DE1403945C

DE1403945C - Rotary piston pump

Info

Publication number: DE1403945C
Application number: DE19601403945
Authority: DE
Inventors: William T Fort Lauderda Ie Fla Clark Hubert M Birming harn Drutchas Gilbert H Detroit Mich Livermore, (V St A )
Original assignee: TRW Ine , Cleveland, Ohio (V St A )
Priority date: 1960-07-01
Filing date: 1960-07-01
Publication date: 1973-08-23

Description

Überlaufen der Einlaß- und der Auslaßöffnung eine unmittelbare Verbindung zum Schlitzraum unter dem Gleitschuh hergestellt wird, und daß eine in Drehrichtung vor jedem Rotorschlitz in der Rotorum-. fangsfläche eingelassene Ausnehmung den Strömungsweg in den Schlitzraum bildet, dabei aber nur so tief in die vordere Schlitzwand einschneidet, daß hauptsächlich nur beim Überlaufen des eigentlichen zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung gelegenen Förderbereiches die Verbindung zum Schlitzraum unter dem Gleitschuh frei ist.Overflow the inlet and the outlet opening a direct connection to the slot space under the Slide shoe is made, and that one in the direction of rotation in front of each rotor slot in the Rotorum-. The recess formed in the catch surface forms the flow path into the slot space, but only cuts so deep into the front diaphragm wall that mainly only when overflowing the actual between the inlet and outlet opening conveying area the connection to the slot space is free under the sliding shoe.

Die aus elastischem relativ dünnem Blech gebogenen Gleitschuhe der erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe gewährleisten, daß ihre Schenkel durch den Druck innerhalb des Rotorschlitzes nach dem Verlassen der Auslaßöffnung leicht nach außen ge- · spreizt werden. Damit wird im Bereich des Totraumes des Förderraumes zwischen der Druckzone und der Saugzone das Dichtungsspiel zwischen dem Gleitschuh und den Radialwänden des zugehörigen Rotorschlitzes verringert und somit die Abdichtung in diesem Bereich optimal. Die Gleitschuhe können außerdem sehr leicht ausgebildet werden, so daß die Zentrifugalkräfte und damit auch die Abnutzung der aufeinander gleitenden Teile verringert wird. Schließlieh können die Gleitschuhe der erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe sehr einfach und billig als Preßteile hergestellt werden.The sliding shoes of the rotary piston pump according to the invention, which are bent from elastic, relatively thin sheet metal ensure that their legs by the pressure within the rotor slot after the Leaving the outlet opening are slightly spread outwards. This is in the area of the dead space of the conveying space between the pressure zone and the suction zone, the sealing clearance between the Reduced sliding shoe and the radial walls of the associated rotor slot and thus the seal optimal in this area. The sliding shoes can also be designed very easily, so that the Centrifugal forces and thus also the wear and tear of the parts sliding on each other is reduced. Finally the sliding shoes of the rotary piston pump according to the invention can be very simple and cheap as Pressed parts are produced.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to a schematic drawing of an exemplary embodiment explained in more detail.

In der Zeichnung ist ein Querschnitt durch eine Rotationskolbenpumpe gezeigt, deren Rotor 1 in einem Förderraum drehbar angeordnet ist, der durch ein in eine zylindrische Bohrung eines Gehäuses 2 eingesetztes buchsenartiges Einsatzstück 3 gebildet ist. Die Förderraumumfangswand ist dabei gegenüber der Rotorachse exzentrisch. In der Förderraumumfangswand sind auf der einen Seite eine Einlaßöffnung 4 und auf der gegenüberliegenden Seite eine Auslaßöffnung 5 ausgespart. ImRotorl sind mehrere im Querschnitt rechteckige Schlitze 6 gleichmäßig verteilt angebracht, in denen U-förmige, aus Blech gebogene Gleitschuhe? eingesetzt sind. Diese Gleitschuhe können durch Federn mit ihrer Boden-.45 fläche gegen die Förderraumumfangswand gedrückt werden. Die Rotorschlitze 6 und auch die Gleitschuhe 7 erstrecken sich in axialer Richtung über die ganze Länge des Rotors. Im Betrieb wird der Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben. Das Fordermedium gelangt dann über die Einlaßöffnung 4 in den Förderraum und wird hier durch die Gleitschuhe 7 zur Auslaßöffnung 5 gefördert. Der Förderraum ist in die Bereiche a, b, c, d und c', d! aufgeteilt. Der Winkel des Kreisbogens α beträgt beispielsweise 108°, des Kreisbogens δ 120°, der Kreisbögen c undc' 30° und der Kreisbögen d undd' 36°. Der Radius des Kreisbogensa beträgt etwa 85% vom Radius des Kreisbogens b. Die Endpunkte der Ein- und Auslaßöffnungen fallen mit den Enden der Kreisbögen α undo zusammen, mit der Ausnahme, daß sich die Einlaßöffnung in den Kreisbogen α hinein über eine Strecke erstreckt, die annähernd gleich der Berührungsbreite eines Gleitschuhs ist, sowie in den Kreisbogen b hinein längs einer Strecke, die annähernd gleich der Hälfte dieser Berührungsbreite ist. Die Auslaßöffnung 5 weist ferner noch eine schmale Vorverdichtungsnut 8 auf, die sich in den Kreisbogen b hinein bis zu einem Punkt erstreckt, der kurz vor demjenigen Punkt liegt, an dem eine unmittelbare Verbindung von der Auslaßöffnung zur Einlaßöffnung zwischen einander benachbarten Dichtkanten der Gleitschuhe hergestellt würde. Auf diese Weise ist dafür gesorgt, daß der Raum zwischen einander benachbarten Gleitschuhen innerhalb des Arbeitsbogens allmählich unter Druck gesetzt wird.The drawing shows a cross section through a rotary piston pump, the rotor 1 of which is rotatably arranged in a pumping space which is formed by a bush-like insert 3 inserted into a cylindrical bore of a housing 2. The circumferential wall of the conveying chamber is eccentric with respect to the rotor axis. In the circumferential wall of the conveying space, an inlet opening 4 is recessed on one side and an outlet opening 5 is recessed on the opposite side. Several slots 6 with a rectangular cross section are evenly distributed in the rotor, in which U-shaped sliding shoes? are used. These sliding blocks can be pressed against the circumferential wall of the conveying chamber by means of springs. The rotor slots 6 and also the sliding shoes 7 extend in the axial direction over the entire length of the rotor. During operation, the rotor is driven counter-clockwise. The conveying medium then reaches the conveying space via the inlet opening 4 and is conveyed here through the sliding shoes 7 to the outlet opening 5. The conveying space is divided into areas a, b, c, d and c ', d! divided up. The angle of the circular arc α is, for example, 108 °, the circular arc δ 120 °, the circular arcs c and c '30 ° and the circular arcs d and d' 36 °. The radius of the circular arc a is about 85% of the radius of the circular arc b. The end points of the inlet and outlet openings coincide with the ends of the circular arcs α undo, with the exception that the inlet opening extends into the circular arc α over a distance which is approximately equal to the width of contact of a sliding shoe and into the circular arc b along a distance which is approximately equal to half of this contact width. The outlet opening 5 also has a narrow pre-compression groove 8 which extends into the circular arc b to a point which is just before the point at which a direct connection from the outlet opening to the inlet opening would be established between adjacent sealing edges of the sliding blocks . In this way it is ensured that the space between adjacent sliding blocks within the working arc is gradually put under pressure.

