DE1086129B - Drehkolbenpumpe - Google Patents

Description

• Drehkolbenpumpe Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe mit einem in dem ortsfesten Maschinengehäuse gelagerten, federbelasteten Arbeitsgehäuse. Wenn eine solche Drehkolbenpumpe zum Evakuieren einer auf der angetriebenen Welle des Drehkolbens sitzenden Kreiselpumpe dienen soll, wird sie entsprechend der Leistungsregelung nach dem Hauptpatent 896458 über ihr Arbeitsgehäuse durch den von der Kreiselpumpe erzeugten Druck so gesteuert, daß bei einer vorgegebenen Förderleistung der Kreiselpumpe der zylindrische Hohlraum des Arbeitsgehäuses in eine zur Pumpenwelle konzentrische Stellung gebracht wird. Solange die Kreiselpumpe mit normaler Förderleistung weiterläuft, verbleibt das Arbeitsgehäuse der Drehkolbenpumpe selbsttätig in seiner zur Pumpenwelle konzentrischen Stellung, so daß die Drehkolbenpumpe nunmehr leer mitläuft. Sie hat also im Normalbetrieb keine Fördermenge zu liefern.
• Während man bei Drehkolbenpumpen, die normalerweise eine Dauerleistung aufzubringen haben, die Reibungsverluste innerhalb der Pumpe für die Leistungsperiode möglichst gering halten muß und für die gelegentlich vorkommenden Leerlaufperioden der Pumpe vernachlässigen kann, liegen bei der Drehkolbenpumpe nach der Erfindung die Verhältnisse genau umgekehrt. Hier kommt es auf möglichst geringe Reibungsverluste während des Leerlaufes der Drehkolbenpumpe an, und größere Reibungsverluste während der wenigen kurzzeitigen Arbeitsperioden, in denen die Pumpe zum Evakuieren der Kreiselpumpe dient, spielen praktisch keine Rolle.
• Es sind bereits Drehkolbenpumpen bekannt, bei denen die Reibungsarbeit der Arbeitsschieber an der Innenumfangswand des Pumpenhohlraumes weitgehend vermieden wird; indem der Pumpenhohlraum als Bohrung einer drehbaren Zylinderbüchse ausgebildet ist, welche in einem äußeren Pumpengehäuse rotiert. Auch bei Drehkolbenpumpen der eingangs erwähnten Art mit verschiebbarem Arbeitsgehäuse ist die Verwendung eines inneren drehbaren Arbeitszylinders bereits bekannt. Bei einer bekannten Drehkolbenpumpe, bei der das Arbeitsgehäuse zum Zwecke der Fördermengenregelung in Abhängigkeit vom Förderdruck entgegen dem Druck einer Feder verstellt wird, ist der innere Arbeitszylinder bzw. die Zylinderbüchse im Arbeitsgehäuse mit Hilfe von Wälzlagerkörpern gelagert. Für eine andere verstellbare Drehkolbenpumpe wird die Lagerung der drehbaren Zylinderbüchse im verstellbaren Arbeitsgehäuse nach Art eines Gleitlagers vorgeschlagen. Bei nicht regelbaren Drehkolbenverdichtern, also ohne verstellbaren inneren Gehäuse, sind vielfach rotierende, aber nicht der gesamten Länge des Arbeitsraumes entsprechende Laufringe üblich, gegen die sich die Arbeitsschieber während des Betriebes durch die Zentrifugalkraft abstützen. Die einen solchen Laufring aufnehmende Gehäusebohrung ist bei einem bekannten Verdichter wie die Lagerschale eines Gleitlagers mit axialen Schmiernuten versehen, denen bei Drehung des Laufringes ständig Schmieröl aus einem Ölsumpf zugeführt wird, so daß ein Schmierfilm zwischen dem Außenumfang des Laufringes und der entsprechenden Gehäusebohrung erhalten bleibt.
