Wälzkolbenpumpe Drehkolbenpumpen, Drehschieberpumpen und dergleichen haben sämtlich den Nachteil, dass Dich tungsspalten zwischen feststehenden und beweglichen Teilen vorhanden sind, durch welche ein teilweises Zurückströmen des zu fördernden Mediums statt findet. Das Einhalten genauer Toleranzen setzt zwar die Rückströmverluste herab, steigert dafür aber die Herstellungskosten erheblich.
Demgegenüber haben Schlauchpumpen mit von gummielastischen Wänden umgebenem Pumpenförderraum aller Art den Vorteil, dass bei ihnen keine Dichtungsspalte zwischen fest stehenden und gleitenden Teilen vorhanden sind; jedoch ist die Leistungsfähigkeit der bisher bekannt gewordenen Pumpen mit von gummielastischen Wän den umgebenem Pumpenförderraum dadurch be schränkt, dass das abzupumpende Medium nicht nur - wie bei jeder Pumpe - vermöge seines eigenen Druckes in den Ansaugraum einströmen muss, son dern dass es darüberhinaus häufig erst beim Ein strömen den von den gummielastischen Wänden um grenzten Ansaugraum unter Arbeitsleistung erweitern muss.
Geschieht dies nur in unzureichendem Masse, so ergibt sich eine nur geringe Fördermenge bei jedem Pumpenhub. Besonders nachteilig wirkt sich dieser Umstand bei der Verwendung solcher Pumpen als Vakuumpumpen aus, weil der auf der Aussenseite der gummielastischen Begrenzungswände des Pumpen- förderraumes lastende Luftdruck die Wände des An saugraumes eindrückt und dadurch ein wirksames Ansaugen verhindert. Man war in solchen Fällen bis her gezwungen, Hilfspumpen und Hilfsvakuas zu verwenden, um durch Beseitigung des Überdruckes an der Aussenseite zu erreichen, dass der Ansaugraum durch die Elastizität seiner Wände sich von selbst eröffnete, so dass die abzupumpenden Gase un gehindert in ihn einströmen konnten.
Vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Pumpe zu schaffen, welche die Vorteile der vor erwähnten Pumpenbauweisen vereinigt und die Nach teile vermeidet. Die erfindungsgemässe Pumpe ist als Wälzkolbenpumpe mit an die Innenseite eines zylindrischen Pumpengehäuses sich anschmiegendem, wenigstens teilweise von gummielastischen Wänden umschlossenem Pumpenförderraum ausgebildet, wel cher durch den Druck eines Wälzkolbens in einen Ansaugraum und einen Ausstossraum unterteilt wird, und zeichnet sich dadurch aus, dass Wandteile des Pumpenförderraumes, welche dem Wälzkolben zu gewendet sind, an diesem festhaften.
Zur Erläuterung der Erfindung sind zwei Beispiele der erfindungsgemässen Pumpe an Hand der beige fügten Zeichnung nachstehend beschrieben.
Fig. 1 gibt einen achsenparallelen Schnitt der einen Pumpe und Fig. 2 einen Schnitt senkrecht zur Drehachse dieser Pumpe wieder und Fig. 3 zeigt die zweite Pumpe im Querschnitt.
In den Figuren bedeutet 1 das zylindrische Pum pengehäuse, welches von Gehäusedeckeln 2 und 3 beidseitig abgeschlossen wird. Die mittels Kugellager 5 gelagerte, motorisch angetriebene Kurbel 6 treibt ihrerseits über Kugellager 7 eine als Wälzkolben wirkende Trommel 8 an. Der Pumpenförderraum wird durch einen schlauchartigen Formkörper aus gummielastischem Werkstoff gebildet, der mit seiner Wand 9, welche dem Wälzkolben zugewendet ist, an diesem festhaftet. Die gegenüberliegende Wand 10 des Förderraumes liegt an das Pumpengehäuse 1 an. Der Förderschlauch kann beispielsweise an das Pumpengehäuse angeklebt sein.
