专利名称：按照螺旋原理的挤压机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于压縮介质的挤压机。
背景技术：
按照螺旋结构的挤压机在比如DE2603462A1中公开。 一种按照该原理构造的压縮 机的特点在于几乎无波动地输送比如由空气或空气_燃料_混合物组成的气态工作介质且 因此还可以有利地用于内燃机的进料。在此类压縮机运行期间，沿挤压腔在螺旋状形成的 挤压体与两个圆周壁之间围出多个大致为镰刀状的工作腔，其从入口穿过挤压腔向出口移 动，其中，其容积持续减小且工作介质的压力相应升高。 文章开头所述的机器在DE3407939C1中公开，其中螺旋体围出共同的大约为 360°的包围角。在此类机器中，被称作旋转活塞的挤压体针对其相对于壳体的导向在其入 口侧的端部通过摇臂被保持，摇臂的长度大于驱动曲柄的长度。支承螺旋状缘板的圆盘以 未重叠的缘板的外轮廓封闭，且圆盘的轮廓在重叠的区域中被设计为移动轨道的形状，该 形状预设出壳体棱边，当挤压体在该区域中摆动时，通过必要地降下输送腔的外部汽缸壁 在半壳体上产生壳体棱边用于容纳圆盘。在壳体棱边和圆盘之间留有根据旋转活塞的位置 而变化的剩余间隙，其在螺旋体的入口和出口处接通输送腔。在从外向内输送压縮介质时 通过该剩余间隙实现回流。该剩余间隙在曲柄回转一半期间保持不变，因此圆盘的轮廓具 有近似的S形状。通过该旋转活塞压縮机减小了各压力腔和抽吸腔之间引起压力损失的间 隙的数量和长度，其导致功率损失的减小。由于支承螺旋状缘板的圆盘以未重叠的缘板的 外轮廓封闭，该机器具有构造体积小以及重量轻的优点。 此类原则上具有真正密封的超过20年的老机器不再能够满足今天的要求，这是 因为一方面原则上不再允许具有在压力腔和抽吸腔之间的持久连接的剩余间隙，另一方面 仅在曲柄的半个回转期间保持不变的很小的剩余间隙不再足以确保必要的密封性。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种文章开头所述形式的挤压机，其特别是即使在
低转速区域也将相邻的、存在不同压力的输送腔完全地相互密封。 该目的通过权利要求1的特征解决。 本发明的优点在于，其既可以应用于具有作为用于压出器的导向元件的摇杆的挤 压机，也可以应用于如DE3107231A1公开的具有用于引导压出器的导向轴的挤压机。此 外，本发明还实现了在径向上看向外自由设置摇杆，其前提是将摇杆作为导向元件。本 发明特别有利的是在具有内部密封的机器中使用，.此类机器在上述的DE2603462A1和 DE3107231A1中结合附图描述。
下面参照附图详细描述本发明的实施例。其中
图1为一种转子， 图2为具有按照本发明的壳体棱边的设计的壳体部分的视图， 图3为穿过机器的纵向截面图， 图4为根据图2的壳体部分的俯视图，具有置入的根据图1的转子， 图5-6为如图4的俯视图，不过具有偏心轮的不同的角位置。
具体实施例方式
对于不是本发明的主题的压縮机的工作方式的解释已经在文章开头提及的 DE2603462A1中说明。下面只简要地阐述为了理解所必需的机械结构以及工序流程。
