Querschnittskontur für den Statorhohlraum einer Drehkolbenpumpe Die
Erfindung betrifft die Querschnittskontur für den Statorhohlraum einer Drehkolbenpumpe
mit einem zylindrischen, radial bewegliche Arbeitsschieber enthaltenden Rotor und
mit zwei einander gegenüberliegenden, im Querschnitt ungefähr sichelförmigen Förderräumen
zwischen dem Rotor und dem Stator. Diese Querschnittskontur besteht aus je zwei
paarweise einander gegenüberliegenden, zum Rotor zentrischen Kreisbogenstücken mit
einem größeren Radius für das eine Bogenpaar und einem kleineren Radius für das
andere Bogenpaar und dazwischenliegenden übergangsstücken, »Hubkurven« genannt.Cross-sectional contour for the stator cavity of a rotary lobe pump Die
The invention relates to the cross-sectional contour for the stator cavity of a rotary lobe pump
with a cylindrical, radially movable working slide containing rotor and
with two opposite, in cross-section approximately sickle-shaped conveying chambers
between the rotor and the stator. This cross-sectional contour consists of two each
pairs of opposing circular arcs that are centric to the rotor
a larger radius for one pair of arcs and a smaller radius for that
other pair of arches and intermediate transition pieces, called "lifting curves".
Bei Pumpen dieser Art ist unter anderem wichtig, allzu große Beschleunigungen
und Rucke beim Aus-und Einschieben der die einzelnen Druckräume oder Zellen bildenden
Drehflügel zu vermeiden und die Förderung möglichst frei von Pulsation zu halten.With pumps of this type, it is important, among other things, to accelerate too much
and jerks when pushing in and out of the individual pressure spaces or cells
Avoid rotating vane and keep the conveyance as free from pulsation as possible.
Es ist bekannt, den Hubkurven die Gestalt von Parabeln zu geben, d.
h., den Abstand eines Punktes der Hubkurve vom Rotormittelpunkt proportional dem
Quadrat des Drehwinkels zu machen, so daß die Flügel eine konstante Beschleunigung
erfahren. Selbst wenn man solche Kurven ohne Knick aneinander und an die Kreisbogenstücke
anschließen läßt, verursachen die plötzlichen Änderungen des Krümmungsradius störende
Beschleunigungssprünge, d. h. unendliche große Rucke, die zu Schwingungen der Drehflügel
Anlaß geben. Dasselbe gilt für eine einfache harmonische Bewegung der Drehflügel,
wie sie durch Einfügung einer Sinuskurve zwischen die Kreisbögen erhalten wird.
Diese Erfahrungen haben dazu geführt, die Querschnittskonturen so abzuändern, daß
sich ein konstanter Anstieg der radialen Beschleunigung bzw. Verzögerung entsprechend
dem Drehwinkel im Gebiet der Hubkurven ergibt. In diesem Fall wird der Bereich der
Hubkurve für die Beschleunigung schlecht ausgenutzt, d. h., die maximal auftretende
Beschleunigung ist wesentlich größer als in dem zuvor erwähnten Fall, was entsprechende
Nachteile durch Massenwirkungen zur Folge hat.It is known to give the lift curves the shape of parabolas, i.
That is, the distance of a point on the lift curve from the rotor center is proportional to the
Make square the angle of rotation so that the wings have a constant acceleration
Experienced. Even if you have such curves without kinks to each other and to the circular arc pieces
can connect, cause the sudden changes in the radius of curvature disturbing
Acceleration jumps, d. H. infinite large jerks that lead to vibrations of the rotary wing
To give reason. The same applies to a simple, harmonious movement of the rotating blades,
as obtained by inserting a sine curve between the circular arcs.
These experiences have led to the modification of the cross-sectional contours so that
a constant increase in the radial acceleration or deceleration accordingly
the angle of rotation in the area of the lift curves. In this case the area becomes the
The lift curve is poorly used for acceleration, d. i.e., the maximum that occurs
Acceleration is much greater than in the previously mentioned case, which is equivalent
Has disadvantages due to mass effects.
Die Erfindung besteht darin, daß, in der Abwicklung betrachtet, die
Hubkurve als überlagerung zwischen einer Geraden und einer Sinuskurve nach der Funktion
verläuft. Darin bedeutet .s die (veränderliche) radiale Entfernung eines Kurvenpunktes
vom Rotorumfang, also die Hubhöhe, der (veränderliche) Drehwinkelabstand des Kurvenpunktes
vom Beginn der Hubkurve (einmal im Uhrzeigersinn, einmal im Gegensinn fortschreitend),
H der Maximalwert der Hubhöhe, also der Unterschied der Radien der inneren und äußeren
Kreisbogenpaare der Querschnittskontur, qpH der die einzelnen Hubbereiche einschließende
Winkel.The invention consists in that, viewed in the development, the lift curve as a superposition between a straight line and a sine curve according to the function runs. Here, .s means the (variable) radial distance of a curve point from the rotor circumference, i.e. the lift height, the (variable) angle of rotation distance of the curve point from the start of the lift curve (once clockwise, once in the opposite direction), H the maximum value of the lift height, i.e. the difference the radii of the inner and outer pairs of arcs of the cross-sectional contour, qpH the angle enclosing the individual stroke areas.
Die Funktion gibt, auf eine Gerade (Abszisse) abgewickelt, in allgemeiner
Darstellung die Überlagerung einer Sinuslinie mit einer in bezug auf diese Abszisse
schräg verlaufenden Geraden wieder. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Hubbereiche
hat sich durch ihren einfachen Verlauf in der Praxis als sehr vorteilhaft erwiesen.The function gives, developed on a straight line (abscissa), in general
Representation of the superimposition of a sinusoidal line with one in relation to this abscissa
sloping straight lines again. The inventive design of the stroke areas
has proven to be very advantageous in practice due to its simple process.
