DE10037966C1

DE10037966C1 - Rotary piston pump, for gases, has a number of identical pistons rotating against each other in the housing to force the gas to a perforated contour plate at the outlet, which has a closure disk to block/release the outflow

Info

Publication number: DE10037966C1
Application number: DE2000137966
Authority: DE
Inventors: Gerhard Josef Baratti
Original assignee: BARATTI ENGINEERING GmbH
Current assignee: BARATTI ENGINEERING GmbH
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2002-02-07
Anticipated expiration: 2020-08-05

Abstract

The rotary piston machine, to pump gases, has a contour plate (8) with passage openings (9) at the outlet opening (3) of the housing (1). A number of axially parallel rotating pistons (5) in the housing rotate against each other, with a number of paddles and with identical profiles. The gas is within a zone (7) defined by the pistons, to be forced towards the outlet, where the plate passages are released and blocked by a closure (10) with the rotary cycles of the pistons, using a disk (11) with perforations (12) on the side towards the take-off pipe (4) and which rotates in only one direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine zur Förderung von Gasen nach dem Ober begriff des Anspruchs 1.The invention relates to a rotary piston machine for conveying gases to the upper Concept of claim 1.

Drehkolbengebläse werden zur Förderung von Luft und neutralen Gasen eingesetzt. Dies erfolgt entweder durch Erzeugung eines Unterdrucks (Vakuums) oder durch die Erzeugung von Überdruck. Drehkolbengebläse finden in verschiedenen Bereichen Anwendung, bei spielsweise zur pneumatischen Förderung von Schüttgütern wie Nahrungsmitteln, Zement oder Kunststoffen, in der Vakuumverpackungstechnik oder zur Lösungsmittelrückgewin nung, aber auch in der Wasserwirtschaft und im Umweltschutz, beispielsweise in Kläranla gen zur feinblasigen Druckbelüftung von Klärbecken, zur Faulgaseinpressung oder zur Fil terrückspülung. Handelsübliche Drehkolbengebläse besitzen dabei Ansaugvolumenströme von ca. 30 m³/h bis mehr als 20.000 m³/h bei einstufigen Aggregaten.Rotary lobe blowers are used to convey air and neutral gases. This is done either by creating a negative pressure (vacuum) or by generating positive pressure. Rotary lobe blowers are used in various areas, for example for the pneumatic conveying of bulk materials such as food, cement or plastics, in vacuum packaging technology or for solvent recovery, but also in water management and environmental protection, for example in sewage treatment plants for fine-bubble pressure aeration of clarifiers, for digestate injection or for film backwashing. Commercial rotary lobe blowers have intake volume flows of approx. 30 m ³ / h to more than 20,000 m ³ / h for single-stage units.

Drehkolbengebläse arbeiten nach dem folgenden Prinzip: Achsparallel gelagerte, zwei- oder dreiflügelige Drehkolben mit identischen Profilen drehen sich gegensinnig sowie gegenein ander abgedichtet in einem Gehäuse. Dabei wird das zu fördernde Gas in dem Raum zwi schen dem Gehäuse und dem jeweiligen Drehkolben eingeschlossen und durch die Dreh bewegung des Drehkolbens zum Gasaustritt, nämlich dem Druckstutzen transportiert. In dem Augenblick, in dem der Kolbenkopf an der Kante des Druckstutzens vorbeistreicht und dadurch die Öffnung in die weiterführende Rohrleitung freigegeben wird, wird das geförder te, durch die Geometrie des Drehkolbens definierte Gasvolumen durch Rückströmung aus der weiterführenden Rohrleitung verdichtet. Dieser Vorgang wird auch als Rückschlagimpuls oder Pulsation bezeichnet. Mit der weiteren Drehbewegung des Drehkolbens wird dann das geförderte Gas ausgestoßen. Der Vorgang wiederholt sich bei zweiflügeligen Drehkolben gebläsen für jeden Kolben zweimal pro voller Umdrehung, bei dreiflügeligen Drehkolbenge bläsen für jeden Kolben dreimal pro voller Umdrehung.Rotary lobe blowers operate according to the following principle: axially parallel, two or three-bladed rotary lobes with identical profiles turn in opposite and opposite directions other sealed in a housing. The gas to be pumped is in the space between the housing and the respective rotary lobes enclosed and by the rotation movement of the rotary lobe to the gas outlet, namely the pressure port. In the moment the piston head passes the edge of the discharge nozzle and this opens up the opening in the downstream pipeline, which is promoted The gas volume defined by the geometry of the rotary lobe is characterized by backflow the downstream pipeline is compressed. This process is also called a kickback or pulsation. With the further rotary movement of the rotary piston, that becomes extracted gas expelled. The process is repeated for double-wing lobes blown twice per full revolution for each piston, with three-bladed rotary lobe blow three times per full revolution for each piston.

