CS18490A3 - Positive-displacement rotary sinusoidal pump - Google Patents

Description

Vynález se týká objemového rotačního sinusového čerpadlas posuvnou přepážkou, zejména pro čerpání směsí s možností pří-tomnosti nestlačitelných příměsí.

Jsou známa objemová rotační sinusová čerpadla, jejichž písttvoří dvojnásobnou sinusoidu a sací a výtlačný otvor mají navzá-jem odděleny posuvnou přepážkou s vloženým kluzným pouzdrem. Tatočerpadla dosahují relativně vysokých výkonů, ovšem z hlediska ži-votnosti nejsou příliš výhodná. Za jednu otáčku pístu vykoná pře-pážka dva kmity, což omezuje rychlost rotace pístu a zvyšuje opo-třebení přepážky. Čerpadla s jednoduchou sinusoidou pístu majínevýhodu v problematickém utěsnění sacího prostoru od výtlačného,obvykle se neobejdou bez zpětných ventilů.

Uvedené nevýhody podstatně zmírňuje vynález, kterým je obje-mové rotační sinusové čerpadlo s rotačním sinusovým pístem a s po-hyblivou přepážkou, jehož válcová pracovní komora je tvořena dutýmtělesem sestávajícím z komorové «Části, která tvoří plást, a zedvou protilehlých ložiskových částí, které tvoří rovinné kruhovézákladny pracovní komoi'y a jeho podstata spočívá v tom, že jednakpíst uložený v pracovní komoře ve tvaru nízkého válce je tvořenýválcovým tělesem, jehož výška je shodná s výškou válcové pracovníkomory a pístovým límcem navinutým na plášti válcového tělesa,přičemž průnikovou křivkou pístového límce a válcového tělesa jeelipsa, která svírá s osou pracovní komory úhel 25° až 35°, jejížhlavní osa je shodná s diagonálou osového řezu válcovým tělesema obvodovou křivkou pístového límce je elipsa, jejíž hlavní osa jeshodná s diagonálou osového řezu válcovou pracovní komorou a ve-dlejší osa shodná s průměrem válcové pracovní komory, kde v každémbodě průnikové křivky je pístový límec kolmý k plášti válcového tělesa, jednak v komorové části dutého tělesa tvořící plást pracovníkomory je z jedné strany kluzné drážky, v níž je uložena přepážka,vytvořen sací kanál a z druhé strany kluzné drážky je vytvořenodlehčovací kanál s výstupním odlehčovacím otvorem na povrchu ko-morové části, přičemž jedna z ložiskových částí dutého tělesa máz jedné strany kluzného otvoru, který je pokračováním kluzné dráž-ky, v základně pracovní komory vytvořen vstupní výtlačný otvor,který pokračuje ve stěně ložiskové části jako lomený výtlačný ka-nál s výstupním výtlačným otvorem na povrchu ložiskové části,a druhá, protilehlá, ložisková část má vstupní výtlačný otvor 2 a výtlačný kanál vytvořený z druhé strany kluzného otvoru zrcadlo-vě a výstupní výtlačné otvory leží v přímce s výstupním odlehčo-vacím otvorem.

Další podstatou vynálezu je, že sací kanál má vstupní sacíotvor kruhového tvaru a výstupní sací otvor je trojúhelníkovéhotvaru, přičemž tvar vnitřního povrchu sacího kanálu ve stěně ko-morové části navazuje na tvar pístového límce.

Další podstatou vynálezu je, že vstupní odlehčovací otvorv plášti pracovní komory je ve tvaru obdélníka se zaoblenými rohy.

Konečně je podstatou vynálezu, že pohyblivá přepážka má veválcové drážce otočně uloženo válcové těsnící pouzdro s osovýmvýřezem pro pístový límec.