Prinzipiell genügt es, wenn die Seitenteile 4 des Förderschlauches elastisch sind, um eine periodische Verengung und Erweite rung des Förderraumes mittels des Wälzkolbens zu ermöglichen. Das abzupumpende Medium wird über Leitung 11 dem schlauchartigen Förderraum zugeführt und über Leitung 12 ausgestossen.
In der Ausstoss leitung ist ein von Dichtungsflüssigkeit überdecktes, vorzugsweise nicht völlig schliessendes Rückschlag ventil 13 angeordnet, welches dazu dient, ein etwaiges Rückströmen von gefördertem Medium zu verhindern und welches darüber hinaus bewirkt, dass in der letz ten Phase des Ausstosshubes der Totraum auf der Ausstossseite der Pumpe sich jedesmal mit Dichtungs flüssigkeit füllt, wodurch Gasreste entfernt werden und die durch den Wälzkolben gebildete Pressstelle zwi schen der Ansaugseite und der Ausstossseite der Pumpe gedichtet wird.
Die Pumpwirkung kommt in an sich bekannter Art und Weise dadurch zustande, dass vermöge des umlaufenden Wälzkolbens zugleich auch die Press- stelle in dem von gummielastischen Wänden begrenz ten Förderraum, welche Ansaug- und Ausstossseite trennt, in Pumpförderrichtung umläuft, einen Teil des Mediums vor sich herschiebend und verdichtend, auf der rückwärtigen Seite dagegen neues Medium ansaugend.
Durch die beschriebene Ausbildung, bei welcher der gummielastische Förderschlauch teil weise am Wälzkolben festhaftet, wird auf der An saugseite die Eröffnung des Ansaugraumes durch diese starre Verbindung erzwungen und das abzu pumpende Medium kann daher in diesen Raum ein strömen, ohne Arbeit gegen die elastischen Kräfte der flexiblen Wände und gegen den äussern Luftdruck leisten zu müssen. Bei der Verwendung der Pumpe als Vakuumpumpe wird dadurch erzielt, dass die anfängliche Förderleistung bis zur Erreichung des Endvakuums erhalten bleibt, im Gegensatz zu bisher bekannten Typen von Schlauchpumpen.
Zweckmässigerweise ist dem erwähnten schlauch artigen Formkörper ein in der Fig. 1 dargestellter sechs eckiger Querschnitt gegeben, was den Vorteil bringt, dass an der jeweiligen Pressstelle die Faltung ohne besondere Beanspruchung des gummielastischen Ma terials erfolgen kann, im Gegensatz zu den bei Schlauchpumpen an sich bekannten Förderschläu- chen mit ovalem Querschnitt, bei denen an den Knickstellen leicht Ermüdungsrisse bei Dauerbean spruchung auftreten.
Ein Rückschlagventil 13 ist nicht notwendig, wenn Eingangsleitung 11 und Ausgangsleitung 12 der Pumpe räumlich so nahe beeinander liegend ange ordnet sind, dass beim Eindrücken des Förderraumes durch den Wälzkolben an dieser Stelle vorübergehend beide Wege gesperrt sind, so dass ein Rückströmen von gepumptem Medium infolge kurzzeitiger Ver bindung zwischen Ansaug- und Ausstossseite aus geschlossen ist. Eine andere Möglichkeit besteht dar in, den Förderschlauch nach Art einer Wendel in dem Spalt zwischen Gehäusewand und Wälzkolben anzuordnen bzw. Zuleitung und Ableitung sich wenig stens ein Stück weit überlappen zu lassen.
Beim Druck des Wälzkolbens auf die Überlappungsstelle entstehen dann im Pumpenförderraum durch Pressung zwei Unterbrechungsstellen, wobei unabhängig von der Stellung des Wälzkolbens stets wenigstens die eine ein Rückströmen verhindert.
