NL8001401A - Machine voor het verdichten en transporteren van fluida. - Google Patents

Description

t .

VO U2

Titel: Machine voor het verdichten en transporteren van flulda.

De uitvinding heeft betrekking op een machine, in het bijzonder een arbeidsmachine voor het verdichten en transporteren van fluxda van verschillende soort.

Gezien het •werkprincipe bestaat verwantschap met rotatiezuiger-5 machines in hun verschillende uitvoeringsvormen, -welke zich t.o.v. zuigermachines tot nog toe niet waargemaakt hebben. De hoofdoorzaken daarvan zijn in wezen de volgende: Problematische afdichting, hoge aatrekssnelheid op de afdichting, min of meer gecompliceerde vormen van het huis en de zuiger, technisch dure geleiding van de zuiger, 10 grote fabricagenauwkeurigheid, problemen bij het uitzetten van warmte, slechte warmteafvoer uit de binnenruimte van de zuiger, vereffening van de massa, drijfwerksmering, invloed van de slijtage op deKinematische functies.

In de compressorseetor heeft de als schroefcompressor bekend 15 geworden uitvoeringsvorm een aanzienlijke markt veroverd. Dit geldt speciaal voor de uitvoeringsvorm met directe oliekoeling in de can-pressieruimte. In het bereik boven 6 bar zijn zuigercompressoren in grote getalen op de markt. Terwijl de schroefcompressor zelf zeer compact geconstrueerd is, vereist de afscheiding van oliespatten 20 extra constructieve en toezichthoudende maatregelen.

De een- of meertrappige, drooglopende schroef voor transport van olievrije gassen vereist voor het vermijden van flankcontact een nauwkeurig werkende aandrijving.

Zeer hoge toerentallen zijn voor het verminderen van de lekver-25 liezen bij beide uitvoeringsvormen noodzakelijk. Hieruit resulteert een verlaging van het rendement.

Voor kleine drukverhoudingen en grote volumestromen zo ook bij vacuumbedrijf kent men ook de z.g. Roots-ventilatoren (tandwiel-ventilator met rechte flanken), bovendien de als veelcellencempressor 30 werkende rotatiecanpressor.

De als epi- en hypotrochoïdemachines bekend geworden constructies konden aan de hooggestelde verwachtingen niet voldoen. Speciaal als compressor geeft de geleiding van de zuiger en de smering nog onopgeloste problemen. Door de ongunstige warmteafvoer in het com-35 pressorcentrum en de grote snelheden op de afdichtlijsten alsmede grote 8 0 0 1 4 01 • *' < -2- irrvloeden van de schadelijke ruimte ligt het adiahatische en mechanische rendement ver onder dat van de zuigerccmpressor.

Reeds enige tijd is de rol-zuigercompressor "bekend, welke door eenvoudige geometrische ophouw het best als alternatief voor de zuiger-5 machine geschikt lijkt. Dit principe onderscheidt zich, doordat in een huis een ronde starre zuiger- afrolt, waarvan de diameter ongeveer 10# kleiner kan zijn dan de cylinderdiameter.

Door een excentrische krukaandrijving wordt de zuiger tegen de cylinderwand geperst. Voor het vormen van een zuig- en drukruimte is 10 behalve de lijnafdichting van cfezuiger t.o.v. de cylinder een radiaal beweegbare scheidingsschuif aanwezig, welke door veer- en transportdruk tegen de rolzuiger wordt aangedrukt. Gedurende een crawenteling wordt eenmaal aangezogen en uitgestoten.

Zolang de zuiger met voldoende voorspanning tegen de cylinderwand 15 wordt geperst, rolt de zuiger als gevolg van de kleinere diameter overeenkomstig de vergelijking:

DK

i = -=--- voor D = X D„ (K zuiger-0)

DK - Dz K Z

20 1 i — _ 1— (Z = cylinder-0)

Dit betekent dat de zuiger bij een 10# kleinere diameter met i gelijk aan -(10), dus 1/10 van het toerental van de excentriekas tegengesteld afrolt, uiteraard slechts zolang het wrijvingsmcment tussen 25 cylinder en zuiger groter is dan het wrijvingsmcment in het leger.

Het gaat dus qua functie cm een eenplanetig wrijvingswieldrijfwerk met excentrische aandrijving. De vereffening van de massa geschiedt door middel van een tegengewicht op de krukas. Op de afrolplaats vindt een lijncontact plaats, dat bij voldoende aanpersing volgens de 30 vergelijking van Hertz afvlakt.

Als gevolg van de kleinere rolsnelheid van de zuiger geeft de afdichting scheidingsschuif-zuiger geen extra moeilijkheden.

De hoofdproblemen, in het bijzonder bij het gebruik als compressor, treden cp bij de contactplaats tussen zuiger en cylinder.

35 Een kleinere aanpersdruk verstoort het afrollen en leidt als 80 0 1 4 01 -3- *

A

* gevolg van het verhogen van het toerental van de zuiger tot wrijvings-verliezen en fouten in de afdichting. Door het onrond worden zal het systeem minder goed functioneren. Een hogere aanpersdruk vergroot de aanpersing volgens Hertz.

5 Ha korte bedrijfstijd treden storingen door materiaalveimoeidheid op. Het af rollen wordt kinematiseh merkbaar verstoord door de cylinder-sleuf voor het opnemen van de scheidingsschuif. De breedte van de schei-dingsschuif is groter dan de door de aanpersdruk veroorzaakte afvlak-king volgens Hertz, zodat de zuiger op deze plaats niet meer wrijvend 10 aansluit. De doorsnede voor het opnemen van de scheidingsschuif verloopt over de gehele breedte van de zuiger. Het door de scheidingsschuif uitgeoefende wrijvingsmcment is uiteraard kleiner dan het wrijvings-mcment van het leger. De zuiger ligt op deze plaats niet meer met wrijving aan. De door de compressie veroorzaakte krachten werken de aan-15 perskracht tegen.