Vyšší účinek vynálezu spočívá v jednoduché konstrukci bezpoužití sacích či výtlačných ventilů. Tvar křivky límce pístu umož-ňuje dobré zatěsnění posuvného šoupátka v každé jeho poloze, tak-že nedochází během pracovního cyklu k propojování sacího a výtlač-ného prostoru a ke snižování výkonu čerpadla. Čerpadlo pracujevelmi rovnoměrně, při plném výtlaku se zapojuje odlehčovací kanál.Konstrukce čerpadla umožňuje čerpání média obsahující i drobnéneztlačitelné předměty, nebot tvar křivky pístového límce umožňu-je jejich vytlačení do výtlačných kanálů, aniž by došlo k samo-svornému brzdění pístu neztlačitelným předmětem, čerpadlo je tedyvelmi vhodné i pro směsi potravinářského charakteru. Příklad konkrétního provedení vynálezu je schematicky znázor-něn na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje axonometrickýpohled na částečný řez čerpadlem, obr. 2 částečný řez čerpadlemv rovině určené osou pístu a osamí výtlačných kanálů, obr. 3 pohledna čerpadlo ze strany plného víka, obr. 4 část řezu čerpadlem v ro-vině určená přepážkou a osou rotoru, tedy v rovině A-A z obr. 3,obr. 5 představuje diagonální řez plným víkem v místě k'! uzného vybrání, obr. 6 pohled na plné víko kolmý k vnitřní ploše, obr. 7představuje pohled na ložiskovou část kolmý k základně, obr. 3diagonální řez ložiskovou částí k místě kluzného otvoru, tedyv rovině A-A z obr. 7, obr. 9 představuje pohled na ložiskovoučást kolmý k rovině výstupního výtlačného otvoru, obr. 10 znázor-ňuje pohled na komorovou část kolmý k její ose, obr. 11 diagonál- - 3 - ní řez komorovou částí v místě kluzné drážky s odkrytým výstup-ním sacím otvorem tedy v rovině A-A z obr. 10, obr. 12 znázorňu-je pohled na komorovou část kolmý k rovině vstupního sacího otvo-ru a obr. 13 pohled na komorová/,část kolmý k rovině výstupníhoodlehčovacího otvoru, obr. 14 a 15 představují dva pohledy napřepážku v rovinách navzájem kolmých, obr. 16 a 17 představujípřímý a axonometrický pohled na těsnící pouzdro a obr. 18 přímýpohled na píst s hřídelí a obr. 19 znázorňuje průběh pracovníkřivky a postavení přepážky, obr. 20 představuje část řezu čerpadlemv rovině kolmé k přepážce určené podélnou osou přepážky, tedy v ro-vině B-S z obr. 4.

