NL8300674A - Schottenmachine. - Google Patents

Description

v...... £-:

Hw/Mv/Mullekom 1 Schottenmachine

De uitvinding heeft betrekking op een schottenmachine, bijvoorbeeld schottenromp, in hoofdzaak bestaande uit een rotor met naar buiten openende axiale sleuven, een in elke sleuf verschuifbaar aangebracht schot en een de rotor 5 met de schotten omvattende stator, met 'inlaat en uitlaatpoor-ten.

De uitvinding beoogt om bij een schottenmachine van het in de aanhef beschreven type de afdichting over de bewegende schotten te verbeteren. Immers zal in de elkaar 10 opvolgende compartimenten tussen twee schotten een verschillende druk heersen, waardoor een lek langs de schotten met name langs de zijkanten daarvan zal optreden.

De schottenmachine volgens de uitvinding onderscheidt zich doordat de schotten in axiale zin aan weers-15 einden voorbij de rotor uitsteken in een door een terugspringend zijwandgedeelte van de stator gevormde^kamer, waarbij een bij elk schot behorend afschuiflichaam althans in die kamer is ondergebracht.

Met dit afsluitlichaam wordt elke lek langs de 20 zij- en bovenkant van de schotten vermeden, aangezien dit afsluitlichaam de tussen elk schot en de stator aanwezige spleet afsluit.

In een uitvoeringsvorm is het afsluitlichaam uitgevoerd als een vullichaam, bestaande uit een achttal 25 onderling door een flexibele tussenlaag verbonden sluitvaste blokken. De flexibele tussenlaag dient hierbij als veerele-ment om de blokken tegen de spleet aan te drukken.

Eén van de nevenvoordelen van de vullichamen bij deze uitvoeringsvorm is dat de meest uit de rotor naar 30 buiten geschoven schotten in de gewenste stand blijven, dat wil zeggen dat zij niet zullen kantelen.

Eén en ander wordt bevorderd door de naar binnen geschoven schotten tegen één zijde van de onvermijdelijk ruimere spleet in de rotor te drukken, hetgeen volgens de 8300674 4 Μ -2- uitvinding tot stand kan worden gebracht door bij elk schot aan althans de lage-druk zijde ontlastgroeven aan te brengen.

Volgens een andere uitvoeringsvorm omvat het afsluitlichaam de zijkant van het schot, waarbij de lichamen 5 onderling verend verbonden zijn, zodat een enkele ring wordt verkregen hetgeen de montage en fabrikage vereenvoudigt.

Volgens weer een andere uitvoeringsvorm is het afsluitlichaam verbonden met een zich naast het schot uitstrekkende strook.

10 Teneinde het monteren van de rotor met de schotten in de stator te vergemakkelijken is de naar het ro-tatiemidden gekeerde wand van de kamer in de stator, alsmede de rand van het uitstekende schoteinde met een zoekrand uitgevoerd, hetgeen tevens de lekspleet verkleint.

15 Teneinde de drukval over de schotten klein te houden zijn zoals bekend een groot aantal schotten langs de omtrek van de rotor verdeeld. Dit betekent dat een groot aantal groeven in de rotor moet worden aangebracht, hetgeen in massieve rotorlichamen problemen wat betreft de fabrikage met 20 zich meebrengt.

Teneinde dit bezwaar te ondervangen stelt de uitvinding voor om het rotorli'chaam op te bouwen uit platen, waarbij elke plaat in de gewenste vorm met stervormig aangebrachte spleten uit een basisplaat kan worden geponst. Door 25 de platen een spleet met onderling afwijkende breedte te geven kunnen de ontlastgroeven in de rotor worden gevormd.

Voor 'het bereiken van kleine toleranties in de afmetingen van de stator is deze volgens de uitvinding opgebouwd uit een buitenring met in- en uitlaatpoorten en twee de 30 kamer bevattende lagerplaten. Voorts is nu een passende materiaalkeuze voor de diverse onderdelen mogelijk. Deze stator-delen zijn gevat in een huis.

