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hinausragen, um ein Zurückdrängen der Flüssigkeit durch den in den Zellen auf der Druckseite herrschenden Druck über den Rand der Seitenscheiben und ein dadurch bedingtes seitliches übertreten von verdichtetem "Gas unmöglich zu machen. Zur Verbindung der einzelnen Zellen mit den Kanälen 8 bzw. 9 des Steuerkörpers 7 dienen in den Zellenböden vorgesehene Öffnungen 24.
Der in den Hohlraum des Zellenrades 15 eingreifende erweiterte Teil des Steuerkörpers 7 besitzt eine solche Breite, dass zwischen der Scheibe des Zellenrades und dem Körper 7 einer- seits und zwischen diesem Körper und der oberen Abschlussscheibe 15'andererseits je ein freier Ringraum 26 bzw. 2. 5 verbleibt. Diese Ringräume sind dazu bestimmt, Flüssigkeit von gleicher Beschaffenheit wie die Betriebsflüssigkeit aufzunehmen, die sich beim Umlauf des Zellenrades infolge der Fliehkraft auf der Innenseite des Radkranzes in einem Ring ablagert und vermöge des Fliehkraftdruckes durch die Dichtungsfuge zwischen dem Ring 18 und dem Radkranz nach den Känalen 24 hin vordringt, um schliesslich durch Wirkung der Fliehkraft in die Trommel hineingeschleudert zu werden und sich dort mit der Arbeitsflüssigkeit zu vereinigen.
Das Durchdrücken von Flüssigkeit durch die Dichtungsfuge der Steuerflächen hat den Zweck, den Austritt verdichteten Gases durch diese Dichtungsfuge zu verhindern. Gleichzeitig wird auf diese Weise die durch mechanisches Mitreissen durch das geförderte Gas und durch Verdunstung verloren gehende Betriebsflüssigkeit ersetzt. Zum Ersatz der Dichtungsflüssigkeit nach Massgabe ihres Verbrauches ist ein Kanal 27 vorgesehen, der teils durch das Gehäuse 1, teils durch den Steuerkörper 7 geführt ist und in einen die beiden Ringräume. 85 und 26 verbindenden Querkanal 28 des Steuerkörpers 7 einmündet. Die Verbindung der beiden Ringräume 25 und 26 durch diesen
Querkanal hat gleichzeitig die Wirkung, dass man stets in beiden Ringräumen gleich starke Flüssigkeitsringe erhält.
Der Kanal 8 des Steuerkörpers 7 steht in Verbindung mit dem Eintrittsstutzen 29 am oberen Teil des festen Gehäuses, an dessen unterem Teile der Austrittsstutzen 30 angeordnet ist. Die Verbindung des Austrittsstutzens mit dem Austrittskanal 9 des Steuerkörpers 7 ist hergestellt durch die mittleren Öffnungen 16 und 17 der Scheibe 15'und der Trommelwand 6' und durch den die Trommel 6 umgebenden freien Raum des Gehäuses 1. Diese Anordnung hat den Zweck, das austretende verdichtete Gas beim Herumstreichen um die Trommel einer Schleuder- wirkung auszusetzen, damit die von dem Gas mitgerissenen Teile der Arbeits-und Dichtung flüssigkeit wieder abgeschieden werden.
Ausserhalb der Einmündung des Stutzens 30 in das
Gehäuse 1 ist eine ringförmige Rippe 31 im Gehäuse 1 angeordnet, über die das Gas hinweg streichen muss, um zum Stutzen 30 zu gelangen. Ausserhalb dieser Rippe ist eine Öffnung vor- gesehen, durch die die abgeschiedene Flüssigkeit, zweckmässig durch ein anzuschliessendes Rohr, abgeleitet werden kann.
Eine Bohrung 34 verbindet den Ringraum zwischen dem Zellenrade 15 bzw. seiner Trag- scheibe 14 einerseits und der unteren Wand der Trnmmel o andererseits mit dem Ringraum ? 6'.