Skřm čerpadla podle vynálezu je tvořena dutým tělesem 1obklopeným z jedné strany plným víkem 41 a z druhé strany, ve směru pohonu pístu 2> průchozím víkem 42. Duté těleso 1, sestává z komorové části 2_, která vytváří ve své dutině plást pracovní komory21 ve tvaru nízkého válce a z ložiskových částí 3* které tvoří základny 32 pracovní komory 21.dy v komorové části 2_ tělesa 1,válce pracovní komory 21 kluzná2 jedné strany kluzné drážky 22mory 21 vytvořen výstupní sacíhé strany kluzné drážky 22 je v V plášti pracovní komory 21, ta-je vytvořena rovnoběžně s osoudrážka 22 pro uložení přepážky 8.je v plášti válcové pracovní ko-'tvor 231 sacího kanálu 23 a z dru-plášti pracovní komory 21 vytvo- řen vstupní odlehčovací otvor 241 odlehčovacího kanálu 24. Výstup-ní sací otvor 231 je trojúhelníkového tvaru a pokračující sacíkanál 22 se ve stěně komorové části 2. rozšiřuje do vstupního sací-ho otvoru 232 kruhového tvaru. Vstupní odlehčovací otvor 241 jeve tvaru obdélníka se zaoblenými rohy a odlehčovací kanál 24 sipři průchodu stěnou komorové části tělesa 1 až po výstupníodlehčovací otvor 242 na povrchu komorové části 2_ tento tvar za-chovává. Ložiskové části 2 dutého tělesa 1. přiléhají z obou stranke komorové části 2_ a tvoří rovinné kruhové základny 32 pracovníkomory 21. Ve středu kruhových základen 32 je vytvořeno ložiskovévybrání 35 pro uložení ložisek 33 pístu 2 a ucpávek 34. Kluznádrážka 22, která je vytvořena po celé výšce pracovní komory 21,v místě dotyku s ložiskovými Částmi 2 přechází v kluzný otvor 31procházející skrze základny 32 stěnami ložiskových částí 2 tělesa1. Z jedné strany kluzného otvoru 31 je v základné ložiskové části 2 vytvořen vstupní výtlačný otvor 361, který pokračuje ve - 4 - stěně ložiskové části 2 jako lomený výtlačný kanál 36 s kruhovýmvýstupním výtlačným otvorem 362 na povrchu ložiskové části 2·Protilehlá ložisková část 3 má vstupní výtlačný otvor 361 a vý-tlačný kanál 36 vytvořený zrcadlově. Výstupní výtlačné otvory 362se nacházejí na povrchu tělesa 1 v přímce s výstupním odlehčova-cím otvorem 242. Plné víko 41 a průchozí víko 42 přiléhají z oboustran vnitřními plochami 44 k rovinným kruhovým základnám 32 lo-žiskových částí 2 tělesa 1. Ve vnitřní ploše 44 mají obě víka 41, 42 vytvořeno kluzné vybrání 43« které je pokračováním kluznéhootvoru 31 v ložiskové části 2 a kluzné drážky 22 v komorové části2 tělesa 1. Průchozím víkem 42 je vyvedený hřídel 51 rotoru, kte-rý nese píst 2» umístěný v komorové části 2 tělesa 1. Píst 2 3etvořený válcovým tělesem 52, jehož výška je shodná s výškou vál-cové pracovní komory 21, a pístovým límcem 53 navinutým na pláštiválcového tělesa 52. Průnikovou křivkou pístového límce 53 a válco-vého tělesa 52 je elipsa, svírající s osou pracovní komory 21úhel 30u, jejíž hlavní osa je shodná s diagonálou osového řezuválcovým tělesem 52. Obvodovou křivkou pístového límce 53 jeelipsa, jejíž hlavní osa je shodná s diagonálou osového řezu vál-covou pracovní komorou 21 a vedlejší osa shodná s průměrem válco-vé pracovní komory 21. Z uvedených podmínek tedy plyne, že pístovýlímec 52 je v každém místě kolmý k povrchu válcového tělesa 22pístu 2· kluzné drážce 22, kluzných otvorech 31 a kluzných vy-bráních 42 je zasunuta pohyblivá přepážka 8, v jejímž středu jeve válcové drážce 81 otočně uloženo válcové těsnící pouzdro 9,jehož osa je kolmá k ose pracovní komory 21. Do osového výřezu 91v těsnícím pouzdře· 9 je zasunut pístový límec 22· Jaít je výše uve-deno, nacházejí se výstupní odlehčovací otvor 242 a oba výstupnívýtlačné otvory 362 na povrchu tělesa 1. v přímce. Překryty jsouvýstupním hrdlem 6., jehož dutina spojuje výtlačné kanály 36 a od-lehčovací kanál 24 v kruhový výstup 6l. Sacímu kanálu 23 je napovrchu tělesa i předřazeno vstupní hrdlo 7, Válcovým tělesem 52 a pístovým límcem 53.ie pracovní komora 21 rozdělena na dvě části, předělené přepážkou 8 na 4 oddělené prosto- ry, které při otáčení pístu 2 rotují kolem osy pracovní komory 21.

Každé části přísluší jeden výtlačný kanál 36, přičemž sací kanál 23 - 5 - a odlehčovací kanál 24 je společný pro obě části. Části pracovníkomory 21 jsou vždy střídavě sací a výtlačné, přičemž pohyblivápřepážka 8 odděluje v každé fázi sací a výtlačný prostor. Vzhle-dem k umístění sacího kanálu 23 vůči dvěma výtlačným kanálům 36nedochází k propojení sacího a výtlačného prostoru. V průběhučerpání se postupně odkryje výstupní sací otvor 231. postupujícípístový límec 33 posunuje přepážku 8 a zvětšuje sací prostorshodně s průběhem sinusové půlvlny. Po otočení pístového límce33 o 90° se nachází přepážka 8 v jedné úvrati, po otočení o 180°,kdy sací prostor dosáhne maximálního objemu, se přepážka 8 nachá-zí v druhé úvrati a vstupní sací otvor 231 je uzavřen. Začíná seodkrývat vstupní výtlačný otvor 361 a pracovní prostor, dříve sa-cí, nyní již výtlačný, se zmenšuje. Ve druhé části pracovní ko-mory 21 probíhá děj stejně, ovšem posunutý o 180°, přičemž je vy-užíván druhý sací kanál 23» čerpadlo podle vynálezu lze využít nejen pro čerpání čistýchmédií, ale i směsí potravinářského charakteru s nestlačitelnýmipřímíseninami.