Een dergelijke constructie leent zich uitstekend om middels twee in het huis aangebrachte verdeelkanalen 35 telkens diametraal tegenover elkaar in de statorring aangebrachte inlaat- respectievelijk uitlaatkanalen onderling te verbinden, waardoor een gelijkmatige belasting op de rotatie-as van de machine is verzekerd. Eén en ander heeft tot ge- 8300674 * . .. ί -3- volg dat de vullichamen tussen de schotten een lange levensduur hebben, vanwege de geringe vervormingen.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van een beschrijving van een uitvoeringsvoorbeeld.

5 In de tekening toont: fig. 1 een axiale langsdoorsnede van de machine volgens de uitvinding, fig. 2 een doorsnede volgens de lijn II-II in fig. 1, 10 fig. 3 een persepctivisch aanzicht van een deel van de rotor met daarin aangebrachte schotten alsmede een deel van de stator, fig. 4 een dwarsdoorsnede over een in een sleuf van de rotor opgenomen schot, 15 fig. 5 een perspectivisch aanzicht van de sta- torring, fig. 6 een met fig. 3 overeenkomend aanzicht van een tweede uitvoeringsvorm, fig. 7 een dwarsdoorsnede over een in een 20 sleuf opgenomen schot in de uitvoering volgens fig. 6.

fig. 8 een met fig. 3 overeenkomend perspek-tivisch aanzicht van een derde uitvoeringsvorm, fig. 9a en b een zij- respectievelijk bovenaanzicht van een afsluitstrook, toegepast in de derde uit-25 voeringsvorm.

De in de figuren getoonde schottenmachine bestaat uit een rotor 1, welke is opgebouwd uit een aantal ringvormige platen 2, zie fig.2, die elk is voorzien van een krans van spleten 3 aan de buitenomtrek daarvan. Langs de 30 binnenomtrek is een vertanding 4 aangebracht, welke samenwerkt met een spieasdeel 4 van de rotatieas 6.

De in de platen 2 aangebrachte spleten 3 vormen in gemonteerde toestand van de rotor zich in axiale richting uitstrekkende sleuven, elk waarvan een schot 7 in 35 radiale zin verschuifbaar is opgenomen.

Rond de rotor met de schotten 7 is een stator, bestaande uit een ring 8 met een tweetal kopplaten 9 aangebracht welke kopplaten tevens een lagerring voor de as 6 vormen.

__-2 - j' /· 8300674 i' £ -4-

De naar binnen gekeerde zijwanden vah de platen 9 zijn bij 10 naar binnen springend, terwijl de schotten 7 aan weerseinde zijn voorzien van uitstekende delen 11. De buitenrand va; het uitstekende deel 11 is complementair met 5 de dwarsdoorsnede vorm van de zijwand van deel 9.

In de ruimte tussen twee schotten 7, de buitenplaten van de rotor 1, de inspringende zijwanden van de kopplaten 9 en de binnenwand van de ring 8 is als afsluiting een vullichaam 12 opgenomen, zie fig-3; Dit vullichaam 12 10 bestaat uit een achttal slijtvaste blokken van passende vorm, waartussen een laag van flexibel materiaal 13 is aangebracht. Deze tussenlaag 13 verzorgt een constante druk van de blokken tegen de spleten, die zich tussen de ten opzichte van elkaar bewegende delen bevinden.

15 Bovendien is vervorming van het vullichaam 12 mogelijk, bij het naar binnen en naar buiten bewegen van de schotten ten opzichte van de rotor, bij welke beweging de afstand tussen de schotten toe- respectievelijk afneemt.

De rotor en de stator zijn gevat in een 20 huis, dat bestaat uit een middenring 14 en twee eindplaten 15, welke onderling door bouten 16 aan elkaar zijn bevestigd.

De middenring T4 is voorzien van een inlaat-opening 17, zie fig.1, alsmede een over 90“ verschoven uit-laatopening 18, welke in fig.2 met stippellijn is aangeduid. 25 De inlaatopening 17 respectievelijk uitlaat- opening 18 staan in verbinding met de inlaatpoorten 19 in de statorring 8 respectievelijk de uitlaatpoorten 20 daarvan, zie fig.5.

In de statorring 8 liggen de uitlaat respec-30 tievelijk inlaatpoorten diametraal tegenover elkaar, welke onderling zijn verbonden door een in elke kopplaat 15 aangebracht ringvormig verbindingskanaal 21.