Diese Bohrung gibt in Verbindung mit der Bohrung 28 und dem Kanal 27 dte Möglichkeit. in bequemer Weise vor der Inbetriebsetzung in die Trommel die erforderliche Menge von Betriebs- flüssigkeit einzufüllen. Sie hat ferner die Aufgabe, zu ermöglichen, dass sich in dem Raum zwischen dem Zellenrad 15 und der unteren Trommelwand im Betriebe der gleiche Gasdruck wie zwischen dem Zellenrad und der oberen Trommelwand einstellt. Dies ist für die Aufrechterhaltung eines beiderseitig gleichen Flüssigkeitsspiegel, erforderlich. Dieser Druckausgleich kann sich in der
Regel durch die Bohrung 28 vollziehen. Man kann aber auch eine besondere Bohrung vorsehen. die weiter innen ausser dem Bereich der Dichtungsfliissigkeit liegt.
Die Wirkungsweise der Zellenradpumpe ist folgende : Bei der Drehung des Zellenrades wird durch die Wirkung der in die Flüssigkeit eingetauchten Schaufeln 22 die in der Trommel mit wagerechtem Spiegel a stehende Flüssigkeit allmählich mitgenommen. Gleichzeitig erfolgt auch durch Flüssigkeitsreibung eine allmähliche Mitnahme der Trommel 6. Nach kurzer Zeit haben die Betriebsflüssigkeit und die Trommel eine derartige Geschwindigkeit angenommen, dass sieh die Flüssigkeit unter Wirkung der Fliehkraft in Form einer annähernd zylindrischen (schlank paraboloidischen) Ringes am Mantel der Trommel ablagert. Die Flüssigkeitsmenge ist so gross, dass nach Bildung des Ringes die Schaufeln auf dem ganzen Umfange noch in die Flüssigkeit eintauchen.
Infolge der Exzentrizität der Trommel und des Zellenrades ergibt sich jedoch zwischen dem Kranze des Zellenrades und der Oberfläche des Flüssigkeitsringes ein sichelförmiger freier
Raum. Es ist ersichtlich, dass auf der unteren Seite (Fig. 2) eine allmähliche Vergrösserung des von der Flüssigkeit freien Raumes der Zellen stattfindet, die hier durch die Öffnungen 24 und den Saugkanal 8 mit dem Saugstutzen 29 in Verbindung stehen. Es wird also auf dieser Seite
Gas eingesaugt. Auf der oberen Seite tauchen die Schaufeln des Zellenrades allmählich tiefer in den Flüssigkeitsring ein, so dass die Zellenräume nach und nach verkleinert werden.
Auf dieser Seite stehen die Ze} 1,'n durch Vermittlung der Offnungen 24 mit dem Druckkanal 9 in Ver- bindung, 80 dass das Gas aus ihnen herausgedrückt wird. Der Ring 18 greift so weit über den
Kanal 9, dass nicht sofort bei Beginn der Verdichtung die Verbindung mit diesem Kanal her- gestellt ist. Dies hat den Zweck, die Zellen erst dann mit dem Druckkanal 9 in Verbindung
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treten zu lassen, wenn das Gas auf den im Kanal 9 herrschenden Förderdruck vorverdichtet ist, um ein Zurückschlagen des Verdichtungsdruckes in die Zellen zu vermeiden.
Vom Kanal 9 gelangt das Gas durch die zentralen Öffnungen 16 und 17 der Scheibe 15' und der Trommelstirnwand 6'in das feste Gehäuse und strömt in diesem um die Trommel herum nach dem Austrittsstutzen 30, wobei sich aus ihm unter dem Einfluss der durch die Reibung an der äusseren Trommelwand erzeugten Fliehkraftwirkung die mitgerissenen Wasserteile aus- scheiden. Diese sammeln sich am Boden des Gehäuses 1 und fliessen bei 32 ab.
Bei der liegend ausgeführten Pumpe nach Fig. 3 besitzt nun gemäss der Erfindung der steuernde Teil 7'der Steuervorrichtung 7 Scheibenform. Die Scheibe 7'legt sich seitlich gegen das Zellenrad und bildet auf dieser Seite selbst den seitlichen Abschluss der Zellen. Die sonstigen baulichen Abweichungen sind zum Teil durch die liegende Anordnung bedingt, wie z. B. die
Anordnung des Fusses und des Wasserablaufs 32. Von einer besonderen Flüssigkeitsdichtung ist hier abgesehen, veil die Betriebsflüssigkeit die steuernden Flächen unmittelbar benetzt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4, die nur das Zellenrad mit der seitlichen Steuer- vorrichtung veranschaulicht, ist der Abschluss der Zellen des Zellenrades auch auf der Seite des Steuerkörpers 7 durch eine mit Öffnungen 24 versehene feste Seitenscheibe des Zellenrades gebildet. Im übrigen ist hier sowohl der Saugkanal 8 als der Druckkana ! 9 vollständig durr-h den Steuerkörper 7 geführt.
