DE830161C - Drehkolbenpumpe - Google Patents

Description

• Drehkolbenpumpe Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehkolbenpumpe und betrifft im besonderen eine selbstansaugende Pumpe mit einer Anzahl innerhalb eines Gehäuses liegenden Pumpeneinheiten.
• Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Drehkolbenpumpe, die große Mengen von Flüssigkeiten in einer außergewöhnlich wirksamen Weise zu fördern vermag.
• Andere Ziele sind: Die Schaffung einer Drehkolbenpumpe, die selbstansaugend ist und durch Druckkraft fördert; die im wesentlichen widerstandsfähig gegen die korrodierende Wirkung von Flüssigkeiten und Schlämmen ist; die einen neuen biegsamen Laufradflügelaufbau und eine gekrümmte Nockenkuppe verwendet, um die Flügel innerhalb des Pumpengehäuses zu biegen, und die einen neuen .'\ufliati zeigt, bei welchem eine Pumpenwirkung an einer Mehrzahl von Stellen innerhalb eines einzigen Pumpengehäuses auftritt.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Drehkolbenpumpe geschaffen, die eine neue Laufradwirkung und eine Mehrzahl von Pumpenwirkungen innerhalb eines einzigen Gehäuses zeigt, wodurch eine außergewöhnlich wirkungsvolle Förderung einer Flüssigkeit erreicht wird. Biegsame, korrosionsfeste Laufradflügel werden beim Übergang über gekrümmte, innerhalb des Pumpengehäuses liegende Nockenflächen gebogen. Jede in der Mitte zwischen einem Auslaß und seinem folgenden Einlaß sowie in einem Abstand von dem Auslaß und dem folgenden Einlaß liegende Nockenfläche ist in umgekehrter Richtung nach einwärts gekrümmt, um die biegsamen Flügel nacheinander gegen die Mittelachse der Pumpe zu drücken. Dadurch wird ein Saugzug an den Einlaßöffnungen und ein Druck an den Druck- oder Auslaßöffnungen erzielt, wodurch eine Pumpwirkung sich ergibt.
• Die Ziele, Vorteile und Merkmale ergeben sich deutlicher aus der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist Fig. i ein axialer Querschnitt durch die zusammengebaute Pumpe, Fig. 2 eine Draufsicht auf den vollständigen Pumpenaufbau mit der Antriebsscheibe und dem Traglager in Ansicht und der Pumpe im Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. i, Fig. 3 ein vergrößerter Teilschnitt des Laufrades und Nockens der Fig. i, Fig..I ein vergrößerter Teilschnitt des Pumpengehäuses, aus dem die Gitterbildung an den Einlässen und Auslässen erkenntlich ist, Fig.5 eine Seitenansicht der Pumpe mit den Sammelkammerflanschen, Fig. 6 eine Draufsicht des Pumpengehäuses und des Sammelkammeraufbaues, Fig. 7 eine Endansicht des Pumpengehäuses der Fig. 6, Fig. 8 eine Seitenansicht des in den Fig. 6 und 7 dargestellten Pumpenaufbaues, Fig.9 eine schaubildliche Ansicht des oberen Teiles des Sammelkammeraufbaues nach Fig. 6, 7 und 8, und Fig. io ist eine schaubildliche Ansicht des unteren Teiles des Sammelkammeraufbaues.
• In den Fig. i und 2 besteht das Pumpengehäuse i aus einem Außengehäuse 2 und einem Flansch 3, an dem eine Endplatte i9 befestigt ist. Einstückig sind in das Außengehäuse 2 zwei Einlaß- oder Saugöffnungen d und 5 und zwei Auslaß- oder Drucköffnungen 6 und 7 eingegossen. Die Öffnungen verbinden das Innere der Pumpe mit den entsprechend gegossenen Saugkammern 8 und 9 und den Druckkammern io und i i. Die Kammern sind mit dem Saugrohr bzw. dem Druckrohr verbunden, das zur Pumpe hin- bzw. von der Pumpe wegführt. Das Pumpengehäuse wird von der Grundplatte 12 mittels der Träger 13, 1.4 und 15 getragen.