• Um die Reibungsverluste während des Normalbetriebes, also während der Nullförderung, bei einer Pumpe der. eingangs erwähnten Art nach Patent 896 458 auf ein :Mindestmaß herabzusetzen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß im Hohlraum des Arbeitsgehäuses in bei Drehkolbenpumpen mit Regelung in Abhängigkeit von einem Flüssigkeitsdruck an sich bekannter Weise eine Zylinderbüchse frei drehbar gelagert ist und innerhalb das Arbeitsgehäuses auf einem Schmiermittelfilm schwimmend umläuft, indem der Ringspalt zwischen der Außenumfangswand der Zylinderbüchse und der Innenumfangswand des Arbeitsgehäuses durch in diesem vorgesehene Bohrungen mit einem mit Schmiermittel gefüllten, zwischen dem Arbeitsgehäuse und dem Maschinengehäuse frei gelassenen Hohlraum in offener Verbindung steht.
• Wenn bei Drehkolbenmaschinen der eingangs erwähnten Art der Pumpenhohlraum im Arbeitsgehäuse exzentrisch steht zum Rotor, ist immer noch Reibung zwischen den Arbeitsschiebern und der mitrotierenden Zylinderbüchse infolge der Relativbewegung zwischen Schiebern und Pumpenraumwand vorhanden. Aber bei der im vorliegenden Falle den normalen Betriebszustand darstellenden, konzentrischen Lage des Rotors im Pumpenhohlraum tritt keine Reibung mehr zwischen Arbeitsschiebern und Pumpenhohlraumwand auf, wenn die Zylinderbüchse mit derselben Drehzahl wie der Rotor mitrotiert. Es muß daher besonderer Wert darauf gelegt werden, daß die Zylinderbüchse leicht gängig im Arbeitsgehäuse rotieren kann, wozu die einwandfreie Aufrechterhaltung eines' Schmierfilms zwischen Zylinderbüchse und Arbeitsgehäuse erforderlich ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird daher noch vorgeschlagen, daß die Innenumfangswand des Arbeitsgehäuses in an sich bekannter Weise mit axial verlaufenden Schmiernuten versehen ist und daß die Außenumfangswand der Zylinderbüchse ebenfalls axial verlaufende Schmiernuten enthält, wobei mindestens eine im Arbeitsgehäuse vorgesehene Schmiernut durch Bohrungen an den zwischen dem Arbeitsgehäuse und dem Maschinengehäuse befindlichen Hohlraum. angeschlossen ist.
• Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar zeigt Fig.1 einen Mittellängsschnitt durch die Drehkolbenpumpe und Fig. 2 einen Querschnitt durch die Pumpe.
• Auf einer Welle 1, die gleichzeitig die angetriebene Welle einer (nicht gezeichneten) Kreiselpumpe bildet, sitzt ein Drehkolben 2, der radial verschiebbare Flügel oder Schieber 3 trägt. Eine Zylinderbüchse 4 ist frei drehbar innerhalb eines Arbeitsgehäuses 5 gelagert, das durch den von der Kreiselpumpe erzeugten Druck so gesteuert wird, daß bei einer vorgegebenen Förderleistung dieser Pumpe sein zylindrischer Hohlraum und damit auch die in diesem umlaufende Zylinderbüchse 4 in eine zur Welle 1 konzentrische Stellung gebracht wird. Zu diesem Zweck ist das Arbeitsgehäuse 5, wie bei dem Ausführungsbeispiel des Hauptpatentes 896 458 beschrieben, in dem ortsfesten Maschinengehäuse der Drehkolbenpumpe quer zur Drehachse des Drehkolbens 2 zur Leistungsregelung verschiebbar gelagert und wird durch den von der Kreiselpumpe erzeugten Druck gegen die Wirkung einer Feder aus einer exzentrischen Lage, zur Welle 1, welche die Zeichnung zeigt, selbsttätig in die zur Welle 1 konzentrische Stellung gebracht.
