Flüssigkeitsringverdichter

Abstract

 Flüssigkeitsringverdichter (1) mit mindestens einer Antriebswelle (2), einem Gehäuse (11) mit einem darin umlaufenden, auf der Antriebswelle (2) befindlichen Laufrad (3), einer Steuerscheibe (7), wobei das Laufrad (3) auf der Antriebswelle (2) und innerhalb des Gehäuses (11) axial frei beweglich ist und daß wenigstens auf der Laufradstirnseite (12) und auf dem ihr gegenüberliegenden Teil der Steuerscheibe (7) gleichnamige Magnetpole einander zugeordnet sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsringverdichter mit mindestens einer Antriebswelle, einem Arbeitsraumgehäuse mit einem darin umlaufenden, auf der Antriebswelle befindlichen Laufrad und einer Steuerscheibe.

[0002] Bei den bisher bekannten Flüssigkeitsringverdichtern, die in der EP 0 517 277 A1 und der EP 0 645 521 A1 beschrieben sind, handelt es sich jeweils um ein einseitig fliegend gelagertes Laufrad, bei dem die Spalteinstellung und die axiale Befestigung durch eine Spezialschraube erfolgt. Diese Spalteinstellungen gestalten sich bei Montage und Reparaturarbeiten als sehr zeitaufwendig und kompliziert.

[0003] Ausgehend davon, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die zeitaufwendige Axialspalteinstellung des Laufrades im Gehäuse sowohl bei der Montage als auch bei Wartungs- und Reparaturarbeiten zu vereinfachen.

[0004] Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt dadurch, daß das Laufrad auf der Antriebswelle und innerhalb des Arbeitsraumgehäuses axial frei beweglich ist und daß wenigstens auf der Laufradstirnseite und auf dem ihr gegenüberliegenden Teil der Steuerscheibe gleichnamige Magnetpole einander zugeordnet sind. Durch die axiale, frei bewegliche Laufradbefestigung wird insbesondere der Montagezeitaufwand des Laufrades auch bei Wartungsarbeiten auf ein Minimum reduziert, da keine Spalteinstellung mehr vorgenommen werden muß, sondern sich diese im Betrieb der Flüssigkeitsringpumpe konstruktionsbedingt selbst ergibt. Gleichnamige Magnetpole in der Laufradstirnseite und auf oder in dem ihr gegenüber liegenden Teil der Steuerscheibe verhindern eine Berührung von Laufradstirnseite und Steuerscheibe und tragen so außerdem zur Spalteinstellung bei. Damit wird eine Berührung von Laufradstirnseite und Steuerscheibe, sowohl im Stillstand als auch im Betrieb, aufgrund der abstoßenden Kräfte gleichnamiger Magnetpole verhindert. Die Magnete sind in Vertiefungen der Laufradstirnseite und der Steuerscheibe plaziert. Die Vertiefungen können als axial durchgehende Öffnungen oder sacklochartige Ausnehmungen ausgeführt sein. Die Fixierung der Magnete kann durch eine erhärtende Masse erfolgen, die den Gasen und Flüssigkeiten im Betrieb standhält. Die Anordnung der Magnetpole muß so gewählt werden, daß

rastmomentähnliche" Drehmomentverläufe des Laufrades vermieden werden. Dabei müssen die Kräfteverhältnisse derart ausgebildet sein, daß die magnetischen Kräfte größer oder gleich der Summe der achsparallelen hydrodynamischen Kräfte während des Betriebs des Flüssigkeitsringverdichters in Richtung Steuerscheibe sind.

[0005] Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt auch dadurch, daß das Laufrad auf der Antriebswelle und innerhalb des Gehäuses axial frei beweglich ist und daß die Antriebswelle eine Wellenschulter aufweist, die gegenüber der dem Laufrad zugewandten Seite der Steuerscheibe axial vorsteht. Damit wird ebenfalls eine Berührung zwischen Laufradstirnseite und Steuerscheibe verhindert.

[0006] Diese Ausführung der Erfindung ist besonders fertigungstechnisch einfach herzustellen und vermeidet ebenso wie die oben beschriebene Lösung eine Berührung von Laufradstirnseite und Steuerscheibe.