Als gevolg van het grote cylinderbuitenvlak bestaat ook een goede warmteafstraling naar buiten. Dit geldt echter niet voor de binnenruimte ' van de compressor. De binnen de zuiger liggende krukas en de legering vormen tezamen met de zuiger een nagenoeg massief materiaalblok, dat 20 door de compressiewarmte en de legerwrijving aanzienlijk hogere temperaturen aanneemt dan de buitencylinderwelke door de verdeling in zuigen drukruimte verschillend wordt verhit en aldus thermisch onrond vervormd wordt. De besproken problemen nemen uiteraard met de constructie-grootte toe, waardoor deze uitvoeringsvorm ook als gevolg van de aan-25 zienlijke door de grote precisie vereiste fabricagekosten tot kleine . uitvoeringsvormen of speciale toepassingen in warmtepompen en klimatologische installaties beperkt wordt, ofschoon men intussen door een nieuwe afroltechniek, b.v. volgens het kniehefboomprincipe, een bepaalde verbetering heeft bereikt, 30 Doel van de uitvinding is de besproken bezwaren en onvolkomen heden van de bekende machine van dit type te ondervangen, in het bijzonder een doelmatige afdichting tussen de scheidingselementen enerzijds en de zuiger anderzijds te waarborgen en daarenboven zeker te stellen, dat de slijtage van de zuiger practisch gelijk aan nul is.

35 Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat de zuiger 80 0 1 401 4

-V

· > als dunwandige, elastisch vervormbare ring is uitgevoerd, welke door een tenminste twee uitsteeksels bezittend draailichaam in het bereik van die uitsteeksels met een zodanige kracht tegen de binnenwand van de cylinder wordt gedrukt, dat bij het draaien van dat lichaam de be-5 weging tussen het buitenvlak van de ring en de cylinderbinnenwand zonder slip plaatsvindt.

Doelmatig is de buitendiamèter van de ring in onbelaste toestand van het draailichaam kleiner dan de binnendiameter van de cylinder.

Volgens een uitvoeringsvorm bestaat het draailichaam uit twee 10 in radiale lichting onderling verstelbaar en verend ondersteunde delen, waarbij het uitsteeksel, van het ene deel ongeveer de vorm van een cirkelboog heeft. Doelmatig zijn tussen de ring en het draailichaam rollen aangebracht. Daarbij heeft het draailichaam een kooi, terwijl de uitsteeksels door daarin gelegerde rollen worden gevormd. De rollen kunnen 15 daarbij langs de amtrek glad doorlopend zijn uitgevoerd en aanliggen tegen een in de cylinderas vrij gelegerd steunorgaan.

De rollen kunnen echter ook ringvoimige groeven bezitten, waarbij de deze begrenzende, kraagvormige delen van de ene rol in de vorm van een kam in de ringvormige groef van de andere rol grijpen. De rollen 20 zijn in radiale richting verstelbaar.

Op deze wijze wordt een doeltreffende afdichting tussen de schei-dingselementen enerzijds en de zuigers anderzijds gewaarborgd en daarenboven slijtage van de zuiger uitgesloten.

Bij voorkeur zijn de scheidingselementen als in cylinders ge-25 legerde·, onder invloed van een terugstelkracht staande zvenkvleugels uitgevoerd. Daarbij heeft elke zwenkvleugel een gewelfd vlak, dat afdichtend tegen de dunwandige, vervormbare ring aanligt.

Verdere voordelen van de nieuwe machine zijn: Functionele zekerheid door een vooraf bepaalde aanpersdruk op de contactplaats tussen 30 cylinder en zuiger; door vooraf bepaalde nastelkracht geen slip tussen zuiger en cylinder; thermisch veroorzaakte vervormingen en afwijkingen van de cylindervorm worden automatisch gecompenseerd; alle elementen zijn rotatiesymmetrisch aangebracht, dus geen vrije massakrachten; de door gas- of vloei stof druk veroorzaakte krachten heffen elkaar 35 onderling op, zodat doorgaans geen extra legers voor de as noodzakelijk 800 1 4 01 - · 4 -5- zijn. Hèt systeem is zelf-centrerend; zuigkleppen, drukkleppen in het lage drukbereik en hij niet samendrukbare transportmedia en vloeistof-transport; zeer goede warmteafvoer, cmdat ook de binnenzijde van de zuiger gekoeld kan worden; hoger volumetrisch rendement, tenminste vier 5 zuig- en drukfasen bij een omwenteling (tweerollenaandrijving); kleinere snelheden op de afdichtplaatsen; kleinere radiale bewegingen van de scheidingselementen; kleiner volume; lage fabricagekosten; groot toepassingsgebied; hoge aandrijftoerentallen; pulsatiearm transport; goede afdichting aan de kopzijde, cmdat als gevolg van de koeling van 10 cylinder en zuiger de spleet aan de kopzijde door lengteverschillen nauwelijks beïnvloed wordt; weinig geruis of trillingen; automatisch nastellen door een. uitstulpeffeet van de tegenover elkaar werkende, resulterende drukkrachten en onder invloed van de centrifugaalkracht van de planeetroliën bij een radiaal beweegbare uitvoeringsvorm; 15 toepasbaarheid als verbrandingsmotor; geschikt voor lage- en hogedruk; eenvoudige, in de begintoestand ronde constructie-elementen; hoog rendement.

