Schraubenpumpe mit umkehrbarer Drehrichtung Die Drehrichtung der bisher bekannten Schrau benpumpentypen war nicht umkehrbar, einerseits da durch Änderung der Drehrichtung auch die Rich tung der Flüssigkeitsförderung umgekehrt worden wäre, anderseits, da die Aufgabe der Entlastung der Antriebsspindel der Pumpe für den Fall der umge kehrten Drehrichtung nicht gelöst war.
In zahlreichen Fällen - z. B. bei Fahrzeugen bedeutet es einen Nachteil, wenn die Pumpe bloss mit einer einzigen Drehrichtung betrieben werden kann.- Die vorliegende Erfindung bezweckt daher die Schaffung einer Schraubenpumpe, die mit den oben erwähnten Mängeln der bisher bekannten Schrauben pumpen nicht behaftet ist.
Die erfindungsgemässe Schraubenpumpe mit um kehrbarer Drehrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft ihrer Antriebsspindel mit einem Ent lastungskolben versehen ist, dessen eine Kreisring fläche vom Flüssigkeitsdruck im einen Endraum der Pumpe beaufschlagt wird, während seine andere Kreisringfläche einen Raum begrenzt, welcher durch einen oder mehrere im Pumpengehäuse untergebrachte Kanäle mit dem anderen Endraum der Pumpe kom muniziert, und dass die von dem zwecks Entlastung angebrachten Raum dem Schaft entlang entweichende Flüssigkeit durch ein Rückschlagventil hindurch dem einen Endraum der Pumpe zuströmen kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer bei- spielsweisenAusführungsform der Pumpe im Zusam menhang mit der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung veranschaulicht Fig. 1 einen Längsschnitt der Pumpe, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1;
Fig. 3 und 4 zeigen je einen Schnitt des an die Pumpe angeschlossenen Strömungsgleichrichters skiz- zenartig und in verkleinertem Massstab, und zwar stellt Fig. 3 den Fall dar, wo sich die Antriebsspindel der Pumpe im Sinne des Pfeiles 1 der Fig. 2 dreht, und Fig. 4 gibt eine Darstellung über die Strömungs richtungen, welche bei einer Drehrichtung laut dem Pfeile 2 der Fig. 2 entstehen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besitzt die Pumpe eine zum Aufnehmen der in beiden Richtungen auf tretenden Kräfte geeignete axiale Lagerung der Spin del 4.
Eine Erläuterung der Entlastungen der Antriebs spindel 3 der Pumpe in den beiden Drehrichtungen wird untenstehend besonders gegeben.
<I>Betriebsfall 1</I> Die Antriebsspindel 3 dreht sich im Sinne des Pfeiles 1 nach Fig. 2: In diesem Falle strömt die Flüssigkeit in der Pumpe im Sinne der Pfeile 1' der Fig. 1. In diesem Falle schliesst sich der Rohrstutzen P1 der Pumpe dem Saugrohr, der Rohrstutzen N1 hingegen dem Druckrohr an.
Die im Endraum unter dem Rohr stutzen N1 befindliche Hochdruckflüssigkeit übt auf die Antriebsspindel in Richtung des Saugraumes einen Druck aus, der aber mit der auf die Ring fläche G1 des auf der Antriebsspindel ausgebildeten Entlastungskolbens 5 wirkenden, dem Flüssigkeits druck entstammenden Kraft im Gleichgewicht ge halten wird, welche Kraft gleich gross wie der vorher erwähnte Druck, jedoch von entgegengesetzter Rich tung ist.
Durch den Spalt h hindurch, welcher zwi schen dem Kolben 5 und der diesem sich anpassen den Zylinderfläche entlang vorhanden ist, gelangt Leckflüssigkeit in den Raum R, von wo dieselbe durch die im Pumpengehäuse angeordneten Verbindungs kanäle dl und cl hindurch in den unter dem Rohr stutzen P1 angeordneten Endraum (Saugraum) strömt. Das Ventil<I>f, S</I> wird durch die Hochdruckflüssigkeit geschlossen gehalten, so dass durch dasselbe hindurch keine Füssigkeit strömt.
<I>Betriebsfall 11</I> Die Antriebsspindel 3 dreht sich in Richtung des Pfeiles 2 der Fig. 2.
Dreht sich die Antriebsspindel der Pumpe im Sinne des Pfeiles 2 der Fig. 2, ist der Rohrstutzen N1 der Fig. 1 mit der Saugröhre, der Rohrstutzen P1 hingegen mit dem Druckrohr in Verbindung. In die sem Falle erfolgt die Flüssigkeitsströmung innerhalb der Pumpe laut den Pfeilen 2' der Fig. 1 und wird die Antriebsspindel durch die im Endraum unter dem Rohrstutzen P1 befindliche Hochdruckflüssigkeit in Richtung der Antriebsseite der Pumpe gedrückt.