Die Anordnung der Steuervorrichtung 7 unmittelbar im Radkranz des Zellenrades hat den
Vorteil, dass die schädlichen Räume äusserst gering werden, da sie nur dem Rauminhalt der Öffnungen 24 in den Zellenböden entsprechen. Bei der seitlichen Anordnung der Steuer- vorrichtung fallen die schädlichen Räume sogar völlig fort, und zwar auch bei Fig. 4, weil die
Flüssigkeit auf der Druckseite selbstverständlich auch in die seitlichen Öffnungen 24 eindringt.
Die gleiche Wirkung ist bei der Anordnung der Steuervorrichtung im Zellenrad nach Fig.'' dadurch erreicht, dass der Radkranz des Zellenrades fortgelassen ist, so dass die inneren Schaufel- enden unmittelbar auf der zylindrischen Steuerfläche der Steuervorrichtung dichten.
Fig. 6 stellt eine Pumpe dar, bei der beide Seitenscheiben des Zellenrades fortgelassen sind und der seitliche Abschluss der Zellen durch die Stirnwände der Trommel erfolgt. Die hiebel auftretende Reibung zwischen Zellenrad und Trommel ist nicht erheblich. weil beide Teile in gleichem Sinne kreisen und somit nur eine der Exzentrizität entsprechende radiale Reibungs- teilkraft in die Erscheinung tritt, während die Umfangsteilkraft lediglich die Flüssigkeitsreibung
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bewegung nicht teilnehmen, keine gegenseitige Reibung zwischen der Steuerscheibe und dem Zellenrad in der Umfangsrichtung auf. Vielmehr tritt nur eine axiale Reibungsteilkraft infolge der gegenseitigen Winkelneigung der Drehungsebenen in die Erscheinung.
Entsprechend der schräg gelagerten Steuerscheibe nach Fig. 7 kann man bei Anordnung eines an der Seitenfläche des Zellenrades anliegenden flachen Steuerkörpers als solchen eine exzentrisch zum Zellenrade 15 gelagerte drehbare Scheibe 44 (Fig. 8) verwenden, die die seitlich angeordneten Steueröffnungen 24 ebenfalls in zwei Gruppen scheidet. Die Scheibe 44 ist auf einem feststehenden, exzentrischen Körper 45 gelagert, durch den der Saugkanal 8 geführt ist, und legt
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 ist für eine Entlastung der Steuerscheibe 44 gesorgt.
Zu diesem Zwecke is die Scheibe 44 zwischen die Seitenfläche des Zellenrades 15 und eine mit diesem fest verbundene Gegenscheibe 47 gelegt und durchbrochen mit Speichen 48 ausgeführt, so dass auf beiden Seiten von ihr stets gleicher Druck herrschen muss. Selbstverständlich muss die Steuerscheibe sowohl gegen die Seitenfläche des Zellenrades als gegen die Scheibe 47 abdichten, und zwar gegen diese auch am Rande des um den Exzenterkörper 405 herum liegenden zentralen Ausschnittes 50. Zur Verbindung der ausserhalb des Scheibenkranzes 44'liegenden Öffnungen 24 des Zellenrades mit der Öffnung 50 sind radiale, durch den Kranz 44'und die Speichen 48 hindurchgehende Kanäle 49 vorgesehen, die auf der Aussenseite des Nabenkörpers der Scheibe 44 im Bereich der Öffnung 50 ausmünden.
Schliesslich ist in Fig. 10 noch eine Zellenradpumpe dargestellt, bei der ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 6 der seitliche Abschluss der Zellen des Zellenrades 15 durch die gegen dessen Seitenflächen sich dicht anlegenden Stirnwände der Trommel 6 gebildet wird, wobei jedoch die Steuerung nicht durch eine im Zellenrad angeordnete und mit diesem zusammen- arbeitende, sondern durch ein seitlich ausserhalb der Trommel angeordnete Steuervorrichtung geschieht, die mit dem Gehäuse 1 fest verbunden ist, nach der Zeichnung mit ihm sogar ein einziges Stück bildet. Die Trommel 6 besitzt gegenüber den Einlass-und den Auslasskanälen 8 bzw. 9 der Steuervorrichtung 7 einen Kranz von Öffnungen, die in beliebiger Zahl und Gestalt angeordnet sein können, da sie nur den Zweck haben;
eine ständige Verbindung der im Bereich des Einlasskanals 8 bzw. des Auslasskanals 9 befindlichen Zellen des Rades 15 mit diesen Kanälen herzustellen.