Verdere bijzonderheden van de uitvinding worden onder verwijzing naar de tekening bespreken. Daarin toont: 20 fig. 1 een dwarsdoorsnede door een eerste uitvoeringsvorm van een arbeidsmachine volgens de uitvinding; fig. 2 een doorsnede volgens de lijn II-II van fig. 1; fig. 3 een dwarsdoorsnede door een tweede uitvoeringsvorm van de arbeidsmachine volgens de uitvinding; 25 fig· U een zijaanzicht, ten dele doorsnede, van de machine volgens fig· 3; fig. 5 schematisch het verloop van het af rollen bij de machine volgens fig. 3 en U; fig. 6 een gedeeltelijk aanzicht van een andere uitvoeringsvorm 30 van een arbeidsmachine volgens de uitvinding; fig. T schematisch de drukverhoudingen bij- de machine volgens fig. 6; fig. 8-11 zeer schematisch een uitvoeringsvorm van de machine volgens de uitvinding in verschillende bedrijfsstanden; 35 fig. 12 op verkleinde schaal een doorsnede door de constructie 80 0 1 4 01 -6- volgens fig. 8-11; fig. 13 een dwarsdoorsnede door een verdere uitvoeringsvorm van een machine volgens de uitvinding; fig. l!+ schematisch de werking van de machine volgens fig. 13; 5 fig. 15-17 schematisch de machine volgens fig. 13 met twee schei-dingsschuiven; fig. 18 een dwarsdoorsnede door een uitvoeringsvorm van de arbeids-machine volgens de uitvinding; fig. 19 een gedeeltelijke doorsnede door een praktische uitvoerings-10 vorm van de machine volgens de uitvinding; fig. 20 een zijaanzicht van een machine volgens fig. 19; fig. 21 een gedeeltelijke doorsnede door een uitvoeringsvorm van een machine volgens de uitvinding; fig. 22 een gedeeltelijke doorsnede van de elastisch vervormbare 15 ring bij een machine volgens de uitvinding; fig. 23 een dwarsdoorsnede door een andere uitvoeringsvorm van de machine volgens de uitvinding; fig. 2k een dwarsdoorsnede door wederom een andere uitvoeringsvorm van de machine volgens de uitvinding; 20 fig. 25-33 op vergrote schaal gedeeltelijke doorsneden door verschillende uitvoeringsvormen van de scheidingselementen en de legering in de cylinder bij een machine volgens de uitvinding.

In het algemeen zij erop gewezen, dat de machine volgens de uitvinding zowel als motor als arbeidsmachine toegepast kan worden, n.l.

25 b.v. als verbrandingsmotor of als compressor, resp. pomp voor f lui da van verschillend type.

Door 1 is de cylinder aangeduid, waarin in het weergegeven uitvoe-ringsvoorbeeld twee aanzuigstcmpen 2, 3 alsmede twee uitlaatstcmpen H, 5 uitmonden. In de wand van de cylinder 1 zijn scheidingselementen 30 in de vorm van zwenkvleugels 6, 7 gelegerd, welke onder de invloed van terugstelelementen, b.v. de veren staan, welke de neiging hebben, tezamen met de transportdruk de zwenkvleugels 6,7 tegen een rol 8 aan te drukken, welke als elastisch vervormbare ring is uitgevoerd. Deze scheidingselementen hebben dezelfde functie als de scheidingsfuncties 35 bij een rolzuigercampressor, n.l. zuigruimten 9» 10 van de drukruimten 11,13 te scheiden.

80 0 1 401 -τ-

Voorts is een draailichaam met drie uitsteeksels aanwezig, welke de zuiger 8 tegen de wand van de cylinder 1 aandrukken met een zodanige kracht, dat hij de draaiheweging van dat lichaam de beweging tussen het buitenvlak van de ring 8 en de binnenwand van de cylinder 1 slipvrij 5 is, zodat een slipvrije afrolbeweging ontstaat. De hiervoor noodzakelijke aandrukkracht kan nauwkeurig ingesteld worden.

De buitendiameter van de ring 8 is in onbelaste toestand van het draailichaam kleiner dan de binnendiameter van de cylinder 1.

Het draailichaam heeft bij de in fig. 1 en 2 weergegeven uitvoerings-10 vorm een kooi, welke uit de beide flensvormige platen 13, 1^ bestaat, welke door stangen, b.v. 15, of rechtstreeks met elkaar verbonden zijn.

Op de flensvormige plaat 13 is een asndrijfas l6 aangebracht.

De uitsteeksels worden door in het draailichaam gelegerde rollen 17 tot 19 gevormd, welke in het weergegeven geval aan de ontrek glad 15 doorlopend zijn uitgevoerd. Deze rollen 17 tot 19 zijn in radiale richting verstelbaar en steunen tegen een vrij draaibaar gelegerd orgaan 20, dat als dunwandige buis met een iets grotere diameter dan de binnencirkel van de rollen is uitgevoerd. Deze constructie is zelf-centrerend en benodigt geen extra legering van het draailichaam, welke 20 in het onderhavige geval als aandrijving wordt gebruikt.

Bovendien zijn steunroliën 21 tot 23 aanwezig, welke een ontoelaatbaar doorbuigen van de zuiger 8 verhinderen. Het contact met de rollen 21 tot 23 vindt eerst onder belasting plaats.

