuses, das infolge von Temperaturunterschieden während des
Betriebes auftreten kann, die Abdichtung zwischen den Rotoren und den Bohrungen
(innere Auskleidung) beeinträchtigt wird.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, die innere Auskleidung derart im äußeren
Gehäuseteil anzuordnen, daß sie sich nach allen Richtungen dehnen kann, ohne daß
die erforderliche Abdichtung und die Festigkeit der Konstruktion davon beeinflußt
wird.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die
innere Auskleidung in an sich bekannter Weise aus dünnwandigen Buchsenteilen herzustellen,
diese Buchsenteile an einer oder einige der den Verschneidungskanten entsprechenden,
in axialer Richtung verlaufenden Stoßstellen miteinander zu verschweißen, während
sie an den anderen Stoßstellen frei aneinanderliegen, um eine Ausdehnung der Buchsenteile
im Umfang zu ermöglichen, und weiter die Rippen an der inneren Auskleidung und an
dem äußeren Gehäuseteil derart mit in axialer Richtung offenen Ringnuten zu versehen,
daß dadurch entstandene Ringvorsprünge, in Ringnuten eingreifen, so daß durch diese
Verfalzung die Buchsenteile der inneren Auskleidung im äußeren Gehäuseteil gestützt
und zentriert sind, aber eine Ausdehnung der inneren Auskleidung gegenüber dem äußeren
Gehäuseteil in axialer Richtung ermöglicht ist.
-
Nach einem weiteren Vorschlag wird der äußere Gehäuseteil zusätzlich
zu den inneren Rippen mit axial und/oder ringförmig angeordneten äußeren Rippen
versehen, die als Verstärkungs- und Kühlrippen dienen.
-
Um außer der Verbindung zwischen der inneren Auskleidung und dem äußeren
Gehäuseteil eine weitere Verbindung dieser Teile zu erhalten, wird weiter vorgeschlagen,
die innere Auskleidung mit radial abstehenden durchbohrten Laschen und den äußeren
Gehäuseteil mit entsprechend innen angeordneten axial gerichteten Augen zu versehen
und durch die sich deckenden Laschen und Augen jeweils einen Bolzen zu stecken.
-
Als Material für das äußere Gehäuse wird zweckmäßig ein Leichtmetall
oder eine Leichtmetallegierung und für die innere Auskleidung ein gegen hohe Temperaturen
widerstandsfähiges Material genommen.
-
Im einzelnen geht die Erfindung aus dem nachfolgend an Hand der Zeichnung
beschriebenen Ausführungsbeispiel hervor.
-
Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Drehkolbenverdichter
mit einem Gehäuse gemäß der Erfindung nach Linie 1-I der Fig. 3 und 7,
Fig.
2 einen senkrechten Längsschnitt nach Linie 11-I1 der Fig. 3, Fig. 3 eine Stirnansicht
des Gehäuses in Richtung der Pfeile III-III in Fig. 2, Fig. 4 einen waagerechten
Längsschnitt durch das Gehäuse nach Linie IV-IV der Fig. 2, Fig. 5 einen Querschnitt
durch das Gehäuse nach Linie V-V der Fig. 2, Fig. 6 einen Querschnitt durch das
Gehäuse nach Linie VI-VI der Fig. 2 und Fig.7 eine Stirnansicht in Richtung der
Pfeile VII-VII in Fig. 1 eines die auslaßseitigen Enden der Rotornuten verschließenden
Ringteiles und eines Auslaßtrichters für das Arbeitsmittel.
-
Das Gehäuse für den Drehkolbenverdichter besteht aus einem äußeren
Gehäuseteil 12, der im wesentlichen aus zwei zylinderförmigen nebeneinanderliegenden
Mantelteilen 14 und 16 (Fig. 3 und 4) gebildet ist, die sich schneiden
und in denen zwei sich schneidende achsparallele Bohrungen 18 und
20 für je einen Schraubenrotor 22 vorgesehen sind. Die achsparallelen
Bohrungen 18, 20 sind mit innen liegenden, über die Länge der Bohrungen verteilten,
ringförmig angeordneten Rippen 24 versehen, wobei die Rippen in der einen
Bohrung in die Rippen in der anderen Bohrung übergehen. Die Rippen 24 dienen
als Haltemittel für eine die Schraubenrotoren 22 umschließende dünnwandige innere
Auskleidung 26, die aus zwei Buchsenteilen 28 und 30 besteht. Die
Buchsenteile sind ihrerseits mit außenliegenden ringförmig angeordneten Rippen 32
versehen. Die Rippen 24 des äußeren Gehäuseteiles 12 sind jeweils mit seitlichen
Ringnuten 34 und die Rippen 32 der inneren Auskleidung 26 mit entsprechenden
seitlichen Ringvorsprüngen 36 ausgerüstet. Diese Vorsprünge greifen in ein
und derselben Richtung in die Nuten 34 ein, so daß durch die sich ergebende Verfalzung
die Buchsenteile 28,30 der inneren Auskleidung 26 im äußeren Gehäuseteil
12 gestützt und zentriert sind, aber eine Ausdehnung der inneren Auskleidung 26
gegenüber dem äußeren Gehäuseteil 12 in axialer Richtung möglich ist.
-
Die Buchsenteile 28, 30 sind getrennt in die Bohrungen
18,20 des Gehäuseteiles 12 eingesetzt. Um das Einsetzen zu ermöglichen,
sind obere Teile der Rippen 24 des Gehäuseteiles 12 weggeschnitten,
so daß Ausnehmungen 38 (Fig. 6) gebildet sind. Beim Einsetzen werden die
Buchsenteile so gedreht, daß sie infolge der Rippen 24, 32 miteinander verkeilt
werden. Sobald die Buchsenteile 28, 30 mit ihren Verschneidungskanten ausgerichtet
sind, wobei die Stoßstelle 40 (Fig. 3) oben sitzt, werden sie zusammengeschweißt,
während die untere Stoßstelle 42 frei bleibt, um eine Ausdehnung der inneren
Auskleidung 26 im Umfang zu ermöglichen. Die Mitten der Bohrungen 18, 20
des äußeren Gehäuseteiles sind zweckmäßig um den Bruchteil eines Millimeters nach
oben versetzt, um die Auskleidung hochzupressen und ihre Senkung so minimal wie
möglich zu machen.
-
Die Rippen 24 der Bohrungen 18, 20, die die innere Auskleidung
26 tragen, begrenzen eine Anzahl ringförmiger Kühlräume 44, die ebenfalls
über die Länge der Bohrungen verteilt sind und entlasten in hohem Maße die innere
Auskleidung von Drücken, denen sie während des Betriebes ausgesetzt ist. Die Rippen
32 der Auskleidung 26 dienen als Verstärkung für die Auskleidung,
so daß diese sehr dünn sein kann, indessen doch so widerstandsfähig, daß hohe Druckdifferenzen
zwischen den von den Buchsenteilen gebildeten Arbeitskammern der Rotoren und den
Kühlräumen 44 in den äußeren Gehäuseteil aufgenommen werden können. Eine
dünnwandige Auskleidung ermöglicht eine wirksame und gleichförmige Kühlung der inneren
und äußeren Wände des Gehäuses.
-
Der obere Teil 46 (Fig. 2 und 6) des äußeren Gehäuseteiles
weicht von der allgemeinen im wesentlichen zylinderförmigen Gestalt des Gehäuses
ab. Er ist radial nach oben gezogen und mit nach innen weisenden Rippen
48 und mit innen angeordneten axial gerichteten Augen 50 versehen. Der Teil
der inneren Auskleidung 26, der im Bereich dieser Augen 50 liegt.
weist radial abstehende durchbohrte Laschen 52 auf und durch die sich deckenden
Laschen und Augen wird jeweils ein Bolzen 84 hindurchgesteckt, der somit
eine weitere Verbindung zwischen innerer Auskleidung und äußerem Gehäuseteil herstellt.
-
Der äußere Gehäuseteil 12 ist mit Standfüßen 56 sowie mit einer Anzahl
ringförmig und längs verlaufender Rippen 58, 60 versehen, um das Gehäuse zu verstärken
und um die Wärmeübertragung nach außen an die Umgebung zu verbessern.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Gehäuse
aus Leichtmetall oder Leichtmetallegierungen, wie Aluminium oder Aluminiumlegierung
und die Auskleidung aus verschleißfestem und gegen hohe Temperaturen widerstandsfähigem
Material, z. B. Stahl, hergestellt, um ein leichtes, indessen stabiles Gehäuse zu
schaffen.