Der Krümmungsradius der gekrümmten Bodenabschnitte bzw. U-Böden der Gleitschuhe? ist im mittleren Teil im wesentlichen gleich dem Radius des Kreisbogens b der Förderraumumfangswand gewählt. Anschließend an diese mittlere Anlagefläche der Gleitschuhe sind tangentiale Übergangsabschnitte vorgesehen, deren Radius im wesentlichen gleich dem Radius des den kleinsten Radius· aufweisenden Kreisbogens c gewählt ist. Die U-Schenkel 9 der Gleitschuhe bilden Segmente eines Kreises, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich der Breite des Rotorschlitzeso abzüglich eines geringen Arbeitsspiels ist. Damit können die Gleitschuhe innerhalb der Rotorschlitze Kipp- und Winkelbewegungen ausführen, wie dies erforderlich ist, damit die Gleitschuhe der Umrißform der Förderraumumfangswand folgen können. Im U-Boden jedes Gleitschuhs ist eine Öffnung 10 vorgesehen, die eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Rotorschlitz 6 und der Einlaßbzw. Auslaßöffnung herstellt, wenn der Gleitschuh diese öffnung überläuft. Durch Ausnehmungen II, die in der Rotorumfangsfläche eingelassen sind, wird ein Strömungsweg gebildet, der sich über einen Teil der Vorderkante jedes Rotorschlitzes erstreckt. Die axiale Breite dieser Ausnehmungen 11, in Rotorlängsrichtung gesehen, kann auf die Breite der öffnungen im Einsatzstück 3 beschränkt sein, die geringer als die Rotorlänge sein kann, so daß an beiden Enden des Rotorschlitzes 6 eine volle Berührungsfläche für den betreffenden Schenkel der Gleitschuhe verbleibt. Die Herstellung wird jedoch erleichert, wenn die Ausnehmungen 11 an einer Stirnfläche des Rotors beginnen und sich über einen Teil dessen Länge erstrecken, z.B. annähernd über die Hälfte der Länge, so daß die andere Hälfte des Rotorschlitzes die rechteckige Querschnittsform beibehält und hier der Schenkel der Gleitschuhe abgestützt werden kann. Die Tiefe der Ausnehmungen 11 ist auf einen solchen Wert begrenzt, daß die Endkante des vorderen Gleitschuhschenkels diese Ausnehmung nicht freilegt, während der Gleitschuh den Abdichtungsbereich α des Förderraums durchläuft, sondern erst dann diese Ausnehmung freigibt, wenn sich der Gleitschuh längs des zum Einlaß oder Auslaß gehörigen Bogenbereichs c, d bzw. c', d' radial nach außen bewegt. Dieser zusätzliche Strömungsweg gewährleistet zusammen mit der Öffnung 10 einen hindernisfreien Weg für das Fördermedium zu den Rotor-· schlitzen 6 unterhalb der Gleitschuhe, und damit wird mit Sicherheit vermieden, daß die Gleitschuhe während des Betriebs mit hohen Drehzahlen infolge der beschränkten Füllung von der Förderraumumfangswand abheben.The radius of curvature of the curved bottom sections or U-bottoms of the sliding blocks? is selected in the middle part essentially equal to the radius of the circular arc b of the conveying space circumferential wall. Subsequent to this middle contact surface of the sliding shoes, tangential transition sections are provided, the radius of which is selected to be essentially equal to the radius of the circular arc c having the smallest radius. The U-legs 9 of the sliding blocks form segments of a circle, the diameter of which is essentially equal to the width of the rotor slot minus a small working cycle. In this way, the sliding shoes can perform tilting and angular movements within the rotor slots, as is necessary so that the sliding shoes can follow the contour of the peripheral wall of the conveying chamber. In the U-bottom of each sliding shoe, an opening 10 is provided which provides a direct connection between the rotor slot 6 and the inlet or outlet. Establishes outlet opening when the sliding shoe overflows this opening. A flow path is formed by recesses II which are let into the rotor circumferential surface, which flow path extends over part of the leading edge of each rotor slot. The axial width of these recesses 11, seen in the longitudinal direction of the rotor, can be limited to the width of the openings in the insert 3, which can be less than the rotor length, so that a full contact surface remains for the relevant leg of the sliding shoes at both ends of the rotor slot 6. Production is made easier, however, if the recesses 11 begin at one end face of the rotor and extend over part of its length, e.g. approximately half the length, so that the other half of the rotor slot retains the rectangular cross-sectional shape and here the leg of the sliding shoes can be supported. The depth of the recesses 11 is limited to such a value that the end edge of the front sliding shoe leg does not expose this recess while the sliding shoe passes through the sealing area α of the conveying chamber, but only releases this recess when the sliding shoe is along the inlet or outlet associated arc area c, d or c ', d' moved radially outward. This additional flow path, together with the opening 10, ensures an unobstructed path for the conveying medium to the rotor slots 6 below the sliding shoes, and this prevents the sliding shoes from lifting off the peripheral wall of the delivery chamber during operation at high speeds due to the limited filling .

Wenn ein Gleitschuh? die Einlaßöffnung4 überlaufen hat und die Verbindung derselben mit dem zugehörigen Rotorschlitz 6 über die öffnung 10 im Gleitschuh abgeschlossen ist, wird der Läuferschlitz über die zugehörige Ausnehmung 11 am Rotor mit der Verdrängerzelle vor dem Gleitschuh in Verbin-When a sliding shoe? overflow the inlet opening 4 and the connection of the same with the associated rotor slot 6 via the opening 10 in the Slide shoe is completed, the rotor slot is via the associated recess 11 on the rotor the displacement cell in front of the sliding shoe in connection

dung gebracht, in welcher schon ein bestimmter höherer Druck herrscht, um ein Abheben von der Förderraumwand im Bogenbereich b zu verhindern. Fer- ' ner wird die Abdichtung zwischen dem vorderen Schenkel des Gleitschuhs und der zugehörigen Rotorschlitzwand während des Durchlaufens des Abdichtungsbereichs α nicht gestört. Die Zeichnung zeigt, daß stets mindestens ein ganzer Gleitschuh oder gleichwertige Teile von zwei benachbarten Gleitschuhen in abdichtender Berührung mit der xo Förderraumumfangswand zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung stehen. Damit wird es überflüssig, den Rotor selbst mit der Förderraumumfangswand in abdichtende Berührung zu bringen. Der Spalt zwischen Rotor und Förderraumumfangswand braucht deshalb nicht mit exakten Toleranzen hergestellt zu werden, da die Abdichtung in diesem Bereich ausschließlich über die Gleitschuhe erfolgt. Die Herstellung solcher Pumpen wird damit wesentlich vereinfacht und verbilligt.application brought, in which a certain higher pressure already prevails to prevent lifting from the conveying chamber wall in the arch area b . Furthermore, the seal between the front leg of the sliding shoe and the associated rotor slit wall is not disturbed while the seal area α is passing through. The drawing shows that at least one entire sliding shoe or equivalent parts of two adjacent sliding shoes are always in sealing contact with the circumferential wall of the conveying chamber between the inlet opening and the outlet opening. This makes it unnecessary to bring the rotor itself into sealing contact with the peripheral wall of the conveying chamber. The gap between the rotor and the circumferential wall of the conveying chamber therefore does not need to be produced with exact tolerances, since the seal in this area takes place exclusively via the sliding blocks. The production of such pumps is thus considerably simplified and made cheaper.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 21 2

free gap on the one lying in the direction of rotation of the rotor

Claim: front side inserted in rotor slots, by ra

springs in contact with the conveying chamber wall

Rotary piston pump with a solid sliding body held on it, in its correspondingly curved sealing outlet opening for the conveying medium adjacent to the conveying circumferential wall of an inlet opening and a S wall, has a recess through which a conveying space and an eccentric one within it when overflowing the inlet and outlet opening arranged, cylindrical, with slots versehe- a direct connection to the slot space under NEN rotor, in which shoe-like, each with a sliding body is made (USA.-Patent correspondingly curved outer surface on the io 2499763). In these known pumps, the massive and thus rigid design of the pusher organs are arranged to be radially movable due to the conveying chamber circumferential wall, sliding bodies no optimal seal between the sliding bodies, furthermore being ensured via a front wall of each rotor slot along the rotor slot rotating direction in the rotor sliding body and the front wall of each rotor slot And here also the not intended flow path of the slot space is required, and thus no reliable sealing between the displacement element is ensured with which the slide body and the delivery space surrounding the delivery space area are connected in front of it. This could also not be characterized by the fact that the sliding bodies of these pusher organs are known from sheet metal U-conveying known pumps from thin U-shaped bent mig bent sliding shoes (7), the 20 sheet metal parts are made As is the case with Rota-U-legs (9) in the circumferential direction, both tion piston pumps of a different design are known per se, radial walls of the associated rotor slot (6) (Austrian patent specification 183 163). (

touch sealingly and their per se at the For- There are already rotary piston expansion

The U-floors adjacent to the circumferential wall are known from machines (USA patents 813 819 an opening (10) are provided through which at 25 and 892 443), where the supply and discharge of Overflow of the inlet and outlet openings steam or another expanding stream (4, 5) a direct connection to the slot means via radial single spaces formed in the rotor (6) made under the slide shoe (7) and outlet channels takes place. The seal between is, and that one in the direction of rotation in front of each rotor and engine compartment peripheral wall takes place here over Rotorschliiz embedded in the rotor circumferential surface 30 from sheet metal U-shaped curved sliding shoes, whose Sene recess (11) the flow path in the U-leg in the circumferential direction in each case both radial protective space forms, but only so deeply into the walls of the associated rotor slot Cut in the diaphragm wall that the main stir. Furthermore, the same applies to these sliding shoes only when overflowing the actual long of the front wall in the direction of rotation of the rotor each between the inlet and outlet openings (4, 35 of the rotor slot, a flow path to the slot space 5) located conveying area the connection is provided under the sliding shoe, namely in the form to the slot space under the slide shoe (7) free of in the direction of rotation in front of each rotor slot in the is. Rotor circumferential surface recesses so

like corresponding recesses in the front

. 40 legs of the sliding shoes. The recesses in the

However, the circumferential surface of the rotor is only cut so deep that the connection to the slot space

The invention relates to a Rotationskol- under the sliding shoes is only free when this ben pump is not fully pressed into the rotor slots with a on its peripheral wall, such as ^ - an inlet opening and an outlet opening for the 45 this essentially only in the Sealing areas conveying medium provided conveying space and one between the two engine compartments is the case. In the eccentrically arranged, cylindrical rotor provided with the result of the different type of fluid supply master-slots, in which in these known machines other requirements, each with a correspondingly curved outer shape and requirements with regard to the sliding surface resting on the conveying chamber circumferential wall, are in the form of sliding shoes, the are therefore not easily arranged radially movable with displacement organs, the sealing problems of a rotary piston pump, furthermore being comparable to the type mentioned in rotor rotors,
direction of the front wall of each rotor slot It is the object of the invention to provide a rotary piston

Fenden flow path of the slot space under the ben pump of the type mentioned so on from the displacement organ to form with the 55 located in front of this and to improve that under all operating conveying space area connected is. conditions a good and safe seal between

There is already a rotary piston pump that see the displacement organs and the ford type known (USA.-Patent 2 333 323), in which the circumferential wall and the radial walls of the displacement organs are massive sliding bodies, the associated rotor slots are guaranteed.
On the front side in the direction of rotation of the rotor, an opening is provided which, based on the invention, has a flow path in the type mentioned, which is open to the outside by a rotary piston pump in the space of the rotor circumference, in that the displacement order creates a slot space under the sliding bodies So-called per se known U-shaped bent from sheet metal, the sliding bodies are not fully in their rotor slot. It touch gate slit sealingly and its per se a rotary piston pump is already known, the delivery chamber circumferential wall adjacent U-bottoms each in which the are provided with loose play and thus with an opening through which the