DE1553008C3

DE1553008C3 - Rotationskolbenpumpe, insbesondere Heizolpumpe

Info

Publication number: DE1553008C3
Application number: DE1553008A
Authority: DE
Inventors: Joergen Hartvig Nordborg Petersen (Daenemark)
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1966-11-29
Filing date: 1966-11-29
Publication date: 1974-11-14
Also published as: DE1553008A1; CH478989A; DK132096B; SE337079B; ES347716A1; DK132096C; US3491697A; NL6716121A; GB1180254A; DE1553008B2; BE707104A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolbenpumpe, insbesondere Heizölpumpe, mit zwischen einer senkrechten Gehäusewand und einer dazu ungefähr parallelen weiteren Stirnwand gebildeten, im wesentlichen kreiszylindrischen Vorkammer, von der eine Ansaugöffnung durch jene Gehäusewand zum Pumpenförderraum führt, während die andere, auch in Umfangswandteile übergehende Stirnwand zum Eintritt von Förderflüssigkeit aus der außerhalb der Vorkammer gelegenen Ansaug- und Filterkammer in die Vorkammer Eintrittsöffnungen aufweist, von denen ein Teil unterhalb und ein anderer Teil oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in der Ansaugkammer liegt.

Bei Flüssigkeitspumpen, insbesondere Heizölpumpen, besteht ein Problem darin, daß in der Saugkammer Luft abgeschieden wird. Wenn die Flüssigkeit

ίο restlos abgesaugt ist, fördert die Pumpe zeitweilig nur Luft. Dies führt zu Kavitationsgeräuschen in der Pumpe und, wenn es sich um eine Heizölpumpe handelt, zu Variationen des Düsendrucks, einer pulsierenden Flamme, einem unbeabsichtigten Ansprechen des druckabhängigen Abschneideventils, zu einer Störung der Flammenkontrolle usw.

Es ist eine Pumpe der eingangs beschriebenen Art bekannt (s. die deutsche Patentschrift 1 184 887), bei der die Ansaugöffnung zentrisch sitzt und die Eintrittsöffnung aus einem von der Mitte radial nach außen verlaufenden Schlitz oder mehreren auf einem solchen Radialstrahl angeordneten Bohrungen besteht. Die Eintrittsöffnung bildet einen Durchlaß mit einem Widerstand, der mit der Höhe des Flüssigkeitsspiegels in der Saugkammer veränderlich ist. Je mehr der Flüssigkeitsspiegel absinkt, um so größer ist der der Flüssigkeitsströmung entgegengesetzte Widerstand und um so mehr Luft wird zusammen mit der Flüssigkeit abgeführt.

Bei dieser Pumpe muß darauf geachtet werden, daß der Radialschlitz im Betrieb nach oben steht und die Ansaugöffnung möglichst zentrisch sitzt. Die erstrebte Mischung zwischen Luft und Öl erfolgt infolge des Druckverlustes, welcher dem Öl aufgezwungen wird. Ganz abgesehen davon, daß jeder Druckverlust zu vermeiden ist, treten bei dieser Mischungsart auch störende Geräusche auf.

Es ist ferner eine zweistufige Zahnrad-Heizölpumpe bekannt (s. die USA.-Patentschrift 3 162 129), bei der der Pumpenförderraum eine nierenförmige Ansaugnut aufweist. Beide Enden dieser Nut sind über je einen Ansaugkanal mit einer Eintrittsöffnung am Umfang des von einer Filter- und Ansaugkammer umgebenen Pumpengehäuses verbunden. Die Ansaugkanäle münden an einander etwa gegenüberliegenden Umfangsstellen und sind so be^ messen, daß ein Ansaugkanal zum Transport des gesamten zu fördernden Öls nicht ausreicht. Daher entsteht im anderen Ansaugkanal ein Unterdruck, der dafür sorgt, daß in der Ansaugkammer immer ein gewisser Füllstand des Öls erhalten bleibt, so daß die Eintrittsöffnung des Ansaugkanals der zweiten Stufe in einer Vielzahl von Einbaustellungen unterhalb des Ölspiegels liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotations-Flüssigkeitspumpe der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der die Luftabfuhr mit geringerem Druckverlust und geringerer Geräuschbildung unabhängig von der Einbaulage erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ansaugöffnung zum Förderraum nahe der Umfangswand der Vorkammer angeordnet und ein Teil eines tangential verlaufenden Kanals ist, und daß von dieser Umfangswand Verbindungskanäle nach außen führen, die die Eintrittsöffnungen, welche radial außerhalb der Vorkammer liegen, mit dieser verbinden.