Wesentliche Anforderungen, welche ein Drehkolbengebläse aus Umweltschutzgründen er füllen sollte, sind ein hoher volumetrischer Wirkungsgrad bei möglichst niedrigem Energie verbrauch. Der volumetrische Wirkungsgrad eines Drehkolbengebläses und sein Energie verbrauch wird dabei von verschiedenen Faktoren beeinflußt. Wichtig ist u. a. die Geometrie der Drehkolben. Diese muß so gewählt werden, daß ein berührungsfreier Lauf gewährleistet ist, daß aber gleichzeitig eine gute Abdichtung gegenüber dem Gehäuse erfolgt, damit eine Gasströmung entgegen der Förderrichtung vermieden wird.Essential requirements which a rotary lobe blower does for environmental reasons should be a high volumetric efficiency with the lowest possible energy consumption. The volumetric efficiency of a rotary blower and its energy consumption is influenced by various factors. It is important a. the geometry the rotary lobe. This must be selected so that a contact-free run is guaranteed is that at the same time there is a good seal against the housing, so that a Gas flow against the conveying direction is avoided.

Entscheidend ist darüber hinaus, inwieweit es durch konstruktive Maßnahmen gelingt, die Pulsation zu minimieren bzw. ganz zu verhindern. Eine häufig durchgeführte Maßnahme ist die Ausrüstung des Drehkolbengebläses mit dreiflügeligen statt mit zweiflügeligen Kolben. Die Reduktion der Pulsation beruht dabei auf der Reduktion des geförderten Gasvolumens, welches zwischen dem Kolben und dem Gehäuse eingeschlossen und zum Druckstutzen gefördert wird. Der Nachteil von dreiflügeligen Drehkolbengebläsen gegenüber vergleichba ren zweiflügeligen Gebläsen besteht jedoch darin, daß bei gegebenem Gehäusedurchmes ser das pro Kolbenumdrehung geförderte Gasvolumen durch den verbleibenden freien Raum im Gehäuse definiert wird. Die geförderte Menge Gas und somit der Wirkungsgrad ist bei einem dreiflügeligen Drehkolbengebläse bei gleicher Gebläsedrehzahl und gleichem Energieverbrauch deshalb immer geringer als bei einem zweiflügeligen Gebläse.It is also crucial to what extent constructive measures can be taken to achieve the To minimize or completely prevent pulsation. A common measure is equipping the rotary blower with three-bladed instead of two-bladed pistons. The reduction in pulsation is based on the reduction in the volume of gas delivered, which is enclosed between the piston and the housing and to the pressure port is promoted. The disadvantage of three-bladed rotary lobe blowers compared to comparable Ren two-bladed fans, however, is that for a given housing diameter the gas volume delivered per piston revolution by the remaining free Space is defined in the housing. The amount of gas delivered and thus the efficiency is with a three-bladed rotary lobe blower with the same blower speed and the same Energy consumption is therefore always lower than with a two-blower fan.

Eine weitere Möglichkeit zur Reduktion der Pulsation besteht darin, durch geeignete kon struktive Maßnahmen dafür zu sorgen, daß die Rückströmung des Gases in den Förderraum abgeschwächt erfolgt. Teilweise werden zusätzlich sogenannte Voreinlaßkanäle in das Ge bläsegehäuse integriert. Voreinlaßkanäle stellen offene Verbindungen dar zwischen dem Druckstutzen des Gebläses und dem Gehäuse und sorgen dafür, daß ein erster Druckaus gleich zwischen dem zwischen zwei Kolbenflügeln geförderten Gasvolumen sowie dem Druckstutzen bzw. der weiterführenden Rohrleitung erfolgen kann, bevor der Kolbenkopf die Kante des Druckstutzens überstreicht.Another way to reduce the pulsation is to use suitable con structural measures to ensure that the backflow of the gas into the delivery chamber weakened. In some cases, so-called pre-inlet channels are also added to the Ge blower housing integrated. Pre-inlet channels represent open connections between the Pressure port of the blower and the housing and ensure that a first pressure off equal between the gas volume delivered between two piston wings and the Pressure nozzle or the further pipeline can take place before the piston head Painted over edge of pressure port.