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 3 en U bestaat het draailichaam 25 uit twee in radiale richting onderling verstelbare en verend gesteunde delen 2h, 25, waarbij de uitsteeksels 2ha, 25a langs de omtrek ongeveer de vorm van een cirkelboog hebben. Voorts is tussen de zuiger 8 en het draailichaam een rollend leger 26 aangebracht. Bij deze uitvoeringsvorm zijn als scheidingselementen schuiven 27, 28 toegepast. Het draai-30 lichaam ontwikkelt de voorspanning zelf door het automatisch nastellen door middel van schroeven 29 en de veerpakketten 30. Bij geringe breedte is het voldoende, wanneer de buitenring van het rollenleger 26 rechtstreks afrolt. Er kunnen echter ook meerdere rollenlegers met contact aan de kop toegepast worden. De aanpersing resp. het nastellen kan 35 door de centrifugaalkracht ondersteund worden. Deze uitvoeringsvorm 300 1 4 01 -8- is in het "bijzonder geschikt als oliebron resp. oliemotor.

Fig. 5 van de tekening toont schematisch het afrollen hij de constructie volgens fig. 3 en U. Een en ander is zodanig uitgevoerd, dat in een gegeven hoekbereik ^ een vlak afwikkelcontact tussen de cylin-5 der 1 en de zuiger 8 bewerkstelligd wordt. Daartoe zijn reeds zeer kleine specifieke aandrukkrachten voldoende cm een zeker afrollen te waarborgen. Bovendien wordt de door de schuiven 27, 28 veroorzaakte onderbreking van het mantelvlak van de cylinder 1 zodanig gepasseerd, dat geen slip resp. kloppen of terugstrcmen kan plaatsvinden. Een vlakke 10 ondersteuning vermijdt een Hertz'se persing, zodat men een kleine belasting van het materiaal alsmede een verminderde slijtage verkrijgt.

Een vlak aanliggen wordt bereikt, doordat men het draailichaam zodanig uitvoert, dat in het bereik ^ dit lichaam en de cylinder 1 een gemeenschappelijk draaipunt hebben. De ccmpressieruimten 15 ontstaan door het uit elkaar drukken van de stralen r^, bij voorkeur volgens de y - y-as, waardoor nieuwe middelpunten Mg ontstaan, met een kleinere straal r . De overgangsplaatsen rv—>r worden afgerond.

Uiteraard kunnen tussen en x...x willekeurig andere bochtstukken gebruikt worden.

20 . ... .

Fig. 6 toont een gedeeltelijk aanzicht van een andere uitvoeringsvorm van de machine volgens de uitvinding. Hier zijn slechts twee tegenover elkaar gelegen rollen 31, 32 aanwezig, welke de functie van de uitsteeksels van het draailichaam ovememen en de zuiger 8 tegen de wand van een niet nader weergegeven cylinder aandrukken. Deze rollen 25 . . .

31, 32 zijn m twee tegenover elkaar gelegen, plaat-vormige dragers 33 gelegerd, welke -door de as 3^ gedraaid kunnen worden.

Ook hier heeft het draailichaam een kooi. De rollen 31, 32 zijn daarbij over excentrisch in de dragers 33 gelegerde pennen 37 geleid, op het einde waarvan hefbomen 35 zijn aangebracht, welke door middel 30 van in de dragers 33 gezette schroeven 36 versteld kunnen worden.

In overeenstemming met de excentriciteit o kan de zuiger 8 tegen de cylinder 1 worden aangeperst. Het aanpersen kan uiteraard ook door middel van veren of via een aandrukmiddel plaatsvinden.

Fig. 7 toont schematisch de drukverhoudingen bij de uitvoerings-35 vorm volgens fig. 6. De gesloten getekende pijlen veroorzaken de belasting BOOUi}: -9- als gevolg van de compressie. De open getekende pijlen zijn resulterende mechanische en dynamische belastingen. Als gevolg van het aanzuigen vindt een verlaging van het niveau plaats, welke naar buiten gerichte krachten van geringe grootte doet ontstaan (kleine pijlen).

5 Door compressie treden naar binnen gerichte krachten (grote pijlen) op, welke aanzienlijk groter zijn dan de zuigkrachten. Omdat echter de campressiezone- met betrekking tot de amtrek - relatief klein en afhankelijk van de ccmpressieverhouding is, werken deze krachten in hoofdzaak op de rollen 31»32.

10 De door open getekende grote pijlen gemarkeerde krachten ont staan als gevolg van de voor het af rollen noodzakelijke krachten. Deze voorspanning wordt door centrifugaalkrachten ondersteund, wanneer de rollen 21, 32 radiaal beweegbaar zijn. De uit de voorspanning V en de centrifugaalkracht C ontstane krachten moeten steeds groter zijn 15 en tegengesteld aan de resulterende gaskrachten. Verder blijkt dat de krachten tegenover elkaar staan en door een gemeenschappelijk draaipunt lopen. Bij het transport van vloeistoffen is de belasting van de zuiger 8 als gevolg van de samendrukbaarheid groter, zodat steunrollen gebruikt moeten worden, welke doorbuigen van de elastisch 20 vervormbare zuiger tegenwerken.

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 12 hebben de rollen 3k, 35 ringvormige groeven 3ka, resp. 35a, waarbij de deze groeven 3ka, resp. 35a begrenzende, kraagvormige delen 3kb, resp. 35b van de ene rol 3k, resp. 35 in de vorm van een kam in de ringvormige groeven 25 3ka, resp. 35a van de andere rol 3k, 35 grijpen.

Fig. 8-11 toont de in fig. 12 gedeeltelijk weergegeven arbeids-machine volgens de uitvinding in verschillende bedrijfsstanden.