在附图中整体上用l表示机器的转子，其具有由在两侧轴向地从圆盘2垂直凸出 的螺旋缘板3形成的挤压体。根据图1，螺旋体、即缘板3由多个相互连接的圆弧件形成且 具有大约为360。的包角。此外，螺旋体的出口端设置有轻微的所谓的内部密封，如在文章 开头所述的DE2603462A1中公开的那样。这当通过内部密封引起的在工作腔中的高压需要 毫无问题的密封时是有意义的。在螺旋体出口端在圆盘2上设置多个穿孔，由此介质可以 由圆盘一侧到达圆盘另一侧，比如用以在只单侧设置的中心出口 13(图2)中被抽出。附图 标记4表示轮毂，圆盘2利用轮毂通过辊轴承22支承在偏心轮23上。偏心轮是驱动轴24 的一部分。"e"代表驱动轴24的轴线9与偏心轮23的轴线10之间的偏心距。
从图中可以看出，支承螺旋状缘板3的圆盘2在其圆周的大部分区域以缘板3的 外部轮廓封闭。该区域被视为未重叠的螺旋区域且对于减小机器的外径是具有决定意义 的。以角度值"OV"表示螺旋体的重叠区域。在该重叠区域中圆盘2径向穿过挤压体3凸 出。附图标记5代表在"0V"区域中径向上位于缘板3之外的孔眼，用于容纳未示出的导向 轴承，其设置在导向螺栓30上。圆盘2的轮廓20以圆盘的移动轨道的形式设计在针对(稍 后阐述的)输送腔11的相互密封而设置的位置上。在示例中轮廓20被设计为椭圆形。
在图2中由两个半壳体组成、通过用于容纳螺栓的固定孔眼8相互连接的机器壳 体的一个半壳体7b。 ll代表输送腔，其根据螺旋状缝隙的类型加工到两个半壳体中。输送 腔平行于螺旋体的外圆周从设置在壳体中的入口 12延伸到设置在壳体内部中的出口 13。 输送腔11具有基本上平行的、大约以相同的间距设置的圆筒壁14、15，其如缘板3—样包括 螺旋体。在将入口 12与输送腔11相连的抽吸腔16中设置用于可旋转地支承导向装置的 一部分的轴28。 由于在"0V"区域中圆盘2凸出于挤压体3，圆盘必须穿过至少一个半壳体。在当 前情况下其在所示的半壳体7b上实现。为此，在壳体的合适的位置，优选在螺旋体的重叠 的"0V"区域的边缘将半壳体7b的内隔板18相对于外隔板17以圆盘厚度的值下降。该措 施的优点在于，在下部的半壳体7b中只在内隔板上设置密封条(未示出)，其直到出口 13 将输送腔11相对于抽吸腔16密封。通过必要地降低外圆筒壁，在至少一个用于容纳圆盘 的半壳体(此处为7b)上在挤压体在该区域内摆动时产生壳体棱边19。
在根据图3的组合在一起的机器的纵向截面图中可见，驱动轴24在两个半壳体 7a、7b中借助于未详细示出的辊轴承支承。驱动轴通过皮带轮26旋转。驱动轴24用于经 过偏心轮23驱动转子1 。在偏心轮23上设置轴承22 (此处为辊轴承)，其在两侧通过轴密 封圈25相对于壳体内腔密封。在偏心轮23的两侧在驱动轴24上都具有对重27。
转子1的导向通过导向装置29实现。根据导向装置29由摇臂产生还是由与驱动 轴同步运转的导向轴(未示出)形成，所有在挤压体3上的点实施近似椭圆状或圆状的移 动。在示例中导向装置29由摇臂31形成，摇臂的一端可旋转地围绕轴28支承在壳体中 (图2)，而另一端通过导向螺栓30嵌入转子的孔眼5中。 从图4中可以看出，在已经置入转子1的情况下挤压体3嵌入壳体7的圆筒壁14 和15之间。挤压体的曲率如此设置，即缘板分别在一个位置几乎与内圆筒壁15和外圆筒 壁14接触。在运行期间，挤压体3以线状的接触点滑向外圆筒壁14和15。由于挤压体3 多次交替地靠近输送腔11的内圆筒壁15或外圆筒壁14，在挤压体3的两侧得出镰刀状的、 包围工作介质的工作腔，其在驱动转子盘2期间穿过输送腔11向中心的出口 13的方向移 动。为此，该工作腔的容积相应地减小以及工作介质的压力相应地升高。
