DE2415620A1 - Vorrichtung an hydraulischen pumpen und motoren des verdraengungstyps - Google Patents

Description

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A/S Bergens Mekaniske Verksteder, Box 858, 5001 Bergen/Norwegen.

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Vorrichtung an hydraulischen Pumpen und Motoren des Verdrängungstyps. oOo

Die vorliegende Erfindung betrifft hydraulische Pumpen oder Motoren des Verdrängungstyps, z.B. Kolbenpumpe, Flügelpumpe und ähnliche. Ein derartigen Pumpen gemeinsames Problem ist, dass sie in der Flüssigkeit, die transportiert wird, grössere oder kleinere Druckschwankung geben, und dass diese Schwankungen sich auf Rohre und Umgebung verpflanzen, wo sie oft Resonanz und starke von der Luft und der Struktur getragene Geräusche verursachen. Selbst wenn der konstruktive Aufbau einer Pumpe so ist, dass man theoretisch pulsationsfreie Strömung erhalten soll, wird man wegen der instationären Strömungen, die in der Pumpe entstehen," wenn die verschiedenen Pumpenkörper, die

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Kolben oder Flügel, die Uebernahme der Belastung wechseln, dennoch, bedeutende Druckschwankungen in der Flüssigkeit erhalten. Gleichzeitig erfolgt eine Aenderung der Spannungen in den belasteten Teilen der Pumpe in Takt mit der Umdrehungs-Zahl der Pumpe und der Anzahl Kolbenhübe je Umdrehung.

Im Laufe der Zeit ist viel Arbeit für Konstruktion und Forschung mit Hinblick darauf aufgewandt worden, diese Impulse und. das Geräusch, das sie verursachen, zu verringern. In erster Linie hat man versucht, die Stärke der Impulse dadurch zu verringern, die Pumpen so zu konstruieren, dass der Flüssigkeitsstrom theoretisch und praktisch so gleichmassig wie möglich wird. Alsdann hat man versucht, die Pulsationen, die dennoch entstehen, so gut wie möglich z.B. durch Dämpfnuten an den Uebergängen von niederigem zu höherem Druck, zum Komprimieren der Flüssigkeit, ehe die Pumpenkammer zu dem Druckkanal geöffnet wird (entsprechend Dekomprimierung hinsichtlich von hydraulischen Motoren) und dergleichen zu dämpfen.

In günstiger Richtung wirkt es auch, wenn die Pumpe schwer und langsam-gehend ausgebildet und der Arbeitsdruck herabgesetzt wird.

Letzteres ist jedoch, wie man verstehen wird, ein wenig aktuelles Vorgehen, da das Ergebnis eine mit Rücksicht auf Gewicht, Preis und Verwendung wenig konkurrenzfähige Konstruktion sein wird.

In zweiter Linie hat man zu verhindern versucht, dass sich die Schwingungen auf die Umgebung verpflanzen. Wenn man Pumpenaggregat und Rohre mittels weicher elastischer Aufhängevorrichtungen aus Gummi und dergleichen von der Umgebung isoliert, kann man die von der Struktur getragenen Geräusche in bedeutendem Mass verringern, und

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mittels Benutzung von Gummischläuchen kann man die der Flüssigkeit und den Rohrleitungen folgenden Vibrationen herabsetzen und dämpfen. Durch Schirmen von Pumpen und hydraulischen Motoren kann man auch die von der Luft getragenen Geräusche verringern. Jedoch sind dies Massnahmen, die die Produkte und die gesamte Installation direkt verteuern, und das Ergebnis entspricht selten den an Geräuschherabsetzung gestellten Erwartungen.

. Alle bekannten Pumpen und Motoren der genannten Arten erzeugen einen charakteristischen Ton, der eine Frequenz hat, die gleich:

H = Hertz

60
ist, wo η = die Umdrehungszahl der Pumpe pro Minute und

j·

i= die Anzahl Pumpenkörper, wie Kolben oder Flügel, ist.

Für eine Pumpe mit η = 1800 U/Min, und i = 10 Kolben ist diese Frequenz:

H = = 300 Hertz ( ) 60 Sek.

Ausser der Grundfrequenz wird man auch Schwingungen grösserer Ordnung erhalten, die Uebertöne geben und das totale Geräuschbild verstärken.

Wenn eine derartige Pumpe, z.B. in einem Schiff mit aus dünnen Stahlplatten bestehendem Deck, Diele und Schotten, montiert wird, wirkt die Struktur des Schiffes als Resonanzboden für die zugeleiteten Schwingungen, und der kennzeichnende Ton, der an der Grundfrequenz mit Uebertönen liegt, wird auf das vielfache verstärkt. Eine verhältnismässig schwache Schwingungsenergie kann dergestalt an Bord des Schiffes nicht—akzeptable Geräuschverhältnisse

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verursachen, und die Sicherheit, die Gesundheit und das Wohlbefinden von Mannschaft und Passagieren können in negativer Richtung beeinflusst werden.

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, wo die Grundfrequenz gebrochen wird, so dass man nicht mehr eine bestimmte zugeführte Frequenz hat, mit der die Umgebung in Takt vibrieren kann. Erfindungsgemäss ist dies dadurch erzielt worden, dass Pumpenrotoren mit ungleichmässiger Teilung zwischen den einzelnen Pumpenkörpern, wie Kolben und Flügel, ausgebildet werden. Dies bedeutet, dass die jeweiligen Abstände zwischen den einzelnen Pumpenkörpern im Verhältnis zueinander um einige wenige Grade variieren, so dass man so weitgehend wie möglich vermeidet, dass die Impulse in einer regelmässigen Reihenfolge aufeinanderfolgen. Die jeweiligen Abstände zwischen den Pumpenkörpern werden so viel variiert, wie es innerhalb des aktuellen konstruktiven Rahmens möglich ist. Der kennzeichnende Sington, den man von Pumpen und Motoren mit gleichmässiger Teilung erhält, verschwand völlig, als die vorliegende Erfindung zur Anwendung gelangte, und dies führt wiederum dazu, dass man nicht mehr die Resonanzphänomen erhält, die früher bei hydraulischen Anlagen dieser und ähnlicher Art so lästig waren. Das totale Geräuschniveau wurde dadurch ohne jede Form von Isolation oder Schirmung auf ein Minimum gesenkt.

Das, was die Erfindung kennzeichnet, ist deshalb, dass der geometrische Abstand zwischen den Pumpenkörpern und dadurch der gegenseitige Zeitabstand zwischen diesen nicht über den ganzen Umkreis konstant ist.

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Ein weiteres Merkmal bastaht darin, dass der

geometrische Abstand zwischen den Pumpenkörpern so variiert ist, dass er innerhalb des aktuellen konstruktiven Rahmens, den der jeweilige Pumpentyp gibt, ein optimales Ergebnis gibt.

Die Erfindung wird nachstehend näher unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erkärt, wo:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Zweikammerpumpe zeigt, und

Fig. 2 einen entsprechenden Schnitt durch eine Einkammerpumpe zeigt.

In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Pumpengehäuse mit zwei Kammern 2 und 3 und einem Rotor h mit Flügeln 5» die um den Rotor verteilt sind. Erfindungsgemäss ist die Verteilung jedoch nicht gleichmässig, sondern die Abstände a, b, c, d, e zwischen den Flügeln sind verschieden. Dasselbe ist bei der Ausführung gemäss Fig. 2 der Fall, wo die Abstände a-k zwischen jeweils zwei Flügeln um den ganzen Rotor herum variieren.

Bei dieser ungleichmässigen Teilung, die hier hinsichtlich von hydraulischen Rotationsmaschinen des Flügeltyps gezeigt ist, werden die unvermeidlichen Pulsierungen in dem hydraulischen Medium keine bestimmt festgelegte Frequenz erhalten, und man vermeidet, wie früher erklärt, Resonanzphänomen, die starkes Geräusch und vielleicht mechanische Schaden an der Konstruktion, die den Schwingungen ausgesetzt ist, verursachen.

Die gezeigten Beispiele dienen lediglich zur Illustration der Erfindung, und innerhalb des Rahmens des Schutzes, den dieses Patent gibt, sind gut andere Ausführungsformen denkbar. Z.B. können Kolbenmaschinen auch

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mit ungleichmässiger Teilung zwischen den Kolben ausgebildet werden, wodurch dieselben Vorteile erzielt werden.

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Claims (2)

Patentansprüche;

1.) Vorrichtung an hydraulischer Pumpe oder Motor des Verdrängungstyps, wobei die Pumpenkörper z.B. Kolben,
Flügel oder ähnliches sind, die aufeinander oder hintereinander folgen und wechselweise auf der Druckseite
Belastung und auf der Niederdruckseite Entlastung ausgesetzt werden, wenn die Pumpe oder der Motor rotiert,
dadurch gekennzeichnet, dass der geometrische Abstand
zwischen den Pumpenkörpern und dadurch der gegenseitige
Zeitabstand zwischen diesen nicht über den ganzen Umkreis konstant ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der geometrische Abstand zwischen den Pumpenkörpern so variiert ist, dass er innerhalb des aktuellen konstruktiven Rahmens, den der jeweilige Pumpentyp gibt, ein optimales Ergebnis gibt.

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