Diese Kraft wird durch die Kraft des Flüssig- keitsdruckes im Gleichgewicht gehalten, welcher auf die Ringfläche G2 des Entlastungskolbens der An triebsspindel 5 wirkt, da der Raum R durch die Kanäle cl und dl mit dem Hochdruckraum unterhalb des Rohrstutzens P1 in Verbindung ist. Aus dem Raum R kann Flüssigkeit durch den Spalt r hindurch in den Raum B gelangen, wodurch aber die Dich tung V belastet wäre.
Der Raum Bist aber durch den Kanal c. und Ventil f, <I>S</I> mit dem Endraum (Sammelraum) unter dem Rohrstutzen Ni verbun den, wodurch sich im Raum B kein Hochdruck aus bilden kann.
In einem Fall, wo die Pumpe abwechselnd in beiden Drehrichtungen betrieben werden soll, kann die gleiche Strömungsrichtung in der Druckrohr leitung durch Zwischenschaltung des in Fig. 3 und 4 dargestellten Gleichrichters zwischen Pumpe und Rohrleitung gewährleistet werden.
Der Gleichrichter weist ein mit vier Rückschlag ventilen ausgerüstetes Kanalsystem auf, dessen Öff nung N2 (Fig. 3 und 4) mit dem Rohrstutzen N1 der Pumpe (Fig. 1) und dessen Öffnung P2 mit dem Rohrstutzen P1 der Pumpe in Verbindung ist.
Dem Kanal Sz des Gleichrichters (Fig. 3 und 4) schliesst sich die Saugrohrleitung und dessen Kanal Ny der Druckrohrleitung an.
In Fig. 3 ist die Richtung der in dem Gleichrich ter vorhandenen Strömung für den Fall gezeichnet, dass die Pumpe gemäss Betriebsfall 1 arbeitet. In einem solchen Fall gelangt die Flüssigkeit vom Saug rohr durch den Kanal Sz des Geichrichters und durch das Ventil M zur Öffnung P.. Ventil M wird durch die durch die Pumpe aufrechterhaltene Depression offen gehalten. Durch das Rückschlagventil L kann vom Kanal Sz keine Flüssigkeit strömen, nur in der entgegengesetzten Richtung.
Die Flüssigkeit gelangt durch die Öffnung<B>1</B>2 in den Druckrohrstutzen P1 der Pumpe und strömt im Sinne der Pfeile I' der Fig. 1 in die Pumpe und tritt durch den Rohrstutzen N1 aus derselben heraus. Die unter Druck befindliche Flüssigkeit gelangt durch die sich dem Rohrstutzen N1 anschliessende Öffnung N2 hindurch in einen Kanal des Gleichrichters und strömt durch das Ventil J in den Druckkanal Ny, das Ventil K wird durch die von der Öffnung N2 herströmende Flüssigkeit ge schlossen gehalten.
Fig. 4 veranschaulicht jenen Fall, welcher bei der in Betriebsfall 1I beschriebenen Funktion der Pumpe auftritt. In diesem Falle ist eine Depression bei der Öffnung N2 der Einrichtung vorhanden, durch welche das Ventil L offengehalten wird. Aus dem Saugkanal Sz strömt also die Flüssigkeit durch das Ventil L, die Öffnung N2 und den Rohrstutzen N1 in die Pumpe und gelangt im Sinne der Pfeile 2' der Fig. 1 durch dieselbe hindurch.
Von der Öffnung P, gelangt die Hochdruckflüssigkeit in einen Kanal der Gleichrichtervorrichtung, öffnet das Ventil K und gelangt durch den Druckkanal Ny hindurch in die Druckrohrleitung, wobei die Ventile J und M ge schlossen bleiben.
Screw pump with reversible direction of rotation The direction of rotation of the previously known screw pump types was not reversible, on the one hand because changing the direction of rotation would also reverse the direction of fluid delivery, and on the other hand, because the task of relieving the pump's drive spindle in the event of the direction of rotation being reversed would not be reversed was resolved.
In numerous cases - e.g. B. in vehicles, it means a disadvantage if the pump can only be operated with a single direction of rotation. The present invention therefore aims to create a screw pump that does not pump with the above-mentioned deficiencies of the previously known screw pumps.
The screw pump according to the invention with reversible direction of rotation is characterized in that the shaft of its drive spindle is provided with a discharge piston, one circular ring surface of which is acted upon by the liquid pressure in one end space of the pump, while its other circular ring surface delimits a space which is defined by one or more Channels accommodated in the pump housing communicates with the other end space of the pump, and that the liquid escaping from the space provided for the purpose of relief along the shaft can flow through a check valve through to one end space of the pump.