Eine Drehkolbenmaschine, nämlich ein Drehkolben- oder Rootsverdichter der eingangs an gegebenen Art ist aus der US 1 818 767 bekannt. Bei dieser Drehkolbenmaschine zur För derung von Gasen ist die dem jeweiligen Drehkolben zugeordnete Austrittsöffnung mit einer Konturplatte mit schlitzartigen Durchbrechungen versehen. Dabei weist die Konturplatte ei nen ersten Satz von zueinander parallelen Schlitzen sowie dazu versetzt einen zweiten Satz ebenfalls zueinander paralleler Schlitze auf. Diese Schlitze sind durch Ventilstreifen abge deckt, welche ein Rückschlagventil definieren. - Der Nachteil dieser bekannten Drehkol benmaschine besteht zunächst darin, daß ein höherer Gasdruck im Arbeitsraum herrschen muß, um den Ventilwiderstand zu überwinden. Durch diesen höheren Druck entsteht eine höhere Ablufttemperatur. Außerdem muß mehr Energie zum Betreiben der Drehkolbenma schine aufgewendet werden. Der Wirkungsgrad insgesamt ist schlecht. Außerdem treten bei den Auf- und Abbewegungen der Ventilstreifen hohe Massenbeschleunigungen auf, welche zu einem hohen Verschleiß führen. Darüber hinaus schließen die Ventilstreifen bei hohen Frequenzen nicht richtig. A rotary lobe machine, namely a rotary lobe or roots compressor at the beginning given type is known from US 1,818,767. With this rotary piston machine for För The change in gases is the outlet opening assigned to the respective rotary lobe Provide contour plate with slot-like openings. The contour plate has egg a first set of parallel slots and a second set offset also parallel slots. These slots are covered by valve strips covers which define a check valve. - The disadvantage of this known rotary piston benmaschine consists in the fact that a higher gas pressure prevail in the work area must to overcome the valve resistance. This higher pressure creates one higher exhaust air temperature. In addition, more energy is required to operate the rotary lobe seem to be used. The overall efficiency is poor. Also join the up and down movements of the valve strips on high mass accelerations, which lead to high wear. In addition, the valve strips close at high Frequencies not right.

Die DE-PS 605 028 offenbart eine Drehkolbenmaschine, bei der die Austrittsöffnung durch schmale Schlitze in der Symmetriemittelebene des Gehäuses gebildet wirds.DE-PS 605 028 discloses a rotary piston machine in which the outlet opening is through narrow slots in the symmetry center plane of the housing is formed.

Die DE-PS 925 906 zeigt ein Drehkolbengebläse, insbesondere Rootsgebläse für Brenn kraftmaschinen, dessen Ziel es ist, die Rückströmung aus dem Druckkanal zu minimieren. Gelöst wird dies dadurch, daß der Düsenkörper am Auslauf mit einer spitzwinkligen, schar fen Rundkante aus dem engsten Querschnitt in die mit größerem Querschnitt ausgeführte Druckleitung mündet.DE-PS 925 906 shows a rotary lobe blower, in particular roots blower for Brenn engines, the aim of which is to minimize the backflow from the pressure channel. This is solved in that the nozzle body at the outlet with an acute, sharp fen round edge from the narrowest cross-section to the one with a larger cross-section Pressure line opens.

Die US 1 746 885 zeigt eine Drehkolbenmaschine, bei der im Bereich der Austrittsöffnung in einem separaten Gehäuse ein synchron mitdrehendes Verschlußelement angeordnet ist.US 1 746 885 shows a rotary piston machine in which in the area of the outlet opening in a separate housing a synchronously rotating locking element is arranged.

Die US 2 448 901 zeigt eine Drehkolbenmaschine, deren Austrittsöffnung eben ausgebildet ist und Durchbrechungen aufweist.The US 2 448 901 shows a rotary lobe machine, the outlet opening is flat is and has openings.

Die US 2 259 027 schließlich zeigt eine Drehkolbenmaschine, bei der in dem Gehäuse Aus trittsöffnungen ausgebildet sind.Finally, US 2,259,027 shows a rotary lobe machine in which Aus in the housing openings are formed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehkolbenmaschine zur Förderung von Gasen der eingangs angegebenen Art mit einer verbesserten Verschließeinrichtung zu schaffen, insbesondere daß die Verschließeinrichtung ohne Gegendruck öffnet und auch bei hohen Drehzahlen einwandfrei schließt sowie wenig störanfällig ist.The invention has for its object to provide a rotary lobe machine for promotion of gases of the type specified at the beginning with an improved closing device create, in particular that the closing device opens without back pressure and also at high speeds closes perfectly and is less prone to failure.

Die technische Lösung ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.The technical solution is characterized by the features in the indicator of the Claim 1.