Eine solche Variante zeigt Fig. 3. Die analogen Teile sind gleich wie in den Fig. 1 und 2 bezeichnet. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, überschneiden sich Zuleitung 11 und Ableitung 12. Das ist dadurch möglich, dass der Förderschlauch wie eine Wendel im Spalt zwischen Gehäuse 1 und Trommel 8 liegt. Während die Trommel 8 auf die Überschneidungs stelle 14 drückt, sind Zu- und Ableitung gesperrt, und nach Vorübergang der Pressung an der Stelle 14 beginnt dann ein neuer Ansaughub.
Der Wälzkolben selbst bleibt währenddessen stets starr mit dem För- derschlauch verbunden, rollt also nicht am Förder- schlauch ab, sondern walkt ihn lediglich. Infolge wendelförmiger Montage des Förderschlauches geht der achsensenkrechte Schnitt der Fig. 3 an der Stelle 15 durch eine Seitenwand des Förderschlauches.
Bei allen Ausführungsformen können die gummi elastischen Formkörper im Bereiche 16 (siehe Fig. 2) des Förderschlauches Hohlräume aufweisen, damit die Pressung an dieser Stelle sich leichter bewerk stelligen lässt. Diese Hohlräume können mit der freien Atmosphäre in Verbindung stehen.
Die beschriebenen Pumpen vereinigen in sich die einfache, keine genauen Toleranzen erfordernde Bauweise der Schlauchpumpen mit der guten Saug leistung der mechanischen Drehkolbenpumpen. Da überdies das abzupumpende Medium an keiner Stelle mit andern Werkstoffen als mit den die Wände des Förderschlauches bildenden gummielastischen Mate rialien in Berührung kommt, diese letzteren aber leicht korrisionsbeständig gewählt werden können (z. B. Kunststoffe), ist die Pumpe auch für das Ab saugen und Fördern korrodierender Medien bestens und im Dauerbetrieb geeignet.
Roots pump Rotary lobe pumps, rotary vane pumps and the like all have the disadvantage that there are gaps between fixed and moving parts through which there is a partial backflow of the medium to be conveyed instead. Adhering to exact tolerances reduces the backflow losses, but increases the manufacturing costs considerably.
In contrast, peristaltic pumps with pump delivery chambers of all types surrounded by rubber-elastic walls have the advantage that they do not have any sealing gaps between stationary and sliding parts; However, the performance of the pumps known so far with the pump delivery chamber surrounded by rubber-elastic walls is limited by the fact that the medium to be pumped not only - as with every pump - has to flow into the suction chamber by virtue of its own pressure, but also that it often only occurs during the A stream that has to expand from the rubber-elastic walls to the bounded intake space under work performance.
If this happens only to an insufficient extent, there is only a small delivery rate with each pump stroke. This fact has a particularly disadvantageous effect when such pumps are used as vacuum pumps, because the air pressure on the outside of the rubber-elastic boundary walls of the pump delivery chamber depresses the walls of the suction chamber and prevents effective suction. In such cases, it was previously necessary to use auxiliary pumps and auxiliary vacuums in order to achieve, by removing the overpressure on the outside, that the suction chamber opened by itself due to the elasticity of its walls, so that the gases to be pumped could flow into it unhindered .
The present invention has as its object to provide a pump which combines the advantages of the aforementioned pump designs and avoids the after parts. The pump according to the invention is designed as a Roots pump with the inside of a cylindrical pump housing clinging to the inside of a cylindrical pump housing, at least partially enclosed by rubber-elastic walls, wel cher is divided by the pressure of a Roots into a suction chamber and an exhaust chamber, and is characterized in that wall parts of the Pump delivery chamber, which are turned to the Roots, stick to this.
To explain the invention, two examples of the pump according to the invention are described below with reference to the accompanying drawings.
1 shows a section parallel to the axis of the one pump and FIG. 2 shows a section perpendicular to the axis of rotation of this pump and FIG. 3 shows the second pump in cross section.