In der Zeichnung zeigt A b b. 1 die schrägverlaufende Gerade und die
Sinuslinie im abgewickelten Weg-Winkel-Diagramm, A b b. 2 die durch überlagerung
zustande gekommene Sinoide, A b b. 3 die radiale Geschwindigkeit über dem Winkel
aufgetragen, A b b. 4 die radiale Flügelbeschleunigung ebenfalls über dem Winkel
aufgetragen und A b b. 5 den Querschnitt durch eine Drehkolbenpumpe mit den erfindungsgemäßen
Hubkurven in schematischer Darstellung.
Aus dem Geschwindigkeitsdiagramm,
das einen doppelsymmetrischen Verlauf aufweist, ist ohne weiteres ersichtlich, daß
bei einer Flügelteilung, die mindestens gleich dem die einzelnen Hubbereiche einschließenden
Winkel oder Zentriwinkel ggH ist, einer ungeraden Flügelzahl und einem doppelsymmetrischen
Bahnkurvenverlauf (bzw. Querschnittskontur) die Summe der radialen Hubgeschwindigkeiten
v konstant ist. Aus der A b b. 4, die den Verlauf der Beschleunigungskurve b aufzeigt,
ist zu entnehmen, daß keine Sprünge in der Beschleunigungskurve auftreten, sondern
nur Knicke, der Ruck (dritte Ableitung) also nur endliche Werte erreicht. Die Übergangs-
oder Hubkurve hat also dort, wo sie sich an die Kreissegmente anschließt, mit dem
Kreissegment nicht nur die Tangente gemeinsam (in der Abwicklung lägen die Tangenten
parallel zur Abszisse), sondern auch den Krümmungskreis (in der Abwicklung hat er
einen unendlich großen Radius, ist also wieder eine zur Abszisse parallele Gerade).In the drawing shows A b b. 1 the inclined straight line and the
Sinus line in the developed path-angle diagram, A b b. 2 the by overlay
Sinoids that have come about, A b b. 3 the radial velocity versus the angle
applied, A b b. 4 the radial wing acceleration also as a function of the angle
applied and A b b. 5 shows the cross section through a rotary lobe pump with the inventive
Lift curves in a schematic representation.
From the speed diagram,
which has a doubly symmetrical course, it is readily apparent that
with a wing division that is at least equal to that enclosing the individual lift areas
Angle or central angle ggH, an odd number of wings and a double symmetrical one
Path curve course (or cross-sectional contour) is the sum of the radial stroke speeds
v is constant. From the A b b. 4, which shows the course of the acceleration curve b,
it can be seen that there are no jumps in the acceleration curve, but rather
only kinks, so the jerk (third derivative) only reaches finite values. The transitional
or lift curve has where it connects to the circle segments with the
Circle segment not only share the tangent (the tangents would be in the development
parallel to the abscissa), but also the circle of curvature (in the development it has
an infinitely large radius, so it is again a straight line parallel to the abscissa).
In A b b. 5 ist schematisch der Querschnitt einer Drehflügelpumpe
dargestellt, bei der die Querschnittskontur für den Statorhohlraum so gestaltet
ist, daß zwischen ihr bzw. dem Gehäuse 1 und dem Rotor 2 zwei sichelförmige Förderräume
4 bestehen, in denen von den Arbeitsschiebern 3 die einzelnen Förderzellen abgetrennt
werden.In A b b. 5 is a schematic cross section of a rotary vane pump
shown in which the cross-sectional contour for the stator cavity so designed
is that between it or the housing 1 and the rotor 2 two sickle-shaped conveying spaces
4 exist, in which the individual conveyor cells are separated from the working slide 3
will.
Die Kontur der Hubscheibe 1 setzt sich aus je zwei Kreisbogenstücken
b und c und den die Bogenpaare verbindenden Übergangsstücken 5, 6, 7, 8 zusammen,
die hier »Hubkurven« genannt werden und in deren Bereich in bekannter Weise die
Förderflüssigkeit den Förderräumen zuströmt bzw. aus ihnen abströmt. Diese Ein-
und Auslaßkanäle sind jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt.The contour of the lifting disc 1 is made up of two circular arcs
b and c and the transition pieces 5, 6, 7, 8 connecting the pairs of bends together,
which are called "lift curves" here and in their area in a known manner the
The conveying liquid flows into the conveying chambers or flows out of them. This one
however, exhaust ports are not shown in the drawing.
Der Radius des Kreisbogenstückes b der Hubkurve 2 hat die Größe R,
der des Kreisbogenstückes c die Größe r. Einer der Hubbereiche ist von dem Winkel
99q eingeschlossen. Ein Punkt auf diesem Hubberoich hat den Drehwinkelabstand p
vom Beginn der Hubkurve. Beim Durchlaufen dieses Drehwinkels T, macht der Arbeitsschieber
3 einen Hub von der Größe s. Der Maximalwert der Hubhöhe ist mit H bezeichnet und
ist gleich dem Unterschied R -r.The radius of the circular arc piece b of the lifting curve 2 has the size R,
that of the circular arc piece c is the size r. One of the stroke ranges is from the angle
99q included. A point on this stroke area has the angle of rotation distance p
from the beginning of the lift curve. When passing through this angle of rotation T, the working slide makes
3 a stroke of the size s. The maximum value of the stroke height is denoted by H and
is equal to the difference R -r.