Die durch die unterhalb des Flüssigkeitsspiegels

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liegenden Eintrittsöffnungen in die Vorkammer ge- wand, welche eine Seitenwand des inneren bzw.

langte Flüssigkeit wird, weil die Flüssigkeit in Tan- eigentlichen Pumpengehäuses bildet, im Sinterverfah-

gentialrichtung angesaugt wird, in Rotation versetzt. ren hergestellt. Man kann dann alle erforderlichen

Hierbei ist es unerheblich, ob sich die Ansaugöff- Vertiefungen und Kanäle mit großer Genauigkeit

nung unten, oben oder an einer beliebigen anderen 5 durch einen einfachen Preßvorgang erzeugen.

Stelle der Umfangswand der Vorkammer befindet. Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in

Sobald der Flüssigkeitsspiegel so weit abgesunken ist, der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels

daß der mit seiner Eintrittsöffnung in den Luftraum näher erläutert. Es zeigt

ragende Verbindungskanal keine Flüssigkeit mehr F i g. 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete öl-

enthält, nimmt der rotierende Flüssigkeitswirbel an io pumpe, bei der Deckel, Membran und Filter entfernt

der Berührungsstelle mit dem Verbindungskanal Luft sind,

mit. Dies geschieht ohne großen Druckverlust und Fig.2 einen Längsschnitt nach der Linie A-A in

ohne wesentliche Geräuschbildung. Es erfolgt eine F i g. 1,

intensive Vermischung der Luft mit der Flüssigkeit, F i g. 3 einen Teilschnitt längs der Linie B-B in

weil sich an der Zutrittsstelle der Luft jeweils die 15 F i g. 1 und

stärkste Flüssigkeitskonzentration befindet; denn in- F i g. 4 einen Teilschnitt längs der Linie C-C in

folge der Zentrifugalkraft wird die nicht vermischte Fig. 1.