[0007] Eine axial frei bewegliche Lagerung des Laufrades auf der Antriebswelle wird durch an sich bekannte Polygon-, Paßfederverbindungen oder andere bekannte Welle-Nabe-Verbindungen realisiert.

[0008] Die beschriebenen Mittel zur Vermeidung der Berührung zwischen Laufradstirnseite und Steuerscheibe sind insbesondere für Laufrader mit konischer Nabe vorzusehen, da dort die achsparallele hydrodynamische Kraft in Richtung Steuerscheibe besonders ausgeprägt ist.

[0009] In einer weiteren Ausführungsform weist zumindest eine Stirnseite des Laufrades kantenbildende Vertiefungen auf. Damit können Ablagerungen im Gehäuse während des Betriebs des Flüssigkeitsringverdichters kontinuierlich abgetragen werden. Dadurch wird eine Klemmung des Laufrades und eine Reduzierung des Wirkungsgrades des Flüssigkeitsringverdichters vermieden. Die kantenbildenden Vertiefungen können als Sacklochbohrungen, Schlitze oder durchgehende Bohrungen ausgeführt sein.

[0010] Die Antriebswelle ist in einer an sich bekannten Weise durch ein Axiallager axial gesichert. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn die Antriebswelle nicht die axiale Verlängerung der Motorwelle bildet, also der Antrieb des Flüssigkeitsringverdichters, z.B. über einen Riemen, erfolgt.

[0011] Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:

FIG 1

einen Längsschnitt eines Flüssigkeitsringverdichters, dessen Antriebswelle eine Wellenschulter aufweist;

FIG 2

einen Längsschnitt eines Flüssigkeitsringverdichters, dessen Laufradstirnseite und Steuerscheibe mit Magneten versehen ist;

FIG 3

ein Laufrad mit kantenbildenden Vertiefungen.

[0012] FIG 1 zeigt im Längsschnitt einen Flüssigkeitsringverdichter 1 mit einem auf einer Antriebswelle 2 einer nicht näher dargestellten Antriebseinheit befindlichen Laufrad 3, dessen Laufradnabe 4 und einer Wellendichtungsvorrichtung 5. Die Antriebskräfte der Antriebswelle 2 werden durch eine Paßfederverbindung 6 über die Laufradnabe 4 auf das Laufrad 3 übertragen. Eine axiale Sicherung der Antriebswelle 2 ist nicht vorgesehen, da bei derartig aufgebauten Flüssigkeitsringverdichtern 1 die axiale Sicherung durch Lager der Antriebseinheit erfolgt. Eine Steuerscheibe 7 zeigt Druck- 8 und Saugöffnungen 9, die in einen Pumpendeckel 10 münden. Die dargestellten Druck- 15 bzw. Saugräume 16 sind voneinander getrennt und münden jeweils in nicht näher dargestellte Druck- bzw. Saugstutzen. Das konisch ausgebildete Laufrad 3 wird von einem schematisch dargestellten Gehäuse 11 umgeben. Zwischen Steuerscheibe 7 und Laufrad 3, als auch zwischen Gehäuse 11 und Laufrad 3 befinden sich Spalte S1 und S2. Diese Spalte stellen sich konstruktionsbedingt bei Betrieb dieses Flüssigkeitsringverdichter 1 aufgrund der hydrodynamischen Druckverhältnisse des Flüssigkeitsrings selbständig ein. Eine Berührung der Laufradstirnseite 12 mit der Steuerscheibe 7 wird aufgrund einer bezüglich der Steuerscheibe 7 axial vorstehenden mitdrehenden Wellenschulter 13 vermieden.

