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Verdichter, Pnmpe od. dgl. mit kreisenden ineinander liegenden Zahnkotben.
Die Erfindung bezieht sich auf Drehkolbenverdichter oder-pumpen, bei denen ein äusserer, innen gezahnter Klanz in ein in seinem Innern angeordnete ; Zahnrad eingreift. Die Zähnezahl der beiden Elemente ist ungleich und diese sind exzentrisch gegeneinander angeordnet, so dass Kammern entstehen, deren Fassungsraum sich bei der Drehung abwesh ; elnd vergrössert und verkleinert. Gas oder Flüssigkeit können daher angesaugt und unter wachsendem Druck weiterbefördert werden. Verdichter bzw. Pumpen dieser Art sind beispielsweise in den österreichischen Patentschriften Nr.] 00100, Nr. 100898 und Nr. 100899 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, bei einer Pumpe dieser Gattung die inneren Drucke so zu richten und zu regeln, dass die gezahnten Pumpenelemente genügend abdichten, um wirksam zu arbeiten : gleichzeitig wird aber die Reibung dieser Elemente an der Gehäusestirnwand und damit auch der beim Anlassen und beim Betrieb nötige Energieaufwand verringert. Es kann daher zum Antrieb einer derart vervollkommneten Pumpe ein kleinerer Elektromotor angewendet werden. Ein weiteren Merkmal des Erfindungsgegenstandes besteht darin, dass die dem besagten Zweck dienenden Einrichtungsteile so ausgestaltet sind, dass sich die Packung der Antriebswelle von selbst in radialer Richtung einstellen kann. wenn sie nicht genau zentrisch eingebaut sein sollte.
Dadurch wird auch bei nicht vollkommen genauem Ineinanderpassen der Teile eine verlässliche Abdichtung erzielt und die Lebensdauer der Packung verlängert. Gemäss der Erfindung ist die die Packung aufnehmende Stopfbüchse so angeordnet, dass sie in einem hinter den eigentlichen Pumpenelementen vorgesehenen Hohlraum sowohl in der Längsrichtung wie auch in der Querrichtung eine gewisse Bewegung vollführen kann. Der Hohlraum steht mit der Druckseite der Pumpe in Verbindung, so dass der Förderdruck sowohl auf die Rückseite der gezahnten Pumpen elemente wie auch im Hohlraum zur Geltung kommt. Die mit einem gewissen Spielraum eingesetzte Stopfbüchse wird in ihrer Lage durch eine nachgiebige Metallmembrane festgehalten, welche entweder die bekannte, blasebalgartige Form hat oder ringförmig ausgebildet ist.
Ein Ende dieser Metalldichtung ist an einen starr am Gehäuse sitzenden Teil dicht angesetzt, das andere Ende an den Kopf der Stopfbüchse, so dass diese Dichtung zum Teil zugleich eine Wand des erwähnten Hohlraumes bildet und eine Verminderung des Druckes im Hohlraum infolge Undichtheit hintanhält. Mit der Antriebswelle ist die Stopfbüchse so verbunden, dass sie, wenn sie durch den im Hohlraum herrschenden Druck zusammengedrückt wird bzw. sich nach aussen zu bewegen sucht, hiebei trachtet, die Antriebswelle nach rückwärts und somit die Pumpenelemente von der Vorderwand des Gehäuses weg zu ziehen.
Diese Bewegung wird aber auf ein so ger ; nges Ausmass eingeschränkt, dass sich tatsächlich die Pumpenelemente nicht von der
Gehäusewand entfernen, sondern dass die bloss in einem bestimmten Ausmass von dem Druck entlastet werden, den die Förderflüssigkeit auf ihre Rückseite ausübt und der sie sonst so stark andrücken würde, dass erhebliche Kraftverluste infolge starker Reibung entstünden 0 Übrigens ist auch der Antriebswelle eine ganz geringe Verschiebung in der Längsrichtung der Stopfbüchse gegenüber gestattet.
Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 zum Teil in Seitenansicht, zum Teil im Schnitt einen mit einem Elektromotor direkt gekuppelten
Verdichter, bei dem die Stopfbüchse mittels einer nachgiebigen Metallpaekung befestigt ist, Fig. 2 in einem grösseren Massstabe und im Längsschnitt die Stopfbüchse und alle damit in Verbindung stehenden
Teile, wobei die Antriebswelle soweit zurückgezogen ist, dass die Reibung der Pumpenelemente an der
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Vorderwand des Pumpengehäuses sehr herabgesetzt ist, Fig. 3 die Endansieht des in Fig. 2 veranschaulichten Teiles und Fig. 4 im Längsschnitt eine Ausführungsform, bei der die Stopfbüchse durch eine ringförmige Membran gehalten wird.
Das Pumpengehäuse 1 hat eine zylindrische Kammer 2, innerhalb welcher die beiden gezahnten Pumpenelemente angeordnet sind. Das innere 3 ist mittels des Lagers 4 auf dem Zapfen 5 gelagert, das äussere 6 sitzt auf einer Platte 7, die sich auf dem Lager 8 dreht und auf die Antriebswelle 9 aufgekeilt ist.