到目前，挤压机是公知的或在本领域技术上至少可以从上述现有技术中导出，不 过其具有前面提到的缺点。为了在运行期间安全地将相邻的、存在不同的压力的穿流的腔 完全相互密封，按照本发明将位于有效连接中的元件19或20相互协调一致。这里，在下面 使用定义"类似圆弧的"，因为对于圆盘的凸缘来说，即对于其标准的轮廓来说，仅涉及其在 圆盘的边缘的位置情况，而不是准确地描述其几何形状。后者需通过使用导向装置的方式 来确定。因此，对双轴偏心轮来说转子的所有的点描绘出一个圆，在摇臂作为导向元件时只 有转子轮毂的中央描绘出一个圆，其它的点描绘出类似椭圆的曲线。如图4中所示，下面将 基于具有摇臂31的导向装置29进行描述。在该方案中可以将位于有效连接中的元件19 或20在几何构造上设置在导向装置29的两个支撑点之间。其优点在于，由此可以将重叠 的区域"OV"以及转子的重量保持得尽可能小。此外还縮短了入口 12和抽吸腔16之间的 流动行程。 对于正确的工作方式重要的元件的协调如此实现形成外圆筒壁14的提升的第 一部分17和下降的第二部分18之间的过渡的壳体棱边19被设计为结节状的隆起。其在径 向上的长度"D"在隆起的最宽处至少为偏心度"e"的大小的一半。在示例中，隆起被设计 为圆形的凸缘，其中，延伸"D"在此情况下表示该凸缘的直径且其尺寸稍大于偏心度"e"。 圆盘的轮廓20之后以其移动轨道的形状设计，根据隆起的几何形状以类似圆弧状、此处以 椭圆状设计。现在，对于所有运行状态来说，在外部的镰刀状的、通过缘板3和外圆筒壁14 形成的工作腔中存在比外圆筒壁14的第二部分18之外的抽吸腔16中更高的压力。在该 周期内不会有来自镰刀状的工作腔的回流。此外，该轮廓20的大小如此设置，即该轮廓在 该周期内与壳体棱边19的圆形凸缘相互配合，而且为的是形成在凸缘高度之上延伸的实 际的密封线21而相互配合。 图4至6示出了壳体棱边19在机器运行期间为了形成密封线21如何与圆盘的凹 槽20配合。转子的各角位置最简单地借助于对重27的位置识别。 在图4中示出了转子1的位置情况，其中通过挤压体3和外圆筒壁14形成的镰刀 状的外部的工作腔完全封闭。可以看出，密封线21已经存在。从该视图中还可以看出，在 棱边被设计成圆形时棱边19的直径"D"必须具有一个最小尺寸，从而使有效连接能够起作 用。像DE3407939C1中公开的那样简单地对有待断开的壳体壁进行倒圆不会产生积极效 果。在移动转子1时，在如图4在对重27内通过箭头示出的输送装置中，该外部的镰刀状 的工作腔在其容积上变小且与中心的出口 13相连。工作腔中的压力升高；相对于抽吸腔16的密封通过在持续形成密封线21的情况下把圆弧状/类似圆弧的凹槽20推到棱边19上 得到。 图5示出了最外部的角位置，其中还进行一次密封。工作介质从外部的工作腔中 的流出几乎已经结束。工作介质也已经从内部的工作腔流出。最外部的密封线是非常重要 的，用以避免密封的工作介质从螺旋体尾部回流到抽吸腔。 最后还可以看出，通过本发明实现了在大约250。的角度范围内可靠工作的密封 方式。 图6示出了不需要密封以及甚至不希望密封的区域。轮廓20从棱边19被提起； 在该区域不存在密封。在该时刻，螺旋体尾部的工作介质从内部的工作腔向出口 13输送， 且在螺旋体开始端再从入口 12向内部的工作腔吸入工作介质。外部的工作腔在螺旋体尾 部向抽吸腔16敞开且在螺旋体开始端向入口 12敞开，使得其填充变得容易。密封的工作 介质从内部的工作腔围绕螺旋体尾部向抽吸腔16的回流是不可能的，因为在此时刻在螺 旋体的流出端的区域中缘板3相对于外圆筒壁14密封。附图标记