In de stand volgens fig. 8 is de zuigfase beëindigd. De beide zuigruimten 9, 11, welke door de binnenwand van de cylinder 1 en de 30 als elastisch vervormbare ring uitgevoerde zuiger 8 begrensd worden, hebben in deze stand het grootste volume. De beide zuigstompen 2, 3 worden daarbij door de zuiger 8 bedekt en de scheidingsschuiven 2J, 28 bevinden zich in een bovenste dode punt.

Ha verdraaiing van het draailichaam over ongeveer k5° in de zin 35 van de wijzers van een uurwerk, wordt de stand volgens fig. 9 bereikt.

aoo 1401 -10-

Het medium wordt daarbij via de uitlaatstcmpen 5 uitgestoten. Wezenlijk is, dat door een geschikte instelling van de aanperskracht de zuiger 8 langs de binnenwand van de cylinder 1 een nauwkeurige af-rolbeweging maakt, en slip in geen geval optreedt.

5 Ha een verdere verdraaiing van het draai lichaam over ongeveer 1*5° zijn de züigkamers 9 en 11 en de drukkamers 10 en 12 slechts half gevuld, (fig. 10).

Bij een verdere verdraaiing van het draai lichaam over ongeveer 1*5° (fig· H) zijn het aanzuigproces en het transportproces nagenoeg 10 beëindigd. De zuiger is daarbij tegen de draaibeweging van het draai-lichaam in de draairichting van een uurwerk over een waarde s in tegengestelde zin verschoven.

Fig. 13 toont een met fig. 1 overeenstemmende uitvoeringsvorm, waarbij echter de rollen 3^-36 volgens fig. 12 zijn uitgevoerd, d.w.z.

15 in de vorm van een kam in elkaar grijpen. Voorts zijn in totaal drie zvenkvlèugels 6, 7 en 37 als scheidingselementen aanwezig.

Fig. ik toont de werking van de constructie volgens fig. 13, waarbij echter als scheidingselementen schuiven 27, 28 en 38 worden gebruikt. Duidelijkheidshalve zijn in het getekende geval de rollen 20 3^-36 weggelaten. Eenvoudigheidshalve zijn de zuigruimten met de drukruimten daarentegen met + aangeduid. De pijlen boven de aanzuig-stanpen en uitlaatstcmpen geven de strcmingsrichting van het aangezogen, resp. uitgestoten medium aan. Bij een volledige omwenteling loopt het aantal werkfasen tot 9 op, waardoor het volumetrische rendement 25 aanzienlijk wordt verhoogd. Bij het aanzuigen en uitstoten van het medium worden echter nulfasen doorlopen.

De fig. 15-17 tonen de werking van de constructie volgens fig.l waarbij de in verband met fig. lij gemaakte opmerkingen onverminderd gelden. De scheidingselementen in de vorm van zwehkvleugels zijn echter 30 door scheidingsschuiven vervangen. Deze uitvoeringsvorm is zeer geschikt voor het vereffenen van de aanzuigende en uitstotende slag. Duidelijkheidshalve zijn de rollen 17-19 niet getekend. Bij een omwenteling verloopt het proces in vier werkfasen, waarbij de pijlen boven de in- en uitlaatcpeningen de stromingsrichting aangeven.

35 Fig. 18 toont een gedeeltelijke doorsnede door een met fig. 6 overeen- 800 1 4 01 -11- steramende uitvoeringsvorm. Daarbij wordt de aanpersdruk door een dun-wandige iets vervormde steunrol 38 geleverd. Deze constructie kan goedkoop worden gemaakt en werkt practised wrijvingsloos. De in het midden aangebrachte steunrol 38 kan uiteraard ock getand zijn cm de in dit 5 geval eveneens getande rollen 31» 32 aan te drijven.

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 19 en 20 zijn de rollen 31» 32 en 32a als normale rollen of naaldlegers uitgevoerd» welke langsslëuven 39 van de drager radiaal verschuifbaar zijn en door vlakke kanten Ho tegen verdraaiing zijn geborgd. Door in langsrichting verschuifbare 10 kegelrollen ^1, h2 vindt de aanpersing tegen de rollen 31» 32 en 32a plaats, waarbij een automatisch nastellen door de optredende centri-fugaalkrachten ondersteund wordt. Door ^-3 is een veer aangeduid, waarmee de beide kegelrollen Ui, k2 belast zijn.

Fig. 21 toont een gedeeltelvan de afdichting aan de kopzijde van 15 de machine volgens de uitvinding door middel van een stilstaande, in langsrichting verschuifbare glijring UU. Aan de kopzijde van de cylinder 1 bevinden zich flenzen, waarin de glijring kk vast en door middel van een pakkingring U5 afgedicht gelegerd is.

De zuiger 8 ligt in het bovenste en onderste dode punt tegen de 20 kopzijde van de glijring UU. De trapvormig uitgevoerde glijring UU wordt in overeenstemming met het verschil in oppervlak, afhankelijk van de druk aangedrukt. De aanpersdruk wordt ook bij stilstand door veren U6 in stand gehouden. Blokkeermedia kunnen via boringen U-7 toegevoerd worden. Deze manier van af dichten werkt nagenoeg lekvrij.

25 Fig. 22 toont een gedeelte van de zuiger 8 in de vorm vaieen elastisch vervormbare ring. Deze zuiger 8 is doelmatig uit een aantal lagen U8 tot 50 opgebouwd. Daarbij bestaat de buitenlaag 50 uit materiaal met grote wrijving, de middenlaag U8 uit materiaal met lage wrijving, terwijl de binnenlaag 1*9 bestaat uit slijtvast materiaal.