Claims (3)

1. - 6 - PATENTOVÉ NÁROKY \ ·

   1. Objemové rotační sinusové čerpadlo s rotačním sinusopístem a s pohyblivou přepážkou, jehož válcová pracovní·^ komoraje tvořena dutým tělesem sestávajícím z komorové části, která\tvoří plást, a ze dvou protilehlých ložiskových částí, kteře^tvo- V Á'*"' ..jť* ří rovinné kruhové základny pracovní komory, vyznačující se tím,že jednak píst (5) uložený v pracovní komoře (21) ve tvaru \>íŽKé-ho válce je tvořený válcovým tělesem (52), jehož výška je shodnás výškou válcové pracovní komory (21) a pístovým límcem (53) navi-nutým na plášti válcového tělesa (52), přičemž průnikovou křivkoupístového límce (53) a válcového tělesa (52) je elipsa, která sví-rá s osou pracovní komory (21) úhel 25° až 35°, jejíž hlavní osaje shodná s diagonálou osového řezu válcovým tělesem (52) a obvo-dovou křivkou pístového límce (53) je elipsa, jejíž hlavní osa jeshodná s diagonálou osového řezu válcovou pracovní komorou (21)a vedlejší osa shodná s průměrem válcové pracovní komory (21), kdev každém bodě průnikové křivky je pístový límec (53) kolmý k pláštiválcového tělesa (52), jednak v komorové části (2) dutého tělesa (1) tvořící plášt pracovní komory (21) je z jedné strany kluznédrážky (22), v níž je uložena přepážka (8), vytvořen sací kanál(23) a z druhé strany kluzné drážky (22) je vytvořen odlehčovacíkanál (24) s výstupním odlehčovacím otvorem (242) na povrchu komo-rové části (2), přičemž jedna z ložiskových částí (3) dutého těle-sa (1) má z jedné strany kluzného otvoru (31), který je pokračová-ním kluzné drážky (22), v základně (32) pracovní komory (21) vy-tvořen vstupní výtlačný otvor (361), který pokračuje ve stěně lo-žiskové části (3) jako lomený výtlačný kanál (36) s výstupním vý-tlačným otvorem (362) na povrchu ložiskové části (3), a druhá,protilehlá, ložisková část (3) má vstupní výtlačný otvor (361)a výtlačný kanál (36) vytvořený z druhé strany kluzného otvoru (31)zrcadlově a výstupní výtlačné otvory (362) leží v přímce s výstupnímodlehčovacím otvorem (242). \ V-
2. 2. Objemové rotační sinusové čerpadlo podle bodu 1, vyznaču- jící se tím, že sací kanál (23) má vstupní sací otvor (232) kru-hového tvaru a výstupní sací otvor (231) je trojúhelníkového tvaru,přičemž tvar vnitřního povrchu sacího kanálu (23) ve stěně komoro-vé části (2) navazuje na tvar pístového límce (53). - 7 -
3. 3. Objemové rotační sinusové čerpadlo podle bodu 1, vyzna-čující se tím, že vstupní odlehčovaeí otvor (241) v plášti pra-covní komory (21) je ve tvaru obdélníka se zaoblenými rohy. Objemové rotační sinusové čerpadlo podle bodu 1, vyznaču-jící se tím, že pohyblivá přepážka (8) má ve válcové drážce (81)otočně uloženo válcové těsnící pouzdro (9) s osovým výřezem (91)pro pístový límec (53). Zmocněnec: