DE1182961B - Cross-sectional contour for the stator cavity of a rotary lobe pump - Google Patents

Cross-sectional contour for the stator cavity of a rotary lobe pump

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DE1182961B
DE1182961B DET12315A DET0012315A DE1182961B DE 1182961 B DE1182961 B DE 1182961B DE T12315 A DET12315 A DE T12315A DE T0012315 A DET0012315 A DE T0012315A DE 1182961 B DE1182961 B DE 1182961B
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DET12315A
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Hans Erdmann
Dipl-Phys Fritz Ostwald
Dipl-Ing Dr Hans Strien
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Continental Teves AG and Co oHG
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Alfred Teves GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C2/3446Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface

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Description

Querschnittskontur für den Statorhohlraum einer Drehkolbenpumpe Die Erfindung betrifft die Querschnittskontur für den Statorhohlraum einer Drehkolbenpumpe mit einem zylindrischen, radial bewegliche Arbeitsschieber enthaltenden Rotor und mit zwei einander gegenüberliegenden, im Querschnitt ungefähr sichelförmigen Förderräumen zwischen dem Rotor und dem Stator. Diese Querschnittskontur besteht aus je zwei paarweise einander gegenüberliegenden, zum Rotor zentrischen Kreisbogenstücken mit einem größeren Radius für das eine Bogenpaar und einem kleineren Radius für das andere Bogenpaar und dazwischenliegenden übergangsstücken, »Hubkurven« genannt.Cross-sectional contour for the stator cavity of a rotary lobe pump Die The invention relates to the cross-sectional contour for the stator cavity of a rotary lobe pump with a cylindrical, radially movable working slide containing rotor and with two opposite, in cross-section approximately sickle-shaped conveying chambers between the rotor and the stator. This cross-sectional contour consists of two each pairs of opposing circular arcs that are centric to the rotor a larger radius for one pair of arcs and a smaller radius for that other pair of arches and intermediate transition pieces, called "lifting curves".

Bei Pumpen dieser Art ist unter anderem wichtig, allzu große Beschleunigungen und Rucke beim Aus-und Einschieben der die einzelnen Druckräume oder Zellen bildenden Drehflügel zu vermeiden und die Förderung möglichst frei von Pulsation zu halten.With pumps of this type, it is important, among other things, to accelerate too much and jerks when pushing in and out of the individual pressure spaces or cells Avoid rotating vane and keep the conveyance as free from pulsation as possible.

Es ist bekannt, den Hubkurven die Gestalt von Parabeln zu geben, d. h., den Abstand eines Punktes der Hubkurve vom Rotormittelpunkt proportional dem Quadrat des Drehwinkels zu machen, so daß die Flügel eine konstante Beschleunigung erfahren. Selbst wenn man solche Kurven ohne Knick aneinander und an die Kreisbogenstücke anschließen läßt, verursachen die plötzlichen Änderungen des Krümmungsradius störende Beschleunigungssprünge, d. h. unendliche große Rucke, die zu Schwingungen der Drehflügel Anlaß geben. Dasselbe gilt für eine einfache harmonische Bewegung der Drehflügel, wie sie durch Einfügung einer Sinuskurve zwischen die Kreisbögen erhalten wird. Diese Erfahrungen haben dazu geführt, die Querschnittskonturen so abzuändern, daß sich ein konstanter Anstieg der radialen Beschleunigung bzw. Verzögerung entsprechend dem Drehwinkel im Gebiet der Hubkurven ergibt. In diesem Fall wird der Bereich der Hubkurve für die Beschleunigung schlecht ausgenutzt, d. h., die maximal auftretende Beschleunigung ist wesentlich größer als in dem zuvor erwähnten Fall, was entsprechende Nachteile durch Massenwirkungen zur Folge hat.It is known to give the lift curves the shape of parabolas, i. That is, the distance of a point on the lift curve from the rotor center is proportional to the Make square the angle of rotation so that the wings have a constant acceleration Experienced. Even if you have such curves without kinks to each other and to the circular arc pieces can connect, cause the sudden changes in the radius of curvature disturbing Acceleration jumps, d. H. infinite large jerks that lead to vibrations of the rotary wing To give reason. The same applies to a simple, harmonious movement of the rotating blades, as obtained by inserting a sine curve between the circular arcs. These experiences have led to the modification of the cross-sectional contours so that a constant increase in the radial acceleration or deceleration accordingly the angle of rotation in the area of the lift curves. In this case the area becomes the The lift curve is poorly used for acceleration, d. i.e., the maximum that occurs Acceleration is much greater than in the previously mentioned case, which is equivalent Has disadvantages due to mass effects.