Ein ringsum laufender Schlitz an Steile eines Kranzes von Öffnungen 57 wäre nicht verwendbar.
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Zoo öffnungen angeordneten Trennungssteg gegeneinander abgeschlossen sind.
Ausserhalb und innerhalb der Durchgangsöffnungen ist die Trommel 6 gegen die Steuervorrichtung 7 durch eine Labyrinthdichtung 56 abgedichtet. Zur Erzielung eines dichten Ganges
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kraft, gebildeter Flüssigkeitsring Die Flüssigkeit dringt dabei infolge des durch die Fliehkraft erzeugten hohen Druckes allmählich durch die Fugen in die Zellen ein und verhindert dadurch ein
Entweichen von verdichteter Luft aus den Zellen durch die gleichen Fugen in entgegengesetzter
Richtung. Bemerkenswert ist, dass bei dieser Flüssigkeitsdichtung nur äusserst geringe Flüssigkeit- reibung auftritt, weil alle mit dem Flüssigkeitsring in Berührung stehenden Flächen sich mit diesem in gleicherRichtung bewegen.
Die Ergänzung der Dichtungsnüssigkeit nach Massgabe dss Verbrauche"erfolgt durch einen Kanal 52 und-einen Kranz von Öffnungen 54 im Naben- körper J. der Trommel 6.
Damit die Öffnungen-37. die innerhalb des Spiegels des Arbeitsflüssigkeitsringes in der Trommel liegen müssen und deren Entfernung von der Achse des Zellenrades 15 in anbetracht der Exzentrizität von Trommel und Zellenrad sich regelmässig wiederkehrend ändert, stets mit den Zellen in Verbindung stehen, besitzt der Boden jeder Zelle auf der Seite der Steuervorrichtung 7 einen schrägen Einschnitt bzw. eine Abschrägung 55.
Die Anordnung des Steuerschiebers ausserhalb der Trommel bietet den Vorzug, dass die sonst für seinen Durchgang erforderliche weite, zentrale Öffnung in der Stirnwand der Trommel entbehrlich wird. so dass man die Trommel bequem beiderseits (bei 3 und 4) lagern kann, ohne dass das eine Lager grosse Abmessungen erhält.
Die gleiche Anordnung der Steuerung wie in Fig. 10 wäre auch bei Anwendung aeit. licher Abschlnssscheiben au Zellenrade möglich. Es wären dann nur in der auf der Seite der Steuerung liegenden Scheibe entsprechende Durchgangsöffnungen vorzusehen, die so zu bemessen wären, dass sie stets mit den Öffnungen 57 der Trommcistirnwand in Verbindung stehen.
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Im übrigen liesse sich selbstverständlich die Steuerung nach Fig. 10 auch doppelseitig anordnen, was z. B. bei grösseren Maschinenbreiten von Nutzen sein könnte.
Zur Erzielung eines höheren Druckes oder Unterdruckes kann man eine beliebige Anzahl gleichartiger Maschinen derart hintereinanderschalten, dass sie das Gas stufenweise verdichten bzw. verdünnen. Dabei kann man diese Maschinen völlig unabhängig voneinander anordnen oder auch zu Gruppen vereinigen, z. B. in ein gemeinsames Gehäuse einbauen.
PATENT. ANSPRÜCHE :
1. Zellenradpumpe, bei der ein unmittelbar angetriebenes Zellenrad exzentrisch in einer frei drehbaren Trommel angeordnet ist, die durch einen durch Fliehkraftwirkung gebildeten Flüssigkeitsring in Umdrehung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die unmittelbar im Anschluss an den Zellenkranz des Zellenrades angeordnete Steuervorrichtung in Form einer flachen Scheibe Kcit ! ich vom Zellenrade angeordnet ist (Fig. 3,4. 9,10).
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