DE4239462C1 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/0021—Systems for the equilibration of forces acting on the pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C19/00—Rotary-piston pumps with fluid ring or the like, specially adapted for elastic fluids
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsringmaschine gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei derartigen Flüssigkeitsringmaschinen, die als
Vakuumpumpen und als Kompressoren eingesetzt werden, ist
die Achse des Laufrades exzentrisch zur Achse des Gehäuses
angeordnet. Die beiden entsprechenden Achsen sind in senk
rechter Richtung gegeneinander um ein Exzentrizitätsmaß
versetzt. Eine für Vakuumbetrieb optimierte Flüssigkeits
ringmaschine arbeitet im Kompressorbetrieb nicht optimal.
Durch das DE-GM 89 06 100 ist eine zweistufige Flüssig
keitsringpumpe mit zwei getrennt voneinander wirkenden
Laufradbereichen bekannt. Jeder Laufradbereich bildet mit
einem gesonderten Gehäuseteil eine Pumpenstufe. Die Achse
des Laufrades ist zu den Achsen der Gehäuseteile jeweils um
ein Exzentrizitätsmaß versetzt. Um die Lager und die Welle
von den auftretenden Querkräften zu entlasten, liegen die
Exzentrizitäten der beiden Pumpenstufen genau gegenüber.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flüssig
keitsringmaschine zu schaffen, die auf einfache Weise
sowohl für Vakuumbetrieb als auch für Kompressorbetrieb
optimal einsetzbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 in Verbindung mit den Merkmalen des
Oberbegriffs dadurch erreicht, daß bei Vakuumbetrieb die
Exzentrizität zwischen der Achse des Laufrades und der
Achse des Gehäuses entgegen der Schwerkraft gerichtet ist
und daß bei Kompressorbetrieb diese Exzentrizität in
Richtung der Schwerkraft liegt.
Die erfindungsgemäße Flüssigkeitsringmaschine weist sowohl
für Vakuumbetrieb (Enddruck gleich Atmosphärendruck) als
auch für Kompressorbetrieb (Ansaugdruck größer oder gleich
Atmosphärendruck) einen maximalen Wirkungsgrad auf. Da der
Druckverlauf im Gasraum die Wasserringkontur beeinflußt,
kann eine auf Vakuumbetrieb optimierte Flüssigkeits
ringpumpe bei Kompressorbetrieb nicht optimal arbeiten.
Eine bessere Anpassung an diese Druckkräfte kann durch
Änderung der Richtung des Exzentrizitätsmaßes erreicht
werden.
Damit verringert sich die aus Gewichtskraft und
hydrodynamischer Querkraft resultierende Kraft, wodurch
sich bei allen Betriebsbedingungen eine höhere Wellen
sicherheit sowie eine längere Lebensdauer der Wellenlager
ergibt. Der Wirkungsgrad ist hierbei unabhängig von dem
Aufstellort und der Aufstellart sowie unabhängig von der
Kopplung mit dem Antriebsmotor. So kann die erfin
dungsgemäße Flüssigkeitsringmaschine z. B. in einem Gestell,
auf dem Boden stehend oder an der Wand hängend befestigt
sein.
Zum Erreichen einer nochmals verbesserten Kompensation bzw.
vereinfachten Umstellung zwischen Vakuumbetrieb und
Kompressorbetrieb können verschiedene spezielle Maßnahmen
für sich allein oder in Kombination miteinander vorteilhaft
sein.
Bei einer stehenden Montage der Flüssigkeitsringmaschine
sind die Achse des Laufrades und die Achse des Gehäuses in
senkrechter Richtung gegeneinander um ein Exzentrizitätsmaß
versetzt. Der minimale Abstand zwischen Gehäuseinnenseite
und Laufrad (Scheitel) ist bei Vakuumbetrieb radial ober
halb der Laufradwelle und bei Kompressorbetrieb radial
unterhalb der Laufradwelle angeordnet (Anspruch 2).
Eine optimale Kompensation der auftretenden hydro
dynamischen Querkraft durch die Gewichtskraft der Welle
erhält man bei einer Flüssigkeitsringmaschine gemäß
Anspruch 3. Demgegenüber ist eine Drehung der Flüssigkeits
ringmaschine um 180° (Anspruch 4) eine besonders einfache
Kompensationsmaßnahme.
Die Lage der Exzentrizität zwischen der Achse des Gehäuses
und der Achse des Laufrades kann bei einer Flüssigkeits
ringmaschine gemäß Anspruch 5 auf besonders einfache Weise
geändert werden. Ist für die Änderung der Lage des Exzen
trizitätsmaßes nur eine Drehung der Flüssigkeitsring
maschine um 180° vorgesehen, dann ist eine Ausgestaltung
der Flüssigkeitsringmaschine gemäß Anspruch 6 besonders
vorteilhaft.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs
beispielen anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Anordnung der Steuerscheibe bei
Vakuumbetrieb,
Fig. 2 eine Anordnung der Steuerscheibe bei
Kompressorbetrieb,
Fig. 3 die stirnseitige Ansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsringmaschine.
In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 eine Steuerscheibe bezeichnet,
die zusammen mit einem Laufrad im Gehäuse einer Flüssig
keitsringmaschine montiert ist. In der Steuerscheibe 1 sind
in bekannter Weise ein Saugschlitz 2, durch den das zu
komprimierende Gas in die Zellen des vor der Steuerscheibe
1 befindlichen Laufrades eintritt, und ein Druckschlitz 3,
durch den das komprimierte Gas austritt, angeordnet. Mit 4
sind die dem Druckschlitz 3 zugeordneten Steuerschlitze
bezeichnet.
In der Steuerscheibe 1 der erfindungsgemäßen Flüssigkeits
ringmaschine ist ein Wellendurchlaß 5 derart angeordnet,
daß die Achse 6 des Laufrades exzentrisch zur Achse 7 des
Gehäuses liegt. Wie die Darstellungen in den Fig. 1 und 2
erkennen lassen, sind die beiden entsprechenden Achsen 6
und 7 in senkrechter Richtung gegeneinander um ein
Exzentrizitätsmaß 8 versetzt.
Zar Kompensation der aus Ansaugdruck und Verdichtungsdruck
resultierenden hydrodynamischen Querkraft FH liegt das
Exzentrizitätsmaß 8 bei Vakuumbetrieb (Fig. 1) entgegen der
Schwerkraft und damit entgegen der Gewichtskraft FG,
wohingegen das Exzentrizitätsmaß 8 bei Kompressorbetrieb
(Fig. 2) in Richtung der Schwerkraft liegt. Man erhält damit
sowohl bei Vakuumbetrieb als auch bei Kompressorbetrieb
jeweils einen maximalen Wirkungsgrad.
Die Lage des Exzentrizitätsmaßes 8 läßt sich besonders
einfach bei dem in Fig. 3 in stirnseitiger Ansicht darge
stellten Ausführungsbeispiel ändern. Bei dieser Ausfüh
rungsform ist die Welle 9 des Laufrades mit ihrem einen
Ende in einem am Seitenschild 10 angegossenen Lagerträger
11 gelagert. Das andere Ende der Welle 9 ist ebenfalls in
einem in Fig. 3 nicht sichtbaren Lagerträger gelagert, der
am anderen, ebenfalls nicht sichtbaren Seitenschild ange
gossen ist.
Die in Fig. 3 gezeigte Flüssigkeitsringmaschine ist - wie
aus der Lage des Exzentrizitätsmaßes 8 ersichtlich - für
Vakuumbetrieb vorbereitet. Eine Umstellung auf Kompressor
betrieb erfolgt beim gezeigten Ausführungsbeispiel durch
eine Drehung der Flüssigkeitsringmaschine um 180°. Die
Flüssigkeitsringmaschine steht dann nicht mehr, wie in
Fig. 3 gezeigt, auf ihren am Seitenschild 10 angeformten Stand
füßen 12 und 13, sondern auf ihren ebenfalls am Seiten
schild 10 angeformten Zusatzfüßen 14 und 15. Die Zusatzfüße
14 und 15 sind vorzugsweise identisch mit den Standfüßen 12
und 13.
Es versteht sich in diesem Zusammenhang von selbst, daß die
Standfüße 12 und 13 sowie die Zusatzfüße 14 und 15 auch am
Gehäuse angeordnet sein können und daß anstelle von Stand-
und Zusatzfüßen auch umlaufende Befestigungsringe und/oder
umlaufende Spannbänder vorgesehen sein können. Im
letztgenannten Fall kann dann die erfindungsgemäße Flüssig
keitsringmaschine so gedreht werden, daß eine auf die Welle
9 des Laufrades wirkende hydrodynamische Querkraft FH der
Gewichtskraft FG der Laufradwelle 9 genau entgegengerichtet
ist.
Claims (6)
1. Flüssigkeitsringmaschine mit einem Gehäuse und mit einem
Laufrad, dessen Achse (6) um ein Exzentrizitätsmaß (8) zur
Achse (7) des Gehäuses versetzt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß dieses Exzentrizitätsmaß (8) bei Vakuumbetrieb entgegen
der Richtung der Schwerkraft und bei Kompressorbetrieb in
Richtung der Schwerkraft liegt.
2. Flüssigkeitsringmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der vom Exzentrizitätsmaß (8) bestimmte minimale
Abstand zwischen Gehäuseinnenseite und Laufrad bei Vakuum
betrieb radial oberhalb der Laufradwelle (9) und bei
Kompressorbetrieb radial unterhalb der Laufradwelle (9)
angeordnet ist.
3. Flüssigkeitsringmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der minimale Abstand zwischen Gehäuseinnenseite und
Laufrad derart gewählt ist, daß eine auf die Laufradwelle
(9) wirkende hydrodynamische Querkraft (FH) der Gewichts
kraft (FG) der Laufradwelle (9) genau entgegengerichtet
ist.
4. Flüssigkeitsringmaschine nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Änderung der Lage des Exzentrizitätsmaßes (8) durch
eine Drehung der Flüssigkeitsringmaschine um deren Gehäuse
achse (7), vorzugsweise um 180°, erzielbar ist.
5. Flüssigkeitsringmaschine nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Außenumfang des Gehäuses und/oder der Seitenschilde
(10) ein umlaufender Befestigungsring oder ein umlaufendes
Schlauch- bzw. Spannband angeordnet ist.
6. Flüssigkeitsringmaschine nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Gehäuse und/oder an den Seitenschilden (10) Stand
füße (12, 13) und diesen gegenüberliegende Zusatzfüße
(14, 15) angeordnet sind.
Priority Applications (4)
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Date | Code | Title | Description |
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