Die Grundidee der erfindungsgemäßen Drehkolbenmaschine zur Förderung von Gasen be steht in einem kreisbogenförmigen Doppelflügel, welcher gewissermaßen die Fortsetzung des Gehäusezylinders hin zur symmetrischen Mittelebene des Gehäuses darstellt. Die Kon turplatte ist dabei entsprechend dem Verlauf der Drehkolben kreisförmig gebogen. Die der weiterführenden Rohrleitung zugewandten Seite der Konturplatte kann von dieser Kreisform abweichen. Sie kann beispielsweise getreppt oder insbesondere auch eben sein. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Drehkolbenmaschine besteht darin, daß eine Gasrückströmung und Pulsation auch bei zweiflügeligen Drehkolbengebläsen weitestgehend vermieden wird. Es entsteht bei der erfindungsgemäß geformten Konturplatte kein toter Raum zwischen den Kolbenflügeln und der Konturplatte. Eine Rückströmung des Gases aus dem Totraum und Pulsation werden dadurch vermieden. Die Idee liegt dabei in einer drucklosen Rückströmverhinderung mittels der erfindungsgemäßen Verschließeinrichtung. Die Grundidee besteht dabei darin, daß eine Rückströmung des Gases aufgrund des herrschenden Überdrucks im Druckstutzen dadurch verhindert wird, daß die Öffnungen in der Konturplatte verschlossen sind. Erst wenn das im Arbeitsraum zwischen dem Drehkolben und dem Gehäuse einge schlossene, transportierte Gas in den Bereich der Austrittsöffnungen des Gehäuses gelangt und dabei speziell die Konturplatte beaufschlagt, werden die Durchbrechungen in dieser Konturplatte geöffnet, so daß das geförderte Gas hindurchströmen kann und somit dem Druckstutzen zugeleitet wird. Nach dem Gasaustritt werden dann die Durchbrechungen in der Konturplatte wieder geschlossen. Durch dieses Öffnen und Schließen der Durchbre chungen in der Konturplatte können Restpulsationen weitestgehend verhindert werden. Da bei ist die Verschließeinrichtung an die Drehbewegung der Drehkolben gekoppelt. Die Öff nung der Durchbrechungen erfolgt erst dann, wenn der Druck im Gasförderraum des Geblä ses dem Druck in der weiterführenden Rohrleitung entspricht. Konkret öffnet die Ver schließeinrichtung die Durchbrechungen der Konturplatte progressiv. Darunter ist zu verste hen, daß die Durchbrechungen in der Konturplatte nicht schlagartig, sondern vielmehr suk zessive geöffnet werden, wobei die maximale Öffnung dann erreicht wird, wenn der Druck im Gasförderraum des Gebläses dem Druck in der weiterführenden Rohrleitung entspricht. Da durch wird verhindert, daß aufgrund des herrschenden Gasüberdrucks im Rohrstutzen das Gas schlagartig durch die Durchbrechungen in der Konturplatte zurückfließen kann. Somit werden die Durchbrechungen kontinuierlich derart freigegeben, daß der Druckausgleich zwi schen der weiterführenden Rohrleitung und dem durch das Gebläse geförderten Gasvolu men weitestgehend pulsationsfrei erfolgt. Konstruktiv ist die Verschließeinrichtung auf der bezüglich dem Gasförderraum abgewandten Seite der Konturplatte angeordnet, wobei die Konturplatte auf dieser Seite vorzugsweise eben ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich in Be zug zu der Scheibe eine wohldefinierte Führungsfläche. Die Scheibe weist dabei bezüglich Querschnitt und Anordnung Durchbrechungen auf, welche mit denen in der Konturplatte korrespondieren. Der Vorteil der Drehbewegung der Scheibe in nur einer Richtung besteht in ihrem geringen Verschleiß, weil keine Beschleunigungen auftreten. Dies steht im Gegensatz zu der gleichermaßen möglichen Bewegungsführung in einer Hin- und Herbewegung. Hier bei wäre aber die Scheibe oder ein Schieber mit dem Antriebsmechanismus einem sehr ho hen Verschleiß unterworfen. Weiterhin wird vermieden, daß stets erhitztes, vorverdichtetes Gas im Bereich des Druckstutzens bleibt. Wie bereits ausgeführt, wird eine Pulsation durch die erfindungsgemäße Konturplatte bei Drehkolbengebläsen weitestgehend minimiert oder gar vollständig verhindert. Dies trifft auch dann zu, wenn das Drehkolbengebläse mit zwei flügeligen Kolben ausgestattet wird, was aufgrund des besseren volumetrischen Wirkungs grades von Gebläsen mit zweiflügeligen Kolben gegenüber Gebläsen mit dreiflügeligen Kol ben anzustreben ist. Drehkolbengebläse, deren Gasaustritt (Druckstutzen) erfindungsgemäß ausgebildet ist, zeichnen sich durch weitere Vorteile aus: Neben dem höheren volumetrischen Wirkungsgrad beim Einsatz von zweiflügeligen Drehkolben wird ein konstanter Wir kungsgrad im gesamten Drehzahlbereich erreicht. Weiterhin zeichnet sich das Gebläse durch einen niedrigeren Energieverbrauch, höhere Kompressionsverhältnisse sowie einen größeren Drehzahlbereich aus. Außerdem verringert sich die Geräuschentwicklung, was insbesondere durch die Vermeidung des Totraums im Druckstutzen bedingt ist. Schließlich ist die erfindungsgemäße Drehkolbenmaschine in der Herstellung einfach sowie wirtschaft lich betreibbar.The basic idea of the rotary lobe machine according to the invention for conveying gases be stands in an arcuate double wing, which is the continuation, so to speak represents the housing cylinder towards the symmetrical center plane of the housing. The con The door plate is curved in a circular manner in accordance with the course of the rotary lobes. The the Continuing pipeline facing side of the contour plate can be of this circular shape differ. For example, it can be stepped or, in particular, even. The advantage the rotary lobe machine according to the invention is that a gas backflow and Pulsation is largely avoided even with double-bladed rotary lobe blowers. It With the contour plate shaped according to the invention, there is no dead space between the Piston wings and the contour plate. A backflow of the gas from the dead space and This prevents pulsation. The idea here is to prevent backflow without pressure by means of the closing device according to the invention. The basic idea is there thereby in that a backflow of the gas due to the prevailing pressure in Pressure port is prevented by the openings in the contour plate being closed are. Only when this is switched on in the working area between the rotary lobe and the housing closed, transported gas reaches the area of the outlet openings of the housing and especially the contour plate, the openings in it Contour plate opened so that the gas can flow through and thus the Pressure port is supplied. After the gas escapes, the openings in the contour plate is closed again. By opening and closing the opening Residual pulsations can be largely prevented in the contour plate. because at the closing device is coupled to the rotary movement of the rotary pistons. The public The openings are only opened when the pressure in the gas delivery chamber of the fan it corresponds to the pressure in the downstream pipeline. Specifically, the Ver closing device the openings of the contour plate progressively. This is to be understood as hen that the openings in the contour plate not suddenly, but rather successively be opened cessively, the maximum opening being reached when the pressure in the Gas delivery space of the blower corresponds to the pressure in the downstream pipeline. because by prevents that due to the prevailing gas pressure in the pipe socket Gas can suddenly flow back through the openings in the contour plate. Consequently the openings are continuously released in such a way that the pressure compensation between the further pipeline and the gas volume conveyed by the blower largely without pulsation. The closing device is constructively on the arranged with respect to the gas delivery chamber side of the contour plate, the Contour plate is preferably flat on this side. This results in Be a well-defined guide surface to the disc. The disc points with respect Cross-section and arrangement of openings, which match those in the contour plate correspond. The advantage of rotating the disc in only one direction is in their low wear, because no accelerations occur. This is in conflict to the equally possible movement control in a back and forth movement. here but the disk or a slide with the drive mechanism would be very ho hen subjected to wear. Furthermore, it is avoided that always heated, pre-compressed Gas remains in the area of the pressure port. As already stated, a pulsation is caused by the contour plate according to the invention is minimized as far as possible in rotary lobe blowers or completely prevented. This also applies if the rotary lobe blower has two winged piston is equipped, which is due to the better volumetric effect degrees of blowers with two-bladed pistons compared to blowers with three-bladed pistons ben is to be aimed for. Rotary lobe blower, the gas outlet (pressure port) according to the invention are characterized by further advantages: In addition to the higher volumetric Efficiency when using double-wing rotary lobes becomes a constant we efficiency achieved in the entire speed range. The blower also stands out through lower energy consumption, higher compression ratios as well as one larger speed range. It also reduces the noise, what is particularly due to the avoidance of dead space in the pressure port. Finally the rotary lobe machine according to the invention is simple and economical to manufacture operable.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 2 schlägt vor, daß die Konturplatte auf der Seite, die dem Drehkolben zugewandt ist, in einer Form ausgeführt ist, daß die rotierenden Kolbenflü gel berührungslos, jedoch dicht darüber streichen. Dies hat den Vorteil, daß der Reibungs widerstand zwischen den Flügeln und dem Gehäuse auf ein Minimum reduziert ist, daß den noch aber gewährleistet ist, daß keine Gasrückströmung erfolgt.The development according to claim 2 suggests that the contour plate on the side that facing the rotary piston, is designed in a form that the rotating piston flü Touch the gel without touching it, but close to it. This has the advantage that the friction resistance between the wings and the housing is reduced to a minimum that the but it is still ensured that there is no gas backflow.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 3 schlägt vor, daß die Abdichtung zwischen der Kontur platte und dem Drehkolbenflügel der Abdichtung zwischen der Gehäusewandung und dem Drehkolbenflügel entspricht. Dies hat den Vorteil, daß im gesamten Umlaufsbereich der Flü gel einerseits im Bereich der Innenwand des Gehäuses sowie andererseits im Bereich der Konturplatte identische Verhältnisse existieren.The development according to claim 3 suggests that the seal between the contour plate and the rotary lobe of the seal between the housing wall and the Rotary lobe wing corresponds. This has the advantage that the Flü gel on the one hand in the area of the inner wall of the housing and on the other hand in the area of Contour plate identical conditions exist.

Der Vorteil der Weiterbildung gemäß Anspruch 4 besteht darin, daß Turbulenzen, welche den Wirkungsgrad des Drehkolbengebläses verschlechtern würden, vermieden werden. Die Anzahl, Anordnung sowie Ausbildung der Durchbrechungen sind so gewählt, daß die Luft geschwindigkeit nach dem Durchströmen der Durchbrechungen der Konturplatte nicht über schritten wird, bei der die laminare Luftförderung auch beim maximalen Fördervolumen des Gebläses gewährleistet ist.The advantage of the development according to claim 4 is that turbulence would deteriorate the efficiency of the rotary blower, avoided. The The number, arrangement and design of the openings are chosen so that the air speed after flowing through the openings in the contour plate step is taken in which the laminar air delivery also at the maximum delivery volume of the Blower is guaranteed.

Um die Bewegung der Verschließeinrichtung auf technisch einfache Weise mit der Drehbe wegung der Drehkolben zu synchronisieren, wird gemäß der Weiterbildung in Anspruch 5 vorgeschlagen, daß die Verschließeinrichtung über ein Zwischengetriebe mit der Drehbewe gung der Drehkolben gekoppelt ist.To the movement of the closing device in a technically simple manner with the rotary Synchronizing movement of the rotary lobes is according to the development in claim 5 proposed that the closing device via an intermediate gear with the rotary movement tion of the rotary lobe is coupled.

Eine weitere Weiterbildung gemäß Anspruch 6 schlägt vor, daß jedem Drehkolben eine ei gene Verschließeinrichtung zugeordnet ist.A further development according to claim 6 suggests that each rotary piston has an egg gene closing device is assigned.

Grundsätzlich ist es denkbar, die Konturplatte als separates Teil auszubilden und in der Austrittsöffnung des Gehäuses zu befestigen, beispielsweise zu verschweißen. Die Weiter bildung gemäß Anspruch 7 schlägt jedoch eine integrale Bauweise des Gehäuses einerseits sowie der Konturplatte andererseits vor. Dies bedeutet, daß die Konturplatte von vornherein ein Teil des Gehäuses, nämlich des Gehäusezylinders ist.Basically, it is conceivable to design the contour plate as a separate part and in the Fasten the outlet opening of the housing, for example to weld. The next Education according to claim 7, however, proposes an integral design of the housing on the one hand and the contour plate on the other hand. This means that the contour plate from the start is part of the housing, namely the housing cylinder.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehkolbenmaschine zur Förderung von Gasen wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:An embodiment of a rotary piston machine according to the invention for the promotion of Gases are described below with reference to the drawings. In these shows:

Fig. 1a eine schematische Längsschnittdarstellung der Drehkolbenma schine in der geschlossenen Stellung des Verschlußschiebers; Figure 1a is a schematic longitudinal sectional view of the rotary machine in the closed position of the slide valve.

Fig. 1b einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1a; FIG. 1b shows a section along the line AA in FIG. 1a;

Fig. 2a eine schematische Längsschnittdarstellung der Drehkolbenma schine nach einer Weiterdrehung der Drehkolben mit der offe nen Stellung des Verschlußschiebers; Fig. 2a is a schematic longitudinal sectional view of the rotary machine after a further rotation of the rotary piston with the open position of the slide valve;

Fig. 2b einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2a; FIG. 2b shows a section along the line AA in Fig. 2a;

Fig. 3 den Bewegungsablauf der Drehkolbenmaschine anhand von vier Schritten. Fig. 3 shows the sequence of movements of the rotary lobe machine based on four steps.

Die Drehkolbenmaschine zur Förderrung von Gasen weist ein Gehäuse 1 mit einer oberen Eintrittsöffnung 2 sowie einer unteren Austrittsöffnung 3 auf, wobei sich an die Austrittsöff nung 3 eine Rohrleitung 4 anschließt. Die beiden äußeren Innenwände des Gehäuses 1 sind dabei jeweils als halbzylindrische Mantelflächen ausgebildet.The rotary piston machine Förderrung of gases has a housing 1 with an upper inlet opening 2 and a lower outlet opening 3, said contiguous to the voltage Austrittsöff 3 a pipeline. 4 The two outer inner walls of the housing 1 are each designed as semi-cylindrical outer surfaces.

Im Innern des Gehäuses 1 befinden sich zwei zweiflügelige Drehkolben 5 mit zueinander parallelen Drehachsen D. Wie durch die Pfeile angedeutet ist, bewegen sich die Drehkolben synchron gegensinnig. Sie greifen dabei dichtend in dem Sinne ineinander ein, daß sie auf ihren Umfangsflächen dichtend ablaufen. Während dieser Drehbewegung streichen dabei die rotierenden Flügel 6 über die Innenseite der zylindrischen Gehäusewand. Der für den Transport des Gases verantwortliche Arbeitsraum 7 ist in den Zeichnungen jeweils schraf fiert angedeutet.Inside the housing 1 there are two double-winged rotary pistons 5 with mutually parallel axes of rotation D. As indicated by the arrows, the rotary pistons move synchronously in opposite directions. They engage in a sealing manner in the sense that they run sealingly on their peripheral surfaces. During this rotary movement, the rotating vanes 6 sweep over the inside of the cylindrical housing wall. The work space 7 responsible for the transport of the gas is indicated by a hatched line in the drawings.