-
Die folgenden über den Inhalt der Ansprüche hinausgehenden Teile der
Beschreibung und Zeichnung dienen nur der Erläuterung des Erfindungsgegenstandes,
sind jedoch nicht Gegenstand der Erfindung.
-
Bei dem dargestellten Drehkolbenverdichter wird das Arbeitsmittel,
z. B. ein gasförmiges Fördermittel, den Arbeitskammern durch einen axialen, von
einer Einlaßkammer 62 ausgehenden Einlaß 64 zugeführt. Die Einlaßkammer
ist in dem in der Zeichnung (Fig. 1) rechten Stirnende des äußeren Gehäuseteiles
12 angeordnet und mit einem Anschlußflansch 66 ausgerüstet. Der Auslaß
68 für das Arbeitsmittel liegt radial und an der oberen Seite des Gehäuseteiles
12 gegenüber dem Einlaß 64 und wird durch eine Öffnung 70 in
dem äußeren Gehäuseteil und eine Öffnung 72
in der inneren Auskleidung
26 gebildet und ist mit einem Anschlußflansch 74 versehen. Die einlaßseitigen
Stirnseiten 76 der Rotoren sind teilweise durch je eine Platte
78 abgedeckt, um eine direkte Verbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß
über die Rotorennuten zu verhindern. Aus diesem Grunde sind die Platten
78 an der oberen Hälfte des Schnittes (Fig. 3) zwischen den Rotorenden angeordnet
und mit
Bezug zur Drehrichtung der Rotoren sachgemäß ver-
setzt. Der
Abschluß der Schraubenrotoren an den auslaßseitigen Stirnseiten erfolgt durch einen
Ring 80,
der mittels eines Rohres 82 in der inneren Ausklei-
dung
26 gehalten wird. Der Ring 80 besitzt im oberen Teil einen
Auslaßtrichter 84 (Fig. 1 und 7) für das Arbeitsmittel, der
mit dem Auslaß 68 in Verbindung steht. Eine Anzahl gleichmäßig verteilter
Bolzen 86
verbindet den Ring 80 mit einem inneren Flansch 88
des äußeren
Gehäuseteiles, und eine Verfalzung des freien Endes des Rohres mit dem äußeren
Gehäuseteil und der inneren Auskleidung mittels axialer Ringrippenteile
90, 92 und axialer Ringnutenteile 94, 96 verhindert eine Verformung des mit
detri Rohr zusammengesetzten Ringes bei Ausdehnung der inneren
Auskleidung.
An den Enden der Schraubenrotoren 22 sind Wellenteile 98, 100 angesetzt,
mit deren Hilfe die Rotoren in Nabenteilen 102, 104 aus Stahl oder einem
anderen, gegen hohe Temperaturen und Verschleiß widerstandsfähigen Material getragen
werden, die nicht dargestellte geeignete Lager und Dichtungsteile umschließen. Die
Nabenteile 102 und 104 werden in Sitzen 106 bzw.
108 des äußeren Gehäuseteiles 12 selbst getragen, die mit einem Belag
110 bzw. 112 aus Stahl oder sonstigem, gegen hohe Temperaturen und
Verschleiß widerstandsfähigem Material versehen sind, um die Flächen nach dem Zusammensetzen
vor Abnutzung zu schützen. Die Rotoren und ihre Wellenteile sind mit einem zentralen
Kühlkanal 114 versehen, der an seinem äußeren Ende 116 im Wellenteil
98 geschlossen und durch eine Trennwand 118 in zwei Hälften
120, 122 unterteilt ist. Ein Rohr 124 leitet das Kühlmittel, das das
gasförmige Fördermittel sein kann, von dem Einlaß 126 in die Kanalhälfte
120, von wo aus es durch eine Anzahl radial verteilter Kanäle 128 in die
Kanalhälfte 122 gelangt und von dort durch Auslässe 130 wieder abströmt. Die Schraubenrotore
sind an einer Seite mit synchronisierenden Zahnrädern 132 versehen, während
an der anderen Seite ein Verbindungsstück 134 zum Anschluß an ein nicht dargestelltes
Triebwerk vorgesehen ist.