30 Fig. 23 toont een andere uitvoeringsvorm van de machine volgens de uitvinding. Deze betreft een uit het midden van de cylinder 1 verzette zuiger 8. Door het zijdelings grote aanlegvlak kan de onvervormde diameter van de zuiger 8 ongeveer 20% of meer kleiner gehouden worden dan de diameter van de cylinder 1. Hierdoor ontstaat na het spannen 35 tot een ellips een betrekkelijk grote ruimte, welke door een scheiding^- 800 1 4 01 -12- element in de vorm ran een zvenkvleugel 6 of een scheidingsschuif in een zuigruimte en een drukruimte onderverdeeld wordt. De elliptische vorm van de zuiger 8 wordt daarbij zodanig gekozen, dat de, de kop-cirkels r^ verbindende kromme sterker gekromd is dan de inwendige 5 straal van de cylinder 1.

Via bekende, in de tekening niet verder weergegeven krukaandrij-vingen of zuigergeleidingsdrijfwerken wordt de zuiger 8 zodanig tegen de binnenwand van de cylinder 1 gedrukt, dat deze eenzijdig afvlakt en via een grote hoek ^ g in de vorm van een vlak tegen de cylinder 1 10 aanligt. De ellips wordt zoals aangeduid door kleiner dan Xg onsymmetrisch. Het noodzakelijke wrijvingsmcment tussen de cylinder 1 enerzijds en de zuiger 8 anderzijds wordt bewerkstelligd door veer-werking van de zuiger 8. Deze uitvoeringsvorm kan men voor grote volumestramen met kleine drukverhouding doelmatig toepassen.

15 Fig. 2h toont een kinematische ankering van de in de hier voor afgaande figuren weergegeven machine volgens de uitvinding. Daarin zijn een binnenliggende, stilstaande zuiger la en een buitenliggende zuiger 8 in de vorm van een elastisch vervormbare ring aanwezig.

Tussen de zuiger 8 en een voor het produceren van de verdringings-20 ruimte dienovereenkomstig gevormde, draaibare cylinder 1 zijn rollen 51 aangebracht, waardoor de zuiger 8 tegen de zuiger la wordt geperst en bij verdraaiing van de cylinder 1 afrolt. Het medium stroomt daarbij in de richting van de pijl. De scheidingsschuiven 52 worden door een enkelvoudige ringveer ondersteund, welke zodanig is opge-25 hangen, dat door het aantrekkenun de asrichting de schuiven vastgehouden kunnen worden (regeling bij onbelast lopen). Uiteraard kan deze constructie ook met zwenkvleugels worden uitgevoerd. De zuig-kamers zijn door -, de drukkamers daarentegen door + aangeduid.

De zuig- en drukkamers zijn door ruggen 53 met elkaar verbonden, waar-30 door de verwarming aan de zuigzijde minder wordt.

Voor het nastellen is de cylinder 1 gespleten uitgevoerd, waarbij de op deze wijze gevormde beide delen door veren en schroeven onderling verstelbaar zijn en vastgezet kunnen worden.

De fig. 25 en 26 tonen een gedeelte van de cylinder 1, waarin 35 de zuiger 8 tegengesteld aan de aandrijfrichting (kleine gebogen pijl) 800 1 4 01 -13- rolt, waarbij de cylindrisch uitgevoerde en van een wigvormige nok voorziene zwenkvleugel 6 draaibaar gelegerd is. Door de transportdruk p (zie pijl) en eventueel door veerkracht of gedwongen besturing ondersteund, wordt de zwenkvleugel 6 tegen de zuiger 8 aangedrukt, waarbij 5 een vastwiggen wordt vermeden, zodat de bewegingsrichting tegen-gesteld is aan de drukrichting en de draaiings stralen r^ tenminste 10$ groter is als r+s. Hierdoor kan r^ in geen geval haaks op de zuiger 8 staan. Voor een ongestoord afrollen is het doelmatig, wanneer de binnenstraal rT van de zwenkvleugel 6 met de straal van de cylinder 1 samenvalt.

10 Dan heeft men optimale afrolverhoudingen, omdat het vlakcontact niet door sleuven in de cylinder 1 voor de zwenkvleugel 6 in het bovenste dode punt verstoord wordt.

Door verdiepingen 5^ in de zwenkvleugel 6 en door de stand van de stuurkant X t.o.v. de uitlaatsleuf 55 kan de campressiedruk bestuurd 15 worden. In het bovenste dode punt kan bij vigvormige uitvoeringsvorm van de zwenkvleugel een volledige afsluiting naar^de drukzijde plaatsvinden. Als gevolg van de lage glijsnelheid werkt dit systeem wrijvingsloos, n.l. dan, wanneer de zijdelingse, cylindrische tappen in zelf-smerende legers in de zijdelingse afsluiting zijn aangebracht.

20 Fig. 27 en 28 tonen een bijzondere voor compressie doelmatige cns truc tie van de zwenkvleugel 6, waarbij fig. 27 de eindstand na het beëindigen van de verdichtingsfase en fig. 28 de onderste eindstand met grootste radiale afstand r tussen de zuiger 8 en de cylinder 1 tot uitdrukking brengt. In de zwenkvleugel 6 bevinden zich sleuven 25 56 niet een aan de gewenste compressieverhouöing aangepaste stuurkant 57» waarmee de uitlaatopening 58 bestuurd kan worden en terugstrcming naar de zuigruimte wordt verhinderd, hetgeen n.l. bij hogere compres-sieverhoudingen tot extra verliezen leidt. Een extra schuif 59 is in de cylinder 1 aangebracht, welke bij de beweging van de zwenkvleugel 30 6 in de open stand zolang op de nok steunt,tot de uitlaatopening 58 gepasseerd is en terugstrcming tot een kleine lek wordt beperkt.

