<Desc/Clms Page number 1>
Pumpe
Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem Arbeitsraum und einem in den Arbeitsraum hineinund aus diesem herausbewegbaren Verdränger, welcher mit einem Antrieb gekuppelt ist und einen starren, zentralen Hauptteil aufweist, der durch einen den Verdränger umschliessenden, an der Wand des Arbeitsraumes unter radialer Druckspannung befestigten Dichtring aus Gummi od. dgl. abgedichtet ist.
Bei Pumpen, welche konventionelle Kolben verwenden, treten Reibungsverluste und Abnutzungserscheinungen bedingt durch die Gleitbewegung zwischen dem Kolben und der Seitenwand des Arbeitsraumes auf. Diese Unzukömmlichkeiten werden noch erhöht, wenn ein einen Scheuereffekt ausübendes Teilchen, z. B. ein Staubkorn, in die zu fördernde Flüssigkeit gelangt. Bei Pumpen, die ein Diaphragma verwenden, geht bei hohen Drücken die Flexibilität bzw. Elastizität des Diaphragmas verloren, so dass bei hohen Drücken die erforderliche Bewegung des Diaphragmas absorbiert wird.
Weiters ist die Lebensdauer solcher Membranpumpen gering.
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, die obgenannten Nachteile der bekannten Einrichtungen zu beseitigen oder zu vermindern.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass zumindest jene Radialfläche des Mittelabschnittes des Dichtringes, die dem Druck der geförderten Flüssigkeit unterliegt, zumindest im eingebauten Zustand in einer Meridianebene konvex bzw. hervorstehend ist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Ausführungform der Erfindung in Seitenansicht und in einem Querschnitt, die Fig. 2 bis 4 Querschnitte durch eine Ausführungsform eines in der Pumpe angeordneten Dichtungsringes, Fig. 5 eine gegenüber den Fig. 2 bis 4 abgeänderte Ausführungsform eines Dichtungsringes und Fig. 6 einen weiteren Dichtungsring, der bei einer Pumpe verwendet werden kann.
Die in Fig. 1 dargestellte Pumpe ist genauer in der österr. Patentschrift Nr. 272842 beschrieben, wobei hier auf die Angaben in dieser Patentschrift hingewiesen werden soll. Im folgenden wird jedoch eine kurze Beschreibung dieser Pumpe gegeben.
Die Pumpe weist einen Hauptkörper-10-mit einem Zuflussstück-11-auf, an welches ein flexibles Zuführungsrohr beliebiger Länge angeschlossen werden kann. Das Zuflussstück-l l--
EMI1.1
in Verbindung steht.
Der Hauptkörper weist weiters einen Arbeitsraum--24--auf, der in einen unteren Abschnitt --25-- und einen oberen Abschnitt --26-- unterteilt ist, die durch aussen angeordnete (nicht dargestellte) Zuganker zusammengehalten werden.
EMI1.2
fördernde Flüssigkeit aus dem unteren Teil in den oberen Teil des Arbeitsraumes gelangen kann.
Mit dem Verdränger ist ein Absperrorgan --52-- verbunden, das als Scheibe ausgebildet ist und die Ausnehmungen --34-- überdeckt und mittels einer Büchse-54-auf einem Schraubbolzen
<Desc/Clms Page number 2>
--51-- gehalten ist, der den zentralen Hauptteil des Verdrängers-33-über eine Pleuelstange --47-- mit einer Exzenterscheibe--46--verbindet. Die Scheibe kann aus Gummi od. dgl. bestehen. Die Exzenterscheibe --46-- ist unter Zwischenschaltung eines Lagers --45-- auf einem Exzenter --44-- einer Antriebswelle --23-- gelagert, die mit einem Antriebsmotor-36gekuppelt ist. Der Antriebsmotor kann als Brennkraftmotor ausgebildet sein.
Der zentrale Hauptteil --32-- des Verdrängers steht an seinem Umfang flüssigkeitsdicht mit der Seitenwand des Arbeitsraumes über einen Dichtring --35-- aus Gummi od. dgl. in Verbindung, der nachstehend näher erläutert werden wird.
Die Pleuelstange --47-- ist gegen das untere Ende des Arbeitsraumes durch einen Dichtring --48-- abgedichtet, der ähnlich ausgebildet sein kann, wie der Dichtring--35--, obwohl der
EMI2.1
Durchmessers der Seitenwände des Arbeitsraumes zu berücksichtigen.