Dit kanaal is in de kopplaat ringvormig uitgedraaid en naderhand afgesloten door een dichtplaat 22, zie 35 fig. 1. Via passende openingen 23, die ook in de zijplaten van de stator zijn aangebracht, staan de kanalen 21 in verbinding met de poorten in de statorring 8.

8300674

* V

-5-

Een afdichtring 24, die sectorvormige gebieden om de inlaat- en uitlaatpoorten begrenst is tussen elke plaat 9 en aangrenzende kopplaat 15 opgenomen. Elke sector staat met een poort in verbinding via de doorlaat 23 of kanaal 25.

5 Het doel hiervan is om de persdruk bij de uitlaatpoort ook te brengen aan de buitenzijde van de plaat 9, zodat die druk vanwege het grotere buitenvlak een naar binnen gerichte druk-resultante ondervindt, waardoor vanzelf de spleet tussen plaat 9 en rotor met schotten zo klein-mogelijk wordt gehou-10 den. De grootte van de tussen de poort-sectoren gelegen tus-sensectoren van afdichting 24 is afhankelijk van de gewenste grootte van de drukresultante. Deze sectoren kunnen via een boring 25 in de plaat 9 in verbinding staan met een niet getoonde nullijn. De sectoren .tussen de afdichting zijn opge-15 vuld met vulplaten 26, die een vervorming van de afdichting voorkomen. De rand van het uitstekende einde van elke schot 7 alsmede de inspringende wand van de kamer in de zijplaat is afgeschuind,'fig.1, of afgerond, fig.3, hetgeen een zoekrand vormt, voor het vergemakkelijken van de montage. Om de weg te 20 persen vloeistof uit de ruimte in de rotor onder het schot 7 zo gering mogelijk te houden zijn de schotten zo dun mogelijk uitgevoerd.

Kanteling van de schotten in de relatief ruime sleuven van de rotor 1 wordt voorkomen door ontlastgroeven 27 25 bij de lage-druk zijde van het schot 7 aan te brengen hetgeen met fig.4 nader wordt toegelicht.

In geval van een pomp zal het schot in de richting van de pijl Pl bewegen, waardoor een hoge druk aan de voorzijde van het schot 7 ontstaat. De aan de achterzijde 30 aangebrachte groeven 27 verzorgen een gelijkmatige afvoer van vloeistof uit de spleet tussen die lage-druk zijde en de aangrenzende zijwand van de groef in de rotor 1. Het schot 7 zal derhalve tegen de achterwand van de sleuf in de rotor 1 aanvlijen, welke rechte stand via de vullichamen 12 tevens 35 wordt overgedragen aan de meer naar buiten geschoven schotten, waardoor kanteling wordt voorkomen en derhalve een rustige loop wordt verkregen.

8300674 -6-

Omdat hier bovendien de machine in de tegen pijl P1 gerichte draairichting kan worden gebruikt, worden de schotten eveneens met groeven 27' aan de tegenovergestelde zijde uitgevoerd.

5 In de fig. 6 en 7 is een alternatieve tweede uitvoeringsvorm van de afsluitlichamen getoond. Dezelfde referentiecijfers voor dezelfde onderdelen als in de hier voorbesproken figuren zijn gebruikt. Het verschil zit in de tot een ring 60 gevormde sluitlichamen 12', elk voorzien van 10 een radiale groef 61 voor het opnemen van de koprand van een schot. Tussen de lichamen 12' is een U-vormig veerlichaam 62 opgenomen. De lichamen 12' en veerlichamen 62 kunnen van hetzelfde materiaal zijn vervaardigd en bijvoorbeeld door etsen in de gewenste vorm zijn gebracht. Het voordeel is dat elk 15 lichaam 12' een grote bewegingsvrijheid heeft en zich derhalve in elke gewenste stand kan aanpassen. Dit resulteert onder meer in de toepassing van conventioneel gevormde schotten 7 die een lichte-kanteling in -de-spleet (zie fig. .7)kunnen ondergaan, hetgeen naast een goede afdichting bij de bovenrand 20 64 van de spleet tevens een juiste hydraulische druk P op de onderzijde van het schot bevordert. Toevoer van vloeistof naar de spleetruimte onder het' schot is verzekerd via de in het rotorlichaam aangebrachte groeven 2Ί".ΐ>& groeven 27*1 zijn hier gevormd door een rotorplaat plaatselijk een bredere 25 insnijding te geven dan de aangrenzende platen. Opgemerkt zij dat de zoekrand 63 een recht verloop heeft.