Die Erfindung besteht darin, daß, in der Abwicklung betrachtet, die Hubkurve als überlagerung zwischen einer Geraden und einer Sinuskurve nach der Funktion verläuft. Darin bedeutet .s die (veränderliche) radiale Entfernung eines Kurvenpunktes vom Rotorumfang, also die Hubhöhe, der (veränderliche) Drehwinkelabstand des Kurvenpunktes vom Beginn der Hubkurve (einmal im Uhrzeigersinn, einmal im Gegensinn fortschreitend), H der Maximalwert der Hubhöhe, also der Unterschied der Radien der inneren und äußeren Kreisbogenpaare der Querschnittskontur, qpH der die einzelnen Hubbereiche einschließende Winkel.The invention consists in that, viewed in the development, the lift curve as a superposition between a straight line and a sine curve according to the function runs. Here, .s means the (variable) radial distance of a curve point from the rotor circumference, i.e. the lift height, the (variable) angle of rotation distance of the curve point from the start of the lift curve (once clockwise, once in the opposite direction), H the maximum value of the lift height, i.e. the difference the radii of the inner and outer pairs of arcs of the cross-sectional contour, qpH the angle enclosing the individual stroke areas.

Die Funktion gibt, auf eine Gerade (Abszisse) abgewickelt, in allgemeiner Darstellung die Überlagerung einer Sinuslinie mit einer in bezug auf diese Abszisse schräg verlaufenden Geraden wieder. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Hubbereiche hat sich durch ihren einfachen Verlauf in der Praxis als sehr vorteilhaft erwiesen.The function gives, developed on a straight line (abscissa), in general Representation of the superimposition of a sinusoidal line with one in relation to this abscissa sloping straight lines again. The inventive design of the stroke areas has proven to be very advantageous in practice due to its simple process.

In der Zeichnung zeigt A b b. 1 die schrägverlaufende Gerade und die Sinuslinie im abgewickelten Weg-Winkel-Diagramm, A b b. 2 die durch überlagerung zustande gekommene Sinoide, A b b. 3 die radiale Geschwindigkeit über dem Winkel aufgetragen, A b b. 4 die radiale Flügelbeschleunigung ebenfalls über dem Winkel aufgetragen und A b b. 5 den Querschnitt durch eine Drehkolbenpumpe mit den erfindungsgemäßen Hubkurven in schematischer Darstellung. Aus dem Geschwindigkeitsdiagramm, das einen doppelsymmetrischen Verlauf aufweist, ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei einer Flügelteilung, die mindestens gleich dem die einzelnen Hubbereiche einschließenden Winkel oder Zentriwinkel ggH ist, einer ungeraden Flügelzahl und einem doppelsymmetrischen Bahnkurvenverlauf (bzw. Querschnittskontur) die Summe der radialen Hubgeschwindigkeiten v konstant ist. Aus der A b b. 4, die den Verlauf der Beschleunigungskurve b aufzeigt, ist zu entnehmen, daß keine Sprünge in der Beschleunigungskurve auftreten, sondern nur Knicke, der Ruck (dritte Ableitung) also nur endliche Werte erreicht. Die Übergangs- oder Hubkurve hat also dort, wo sie sich an die Kreissegmente anschließt, mit dem Kreissegment nicht nur die Tangente gemeinsam (in der Abwicklung lägen die Tangenten parallel zur Abszisse), sondern auch den Krümmungskreis (in der Abwicklung hat er einen unendlich großen Radius, ist also wieder eine zur Abszisse parallele Gerade).In the drawing shows A b b. 1 the inclined straight line and the Sinus line in the developed path-angle diagram, A b b. 2 the by overlay Sinoids that have come about, A b b. 3 the radial velocity versus the angle applied, A b b. 4 the radial wing acceleration also as a function of the angle applied and A b b. 5 shows the cross section through a rotary lobe pump with the inventive Lift curves in a schematic representation. From the speed diagram, which has a doubly symmetrical course, it is readily apparent that with a wing division that is at least equal to that enclosing the individual lift areas Angle or central angle ggH, an odd number of wings and a double symmetrical one Path curve course (or cross-sectional contour) is the sum of the radial stroke speeds v is constant. From the A b b. 4, which shows the course of the acceleration curve b, it can be seen that there are no jumps in the acceleration curve, but rather only kinks, so the jerk (third derivative) only reaches finite values. The transitional or lift curve has where it connects to the circle segments with the Circle segment not only share the tangent (the tangents would be in the development parallel to the abscissa), but also the circle of curvature (in the development it has an infinitely large radius, so it is again a straight line parallel to the abscissa).

In A b b. 5 ist schematisch der Querschnitt einer Drehflügelpumpe dargestellt, bei der die Querschnittskontur für den Statorhohlraum so gestaltet ist, daß zwischen ihr bzw. dem Gehäuse 1 und dem Rotor 2 zwei sichelförmige Förderräume 4 bestehen, in denen von den Arbeitsschiebern 3 die einzelnen Förderzellen abgetrennt werden.In A b b. 5 is a schematic cross section of a rotary vane pump shown in which the cross-sectional contour for the stator cavity so designed is that between it or the housing 1 and the rotor 2 two sickle-shaped conveying spaces 4 exist, in which the individual conveyor cells are separated from the working slide 3 will.

Die Kontur der Hubscheibe 1 setzt sich aus je zwei Kreisbogenstücken b und c und den die Bogenpaare verbindenden Übergangsstücken 5, 6, 7, 8 zusammen, die hier »Hubkurven« genannt werden und in deren Bereich in bekannter Weise die Förderflüssigkeit den Förderräumen zuströmt bzw. aus ihnen abströmt. Diese Ein- und Auslaßkanäle sind jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt.The contour of the lifting disc 1 is made up of two circular arcs b and c and the transition pieces 5, 6, 7, 8 connecting the pairs of bends together, which are called "lift curves" here and in their area in a known manner the The conveying liquid flows into the conveying chambers or flows out of them. This one however, exhaust ports are not shown in the drawing.

Der Radius des Kreisbogenstückes b der Hubkurve 2 hat die Größe R, der des Kreisbogenstückes c die Größe r. Einer der Hubbereiche ist von dem Winkel 99q eingeschlossen. Ein Punkt auf diesem Hubberoich hat den Drehwinkelabstand p vom Beginn der Hubkurve. Beim Durchlaufen dieses Drehwinkels T, macht der Arbeitsschieber 3 einen Hub von der Größe s. Der Maximalwert der Hubhöhe ist mit H bezeichnet und ist gleich dem Unterschied R -r.The radius of the circular arc piece b of the lifting curve 2 has the size R, that of the circular arc piece c is the size r. One of the stroke ranges is from the angle 99q included. A point on this stroke area has the angle of rotation distance p from the beginning of the lift curve. When passing through this angle of rotation T, the working slide makes 3 a stroke of the size s. The maximum value of the stroke height is denoted by H and is equal to the difference R -r.

Claims (1)

Patentanspruch: Querschnittskontur für den Statorhohlraum einer Drehkolbenpumpe mit einem zylindrischen,. radial bewegliche Arbeitsschieber enthaltenden Rotor und mit zwei einander gegenüberliegenden, im Querschnitt ungefähr sichelförnügen Förderräumen zwischen dem Rotor und dem Stator, wobei diese Querschnittskontur aus je zwei paarweise einander gegenüberliegenden, zum Rotor zentrischen Kreisbogenstücken mit einem größeren Radius für das eine Bogenpaar und einem kleineren Radius für das andere Bogenpaar und dazwischenliegenden Übergangsstücken, »Hubkurven« genannt, bestehen, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Kurvenverlauf dieser Hubkurven durch die Funktion s= H@ - 1 sin 2 9's 2n 41H gegeben ist, wobei s die (veränderliche) radiale Entfernung eines Kurvenpunktes vom Rotorumfang, also die Hubhöhe, der (veränderliche) Drehwinkelabstand des Kurvenpunktes vom Beginn der Hubkurve (einmal im Uhrzeigersinn, einmal im Gegensinn fortschreitend), H der Maximalwert der Hubhöhe, also der _- Unterschied der Radien der inneren und äußeren Kreisbogenpaare der Querschnittskontur, TH der die einzelnen Hubbereiche einschließende Winkel ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 696 375; USA.-Patentschriften Nr. 2165 963, 2 588 430.Claim: Cross-sectional contour for the stator cavity of a rotary lobe pump with a cylindrical. Radially movable working slide containing rotor and with two opposite, in cross-section approximately sickle-shaped conveying chambers between the rotor and the stator, this cross-sectional contour of two pairs of opposite circular arc pieces centric to the rotor with a larger radius for the one pair of arcs and a smaller radius for the other pair of arches and intermediate transition pieces, called "lift curves", are characterized in that the curve of these lift curves is given by the function s = H @ - 1 sin 2 9's 2n 41H, where s is the (variable) radial distance of one The curve point from the rotor circumference, i.e. the lift height, the (variable) angle of rotation distance of the curve point from the start of the lift curve (once clockwise, once in the opposite direction), H is the maximum value of the lift height, i.e. the difference in the radii of the inner and outer arc pairs of the cross-sectional contour , TH of the individual Hu is an enclosing angle. References considered: British Patent No. 696,375; U.S. Patent Nos. 2165,963, 2,588,430.
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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2157770A1 (en) * 1970-11-25 1972-06-08 Sperry Rand Corp., Troy, Mich. (V.St.A.) Rotary vane pump

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GB696375A (en) * 1951-10-23 1953-08-26 Charles Scott Prendergast Improvements relating to rotary pumps and motors

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