Der obere Teil des Arbeitsraumes steht mit einer Abfhisskammer-27-in Verbindung, an welche ein Massekanalrohr --63-- angeschlossen ist, das ein freies Ende --66-- besitzt. Der untere Zweig dieses Rohres --63-- steht mit Haltern-67, 68 und 70-in Verbindung, die an das Rohr angeschweisst oder in anderer Weise am unteren Zweig des Rohres befestigt sind. Solcherart bildet der untere Zweig --64-- mit den Haltern-67, 68 und 70-einen Rahmen für die Pumpe gegen den der Hauptkörper --10-- und der antriebsmotor --36-- abgestützt ist.
In dem Zuflussstück--11--ist eine Fluktuationsunterdrückungskammer--13--eingebaut, in der ein Diaphragma --14-- angeordnet ist. Der untere Zweig--64--des Rohres--63--steht mit einer weiteren Fluktuationsunterdrückungskammer--18--in Verbindung, die mit einem Diaphragma --15-- ausgestattet ist.
Die Abflusskammer--27--ist mit einer davon abstehenden Hülse --57-- versehen, die Löcher --59-- aufweist, die mittels einer zusammengesetzten, elastischen Hülse-62-abgedeckt sind, so dass ein elastischer Körper an der Auslassseite des Arbeitsraumes vorgesehen ist, der Beschleunigungsspitzen der Flüssigkeit vermindert.
Im Betrieb führt der Verdränger eine hin-und hergehende Bewegung im Arbeitsraum aus und
EMI2.2
Richtung erfolgt. Im Betriebszustand sind Rückschlagventile --50-- an der Einlassseite und Rückschlagventile --56-- an den unteren und oberen Enden des Arbeitsraumes offen.
Jetzt sei die in den Fig. 2 bis 4 gezeigte Konstruktion des Verdrängers genauer betrachtet. Der zentrale Hauptteil --32-- des Verdrängers hat einen solchen Durchmesser, dass zwischen seinem Aussenumfang und der Seitenwand der von dem Oberteil --25-- und dem Unterteil--26gebildeten Umschliessung des Arbeitsraumes nur ein verhältnismässig kleiner Spalt vorhanden ist.
Der Spalt --32a-- wird von dem dichtungsring --35-- ausgefüllt, der an dem Umfang des zentralen Hauptteils--32--und der Aussenwandung des Arbeitsraumes axial unbeweglich, d. h. gleitunfähig in Berührung gehalten wird.
In dem in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck im Umfang des
EMI2.3
des Dichtungsringes --35-- aufnimmt.
In ähnlicher Weise wird der Aussenrand des Dichtungsringes --35-- dadurch gleitunfähig an der Seitenwandung des Arbeitsraumes festgehalten, dass der Oberteil --25 -- und der Unterteil--26--
EMI2.4
--25a-- bilden.Aussenumfangsfläche --35b-- des Dichtungsringes, wenn sich dieser gemäss Fig. 2 im ungespannten Zustand befindet, oder als die Breite dieser Fläche, wenn der Ring radial zusammengedrückt wird.
Infolgedessen wird ein Gleiten zwischen jeder dieser Flächen --35a, 35b-- und dem Verdränger bzw. der Arbeitsraumwandung dadurch formschlüssig verhindert, dass der Dichtungsring an den seitlichen Begrenzungsflächen der betreffenden Nut anliegt.
Die seitlichen Begrenzungsflächen --32c und 32d-der der Nut --32b-- divergieren vom Grunde zur Mündung der Nut voneinander. Dasselbe gilt für die seitlichen Begrenzungsflächen --25b und 25c-der Nut-25a-.
<Desc/Clms Page number 3>
Der Radialabstand zwischen den Böden der beiden Nuten ist so bemessen, dass der Dichtungsring radial zusammengedrückt wird. Je nach der Grösse der Axialerschiebung des Verdrängers und dem im Betrieb der Pumpe von der Flüssigkeit ausgeübten Axialdruck, dem der Dichtungsring gewachsen sein soll, kann das Mass, um welches der Dichtungsring radial zusammengedrückt ist, verschieden gewählt werden. Man nimmt an, dass gute Ergebnisse in den meisten Fällen erzielt werden, wenn durch das radiale Zusammendrücken die radiale Breite des Dichtungsringes um 10 bis 20, po, beispielsweise 15%, herabgesetzt wird.
EMI3.1
Material des Dichtungsringes verteilt sind.