In the figures, 1 means the cylindrical pump housing, which is closed by housing covers 2 and 3 on both sides. The motor-driven crank 6, supported by means of ball bearings 5, in turn drives a drum 8 acting as a Roots piston via ball bearings 7. The pump delivery chamber is formed by a hose-like shaped body made of rubber-elastic material, which adheres firmly to the Roots piston with its wall 9, which faces the Roots piston. The opposite wall 10 of the pumping chamber rests against the pump housing 1. The delivery hose can be glued to the pump housing, for example.
In principle, it is sufficient if the side parts 4 of the delivery hose are elastic in order to allow periodic narrowing and expansion of the delivery space by means of the Roots piston. The medium to be pumped is fed to the hose-like conveying space via line 11 and expelled via line 12.
In the discharge line a covered by sealing liquid, preferably not completely closing check valve 13 is arranged, which serves to prevent any backflow of conveyed medium and which also causes the dead space on the ejection side in the last phase of the ejection stroke the pump fills each time with sealing liquid, whereby gas residues are removed and the pressure point formed by the Roots between tween the suction side and the discharge side of the pump is sealed.
The pumping effect comes about in a manner known per se in that, thanks to the revolving Roots piston, part of the medium also circulates in front of it in the pumping space, which is delimited by rubber-elastic walls and separates the suction and discharge sides pushing and compressing, on the other hand sucking in new medium on the rear side.
Due to the training described, in which the rubber-elastic delivery hose partially adheres to the Roots, the opening of the suction space is forced through this rigid connection on the suction side and the medium to be pumped can therefore flow into this space without working against the elastic forces of the flexible walls and against the external air pressure. When using the pump as a vacuum pump, the result is that the initial delivery rate is maintained until the final vacuum is reached, in contrast to previously known types of hose pumps.
Conveniently, the aforementioned hose-like molded body is given a six-cornered cross-section shown in FIG. 1, which has the advantage that the folding can take place at the respective pressing point without any particular stress on the rubber-elastic Ma material, in contrast to what is known per se for hose pumps Conveying hoses with an oval cross-section, where fatigue cracks easily occur at the kinks under long-term stress.
A check valve 13 is not necessary if the inlet line 11 and outlet line 12 of the pump are arranged so close to one another that when the pump chamber is pressed in by the Roots at this point, both paths are temporarily blocked, so that the pumped medium can flow back for a short time Ver connection between suction and discharge side is closed. Another possibility is to arrange the conveying hose in the manner of a helix in the gap between the housing wall and the Roots piston or to allow the supply line and discharge line to overlap at least a little.
When the Roots piston is pressed against the overlap point, two interruption points are created in the pump delivery chamber by pressure, with at least one always preventing a backflow regardless of the position of the Roots piston.
Such a variant is shown in FIG. 3. The analogous parts are identified in the same way as in FIGS. 1 and 2. As can be seen from the drawing, the supply line 11 and the discharge line 12 overlap. This is possible because the conveying hose lies like a helix in the gap between the housing 1 and the drum 8. While the drum 8 presses on the intersection point 14, the inlet and outlet are blocked, and after the transition of the pressing at the point 14 then begins a new suction stroke.
The Roots itself always remains rigidly connected to the delivery hose, so it does not roll off the delivery hose, but merely rolls it. As a result of the helical assembly of the conveying hose, the section perpendicular to the axis in FIG. 3 goes at point 15 through a side wall of the conveying hose.
In all embodiments, the rubber-elastic molded bodies can have cavities in the region 16 (see FIG. 2) of the conveying hose so that the pressing can be more easily accomplished at this point. These cavities can be in connection with the free atmosphere.
The pumps described combine the simple design of the hose pumps, which does not require precise tolerances, with the good suction performance of the mechanical rotary lobe pumps. In addition, since the medium to be pumped does not come into contact at any point with materials other than the rubber-elastic materials that form the walls of the delivery hose, but these latter can be selected to be slightly corrosion-resistant (e.g. plastics), the pump is also suitable for suction and pumping corrosive media ideally suited for continuous operation.