DE1190795B - Drehkolben einer rotierenden Verdraengermaschine zur Foerderung von Dickstoffen - Google Patents

Description

• Drehkolben einer rotierenden Verdrängermaschine zur Förderung von Dickstoffen Die Erfindung betrifft einen Drehkolben einer rotierenden Verdrängerpumpe zur Förderung von Dickstoffen, dem das Fördermedium an seinen Stirnseiten axial zu- und abgeleitet wird und dabei durch radiale Öffnungen beiderseits einer Verdrängerrippe am Kolbenkörper in den zylindrischen Pumpenförderraum ein- bzw. aus diesem Raum austritt. Der Kolbenkörper ist diametral gegenüber der Verdrängerrippe als vollwandiger Halbzylinder ausgebildet. Der Pumpenförderraum, der zentrisch zur Drehachse des Drehkolbens angeordnet ist, ist durch mehrere radial in der Statorwand beweglich geführte Trennschieber unterteilt, die sich während der Kolbenbewegung entlang den Öffnungen im Drehkolben gegen als Gleitnocken ausgebildete Randteile abstützen.
• Bei einer bekannten Drehkolbenmaschine ist in einem umlaufenden Zylinder ein feststehender zylindrischer Kolben exzentrisch angeordnet. Das Fördergut, das dem Kolben axial zugeführt wird, fließt durch eine Kolbenöffnung in den sichelförmigen Arbeitsraum zwischen Kolbenmantel und den umlaufenden Zylinder ein und von diesem, infolge der auf dem Kolbenmantel aufliegenden Trennschieber, durch eine andere Öffnung in den Kolben aus.
• Bei einer anderen bekannten Drehkolbenmaschine läuft in einem zylindrischen Stator ein kreiszylindrischer Kolben um, der eine den Umfang überragende, am Statorzylinder gleitende Verdrängerrippe besitzt. Zu beiden Seiten der Verdrängerrippe endet eine der Rohrleitungen, die je zu einem Ende der als Rohrleitung ausgebildeten Kolbenachse führt. Die im Stator geführten Trennschieber gleiten während der Kolbenbewegung auf Nocken, die in Achsrichtung den umlaufenden Kolben seitlich begrenzen.
• In anderen Drehkolbenmaschinen läuft in einem zylindrischen Stator ein etwa eiförmiger Kolben um. Der sichelförmige Arbeitsraum wird von einem im Stator geführten Trennschieber in eine Einström- und Ausströmseite geteilt. Alle diese bekannten Drehkolbenmaschinen sind infolge ihrer meist engen oder stark umgelenkten Kanäle im Rotor kaum geeignet, Dickstoffe zu fördern.
• Um diese Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen Drehkolben der eingangs erwähnten Art noch so zu gestalten, daß er im wesentlichen ein rohrförmiger Körper ist, von dem die nockenförmigen Randteile und die die Randteile miteinander verbindende Verdrängerrippe abstehen, daß, im Querschnitt durch den Drehkolben gesehen, sich jeder nockenförmige Randteil mit der halbzylindrischen vollwindigen Seite des Kolbenkörpers zu einer Eiform ergänzt. zu deren Spitze sich die Verdrängerrippe erstreckt, und daß die radialen Öffnungen beiderseits der Verdrängerrippe die Wand des Drehkolbens in Form von relativ großen Fenstern durchbrechen, die in den Kolbenhohlraum auf der Oberseite bzw. der Unterseite einer darin schräg angeordneten plattenförmigen Trennwand führen, welche von der einen Stirnseite zur anderen Stirnseite des Drehkolbens reicht.
• Der Gegenstand der Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel, das in der Zeichnung schematisch dargestellt ist, erläutert.
• F i g. 1 zeigt den Drehkolben in Ansicht, F i g. 2 einen Querschnitt durch den Drehkolben und F i g. 3 eine Ansicht der abgewickelten Kolbenmantelfläche.
• Der hohle Drehkolben 1 ist mit seiner nicht dargestellten Welle zentrisch in dem in der F i g. 1 strichliert angedeuteten Zylinder 2 drehbar gelagert. Auf der Mantelfläche des Kolbens liegen um 180° versetzte, radial verschiebbare, in der F i g. 1 strichliert angedeutete Trennschieber 3 auf. Die Schieber werden durch Federn in Pfeilrichtung gegen den Kolbenmantel gedrückt und unterteilen den breiten Raum 11 zwischen dem Kolbenmantel und dem Zylinder. Der Kolben 1 hat im Querschnitt Eiform, die dadurch gebildet wird, daß sich die Umfangslinie des Kolbens von einem Halbkreis zu dem Maß einer den Kreisdurchmesser überragenden Verdrängerrippe 7 allmählich erweitert. In dem Hohlkolben ist eine im Längsschnitt diagonale oder etwa schräge plattenförmige Trennwand 4 eingesetzt. Sie reicht zweckmäßig von einer Stirnfläche zur anderen Stirnfläche des Kolbens und teilt den Kolbenhohlraum in zwei voneinander getrennte Räume 5 und 6. Zu beiden Seiten der achsparallel von einer Kolbenstirnfläche zur anderen reichenden Verdrängerrippe sind im Kolbenmantel in den Kolbenhohlraum führende fensterartige Öffnungen 9, 10 vorgesehen, von denen jede in eine der beiden durch die Trennwand gebildeten Kolbenhohlräume führt. Jener Teil des Fensters 9 zwischen der Trennwand 4 und dem Kolbenumfang, der in den Raum 6 führen würde, ist, um eine Verbindung der beiden Räume 5 und 6 miteinander zu verhindern, ebenso abgedeckt wie der Kolbenumfangsteil des Fensters 10 zwischen der Trennwand und dem Raum 5. In der F i g. 3 sind am abgewickelten Kolbenmantel mit den Bezugszeichen 9, 10 die offenen Teile der Fenster bezeichnet. Die mit den Randlinien der Trennwand 4 abgetrennten Fensterteile sind abgedeckt. Durch die Trennwand im Kolben sind zwei Kanäle geschaffen, die, ausgehend von der Kolbenstimfläche entlang der Trennwand im Kolben und durch ein Fenster hindurch, in den Raum 11 zwischen Kolbenmantel und Zylinder führen. Infolge der Anordnung der Fenster verbleiben vom Kolbenmantel an diesen Stellen nur an den Kolbenstirnflächen angrenzende nockenartige Randteile 8, die den halbzylindrischen Mantelteil des Kolbens mit der Verdrängerrippe verbinden und während des Kolbenumlaufes den Trennscheiber 3 als Auflaufflächen dienen. Die Verdrängerrippe liegt am Zylinder an und läuft während des Kolbenumlaufes entlang dem Zylinderinnenmantel.
• Der Arbeitsvorgang einer Drehkolbenmaschine während des Umlaufes des erfindungsgemäßen Drehkolbens im Uhrzeigersinn, ausgehend von der in der F i g. 1 dargestellten Kolbenstellung, ist etwa folgender: Mit der Kolbendrehung entfernt sich die Verdrängerrippe zunehmend von dem linken Trennschieber 3. Damit wird der Raum zwischen diesem Trennschieber, dem Kolbenmantel, der Verdrängerrippe und der Zylinderwand größer und das Fördergut, das durch die obere Stirnfläche des Kolbens in den Kolbenraum 5 links vom Trennschieber nachströmt, in diesen Raum eingesaugt. Gleichzeitig nähert sich die an der Zylinderwand gleitende Verdrängerrippe 7 dem rechten Trennschieber 3, wodurch der Raum zwischen dem rechten Trennschieber, dem Kolbenmantel, der Verdrängerrippe und dem Zylinder kleiner wird und das in diesem Raum vorhandene Fördergut durch das Fenster 10 in den Kolbenraum 6 rechts von der Kolbentrennwand 4 und weiter aus diesem Raum durch die untere Kolbenstirnfläche in die angeschlossene Leitung gedrückt wird. Mit der Annäherung der Verdrängerrippe an den rechten Trennschieber, der vorerst auf den halbzylindrischen Kolbenmantel gleitet, wird dieser von den nockenartigen Randteilen nächst den Kolbenstirnflächen angehoben und mit dem überschleifen der Verdrängerrippe auf deren Abstand von der Drehachse und damit gänzlich in den Zylindermantel geschoben. In dem Augenblick, in dem der Trennschieber die Kante des Fensters 10 überschleift, wird der Druckraum um den in der Zeichnung hinteren Ringraum bis zum linken Trennschieber erweitert. Während der Kolbenteil des Fensters 10 den hinteren Zylinderabschnitt zwischen den beiden Trennschiebern durchläuft, wird das Fördergut aus diesem Raum gefördert. Der Kolbenteil des Fensters, in Drehrichtung hinter der Verdrängerrippe, saugt gleichzeitig neues Fördergut aus dem Kolbenraum 5 bzw. der daran angeschlossenen Leitung. Damit ist der Raum zwischen Kolbenmantel und Zylinder in Drehrichtung vor der Verdrängerrippe stets mit der Druckleitung und hinter der Verdrängerrippe mit der Saugleitung verbunden.
• Die Förderleistung des Drehkolbens kann noch dadurch verbessert werden, daß der Kolbenhohlraum wie auch die Trennwand 4 eine Form erhält, die sich dem wirbelfreien Strömungsverlauf eng anschmiegt. Die Herstellung des Kolbens läßt sich besonders als Gußkörper, der z. B. aus Kunststoff bestehen kann, sehr wesentlich vereinfachen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Drehkolben einer rotierenden Verdrängerpumpe, insbesondere zur Förderung von Dickstoffen, dem das Fördermedium an seinen Stirnseiten axial zu- und abgeleitet wird und dabei durch radiale Öffnungen beiderseits einer Verdrängerrippe am Kolbenkörper, der diametral gegenüber derselben als vollwandiger Halbzylinder ausgebildet ist, in den zylindrischen Pumpenförderraum eintritt bzw. aus diesem Raum austritt, welcher den Drehkolben zentrisch zu dessen Drehachse umgibt und durch mehrere radial bewegliche, in der Statorwand geführte Trennschieber unterteilt ist, wobei die Trennschieber im Bereich der radialen Öffnungen, also auf der die Verdrängerrippe enthaltenden Seite des Drehkolbens, sich gegen als Gleitnocken ausgebildete Randteile des Kolbenkörpers abstützen, d a -durch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (1) ein im wesentlichen rohrförmiger Körper ist, von dem die nockenförmigen Randteile (8) und die die Randteile miteinander verbindende Verdrängerrippe (7) abstehen, daß, im Querschnitt durch den Drehkolben gesehen, sich jeder nockenförmige Randteil (8) mit der halbzylindrischen vollwandigen Seite des Kolbenkörpers zu einer Eiform ergänzt, zu deren Spitze sich die Verdrängerrippe (7) erstreckt, und daß die radialen Öffnungen (9, 10) beiderseits der Verdrängerrippe die Wand des Drehkolbens in Form von relativ großen Fenstern durchbrechen, die in den Kolbenhohlraum auf der Oberseite bzw. der Unterseite einer darin schräg angeordneten plattenförmigen Trennwand (4) führen, welche von der einen Stirnseite zur anderen Stirnseite des Drehkolbens reicht.
2. 2. Drehkolben nach Anspruch 1, dadurch gekenizeichnet, daß die als Trennwand zwischen den Zu- und Ableitungskanälen für das Fördermedium wirkende schräge Platte schraubenförmig verwunden ist. Ir. Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 43 247, 430 454; französische Patentschriften Nr. 673 278, 1167 532; USA.-Patentschriften Nr. 1268 248, 1395 114, 1568429.