Im Bereich der Austrittsöffnung 3 des Gehäuses 1 befindet sich eine Konturplatte 8. Es han delt sich dabei um ein zweiflügeliges Gebilde, welches symmetrisch zur Längsmittelebene ausgebildet ist, welche durch die beiden Drehachsen D definiert ist. Die dem Innern des Ge häuses 1 zugewandte Innenfläche der Konturplatte 8 bildet dabei gewissermaßen die Fort setzung des jeweiligen Halbzylinders des Gehäuses.A contour plate 8 is located in the area of the outlet opening 3 of the housing 1 . It is a two-winged structure which is symmetrical to the longitudinal center plane, which is defined by the two axes of rotation D. The inside of the Ge housing 1 facing inner surface of the contour plate 8 forms, so to speak, the continuation of the respective half cylinder of the housing.

In der Konturplatte 8 befinden sich Durchbrechungen 9 in Form von Zylinderöffnungen. Die se sind in konzentrischen Kreisen angeordnet.Openings 9 in the form of cylinder openings are located in the contour plate 8 . These are arranged in concentric circles.

Außerdem sind der Konturplatte 8 Verschließeinrichtungen 10 in Form von Scheiben 11 zu geordnet. Diese Scheiben 11 weisen ebenfalls Durchbrechungen 12 auf, welche mit den Durchbrechungen 9 der Konturplatte 8 korrespondieren.In addition, the contour plate 8 locking devices 10 are arranged in the form of disks 11 . These disks 11 also have openings 12 , which correspond to the openings 9 of the contour plate 8 .

Die Funktionsweise der Drehkolbenmaschine ist wie folgt, wobei in Fig. 3 insgesamt vier Schritte I bis IV dargestellt sind, anhand denen der Bewegungsablauf erläutert werden soll:
In der Ausgangsstellung gemäß Schritt I befindet sich oberhalb der beiden Drehkolben 5 das zu fördernde Gas.The operation of the rotary lobe machine is as follows, a total of four steps I to IV being shown in FIG. 3, on the basis of which the movement sequence is to be explained:
In the starting position according to step I, the gas to be delivered is located above the two rotary pistons 5 .

Die beiden Drehkolben 5 bewegen sich um einen Winkel von 45° weiter, wie dies im Schritt II dargestellt ist. Dadurch wird das (schraffiert angedeutete) Volumen vergrößert. Es entsteht ein Unterdruck, welcher das Gas ansaugt.The two rotary pistons 5 continue to move through an angle of 45 °, as shown in step II. This increases the volume (indicated by hatching). A negative pressure is created which sucks in the gas.

Nach einer weiteren Drehbewegung der Drehkolben 5 um 45° wird der Schritt III erreicht. Dieser ist auch in Fig. 1a und 1b dargestellt. Es ist erkennbar, daß das zu fördernde Gas in dem Arbeitsraum 7 zwischen dem rechten Drehkolben 5 und der Innenwand des Gehäuses 1 eingeschlossen ist. Bis zu dieser Position des rechten Drehkolbens 5 sind die Durchbre chungen 9 in der Konturplatte 8 durch die Scheibe 11 verschlossen, indem sich die Durch brechungen 9 der Konturplatte 8 nicht mit den Durchbrechungen 12 der Scheibe 11 über lappen. Dadurch wird ein Rückströmen von in der Rohrleitung 4 befindlichem Gas aufgrund des Überdrucks zurück in das Gehäuse 1 verhindert.After a further rotary movement of the rotary pistons 5 by 45 °, step III is reached. This is also shown in Fig. 1a and 1b. It can be seen that the gas to be conveyed is enclosed in the working space 7 between the right rotary piston 5 and the inner wall of the housing 1 . Up to this position of the right-hand rotary piston 5 , the openings 9 in the contour plate 8 are closed by the disk 11 by the openings 9 of the contour plate 8 not overlapping with the openings 12 in the disk 11 . This prevents a backflow of gas in the pipeline 4 due to the excess pressure back into the housing 1 .

Sobald der Flügel 6 des rechten Drehkolbens 5 die Kante des Gehäuses 1 bzw. der Rohr leitung 4 im Bereich der Austrittsöffnung 3 passiert, wird die Scheibe 11 infolge der Getrie besynchronisation mit den Drehkolben 5 (wie zuvor bereits auch) weitergedreht. In diesem Fall kommen aber die Durchbrechungen 9, 12 sukzessive in die Überlappungsposition, so daß die Durchbrechungen 9 in der Konturplatte 8 progressiv geöffnet werden, bis der Schritt IV erreicht ist, in der die Durchbrechungen 9 voll geöffnet sind (dies entspricht der Darstel lung in Fig. 2a und 2b). Dadurch kann das im Arbeitsraum 7 eingeschlossene Gas in die Rohrleitung 4 strömen, ohne daß aufgrund des Überdrucks in der Rohrleitung 4 das dort vorhandene Gas in das Gehäuse 1 zurückströmt.As soon as the wing 6 of the right-hand rotary piston 5 passes the edge of the housing 1 or the pipe 4 in the region of the outlet opening 3 , the disk 11 is rotated further as a result of the gearbox synchronization with the rotary piston 5 (as previously also). In this case, however, the openings 9 , 12 come successively into the overlap position, so that the openings 9 in the contour plate 8 are opened progressively until step IV is reached, in which the openings 9 are fully open (this corresponds to the presen tation in FIGS. 2a and 2b). As a result, the gas enclosed in the working space 7 can flow into the pipeline 4 without the gas present there flowing back into the housing 1 due to the excess pressure in the pipeline 4 .

