DE830161C - Rotary lobe pump - Google Patents
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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.Rotary Lobe Pump The present invention relates to a rotary lobe pump and more particularly relates to a self-priming pump having a number within a housing lying pump units.
Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Drehkolbenpumpe, die große Mengen von Flüssigkeiten in einer außergewöhnlich wirksamen Weise zu fördern vermag.An object of the invention is to provide a rotary lobe pump which to convey large amounts of fluids in an exceptionally effective manner able.
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.Other goals are: To create a rotary lobe pump that is self priming is and promotes through pressure; which are essentially resistant to the corrosive effects of liquids and slurries; the new bendable one Impeller vane assembly and a curved cam tip used to hold the vanes inside of the pump housing, and the new one. '\ ufliati shows which a pumping action at a plurality of locations within a single pump housing occurs.
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.According to the present invention, a rotary lobe pump is created, a new impeller action and a plurality of pump actions within one single housing shows, making an exceptionally effective promotion of a Liquid is achieved. Flexible, corrosion-resistant impeller blades are used in the transition bent over curved cam surfaces lying within the pump housing. Every midway between an outlet and its following inlet and at a distance the cam surface lying from the outlet and the following inlet is reversed Curved inward direction, around the flexible wings one after the other against to press the central axis of the pump. This creates an induced draft at the inlet openings and a pressure is achieved at the pressure or outlet openings, whereby a pumping action results.
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.The objectives, advantages, and features are more apparent from the following Description and the drawings. In the drawings, Fig. I is an axial cross section through the assembled pump, Fig. 2 is a plan view of the complete pump assembly with the drive pulley and the support bearing in view and the pump in longitudinal section the line 2-2 of Fig. i, Fig. 3 is an enlarged partial section of the impeller and Cam of Fig. I, Fig..I an enlarged partial section of the pump housing which the grid formation at the inlets and outlets can be seen, Fig. 5 a Side view of the pump with the collection chamber flanges, Fig. 6 is a plan view of the Pump housing and plenum assembly, Figure 7 is an end view of the pump housing 6 and 8 show a side view of the pump structure shown in FIGS. 6 and 7, 9 is a perspective view of the upper part of the plenum assembly according to FIG Figures 6, 7 and 8, and Figure 10 is a perspective view of the lower part of the collection chamber structure.
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.In FIGS. I and 2, the pump housing i consists of an outer housing 2 and a flange 3 to which an end plate i9 is attached. The in the outer housing 2 has two inlet or suction openings d and 5 and two outlet or Pressure openings 6 and 7 poured in. The openings connect the inside of the pump with the appropriately cast suction chambers 8 and 9 and the pressure chambers io and i i. The chambers are connected to the suction pipe or the pressure pipe leading to the pump leads to and from the pump. The pump housing is supported by the base plate 12 carried by means of the supports 13, 1.4 and 15.
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.Within the pump housing 2, the is concentric to the housing Impeller 16, which is mounted on the shaft 17 and by means of projections 18 of the shaft 17 is attached, the projections in wedge-shaped complement grooves of the impeller intervention. The shaft 17 enters the pump housing through one in the end plate i9 located opening and is surrounded by a packing 20 which passes through a retaining ring 21 is held. The shaft 17 is carried by the bearing 22 and is driven by the pulley 23 seated on the shaft. It can of course other devices for driving the shaft 17 can also be used, for example can be driven by a direct connection to a motor. The pump housing is through the end wear plate i9 at one end and through at the other end the removable cover plate 2.4 closed. The impeller 16, which is detailed below is made of a shaped pliable material, such as. B. rubber or plastic and preferably made of a corrosion-resistant material, such as. B. the Rubber known as neoprene rubber. A number of flexible wings 25 are made in one piece with the body of the impeller and stand radially from the Wave 17 gone. Since the impeller rotates concentrically within the pump housing, When tarring each wing becomes over the inwardly curved, within the Housing lying peaks 26 and 27 curved. The volume of space between a bent Wing and the preceding wing becomes larger, creating the inside of the room the prevailing pressure is reduced or a suction effect is generated. It is reversed the volume of space between a bent wing and the following wing is smaller, whereby there is an increase in the pressure within this space. The crests 26 and 27 are arranged within the housing so that the area of reduced pressure is created immediately in front of one of the inlet ports 4 or 5, while the Area of increased pressure in front of one of the outlets 6 or 7 is generated. During the Therefore, when the pump is working, the flexing of the wings sucks liquid into the pump in one place and pushes fluid out of the pump in the other out.