Tijdens de compressie wordt de extra schuif 59 over een verschilvlak, dat door kanalen 60 met de binnenruimte van de cylinder 1 in verbinding staat, zo ver ingeschoven, dat geen onnodige smoorverliezen tussen 35 zwenkvleugel 6 enerzijds en de cylinder 1 anderzijds optreden.

800 1 4 01 -Ill—

Na het passeren van het bovenste dodëpuntvalt de druk terug tot op het zuigniveau. Het kleine stuur luchtvolume expandeert door de kanalen 60. Onder invloed van een veer 6l wordt de schuif 59 zolang tegen de nok van de zwenkvleugel 6 aangedrukt, dat deze schuif 59 door het aan-5 liggen tegen het verschilvlak van de zwenkvleugel 6 lost. De lucht achter de schuif 59 kan via een boring 62 ontwijken. Als gevolg van de kleine slag van de zwenkvleugel 6 en de schuif 59 treedt nauwelijks slijtage op. Aangezien t.o.v. een klepconstructie een groot uitlaatvlak gerealiseerd kan worden en bovendien geen drukverhoging t.o.v. de ccm-10 pressiedruk voor het openen van een klep noodzakelijk is, worden door deze wijze van besturing een beter rendement en een rustige loop verkregen. Uiteraard kan de schuif 59 door afzonderlijke media, electro-magnetisch of op andere wijze, b.v. via een gesloten balg, bediend worden.

15 Fig. 29 toont een gedeelte van de cylinder 1 van de machine vol gens de uitvinding met een inlaatsleuf 63, welke op grond van een bijzondere afroltechniek niet doorlopend wordt uitgevoerd. Voorts is een door bladveren 6b bestuurde, uitlaat A aan de drukzijde aanwezig. Op een plat vlak op het huis 65 van de cylinder 1 zijn bladveren 6b aan-20 gebracht, waarvan de slag door geprofileerde vangorganen wordt begrensd. De afdichting naar buiten geschiedt door een kapvormige afdekking 66. Omdat geen zuigkleppen noodzakelijk zijn, kan de gehele cylinderbreedte voor het aanbrengen van kleppen worden gebruikt, waardoor de belasting zo klein mogelijk gehouden kan worden. Tezamen met de doorgaans olie-25 vrije compressie, kunnen dus hoge staadtijden voor de klep bereid worden. De zwenkvleugel 6 kan voor het verbeteren van de afdichting van een afdichtlijst 67 zijn voorzien.

Fig. 30 toont een holle zwenkvleugel 68 met een centrale boring 69 in de onderste dodepuntstand alsmede een cylindrische bladveer 70 30 en een slagbegrenzer 71} welke gelijktijdig een trap vormt. De samengeperste lucht treedt door de opening 72 naar binnen en langs de as naar een van de beide zijden naar buiten.

Fig. 31 toont een constructie volgens fig. 30, doch met een , extra bedienbare stuurbus 73, waarin een of meer over de cmtrek ver- 35 deeld aangebrachte stuursleuven 7^· aanwezig zijn. Deze uitvoeringsvorm 800 1 4 01 -15- is in het bijzonder geschikt voor met olie gesmeerde compressoren.

Voorts maakt deze uitvoeringsvorm het inspuiten van koelmiddel, resp. smeermiddel voor een rechtstreekse koeling van het gas, mogelijk.

Door een buiten de verdiehtingsruimte aangebrachte besturing 5 worden in overeenstemming met de gewenste ccmpressieverhouding de zwenk-vleugels 68 en de stuurbus 73 chronologisch met dezelfde hoeksnelheid bewogen. Door een verandering van deze snelheü.van <h stuurbus 73 worden de stuursleuven 7^ geopend en in fase verschoven, gesloten.

De boring d^ van de zwenkvleugel 68 is iets groter uitgevoerd dan 10 de buitendiameter van de stuurbus 73, welke zwevend in de zwenkvleugel · 68 gelegerd is. Bij grotere afmetingen kunnen afdichtlijsten de lekverliezen tot een Tniniimim beperken. Deze constructie is ook voor verbrandingsmotoren zeer doelmatig. In dat geval zijn de kopzijden van de stuurbus 73 afgedekt, de binnendiameter in overeenstemming met de can-15 pressievehhcuding gekozen en gelijktijdig verbrandingsruimte. Door uitlaatsleuven expandeert het gas in de na het passeren van de bovenste dodepuntstand gevormde expansieruimte. Duidelijk blijkt de overeenstemming van de straal van de cylinder en die van de zwenkvleugel.

Pig. 32 toont de plaatsing van een scheidingsschuif 7^ voor hogere 20 drukken. Daartoe is de scheidingsschijf jb tweedelig uitgevoerd en van een convex en een concaaf gekramde afdichtlijst 75 voorzien, welke enerzijds vlak tegen de zuiger 8 aanligt en anderzijds in de scheidingsschuif 7^ een zwenkbeveging kan maken.

Fig. 33 van de tekening toont een klepconstructie met gedwongen 25 besturing. Bij hoge toerentallen weigeren door medium bestuurde kleppen vaak, omdat de eigen frequentie onder die van de zuiger ligt. Een versterking van de stijfheid van de veer heeft in zoverre verlies aan rendement tot gevolg , cmdat de voor het openen van de klep noodzakelijke cylinderdruk aanzienlijk tot boven de tegendruk opgevoerd moet worden.

30 Bij de constructie volgens fig. 33 wordt dit ondervangen, doordat een klepstoter 77 in de scheidingsschuif 76 is aangebracht, waarmee de klep op het gewenste tijdstip gelicht kan worden. Daardoor kan zonder nadelen de eigen frequentie van de klep aanzienlijk hoven die van de zuiger liggen.

