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Viskositätspumpe. Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Viskositätspumpe,
bei welcher die Druckflächen einen keilförmig sich verjüngenden Abstand voneinander
besitzen. Nach der Erfindung ist die Einrichtung so getroffen, daß die bewegte kleinere,
durch in der Richtung der Drehachse der Pumpe liegende Kanten begrenzte Druckfläche
eine Druckerhöhung der viskosen Flüssigkeit von ihren Kanten an bis zu einem Höchstpunkt
bewirkt, der in ihrer in der Bewegungsrichtung liegenden Mittelachse gelegen ist
und an welchem die Flüssigkeit durch den die bewegte Druckfläche tragenden Körper
hindurch abgeführt wird. Hierdurch wird erreicht, daß eine ständige Ausnutzung des
gesamten Gehäuseumfanges unter ständiger Abführung der Druckflüssigkeit im Zustand
ihres höchsten Druckes erfolgen kann.
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In der Zeichnung zeigt Abb. x einen Längsschnitt der Vorrichtung.
' Abb. 2 ist ein Querschnitt nach Linie X-X der Abb. r, Abb. 3 ist ein Längsschnitt
einer abgeänderten Ausführung, Abb. q. ein Querschnitt nach Linie Y-Y der Abb. 3
; Abb. 5 zeigt schematisch in einem Schnitt die gegenseitige Stellung der beiden
Druckflächen mit dazwischenliegender, keilförmiger Ölschicht, und Abb. 6 zeigt eine
Draufsicht auf eine der Flächen nach Abb. 5 mit den Linien gleichen Druckes.
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Die in Abb. x und 2 dargestellte Vorrichtung besitzt einen Zylinder
c, der von links nach rechts sich schwach kegelförmig verjüngt und einen Drehkörper
aufnimmt. Der Drehkörper sitzt auf einer Welle a und besitzt schaufelartige Ansätze
a1. Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 und q. sitzen auf der Welle a in dem Zylinder
c mehrere Drehkörper, welche je aus zwei Teilen bestehen, und zwar einem Druckrad
mit einem oder mehreren Ansätzen a1 und einer Scheibe a3 mit Dichtungsringen a4.
Die Scheiben a3 teilen den Zylinder c in eine Anzahl Kammcrn b1, b2, b3
. . . b7, in welcher je ein Druckrad arbeitet.
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Die Wirkung der Pumpe läßt sich am besten an der Hand der schematischen
Abb. 5 und 6 beschreiben. Möge A-B ein fester Block sein, unter welchem eine sehr
lange Platte (von welcher ein Teil bei C-D angegeben ist) von rechts nach links
gleitet. Die beiden Flächen sind um einen geringen Winkel gegeneinander geneigt
und die Entfernung derselben voneinander ist sehr klein, z. B. 1/1,0o Zoll. Ein
ständiger Olzufluß findet nach dem Teil der Fläche C-D statt, welcher rechts von
der Seite B liegt. Dieses Öl haftet an der Fläche C-D und wird mit unter den Block
A-B gezogen. Da der Abstand der beiden Flächen von rechts nach links abnimmt, so
daß der zur Verfügung stehende Zwischenraum sich verengert, wird in der Ölschicht
ein Druck erzeugt zwischen den Flächen A-B und C-D, wobei das überflüssige Öl zu
beiden Seiten des Blockes und zum Teil an der Kante B herausgedrückt wird. Der Druck
ist um so größer, je größer die Geschwindigkeit ist, mit welcher das Öl durch die
Fläche'C-D mitgezogen
wird und je größer die Viskosität des Öles
ist, da es schwieriger ist, den Öl-' überfluß herauszudrücken, wenn das Öl eine
sirupartige Beschaffenheit besitzt, als wenn es flüssig ist wie Wasser.
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Der Druck in der Ölschicht ist unter diesen Umständen nicht gleichmäßig,
sondern erwächst von Null innerhalb der Kanten der Druckfläche des Blockes A-B auf
einen Höchstwert in einem Punkt, der in ihrer in der Bewegungsrichtung liegenden
Mittelachse gelegen ist und an welchem die Flüssigkeit abgeführt wird.