The invention is described below using an exemplary embodiment of the pump in connection with the drawing. In the drawing, Fig. 1 illustrates a longitudinal section of the pump, Fig. 2 shows a section along the line A-A of Fig. 1;
3 and 4 each show a section of the flow straightener connected to the pump in a sketch-like manner and on a reduced scale, namely FIG. 3 shows the case where the drive spindle of the pump rotates in the direction of arrow 1 in FIG. and FIG. 4 shows a representation of the flow directions which arise in a direction of rotation according to the arrow 2 in FIG.
As can be seen from FIG. 1, the pump has an axial mounting of the spin del 4 suitable for absorbing the forces occurring in both directions.
An explanation of the relief of the drive spindle 3 of the pump in the two directions of rotation is given below in particular.
<I> Operating case 1 </I> The drive spindle 3 rotates in the direction of the arrow 1 according to FIG. 2: In this case the liquid flows in the pump in the direction of the arrows 1 'in FIG. 1. In this case, the Pipe socket P1 of the pump to the suction pipe, the pipe socket N1 on the other hand to the pressure pipe.
The high-pressure liquid located in the end space under the tube N1 exerts a pressure on the drive spindle in the direction of the suction chamber, but this pressure is kept in equilibrium with the force acting on the annular surface G1 of the relief piston 5 formed on the drive spindle and resulting from the liquid pressure , which force is the same as the previously mentioned pressure, but from the opposite direction.
Through the gap h, which is present between the piston 5 and the cylinder surface adapting to it, leakage fluid enters the space R, from where the same through the connecting channels dl and cl arranged in the pump housing into the nozzle under the pipe P1 arranged end space (suction space) flows. The valve <I> f, S </I> is kept closed by the high pressure liquid, so that no liquid flows through it.
<I> Operating case 11 </I> The drive spindle 3 rotates in the direction of the arrow 2 in FIG. 2.
If the drive spindle of the pump rotates in the direction of arrow 2 in FIG. 2, the pipe socket N1 of FIG. 1 is connected to the suction pipe, while the pipe socket P1 is connected to the pressure pipe. In this case, the liquid flow within the pump takes place according to the arrows 2 'in FIG. 1 and the drive spindle is pressed in the direction of the drive side of the pump by the high pressure liquid located in the end space under the pipe socket P1.
This force is kept in equilibrium by the force of the liquid pressure which acts on the annular surface G2 of the relief piston of the drive spindle 5, since the space R is connected through the channels cl and dl with the high pressure space below the pipe socket P1. From the space R, liquid can pass through the gap r into the space B, which would, however, burden the device V.
But the room is through the channel c. and valve f, <I> S </I> with the end space (collecting space) under the pipe socket Ni verbun, so that no high pressure can develop in space B.
In a case where the pump is to be operated alternately in both directions of rotation, the same direction of flow in the pressure pipe line can be ensured by interposing the rectifier shown in Fig. 3 and 4 between the pump and pipe.
The rectifier has a channel system equipped with four check valves, the opening of which N2 (Fig. 3 and 4) is connected to the pipe socket N1 of the pump (Fig. 1) and the opening P2 with the pipe socket P1 of the pump.
The duct Sz of the rectifier (FIGS. 3 and 4) is followed by the suction pipe and its duct Ny by the pressure pipe.
In Fig. 3, the direction of the existing in the rectifier flow is drawn for the case that the pump is working according to operating case 1. In such a case, the liquid passes from the suction pipe through the channel Sz of the rectifier and through the valve M to the opening P .. Valve M is kept open by the depression maintained by the pump. No liquid can flow through the check valve L from the channel Sz, only in the opposite direction.
The liquid passes through the opening <B> 1 </B> 2 into the pressure pipe socket P1 of the pump and flows into the pump in the direction of the arrows I 'in FIG. 1 and emerges from the same through the pipe socket N1. The pressurized liquid passes through the opening N2 adjoining the pipe socket N1 into a channel of the rectifier and flows through the valve J into the pressure channel Ny, the valve K is kept closed by the liquid flowing from the opening N2.
FIG. 4 illustrates the case which occurs in the function of the pump described in operating case 1I. In this case there is a depression at the opening N2 of the device by which the valve L is kept open. The liquid therefore flows from the suction channel Sz through the valve L, the opening N2 and the pipe socket N1 into the pump and passes through the same in the direction of the arrows 2 'in FIG. 1.
From the opening P, the high-pressure liquid passes into a channel of the rectifier device, opens the valve K and passes through the pressure channel Ny into the pressure pipeline, the valves J and M remaining closed.