Infolge des radialen Zusammendrückens sind die Radialflächen --35c und 35d-des Mittelabschnittes des Dichtungsriges die dem Druck der geförderten Flüssigkeit unterliegen, zumindest im eingebauten Zustand in einer Meridianebene konvex bzw. hervorstehend, wie in den Fig. 3 und 4 im Querschnitt gezeigt ist.
Vorteilhafterweise sind auch die Seitenflächen --25b, 25c und 32c, 32d-- der Nuten konvex ausgebildet.
Vorzugsweise ist wenigstens eine Fläche jedes Flächenpaars, das aus einer Seitenfläche der Nut und der gegenüberliegenden Radialfläche des Dichtungsringes besteht, kovex gekrümmt, damit die bei der Berührung dieser Flächen auftretende Gleitbewegung auf ein Minimum herabgesetzt wird. Eine derartige Berührung erfolgt beispielsweise zwischen den Flächen --35c und 32c--an der Oberseite des Dichtungsringes und zwischen den Flächen --35d und 25c--an der Unterseite des Dichtungsringes, wenn sich der Verdränger --32-- zum unteren Ende seines Hubes bewegt hat, so dass die Mittelebene --35e-- gegenüber der Bezugsebene-35f-um einen Winkel von beispielsweise 17 ausgelenkt ist.
Die Verwendung von divergierenden und vugsweise konvexgekrümmten Flächen sowohl für die Seitenflächen der Nuten als auch für die Radialflächen des Dichtungsringes führt dazu, dass bei einem nachstehend als Grundauslenkungswinkel bezeichneten Auslenkungswinkel zwischen der genannten Mittelebene und der Bezugsebene das Ausmass, um welches die Auslenkung von Elementarwürfelchen des Ringmaterials die Grundauslenkung überschreitet, auf ein Minimum herabgesetzt wird. Jedes dieser Elementarwürfelchen wird durch Flächen begrenzt, die allgemein zu der Umfangsfläche und der oberen und der unteren Radialfläche des Ringes parallel sind, sowie von zwei Flächen, die allgemein zu der in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Schnittebene durch den Ring parallel sind.
Durch die jetzt zu beschreibende und in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausbildung wird die Auslenkung der Elementarwürfelchen auf einen Wert herabgesetzt, der nicht mehr als doppelt so gross ist wie der Grundauslenkungswinkel. Dies trägt beträchtlich zu einer befriedigenden Lebensdauer des Dichtungsringes bei. Die auftretenden Spannungen sind vorzugsweise Scherspannungen.
Der Dichtungsring kann aus natürlichem oder synthetischem Gummi bestehen oder aus einem Kunstharz mit ähnlichen Elastizitätseigenschaften.
In der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform sind Teile, die bereits beschriebenen entsprechen, mit denselben Bezugsziffern unter Vorsetzen der Ziffer 2 bezeichnet. In diesem Fall besteht der Dichtungsring --235-- aus zwei Ringteilen --235n und 235p--, deren radiale Breite gegenüber ihrer axialen Dicke so klein ist, dass die durch die Axialbewegung des Verdrängers verursachte Spannung vorwiegend eine Scherspannung ist. In der dargestellten Ausführungsform beträgt das Verhältnis der radialen zu der axialen Abmessung etwa 1 : 2. Der Ring ist ebenfalls radial zusammengedrückt.
Beide Ringteile sind mit einem Zwischenring --235t-- aus Metall verbunden. Die Teile --235n und 235p-- könnten zwar einstückig mit Halteteilen verbunden sein, die die Halsteile durchsetzen, wie nachstehend beschrieben wird, doch sind in einer bevorzugten Anordnung an den Innen- und
EMI3.2
Die Metallringe können auch mit daran ausgebildeten Halteelementen gehalten werden, beispielsweise mit Gewindebolzen, die Bohrungen in dem zentralen Hauptteil des Verdrängers und in der Seitenwandung des Arbeitsraumes durchsetzen, wobei diese Bohrungen an ihrem äusseren Ende mit Dichtungsringen und Muttern abgeschlossen sind, die von den Bolzen getragen werden.
In der in Fig. 6 dargestellten Form des Dichtungsringes sind Teile, die den vorstehend an Hand der Fig. 2 bis 4 beschriebenen entsprechen, mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, unter Vorsetzen der Ziffer 3. Der Dichtungsring--335--hat einen mittleren oder Ha.. ptteil --335g-- und zwei Halteteile --335h und 335j--, die in Nuten--332b bzw. 325a--des Verdrängers bzw. der
<Desc/Clms Page number 4>
Seitenwandung des Arbeitsraumes aufgenommen werden.