[0013] FIG 2 zeigt im Längsschnitt einen Flüssigkeitsringverdichter 1 mit einem auf einer Antriebswelle 2 einer nicht näher dargestellten Antriebseinheit befindlichen Laufrad 3. Die Stirnseiten des Laufrades 3 und die Steuerscheibe 7 weisen an und/oder auf den ihnen gegenüberliegenden Seiten gleichnamige Magnete 20 (gegenüberstehende Nord- oder Südpole) auf, die im Betrieb des Flüssigkeitsringverdichters 1 eine Berührung der Laufradstirnseite 12 mit der Steuerscheibe 7 vermeiden. Insbesondere bei einem Laufrad 3 mit im wesentlichen zylindrischer Nabe 4 sind vorzugsweise auch auf der der Steuerscheibe 7 gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses 11 ebenfalls gleichnamige Magnete 20 vorgesehen Da bei einer zylindrischen Nabe 4 des Laufrades 3 die hydrodynamische Kraft F in Richtung Steuerscheibe 7 verhältnismäßig gering ist, wird dadurch auch der Kontakt zwischen Laufradstirnseite 12 ind dem Gehäuse 11 vermieden. Die Magnete 20 sind in Vertiefungen 21 der Laufradstirnseite 12 und der Steuerscheibe 7 plaziert. Die Vertiefungen 21 können als axial durchgehende Öffnungen oder sacklochartige Ausnehmungen ausgeführt sein. Die Fixierung der Magnete 20 in den Vertiefungen 21 erfolgt vorzugsweise durch eine erhärtende Masse, die den Gasen und Flüssigkeiten im Betrieb des Flüssigkeitsringverdichters 1 standhält. Die Anordnung der Magnetpole ist so gewählt, daß

rastmomentähnliche" Umdrehungen des Laufrades 3 vermieden werden. Es liegen also insbesondere in Umfangsrichtung keine äquidistanten Vertiefungen 21 vor. Die Kräfteverhältnisse sind so ausgebildet, daß die magnetischen Kräfte größer oder gleich der Summe der achsparallelen hydrodynamischen Kraft F während des Betriebes des Flüssigkeitsringverdichters 1 in Richtung Steuerscheibe 7 sind.

[0014] FIG 3 zeigt ein Laufrad mit kantenbildenden ähnlichen Vertiefungen 22, die im Betrieb des Flüssigkeitsringverdichters 1 schädliche Ablagerungen im Gehäuse 11 insbesondere an den Dichtflächen 23 abtragen und durch eine nicht näher dargestellte Schmutzabführöffnung im Gehäuse 11 oder über die Drucköffnungen 8 nach außen ableiten. Die Vertiefungen 21 tragen vorzugsweise ebenfalls zur Verringerung des schädlichen Schichtwachstums bei. Die Vertiefungen 21, 22 sind vorzugsweise versetzt angeordnet, um einen strömungsmäßigen

Kurzschluß" in radialer Richtung zu vermeiden.

[0015] Die beschriebenen Mittel zur Vermeidung der Berührung von Laufradstirnseite 12 und Steuerscheibe 7 sind speziell für Flüssigkeitsringverdichter 1 mit konischer Habe 4 des Laufrades 3 vorteilhaft, da die hydrodynamische Kraft F aufgrund der konischen Habe 4 des Laufrades 3 im Betrieb in Richtung Steuerscheibe 7 stark ausgeprägt ist.

[0016] Es versteht sich, daß der geschilderte erfinderische Gedanke auch auf mehrstufige oder mehrflutige Flüssigkeitsringverdichter übertragbar ist.

Ansprüche

1. Flüssigkeitsringverdichter (1) mit:

a) mindestens einer Antriebswelle (2),

b) einem Gehäuse (11) mit einem darin umlaufenden, auf der Antriebswelle (2) befindlichen Laufrad (3),

c) einer Steuerscheibe (7),
dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (3) auf der Antriebswelle (2) und innerhalb des Gehäuses (11) axial frei beweglich ist und daß wenigstens auf der Laufradstirnseite (12) und auf dem ihr gegenüberliegenden Teil der Steuerscheibe (7) gleichnamige Magnetpole einander zugeordnet sind.

2. Flüssigkeitsringverdichter (1) mit:

a) mindestens einer Antriebswelle (2),

b) einem Gehäuse (11) mit einem darin umlaufenden, auf der Antriebswelle (2) befindlichen Laufrad (3),

c) einer Steuerscheibe (7),
dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (3) auf der Antriebswelle (2) und innerhalb des Gehäuses (11) axial frei beweglich ist und daß die Antriebswelle (2) eine Wellenschulter (13) aufweist, die gegenüber der dem Laufrad zugewandten Seite der Steuerscheibe (7) axial vorsteht.

3. Flüssigkeitsringverdichter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (3) eine konische Nabe (4) aufweist.

4. Flüssigkeitsringverdichter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Stirnseite des Laufrades (3) kantenbildende Vertiefungen (22) aufweist.

Zeichnung