• In dieser Stellung läuft die Drehkolbenpumpe leer mit, während sie in exzentrischer Lage des Arbeitsgehäuses 5 und der in diesem umlaufenden Zylinderbüchse 4 zum Drehkolben 2 Luft aus der Kreiselpumpe ansaugt und durch den sichelförmigen Arbeitsraum 7 in die Außenluft drückt. Die hierfür erforderlichen Ein- und Auslässe des ortsfesten Maschinengehäuses sind mit 17 und die zum Arbeitsraum 7 führenden Axialbohrungen dieses Gehäuses mit 6 bezeichnet.
• Die Zylinderbüchse 4 ist auf ihrer Außenumfangswand mit axialen Schmiernuten 8 versehen und das Arbeitsgehäuse 5 auf seiner zylindrischen Innenumfangswand mit ähnlichen axialen Schmiernuten 8a. Der Ringspalt zwischen der Außenumfangswand der Zylinderbüchse 4 und der Innenumfangswand des Arbeitsgehäuses 5 steht durch in diesem vorgesehene Bohrung 10 mit einem mit Schmiermittel gefüllten zwischen dem Arbeitsgehäuse und dem Maschinengehäuse frei gelassenen Hohlraum 9 in offener Verbindung. Aus diesem Hohlraum erhalten die vorerwähnten axialen Schmiernuten 8 und 8 a ständig Schmiermittel, gleichgültig, ob das Arbeitsgehäuse 5 sich in exzentrischer oder konzentrischer Lage zur Pumpenwelle 1 befindet. Dadurch wird bewirkt, daß die Zylinderbüchse 4 stets auf einem Schmiermittelfilm schwimmend innerhalb des Arbeitsgehäuses 5 umläuft.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Drehkolbenpumpe mit einem in dem ortsfesten Maschinengehäuse quer zur Drehachse des Drehkolbens zur Leistungsregelung verschiebbar gelagerten, federbelasteten Arbeitsgehäuse, wobei die Drehkolbenpumpe, die zum Evakuieren einer auf der angetriebenen Welle des Drehkolbens sitzenden Kreiselpumpe dient, über ihr Arbeitsgehäuse durch den von der Kreiselpumpe erzeugten Druck so gesteuert wird, daß bei einer vorgegebenen Förderleistung der Kreiselpumpe der zylindrische Hohlraum des Arbeitsgehäuses in eine zur Pumpenwelle konzentrische Stellung gebracht wird, nach Patent 896 458, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum des Arbeitsgehäuses (5) in bei Drehkolbenpumpen mit Regelung in Abhängigkeit von einem Flüssigkeitsdruck an sich bekannter Weise eine Zylinderbüchse (4) frei drehbar gelagert ist und innerhalb des Arbeitsgehäuses auf einem Schmiermittelfilm schwimmend umläuft, indem der Ringspalt zwischen der Außenumfangswand der Zylinderbüchse (4) und der Innenumfangswand des Arbeitsgehäuses (5) durch in diesem vorgesehene Bohrungen (10) mit einem mit Schmiermittel gefüllten, zwischen dem Arbeitsgehäuse und dem Maschinengehäuse frei gelassenen Hohlräum (9) in offener Verbindung steht.
2. 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenumfangswand des Arbeitsgehäuses (5) in an sich bekannter Weise mit axial verlaufenden Schmiernuten versehen ist und daß die Außenumfangswand der Zylinderbüchse (4) ebenfalls axial verlaufende Schmiernuten (8a) enthält, wobei mindestens eine im Arbeitsgehäuse vorgesehene Schmiernut durch Bohrungen (10) an den zwischen dem Arbeitsgehäuse und dem Maschinengehäuse befindlichen Hohlraum (9) angeschlossen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 361480, 445 892, 648 718, 660 343; schweizerische Patentschrift Nr. 281849; britische Patentschrift Nr. 528 950; USA.-Patentschrift Nr. 2 064 421.