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Abb. 6 zeigt einen Grundriß des Blockes A-B mit Linien gleichen Druckes
von dem Wert Null an den Blockkanten bis zu dem Höchstdruck im Punkte d. Der Druck
an diesem Punkt ist etwa zweimal so groß wie der Durchschnittsdruck auf der ganzen
Blockfläche. Die Erfindung benutzt diese Druckänderung der Ölschicht, um mäßige
Mengen der viskosen Flüssigkeit unter hohem Druck zu fördern. Zu diesem Zweck werden
solche Flächen in größerer Anzahl verwendet und, anstatt sie alle beim Druck Null
beginnen zu lassen, bildet der Punkt des Höchstdruckes einer Reihe den Ort des niedrigsten
Druckes der nächsten Reihe, so daß stufenweise ein Hochdruck erreicht wird.
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Die Wirkung solcher Ölschichten ist bei gekrümmten Flächen die gleiche
wie bei ebenen. Nach der Erfindung werden gekrümmte Flächen verwendet.
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Das nach Abb. i und 2 gebaute Druckrad besitzt drei wirksame Flächen
a1 und läuft in der Richtung des Pfeiles e um. Die Flächen a1 sind so angeordnet,
daß zwischen einer jeden und der Innenfläche des Zylinders c ein kleiner Winkel
gebildet wird. Dieser kann entweder durch ein ständiges Abstehen jeder Fläche oder
durch eine solche Ausbildung der Fläche gebildet werden, daß sie sich unter der
Wirkung des Öls abbiegt.
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Der Zweck der Kegelform des Zylinders besteht darin, die Stärke der
Ölschicht zu regeln. Zu diesem Zweck wird die Lage des Drehkörpers im Zylinder in
achsialer Richtung verändert mittels loser Scheiben d, welche zwischen dem Deckel
cl des Zylinders c und einem Ring a2 der Welle a sowie Scheiben dl zwischen dem
Ende der Welle und dem Auslaßteil feingelegt werden. Die Dichtung erfolgt durch
einen Lederstulp oder eine andere Packung zwischen dem Teil f und dem Ende des Zylinders
c.
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Die Pumpe nach Abb. i wirkt wie folgt Wird der Drehkörper mit genügend
großer Geschwindigkeit von einer Kraftquelle aus getrieben und die Zylinderkammer
durch den Eimaß h mit Öl gefüllt, so werden Druckölschichten unter den drei Flächen
a1 des Druckrades gebildet. Von den drei Punkten des Höchstdruckes des Druckrades
wird das Öl durch die radialen Kanäle i und den achsialen Kanal il nach dem Auslaßstück
f in das Auslaßrohr h befördert.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 und 4. sind sechs Druckräder vorgesehen
mit je drei Druckflächen a1. Statt der sechs Druckräder können beliebig viele angewendet
werden. An jedem Ende des Zylinders sind drei nach der Mitte arbeitende Räder angeordnet,
so daß die Ach4aldrücke auf der Welle ausgeglichen «-erden. Die beiden Enden des
Zylinders sind durch einen Kanal c2 verbunden.
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Die achsiale Lage des Drehkörpers in dem Zylinder wird hier durch
die Anordnung a5, m, ml und n geregelt.
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Wenn der Drehkörper der Vorrichtung nach Abb. 3 und q mit genügend
hoher Geschwindigkeit angetrieben wird und die Kammern b1, b2 ... b7 mit
Öl durch den Einlaß k gefüllt werden, bilden sich Druckölschichten unter den drei
Schichten der Druckräder in zwei Reihen rechts und links im Zylinder.
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Das Öl von den drei PunktEn des Höchstdruckes an den Druckrädern b1
und b7 wird durch die Kanäle i abgeführt und nach den Kammern b2 und b6 geführt,
um hier als Anfangsdruck bei der Bildung der Ölschicht an den Druckrädern dieser
Kammern zu wirken usw., bis der Enddruck von beiden Reihen der Druckräder in der
gemeinsamen Kammer b4 erreicht ist, aus welcher das Auslaßrohr herausführt. Ein
Überfließen von einer Kammer höheren Druckes nach einer solchen niederen Druckes
wird verhindert durch Scheiben a3 mit Dichtungsringen a4 oder durch andere Dichtungsmittel.