Anschließend verschließt die Scheibe 11 wieder die Durchbrechungen 9 der Konturplatte 8, so daß die Ausgangsposition mit dem Schritt I wieder erreicht ist.The disc 11 then closes the openings 9 of the contour plate 8 again , so that the starting position is reached again with step I.

Der Vorgang kann dann von neuem beginnen. Was zuvor bezüglich des rechten Drehkol bens 5 beschrieben worden ist, gilt gleichermaßen für den linken Drehkolben 5, jedoch um eine 90°-Phase versetzt.The process can then start again. What right Drehkol has been described previously bens 5 respect, applies equally to the left rotary piston 5, but offset by a 90 ° phase.

Der besondere Vorteil der zuvor beschriebenen Drehkolbenmaschine besteht darin, daß aufgrund der Konturplatte 8 in Zusammenwirken mit der Verschließeinrichtung 10 Pulsatio nen durch eine verringerte Rückströmung vermindert werden. Außerdem arbeitet die erfin dungsgemäße Drehkolbenmaschine mit einer geringen Energieaufnahme. Schließlich zeich net sie sich noch durch einen geringen Geräuschpegel aus. The particular advantage of the rotary piston machine described above is that due to the contour plate 8 in cooperation with the closing device 10 Pulsatio nen be reduced by a reduced backflow. In addition, the rotary lobe machine according to the invention works with a low energy consumption. Finally, it is characterized by a low noise level.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Gehäuse
casing

22

Eintrittsöffnung
inlet opening

33

Austrittsöffnung
outlet opening

44

Rohrleitung
pipeline

55

Drehkolben
rotary pistons

66

Flügel
wing

77

Arbeitsraum
working space

88th

Konturplatte
contour plate

99

Durchbrechung
perforation

1010

Verschließeinrichtung
closing

1111

Scheibe
disc

1212

Durchbrechung
D Drehachse
perforation
D axis of rotation

Claims

1. Rotary lobe machine for conveying gases
with an inlet opening ( 2 ) and an outlet opening ( 3 ) for the gas to be pumped housing ( 1 ),
with a contour plate ( 8 ) with openings ( 9 ) arranged in the outlet opening ( 3 ) of the housing ( 1 ) and closing the outlet opening ( 3 ),
with several, in particular two axially parallel, multi-winged rotary pistons ( 5 ) which can be driven in a sensible manner in the housing ( 1 ) with identical profiles,
wherein the gas to be conveyed is enclosed in a working space ( 7 ) defined between the housing ( 1 ) and the respective rotary piston ( 5 ) and
wherein the circular inner contour of the housing ( 1 ) by means of the contour plate ( 8 ) accordingly the radial outer circulation of the wings ( 6 ) up to the symmetry center plane defined between the two axes of rotation (D) of the rotary pistons ( 5 ), respectively
with one of the openings ( 9 ) of the contour plate ( 8 ) associated with the closing device ( 10 ),
which opens and closes the openings ( 9 ) in the rotating cycle of the rotary pistons ( 5 ) in such a way
that the openings ( 9 ) are opened at the beginning of the application of the contour plate ( 8 ) with the gas transported in the working space ( 7 ) and
that after the gas has flowed through the openings ( 9 ) they are closed again,
characterized by
that the closing device ( 10 ) is designed as a disk ( 11 ) with openings ( 12 ) on the side of the contour plate ( 8 ) facing the further pipeline ( 4 ), which carries out a rotary movement in a single direction of rotation.

2. Rotary piston machine according to the preceding claim, characterized in that the rotating wings ( 6 ) contactless, but close over the inside of the con turplatte ( 8 ).

3. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the seal between the rotating vanes ( 6 ) and the inside of the con turplatte ( 8 ) corresponds to the seal between the rotating vanes ( 6 ) and the inside of the housing ( 1 ).

4. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the number, arrangement and design of the openings ( 9 ) is such that the gas has a laminar flow.

5. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the closing device ( 10 ) is coupled to the rotary movement of the rotary pistons ( 5 ) via an intermediate gear.

6. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that each rotary piston ( 5 ) is assigned its own closing device ( 10 ).

7. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the contour plate ( 8 ) is formed in one piece with the housing ( 1 ) in an integral construction.