35 800 1 4 01

Claims (18)

1. Machine, in het "bijzonder arbeidsmachine, voor het verdichten en transporteren van fluïda van verschillende soort, met een cylinder en een draaibaar gelegerde zuiger, welke tezamen met over de binnenamtrek van de cylinder verdeelde, drukruimten t.o.v. zuigruimten af dichtende schei-5 dingselementen en de cylinderbirmenvand met daarin uitmondende aansluitingen, de drukruimte en de zuigruimte begrenst, met het kenmerk, dat de zuiger (8) als een dunwandige, elastisch vervormbare ring is uitgevoerd, welke door een tenminste twee uitsteeksels bezittend draai -lichaam in het bereik van de uitsteeksels met een zodanig kracht tegen 10 de binnenwand van de cylinder (l) gedrukt wordt, dat bij de draaibe-weging van dat lichaam de beweging tussen het buitenvlak van de ring en de cylinderbinnenwand zonder slip plaatsvindt.

2. Machine volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de buitendiameter van de zuiger (8) in onbelaste toestand van het draailichaam 15 kleiner is dan de binnendiameter van de cylinder (l).

3. Machine volgens conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat het draailichaam uit twee in radiale richting onderling verstelbare en verend gesteunde delen (2b t 25) bestaat en dat het uitsteeksel (2ka, 25a) van elk deel (2k, 25) in de cmtreksrichting ongeveer de vom van 20 een cirkelboog heeft. (fig. 3 en b). U. Machine volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat tussen de zuiger .'(.8) en het draailichaam rollenlegers (26) aangebracht zijn (fig. 3 en k).

5. Machine volgens conclusies 1 en 2, met het kenmerk,dat het draai -25 lichaam een kooi heeft, en dat de uitsteeksels door daarin gelegerde rollen (b.v. 17-19) gevormd zijn.

6. Machine volgens conclusie 5s met het kenmerk , dat de rollen (b.v. 17-19) aan de omtrek glad doorlopend zijn uitgevoerd. -

7· Machine volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de rollen 30 (17-19) tegen een in de as van de cylinder (l) vrij draaibaar gelegerd steunorgaan (20) aanliggen (fig. 1 en 2).

8. Machine volgens conclusie 5» met het kenmerk, dat de rollen (b.v. 3^, 35) ringvormige groeven (3b&, 35a) hebben en dat de deze groeven (3ta, 35a) begrenzende, kraagvormige delen (3 Vb, 35b) van de ene rol 35 in de vorm van een kam in de ringvormige groeven (3Va, 35a) van de andere 30 0 1 4 01 f m -17- rollen (3^, 35) ingrijpen (fig. 12).

9- Machine volgens conclusies 5-8> met het kenmerk, dat de rollen in radiale richting verstelbaar zijn.

10. Machine volgens conclusies 1-9, met het kenmerk* dat de zuiger 5 (8) uit een aantal lagen (1*8-50) opgebouwd is,

11. Machine volgens conclusie 10, met driehoekige zuiger, met het kenmerk, dat de buitenlaag (50) uit materiaal met grote wrijvingswaarde en de middenlaag (1*8) uit een materiaal met lage wrijvingswaarde bestaat en dat de binnenlaag (1*9) uit een slijpvast materiaal bestaat.

12. Machine volgens conclusies 1-11, met het kenmerk, dat de schei- dingselementen als in de cylinder (l) gelegerde, onder invloed van een terugstelveer staande zwenkvleugel (b.v. 6) uitgevoerd zijn.

13. Machine volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat elke zwenk -vleugel (6) een gewelfd vlak (6a) heeft, dat afdichtend tegen de zuiger 15 (8) aanligt. ll*. Machine volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de kromtestraal van het gewelfde vlak overeenstemt met de kromtestraal van de zuiger (8). 15« Machine volgens conclusie 12-11*, met het kenmerk, dat elke zwenk-20 vleugel (b.v. 6) met het, in de bewegingsrichting achter de afdichtplaats liggende gedeelte van de zuiger (8) een scherpe hoek insluit. 16. ' Machine volgens conclusies 12-15, met het kenmerk, dat in elke zwerikvleugel (6) een stuurkant (57) bezittende uitsparingen (56) aanwezig zijn. 25 17· Machine volgens conclusie l6, met het kenmerk, dat het zwenkbe- reik van elke zwenkvleugel (6) in de ene zwerikrichting door een onder veerwerking staande aanslag (59) begrensd is.

18. Machine volgens conclusies 1-11, met het kenmerk, dat elk schei-dingselement (68) een centrale boring (69) met daarin uitmondende 30 uitsparingen (72) heeft.

19. Machine volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de uitsparingen (72) door een bladveer (70) bestuurbaar zijn, waarbij een slagbegrenzer (71) behoort.

20. Machine volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de centrale 35 boring (69) door een stuurbus (73) omgeven is en dat in de zwenkvleugel 800 1 4 01 -18- N '* (68) een kanaal aanwezig is, waarover het verdichte medium via de uitsparingen (72) af gevoerd kan worden.

21. Machine volgens conclusies l-l6, met het kenmerk, dat de schei-dingsschuif (7*0 een zwenkhare afdichtlijst (75) draagt.

22. Machine volgens conclusies 1-21, met het kenmerk, dat de schei- dingsschuif (7*0 of zwenkarmen klepstoters (77) bedienen.

23. Machine volgens conclusies 1-22, met het kenmerk, dat het aantal scheidingselementen verschilt van het aantal uitsteeksels. \ 800 1 4 01