1转子2圆盘3缘板、挤压体4轮毂5孔眼6圆盘中的穿孔7a、7b半壳体8固定孔眼9驱动轴的轴线10偏心轮的轴线11输送腔12入口13出口14输送腔的外圆筒壁15输送腔的内圆筒壁16抽吸腔17半壳体7b的升起的第一部分18半壳体7b的降下的第二部分19壳体棱边、结节状的隆起、圆形的凸缘20圆弧状的凹槽21密封线22辊轴承23偏心轮24驱动轴25轴密封圈
27对重28轴线29导向装置30导向装置的导向螺栓31摇臂6偏心距D壳体棱边19的直径OV螺旋体的重叠区域
权利要求
一种用于压缩介质的挤压机，所述挤压机具有在固定的壳体(7a、7b)中设置在圆筒壁(14、15)之间的螺旋状的输送腔(11)，在所述输送腔中设置有螺旋状的挤压体(1-4)，所述挤压体基本上由圆盘(2)和设置在圆盘的至少一侧上的螺旋状的缘板(3)组成，所述缘板相对于壳体偏心地保持，使得在运行期间缘板的每一点实施由输送腔的圆周壁限定的运动，其中，支承螺旋状的缘板的圆盘以未重叠的缘板的外轮廓封闭，其中，圆盘的轮廓(20)在重叠的区域(OV)中在针对穿流的腔(11、16)的相互密封而设置的位置上被设计为移动轨道的形状，所述移动轨道预设出壳体棱边(19)，通过必要地降下输送腔(11)的外圆筒壁(14)，在至少一个半壳体(7b)上产生所述壳体棱边，用于当挤压体在该区域中摆动时容纳圆盘，其特征在于，壳体棱边(19)被设计为在作为结节状的隆起的外圆筒壁(14)的升起的第一部分(17)和降下的第二部分(18)之间的过渡区，所述隆起的径向长度(D)在最宽处至少为偏心距(e)的一半大小，在机器运行期间，在通过缘板(3)和外圆筒壁(14)形成的外部的镰刀状的工作腔中存在的压力大于在径向上设置在外圆筒壁(14)之外的抽吸腔(16)中的压力的周期内，所述结节状的隆起(19)为了形成在过渡区高度之上延伸的密封线(21)与圆盘的轮廓(20)配合。
2. 如权利要求l所述的挤压机，其特征在于，壳体棱边(19)的结节状的隆起被设计为圆形的凸缘以及圆盘的轮廓(20)被设计为类似圆弧状的凹槽。
3. 如权利要求l所述的挤压机，其特征在于，相互配合的结节状的隆起(19)和圆盘的轮廓(20)面向螺旋体的出口侧的尾部设置。
全文摘要
本发明涉及一种用于压缩介质的挤压机，具有在壳体(7b)中设置在圆筒壁(14、15)之间的螺旋状的输送腔(11)，螺旋状的挤压体由具有螺旋状的缘板(3)的圆盘(2)组成，缘板相对于壳体偏心地保持，使得在运行期间缘板的每一点实施由输送腔的圆周壁限定的运动。圆盘的轮廓(20)在重叠的区域中在针对穿流的腔(11、16)的相互密封而设置的位置上被设计为移动轨道的形状。壳体棱边(19)被设计为在作为结节状的隆起的外圆筒壁(14)的升起的第一部分(17)和降下的第二部分(18)之间的过渡区。隆起的径向长度(D)至少为偏心距(e)的一半大小。在机器运行期间，外部的镰刀状的工作腔(11)中存在的压力大于抽吸腔(16)中的压力的周期内，该圆弧状的凸缘(19)与圆盘的轮廓形成在凸缘高度之上延伸的密封线(21)。
文档编号F01C17/06GK101784754SQ200880103733
公开日2010年7月21日 申请日期2008年7月10日 优先权日2007年8月22日
发明者弗里茨·斯宾勒 申请人:斯宾勒工程公司