• Innerhalb des Pumpengehäuses 2 liegt konzentrisch zum Gehäuse das Laufrad 16, das auf der Welle 17 gelagert und mittels Vorsprüngen 18 der Welle 17 befestigt ist, wobei die Vorsprünge in keilförmige Komplementnuten des Laufrades eingreifen. Die Welle 17 tritt in das Pumpengehäuse durch eine in der Endplatte i9 befindliche Öffnung ein und ist von einer Dichtungspackung 20 umgeben, die durch einen Haltering 21 gehalten wird. Die Welle 17 wird von dem Lager 22 getragen und wird durch die auf der Welle sitzende Riemenscheibe 23 angetrieben. Es können natürlich auch andere Vorrichtungen zum Antrieb der Welle 17 verwendet werden, beispielsweise kann der Antrieb durch eine direkte Verbindung mit einem Motor erfolgen. Das Pumpengehäuse ist an dem einen Ende durch die Endverschleißpl.atte i9 und am anderen Ende durch die abnehmbare Deckplatte 2.4 geschlossen. Das Laufrad 16, das nachstehend ausführlich beschrieben wird, besteht aus einem geformten biegsamen Material, wie z. B. Gummi oder Plastik und vorzugsweise aus einem korrosionsfesten Material, wie z. B. dem Gummi, der unter dem Zeichen Neoprenegummi bekannt ist. Eine Anzahl biegsamer Flügel 25 bestehen aus einem Stück mit dem Körper des Laufrades und stehen radial von der Welle 17 weg. Da das Laufrad konzentrisch innerhalb des Pumpengehäuses umläuft, wird jeder Flügel beim teergang über die nach einwärts gebogenen, innerhalb des Gehäuses liegenden Kuppen 26 und 27 ausgebogen. Das Raumvolumen zwischen einem abgebogenen Flügel und dem vorhergehenden Flügel wird größer, wodurch der innerhalb des Raumes herrschende Druck verringert oder eine Saugwirkung erzeugt wird. Umgekehrt wird das Raumvolumen zwischen einem abgebogenen Flügel und dem nachfolgenden Flügel kleiner, wodurch eine Erhöhung des Druckes innerhalb dieses Raumes erfolgt. Die Kuppen 26 und 27 sind innerhalb des Gehäuses so angeordnet, daß die Fläche verringerten Druckes unmittelbar vor einer der Einlaßöffnungen 4 oder 5 geschaffen wird, während die Fläche erhöhten Druckes vor einem der Auslässe 6 oder 7 erzeugt wird. Während des Arbeitens der Pumpe saugt das Ausbiegen der Flügel daher Flüssigikeit in die Pumpe an der einen Stelle hinein und drückt Flüssigkeit aus der Pumpe an der anderen Stelle heraus.
• Fig.3 zeigt in einem Schnitt einen Teil des Pumpengehäuses 2. einen Teil des Laufradkörpers 16 und der Welle 17, eine Anzahl biegsamer Flügel 25 und die \ ockenkuppe 26. Der biegsame Flügel 25 hat vom Fuß, wo er mit dem Laufradkörper 16 verbunden ist, nach der Spitze hin einen abnehmenden Querschnitt. Die Spitze 28 des Flügels 25 ist jedoch über den Schaftteil hinaus wesentlich verdickt und zu einem runden oder ovalförmigen Kopf vergrößert, dessen Ende die Innenseite des Pumpengehäuses während des Umlaufes zu berühren vermag. Sobald der Flügel 25 über die Nockenfläche 26 streicht, wird er so weit ausgebogen, daß die Spitze 28 im wesentlichen die ganze Öffnung zwischen der Nockenoberfläche und dem Laufradkörper ausfüllt. Infolgedessen wird ein größeres Vakuum vor dem abgebogenen Flügel und ein höherer Druck an der Stelle erzeugt, die unmittelbar dem abgebogenen Flügel folgt. An jeder Seite des Flügels 25 ist an der Stelle, wo der Flügel mit dem Laufradkörper 16 verbunden ist, eine vertiefte Fläche 29 vorgesehen. Infolge dieser Ausbildung kann der Flügel leichter und vollständiger abgebogen werden, ohne daß eine Fehlerstelle an der Verbindung auftritt. Der Flügel kann auch leichter die in Fig.3 gezeigte Grenzstellung einnehmen, in welcher die Spitze 28 im wesentlichen den Raum zwischen der Nockenkuppe 26 und dem Laufradkörper 16 ausfüllt.
• Die Nockenkuppe 26 ist in besonderer Weise in der bevorzugten Durchführung der Erfindung ausgebogen. :-fit Bezug auf den -Mittelpunkt der umlaufenden Welle ist die Nockenfläche an beiden Enden in einer konkaven Richtung und in der Mitte in einer konvexen Richtung gebogen. Wird der Oberfläche eine in dieser Weise ausgebildete Kurvenform gegeben, so trägt dies mit dazu bei, die 13iegungskraft allmählich auf idie Flügel zur Einwirkung zu bringen. Die Nocken'kuppe 26 ist verschiebbar in eine Keilnut des Gehäuses 2 eingesetzt und wird an ihrer Stelle durch Schultern 30 und 3 1 (Fig. 3) gehalten. Der Nocken 26 kann leicht ausgewechselt werden, indem die Deckplatte 24 (Fig. 2) abgenommen, der Nocken 26 aus seiner Haltenut herausgeschoben und ein neuer Nocken in die Nut eingeschoben wird. Das Laufrad 16 kann in gleicher Weise entfernt werden, indem die Deckplatte 24 abgenommen und das Laufrad 16 in axialer Richtung von der Welle 17 abgezogen wird.
• In Fig. 4 ist der Gitteraufbau in den Einlaßöffnungen und den Auslaßöffnungen des Gehäuses 2 dargestellt. Das Gitter 32 entspricht der Einlaßöffnung .I der Fig. 1 und das Gitter 33 entspricht der Auslaßöffnung 7 der Fig. 1. Die Gitter liegen so, daß sie einen Teil der Umfangsinnenfläche des 1'umpeffgehäuses 2 bilden. Eine Anzahl diagonal verlaufender Stege 3.I verhindert den Eintritt der Spitzen 28 der biegsamen Flügel 25 in die Einlaß- oder Auslaßöffnungen hinein während des 1_Jmlaufes der Pumpe. Ferner wird dadurch der Verschleiß an den Spitzen wesentlich verringert.
• In den Fig. 5, (i, 7 und 8 sind die Saug- und Druckkammern oder Sammelkammern der Pumpe dargestellt. Die in die Pumpe eintretende Flüssigkeit inuß zuerst durch die Saugkammer 35 hindurchströmen, die die Flüssigkeit über eine Anzahl 1.eituiigen 36 und 37 den eigentlichen Einlaßöffnungen des Pumpengehäuses zuführt. Die Leitungen 36 und 37 sind mit Flanschen versehen, um sie mit den l-illlaßsamfnelkammern 8 und 9 zu verbinden, die mit dem Innern der Pumpe in Verbindung stellen. In gleicher Weise tritt die aus der Pumpe austretende Flüssigkeit in die Sammelkammern 1o und 11 und strömt durch geflanschte Verbindungen zu den Druckleitungen 38 bzw. 39. Die Druckflüssigkeit wird aus den Leitungen 38 und 39 der Druckkammer .I0 zugeführt und strömt dann durch den geflanschten Auslaß derselben in (las Druckrohr der Anlage ein.
• In den Fig. (9 und 1o sind die Saug- und Druckkammeraufbauten schaubildlich dargestellt. Die Flansche 41 und .42 (Fig. 9) und die Flansche :I3 und 4d (Fig. 1o) werden mit den entsprechenden Flanschen am Pumpengehäuse verbunden. Die größeren Flansche 4-3 (Fig.9) und 46 (Fig. 1o) werden mit den Saug- und Druckrohren der 1'umpanlage verbunden.
• Pumpen gemäß der Erfindung können jede beliebige Anzahl von Pumpeneinheiten innerhalb? eines einzigen Gehäuses besitzen. So sind beispielsweise zwei Einheiten als eine bevorzugte Durchfiihrungsfornl der Erfindung hier dargestellt und beschrieben. I#. s kann jedoch irgendeine Anzahl Einheiten, z. 13. 'können 3 oder 6 Einheiten verwendet werden, indem man lediglich gewisseÄnderungen in der Anordnung und der Anzahl von Teilen vornimmt. Unter einer Einheit ist die Kombination von benachbarten Einlaß- und Auslaßöffnungen in einem Pumpengehäuse und einer zwischen diesem Öffnungspaar liegenden Quetschfläche zu verstehen. Es ist natürlich erwünscht, die Zahl der Flügel auf dem Laufrad mit der Erhöhung der Zahl der Einheiten zu erhöhen. Es ist auch ersichtlich, daß ein komplizierterer Kammeraufbau erforderlich ist, wenn mehr als zwei Einheiten vorhanden sind.