Diese ist mit dem Motor 10, zweckmässig einem Elektromotor, unmittelbar gekuppelt. Form und Wirkungsweise der Pumpenelemente sind in den erwähnten Patentschriften eingehend beschrieben. Beim Betriebe der Pumpe strömt das Gas oder die Flüssigkeit durch die Saugleitung 11 und die Öffnung 12 in die die Saugseite der Pumpe bildenden Kammern und wird aus den Druckkammern durch die Öffnung M und die Druckleitung 14 in einen Behälter 15 getrieben. Das Gehäuse setzt sich nach rückwärts fort ; unmittelbar an die Pumpenkammer schliesst ein Hohlraum 16 an, der mit dem Behälter 15 durch ein Rohr 17 in Verbindung steht. Die in diesen Hohlraum eingesetzte Feder 18 drucke das Lager 8 und durch dieses die Pumpenelemente gegen die Stirnwand des Gehäuses.
Bei der im Sinne der vorliegenden Erfindung ausgeführten Pumpe ist das Gehäuse noch weiter nach rückwärts verlängert und an das Gehäuse des Motors angeschlossen. Der Hohlraum dieser Ver- längerung ist am hinteren Ende durch eine ringförmige, am Gehäuse befestigte Platte 19 abgeschlossen.
Die Stopfbüchse 20 geht durch diese Endplatte 19 lose, d. i. unter Belassung eines geringen Spielraumes, durch und enthält das übliche, weiche Packungsmaterial, das durch die mittels der Bolzen 23 befestigte
Brille 22 in der Büchse gehalten wird. Zwischen der Platte 19 und dem Stopfbüchsenkopf 24 ist eine nachgiebige Metallmembran 25, welche die Form eines Blasebalges hat, eingesetzt. Das eine Ende dieser Membrane ist dicht an der Endplatte 19 befestigt, das andere Ende am Stopfbüchsenkopf, so dass also die Membrane einen Teil der Wand des besagten Hohlraumes bildet und ein Entweichen von Flüssigkeit aus diesem Hohlraum nicht möglich ist. Die nachgiebige blasebalgförmige Metallmembrandichtung gestattet sowohl eine geringe Längsverschiebung des Kopfes 24 wie auch eine kleine Bewegung in der
Querrichtung.
Bei gewöhnlich ausgeführten Pumpen, bei denen die Stopfbüchse starr eingesetzt bzw. befestigt ist. muss sie sehr genau in einer Linie mit den Lagern der Welle liegen. Infolge der hier beschriebenen
Anordnung kann sich die Stopfbüchse von selbst richtig einstellen, wodurch auch die weiche Packung der
Stopfbüchse sehr geschont wird.
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abzuziehen. Wird der Verdichter stillgesetzt, so dauern die gleichen Verhältnisse noch für einige Zeit an und der auf die Rückseite der Pumpenelemente wirkende Flüssigkeitsdruck würde diese so stark an die Stirnwand anpressen, dass sehr viel Energie aufgewendet werden müsste, um die Welle anzudrehen.
Nach kurzer Zeit gleicht sich jedoch infolge Durchsickerns von Flüssigkeit der auf die Vorder-und die Rückseite der Pumpenelemente wirkende Druck aus, so dass also, so weit es sich um die Drücke in der Pumpenkammer handelt, kein Unterschied mehr besteht. Hingegen wirkt der Druck des verdichteten Mittels weiter auf die Membrandichtung und die Stopfbüchse und würde die Pumpenelemente zu weit von der Stirnwand abziehen. Die Anschlagsschrauben werden daher so eingestellt, dass kein nennenswerter Abstand zwischen Pumpenelementenfläche und Stirnwandfläche entstehen kann ; die Reibung wird aber erheblich verringert. Infolgedessen wird trotz hohen Druckes im Hohlraum die Welle leicht gedreht werden können.
Da so die Reibung an der Stirnwand verringert ist, läuft auch der Motor leicht an und erreicht schnell seine normale Drehzahl bzw., wenn es sich um einen Wechselstrommotor handelt, das Zusammenfallen der Phasen mit denen des Speisestromes. In dem Ausmass, als der Motor treibt, fangen auch die Pumpenelemente zu arbeiten an, infolgedessen sinkt der Druck auf der Einström- bzw. Saugseite und e3 entsteht somit wieder ein Druckunterschied, der die Pumpenelemente an die Stirnwand andrückt. dass sie dichten und der Verdichter seine normale Leistung ergeben kann.
Die mittels der Membrandichtung und der verschiebbaren Stopfbüchse bewirkte Entlastung ergibt den erheblichen Vorteil, dass man einen kleineren Motor verwenden kann, dessen Anschaffungsund Betriebskosten erheblich geringer sind. Infolge der Nachgiebigkeit der Stopfbüchse in der seitlichen Richtung hat die innere, weiche Stopfbüchsenpackung eine längere Lebensdauer. Da sie auch nicht so stark zusammengepresst zu werden braucht, ergibt sich ein leichtes Laufen der Welle bzw. eine Kraftersparnis. Durch Einstellung der Hubbegrenzungsschrauben kann leicht die vorteilhafteste Pressung zwischen den Pumpenelementenflächen und der Stirnwand erzielt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Verdiehter, Pumpe od. dgl. mit kreisenden. ineinanderliegenden Zahnkolben und einem an die Pumpenkammern sich anschliessenden Hohlraum. in den der Förderdruck so geleitet ist. dass er auf die Rückseite der Zahnkolben zwecks deren Abdichtung gegen die Gehäusestirnwand wirkt, gekennzeichnet durch ein den erwähnten Hohlraum abschliessendes, nachgiebiges Organ (25 bzw0 88). das unter dem Einfluss des Förderdruckes die Antriebswelle (9) nach aussen treibt. und dadurch eine Verminderung der Reibung der Zahnkolben (. 3, 6) an der Gehäusestirnwand herbeiführt.
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