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.3 shows a section of a part of the pump housing 2, a part of the impeller body 16 and the shaft 17, a number of flexible vanes 25 and the ockenkuppe 26. The flexible vane 25 has the foot, where it is connected to the impeller body 16 , a decreasing cross-section towards the tip. The tip 28 of the vane 25 is, however, significantly thickened beyond the shaft part and enlarged to a round or oval-shaped head, the end of which is able to touch the inside of the pump housing during rotation. As soon as the wing 25 strokes the cam surface 26, it is bent out so far that the tip 28 fills essentially the entire opening between the cam surface and the impeller body. As a result, a greater vacuum is created in front of the bent wing and a higher pressure is created at the point immediately following the bent wing. A recessed surface 29 is provided on each side of the vane 25 where the vane connects to the impeller body 16. As a result of this design, the wing can be bent more easily and more completely without a fault point occurring at the connection. The wing can also more easily assume the limit position shown in FIG. 3, in which the tip 28 essentially fills the space between the cam tip 26 and the impeller body 16.
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.The cam tip 26 is particularly in the preferred implementation of the invention bent out. : -fit reference to the -center of the rotating wave is the cam surface on both Ends in a concave direction and bent in the middle in a convex direction. If the surface is an in Given the curve shape formed in this way, this contributes to the bending force gradually to influence the wings. The cam tip 26 is displaceable inserted into a keyway of housing 2 and is held in place by shoulders 30 and 3 1 (Fig. 3) held. The cam 26 can easily be replaced by the cover plate 24 (Fig. 2) removed, the cam 26 pushed out of its retaining groove and a new cam is inserted into the groove. The impeller 16 can be in the same Way can be removed by removing the cover plate 24 and the impeller 16 in is withdrawn from the shaft 17 in the axial direction.
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 Fig. 4 the grid structure is in the inlet openings and the outlet openings of the housing 2 shown. The grid 32 corresponds to the inlet opening .I of Fig. 1 and the grid 33 corresponds to the outlet opening 7 of FIG. 1. The grids are located so that they form part of the inner circumferential surface of the pump housing 2. One Number of diagonally extending webs 3.I prevents the entry of the tips 28 of the flexible wing 25 into the inlet or outlet openings during the 1_Jmlaufes the pump. This also significantly reduces wear on the tips.
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 Figs. 5, (i, 7 and 8 the suction and pressure chambers or collecting chambers of the pump. The liquid entering the pump must pass through first the suction chamber 35 flow through which the liquid over a number 1.eituiigen 36 and 37 feeds to the actual inlet openings of the pump housing. The lines 36 and 37 are flanged to connect them with the oil discharge chambers 8 and 9 to connect, which connect with the inside of the pump. In the same Thus, the liquid emerging from the pump enters the collecting chambers 1o and 11 and flows through flanged connections to the pressure lines 38 and 39, respectively Pressure fluid is supplied from lines 38 and 39 to the pressure chamber .I0 and then flows through the flanged outlet of the same into (the pressure pipe of the system a.
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.The suction and pressure chamber structures are shown diagrammatically in FIGS shown. The flanges 41 and .42 (Fig. 9) and the flanges: I3 and 4d (Fig. 1o) are connected to the corresponding flanges on the pump housing. The bigger ones Flanges 4-3 (Fig. 9) and 46 (Fig. 1o) are connected to the suction and pressure pipes of the pump system tied together.
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.Pumps according to the invention can have any number of pump units within? a single housing. For example, there are two units shown and described here as a preferred embodiment of the invention. I #. However, s can be any number of units, e.g. 13. 'can have 3 or 6 units can be used by only making certain changes in the arrangement and the Number of parts makes. Under a unit is the combination of neighboring Inlet and outlet openings in a pump housing and one between this pair of openings to understand lying squeeze surface. It is of course desirable to increase the number of wings to increase on the impeller with the increase in the number of units. It is also it can be seen that a more complicated chamber structure is required if more than there are two units.
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.The rotary lobe pump described here can be used to pump liquid different viscosities, gases and sludgy dissolutions of solids in liquids to promote up to considerable concentrations. The pump can run over a range of speeds operated, which depends on the particular circumstance. The pump is special suitable for use as a proportional pump once powered by a direct current electric motor or another easily adjustable rheostat to change the drive speed having power drive is driven. The maintenance and cleaning of the internal parts is very easy, as access to the interior is through the removable cover plate he follows.
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.The present pump is particularly useful in pumping corrosive Liquids such as chemical solutions, slurries, etc. The inside of the pump possesses no bearings, so there is no risk of bearing corrosion. The one used to manufacture The materials used in the pump can be varied widely to match the Adapt the pump to any type of 'corrosive or non-corrosive liquid. It would be desirable when pumping certain particularly corrosive liquids be lead, stainless steel or monel metal for the metallic parts of the pump and using a neoprene rubber impeller assembly and blades. Is the liquid essentially non-corrosive, cast iron for the pump housing and natural rubber can be used can be used for the impeller assembly.
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