Diese Halteteile sind komplementär zu den beiden genannten Nuten ausgebildet und ebenso gross oder etwas grösser als die Nuten, so dass jeder Halteteil die Form der Nut annimmt, wenn der Ring im radial zusammengedrückten Zustand zwischen der Seitenwandung des Arbeitsraumes und dem Verdränger angeordnet ist.
Der mittlere Teil des Ringes ist mit den Halteelementen durch Halsteile-335k und 3351-- einstückig verbunden. Diese haben in der Axialrichtung des Arbeitsraumes eine kleinere Dicke als der mittlere Teil und die Halteteile.
Der Ring ist mit Nuten ausgebildet, die mit den Halsteilen axial oder annähernd axial fluchten und einander gegenüberliegende Seitenflächen haben, von denen somit vier Paare - -335m, 335n, 335q, 335r, 335s, 335u-- vorhanden sind.
Die Halsteile-3351, 335k-- haben eine solche axiale Dicke, dass sie bei einer axialen Relativbewegung zwischen dem Verdränger und der Seitenwandung des Arbeitsraumes vorwiegend auf Scherung beansprucht werden.
In Fig. 6 ist zwar der Klarheit halber gezeigt, dass die einander gegenüberliegenden Flächen jedes Paars der Flächen --335m bis 335u-im Abstand voneinander stehen, doch versteht es sich, dass in der Praxis diese Flächen durch das radiale Zusammendrücken des Ringes miteinander in Berührung gebracht werden. Mindestens eine Fläche jedes dieser Paare ist vorzugsweise konvex gekrümmt, so dass bei ihrer Berührung mit der Gegenfläche eine Wälzberührung zwischen dem mittleren Teil-335g- des Ringes und den Halteteilen-335h und 335j-vorhanden ist.
Der mittlere Teil hat eine solche axiale Dicke, dass er der Biegebeanspruchung gewachsen ist, die auf den Druckunterschied zwischen der Ober-und der Unterseite des Dichtungsringes zurückzuführen ist.
Die Nut --325a-- ist im Querschnitt hinterschnitten ; gegebenenfalls können auch beide Nuten diese Form haben. Ferner kann gegebenenfalls im unbeanspruchten Zustand die Radialabmessung des der Nut zugeordneten Halteteils-335j-grösser sein als die der Nut selbst, so dass dieser Halteteil beim Einsetzen in diese Nut durch radiales Zusammendrücken vorgespannt wird. Das Festhalten des Ringes an jedem Halteteil kann dadurch verbessert werden, dass der Ring mit dem Metall des Verdrängers bzw. der Seitenwandung des Arbeitsraumes verbunden wird.
Der in den Fig. 2 bis 4 und 6 gezeigte Ring wird in den Nuten des Verdrängers und der Seitenwandung des Arbeitsraumes gegen eine Verschiebung aus den Nuten unter dem Druck des Fördermediums befriedigend gehalten und dies wird durch das radiale Zusammendrücken des Dichtungsringes unterstützt, doch versteht es sich, dass der Dichtungsring mit dem Grunde jeder der Nuten verbunden werden kann.
Die vorstehend beschriebenen Dichtungsringe können zwischen dem Verdränger und der Seitenwandung des Arbeitsraumes und zwischen der Exzenterstange--47-und dem Umfang der Ausnehmung am unteren Ende des Arbeitsraumes verwendet werden.
In dem letztgenannten Fall bewirkt der Dichtungsring auch eine gewisse seitliche Abstützung der Exzenterstange. Beide Dichtungsringe sind in Kombination jedem im Betrieb der Pumpe auftretenden seitlichen Schub auf den Verdränger und die Kraftübertragung gewachsen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Pumpe mit einem Arbeitsraum und einem in den Arbeitsraum hinein-und aus diesem herausbewegbaren Verdränger, welcher mit einem Antrieb gekuppelt ist und einen starren, zentralen Hauptteil aufweist, der durch einen den Verdränger umschliessenden, an der Wand des Arbeitsraumes
EMI4.1
Dichtringes (35), die dem Druck der geförderten Flüssigkeit unterliegt, zumindest im eingebauten Zustand in einer Meridianebene konvex bzw. hervorstehend ist.
EMI4.2