• Die hier beschriebene Drehkolbenpumpe kann verwendet werden, um Flüssigkeit verschiedener Viskositäten, Gase und schlammige Auflösungen von Feststoffen in Flüssigkeiten bis zu beträchtlichen Konzentrationen zu fördern. Die Pumpe kann über einen Geschwindigkeitsbereich betrieben werden, der von dem jeweiligen Umstand abhängt. Die Pumpe ist besonders geeignet zur Verwendung als Proportionalpumpe, sobald sie durch einen Gleichstromelektromotor oder einen anderen leicht einstellbaren, einen Rheostat zur Veränderung der Antriebsgeschwindigkeit aufweisenden Kraftantrieb angetrieben wird. Die Instandhaltung und Reinigung der inneren Teile ist sehr einfach, da der Zugang zum Innern durch die abnehmbare Deckplatte erfolgt.
• Die vorliegende Pumpe ist besonders nützlich beim Fördern korrodierender Flüssigkeiten, wie chemischen Lösungen, Schlämmen usw. Das Innere der Pumpe besitzt keine Lager, so daß keine Gefahr einer Lagerkorrosion besteht. Die zur Herstellung der Pumpe verwendeten Materialien können in weitem Maße geändert werden, um die Pumpe jeder Art von 'korrodierender oder nichtkorrodierender Flüssigkeit anzupassen. Beim Fördern gewisser besonders korrodierender Flüssigkeiten würde es erwünscht sein, Blei, rostfreien Stahl oder Monelmetall für die metallischen Teile der Pumpe und einen Laufradaufbau und Flügel aus Neoprenegummi zu verwenden. Ist die Flüssigkeit im wesentlichen nichtkorrodierend, kann Gußeisen für das Pumpengehäuse und Naturkautschuk für den Laufradaufbau verwendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Drehkolbenpumpe, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit Ein- und Auslaßöffnungen, eine konzentrisch zu dem Gehäuse liegende Welle, auf der ein Laufkörper mit einer Anzahl biegsamer, in radialer Richtung von der Welle sich erstreckender Flügel sitzt, und durch einen bogenförmigen Nocken auf der inneren Umfangsfläche des Gehäuses, der die Flügel auszubiegen vermag und die Flügel zwischen einem Auslaß und dem folgenden Einlaß nach einwärts drückt. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einlaß- und Auslaßkammern, die mit den Einlaßöffnungen bzw. Auslaßöffnungen verbunden sind. 3. Drellkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dati die biegsamen l,' liigel mit dem Körper des Laufrades einstückig geformt sind und an der Verbindungsstelle des Flügels mit dem Körper eine vertiefte Fläche aufweisen. .I. Drehkolbenpumpenach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel im Querschnitt vom Fuß zur Spitze hin abnehmen, jedoch an der Spitze im Querschnitt zunehmen, um an der Spitze einen Knopf zu bilden. 5. Drehkolbenpumpe nach den Ansprüchen i bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmigen Nocken mit Bezug auf die Welle an jedem Ende konkav gebogen und in der Mitte 'konvex gebogen sind. 6. Drehkolbenpumpe nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmigen Nocken, die innerhalb des Gehäuses liegen, durch Verschieben auswechselbar sind. 7. Drehkolbenpumpe nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslaßöffnungen durch Gitter abgedeckt sind, die aus einer Anzahl schräg liegender Stege bestehen, die einen Teil der Innenumfangswand des Gehäuses bilden. B. Drehkolbenpumpe nach den Ansprüchen i bis 7, gekennzeichnet durch ein Gehäuse aus einem korrosionsfesten Metall, zwei Endplatten, die das Gehäuse abschließen, eine Welle, die sich durch wenigstens eine dieser Platten hindurch erstreckt und ein korrosionsfestes, geformtes, federndes Laufrad trägt, das konzentrisch zum Gehäuse liegt und eine Antriebsvorrichtung, um die Welle in Umdrehung zu setzen.