In fig. 8 en 9 is het afsluitlichaam 12'' aan de onderzijde verbonden met een zich langs het schot 7 uitstrekkende strook 70. In de getoonde uitvoering is een tweede 30 schot 7' aan de andere zijde van de strook geplaatst. De strook is voorzien van ruggen 71 zodat tussen strook en schot kanalen worden gevormd teneinde vloeistof-transport mogelijk te maken tijdens het in- en uit de sleuf schuiven van het schotstelsel. Ook in deze uitvoering zijn de schotten voor-35 zien van ontlastgroeven 27.

De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen, waarbij vooral te denken is aan een andere vormgeving van de vulstukken 12. In bepaalde uit 8300674 Γ -7- voeringen kan men denken aan een vulstuk van flexibel slijtvast materiaal, bijvoorbeeld kunststof dat uit één geheel gespoten of gegoten deel is gevormd.

De einden van de schotten 7 kunnen elke gewen-5 ste vorm vertonen, waarbij de schotten tevens een andere dan de radiale stand in de rotor kunnen innemen. In dit verband kunnen zij slepend respectievelijk stekend staan.

De als pomp getoonde machine kan evengoed een motor zijn.

8300674

Claims (14)

1. Schottenmachine bijvoorbeeld een schotten-pomp, in hoofdzaak bestaande uit een rotor met naar buiten openende axiale sleuven, een in elke sleuf verschuifbaar aangebracht schot en een de rotor met de schotten omvattende 5 stator met inlaat en uitlaatpoorten, met het kenmerk, dat de schotten in axiale zin aan weerseinden voorbij de rotor uitsteken in een door een terugspringend zijwand gedeelte van de stator gevormde kamer, waarbij een bij elk schotbehorend afsluitlichaam in die kamer is ondergebracht.

2. Schottenmachine volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het afsluitlichaam is uitgevoerd als vullichaam, bestaande uit ee.n achttal onderling door een flexibele tussenlaag verbonden slijtvaste blokken.

3. Schottenmachine volgens conclusie 1, met 15 het kenmerk, dat het afsluitlichaam de eindrand van het schot omvat, waarbij de lichamen onderling tot een ring zijn verbonden.

4. Schottenmachine volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat telkens een ü-vormig veerlichaam inte- 20 graal met twee aangrenzende afslu-itlichamen is verbonden.

5. Schottenmachine volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het afsluitlichaam is verbonden met een zich langs het schot uitstrekkende strook.

6. Schottenmachine volgens conclusie 5, met 25 het kenmerk, dat afsluitlichaam en strook van elastisch materiaal is vervaardigd.

7. Schottenmachine volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat de strook is voorzien van kanalen voor vloeistoftransport.

8. Schottenmachine volgens conclusie 1-7, met het kenmerk, dat de naar het rotatiemidden gekeerde wand van de kamer en de rand van het uitstekende schoteinde een zoekrand vertonen.

9. Schottenmachine volgens conclusie 1-8, met 35 het kenmerk, dat bij elk schot aan één of beide zijden groeven zijn aangebracht. 8300674 -9-

10. Schottenmachine volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het rotorlichaam is opgebouwd uit platen.

11. Schottenmachine volgens conclusie 10,- met 5 het kenmerk, dat ontlastgroeven in de rotor zijn gevormd door de rotorplaten van insnijdingen met onderling afwijkende breedte te voorzien.

12. Schottenmachine volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de stator bestaat uit 10 een buitenring met in- en uitlaatpoorten en twee de stator bevattende lagerplaten die in een huis zijn ondergebracht.

13. Schottenmachine volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de buitenring is voorzien van diametraal tegenover elkaar aangebrachte inlaat- respectievelijk 15 uitlaatpoorten, en het huis een inlaatopening respectievelijk uitlaatopening heeft, die elk via een verdeelkanaal in verbinding staan met de inlaat- respectievelijk uitlaatpoorten van de statorring.

14. Schottenmachine volgens conclusie 12 en 20 13, met het kenmerk, dat tussen de lagerplaat en huis een sectorvormige afdichting rond de poorten is aangebracht, welke sector in verbinding staat met het poortkanaal. 8300674