Flüssigkeit nach außen getrieben, während sich der Gehäusekanäle 1 verbinden den nicht dargestellten mit Luft durchsetzte Flüssigkeitsschaum in der Mitte Saugstutzen der Pumpe mit einer saugseitigen Verder Vorkammer befindet. Dort hat das Schaumpol- 20 teilerkammer 2, die zwischen einem Deckel 3 und ster noch den zusätzlichen Effekt, daß es von der einem Filter 4 angeordnet ist. Das eintretende öl Pumpenwelle ausgehende Geräusche abdämpft. wird durch den Filter 4 hindurch in eine Ansaug-Zweckmäßigerweise sind mindestens drei Radial- und Filterkammer I gesaugt, die mit einer Gummiverbindungskanäle vorgesehen, welche gleichmäßig membran 5 versehen ist, welche zusammen mit dem über den Umfang der Vorkammer verteilt angeord- 25 hinter ihr liegenden Luftraum Pumpenansaugdrucknet sind. Auf diese Weise erreicht man mit kleinstem Schwankungen auszugleichen vermag. Von der AnAufwand eine vollständige Lageunabhängigkeit der saugkammerl gelangt das Öl durch Eintrittsöff-Pumpe. mangen 6 und radial verlaufende Verbindungskanäle In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vor- 10 in eine rotationssymmetrische Vorkammer II. Die geschlagen, daß die Eintrittsöffnungen zueinander 30 zuletzt genannten Teile sind in einer Kappe 7 vorgeachsparallele Bohrungen und je in einem zur Senk- sehen, welche mit Hilfe von Schrauben 8 am inneren rechten geneigten Wandstück des betreffenden Ver- Pumpengehäuse befestigt ist. Die Schrauben 8 halten bindungskanals angeordnet sind. Dies führt zu einer auch eine eine senkrechte Gehäusewand 31 darstel-Eintrittsöffnung, deren Erstreckung mit Bezug auf lende Seitenplatte, eine Zahnradplatte 19 und eine den Querschnitt klein ist. Hiermit erzielt man eine 35 Zwischenplatte 32 an einer Pumpentragplatte 33 fest, größere Unabhängigkeit von der Viskosität der Flüs- wobei die Teile 31, 19 und 32 das innere Pumpengesigkeit im Betrieb. Es genügt, wenn die Größenord- häuse bilden. Die Eintrittsöffnungen 6 sind Bohrunnung der Eintrittsöffnung der Saugkapazität der gen in je einem um 45° zur Wellenachse geneigten Pumpe entspricht. Wandstück der Kappe 7 bzw. der Verbindungskanäle Die erfindungsgemäße Lageunabhängigkeit und 40 10, wodurch die Projektion des Öffnungsquerschnitts gleichmäßige Luftuntermischung eignet sich beson- auf den Kanalquerschnitt und auch auf die Stirnders für solche Pumpen, die für einen hohen Wir- fläche der senkrechten Gehäusewand 31 kleiner ist kungsgrad ausgelegt sind, weil bei diesen Pumpen als der wirksame Öffnungsquerschnitt. Die Bohrunschon eine geringe Abweichung von der vorgeschrie- gen verlaufen koaxial, so daß praktsich keine Längsbenen Lage den Wirkungsgrad wesentlich ver- 45 erstreckung der öffnungen 6, die eine Viskositätsabschlechtert. Daher soll nach einem weiteren Merkmal hängigkeit hervorrufen würde, vorhanden ist. bei einer Pumpe, die als Zahnradpumpe mit zwei In der Seitenplatte bzw. senkrechten Gehäusewand Zahnrädern im Inneneingriff ausgebildet ist, die An- 31 befindet sich ein etwa tangential an die Vorkamsaugöffnung in der senkrechten Gehäusewand zu mer 2 anschließender Kanal 11, der an der Stirneinem Einlaßbereich des Förderraums führen, durch 50 fläche der senkrechten Gehäusewand 31 eine Ansaugweichen die Zahnlücken der Zahnräder von beiden öffnung 36 bildet. Der Kanal 11 führt über eine Stirnseiten her aufgefüllt werden. weitere Bohrung 12 in den saugseitigen Teil des För-Eine Pumpe mit diesen Merkmalen ist in der Lage, derraums der Pumpe, die als Förderorgane ein Zahnbei Saughöhen, die nur etwa 20 mm unter dem Baro- rad 16 und einen Zahnkranz 17 aufweist. Der ölmeterdruck liegen, zu arbeiten, d. h. also bis unge- 55 strom teilt sich hinter der Bohrung 12. Der eine Teil fähr 710 mm Hg. Hierbei spielt auch eine Rolle, daß läuft über einen Verbindungskanal 13 in der senkinfolge der intensiven Vermischung der Flüssigkeit rechten Gehäusewand in eine Ansaugausnehmung mit der Luft bei diesen hohen Saughöhen noch eine 14, von der aus die eine Seite der saugseitigen Zahnausreichende Füllung erreicht werden kann, was bei lücken 15 der Zahnräder 16, 17 gefüllt wird. Der einer weniger intensiven Mischung nicht möglich 60 Rest des Öls gelangt über eine Bohrung 18 und einen wäre. Verbindungskanal 20 zu einer weiteren Ansaugaus-Mit Bezug auf die konstruktive Ausgestaltung nehmung 21, von der aus die andere Seite der saugempfiehlt es sich, daß die Vorkammer, die Verbin- seitigen Zahnlücken 15 gefüllt wird, dungskanäle und die Eintrittsöffnungen in einer Das Öl wird dann in den Zahnlücken der Zahn-Kappe ausgebildet sind, welche auf die Stirnseite der 65 räder zur Druckseite gefördert. Von den druckseitigen senkrechten Gehäusewand aufgesetzt ist und dabei Zahnlücken 22 strömt das Öl in zwei Teilströmen die andere Stirnwand der Vorkammer bildet. über die Kanäle 23 und 24 ab, wodurch eine hydrau-Zweckmäßigerweise ist die senkrechte Gehäuse- lische Entlastung der Zahnräder erzielt wird, da der

Öldruck auf beiden Seiten gleich groß ist. Das öl gelangt über Verbindungskanäle 25 und 26 in Sammelkanäle 27 und 28 in der Zahnradplatte 19, von denen es über eine Bohrung 29, welche Zahnradplatte 19, Zwischenplatte 32 und Tragplatte 33 durchsetzt, in einen Verbindungskanal 30 zum Druckventil der Pumpe fließt.

In der Kappe 7 sind die Vorkammer II, die drei Verbindungskanäle 10 und die Eintrittsöffnungen 6 ausgebildet. In der Seitenplatte bzw. senkrechten Gehäusewand 31 ist die Pumpenwelle 34 gelagert; ferner sind in ihr die Ölkanäle 11,12,13, 24 und 26 sowie die Ausnehmung 14 ausgebildet. Die Zwischenplatte 32 weist die Ausnehmungen bzw. Kanäle 20, 21, 23 und 25 auf.

Wenn im Betrieb Öl durch den tangentialen Kanal 11 angesaugt wird, beginnt das öl in der Vorkammer II zu rotieren. Sobald das ölniveau unter den Punkt 35 sinkt, nimmt der Ölwirbel Luft mit, welche über die obere Eintrittsöffnung 6 und den oberen Verbindungskanal 10 zugeführt wird. Diese Luft wird innig mit dem Öl vermischt, so daß sie beim Weitertransport durch die Pumpe keinen Schaden anrichten kann. Wegen der Zentrifugalkraft bildet sich im Innern des Wirbels ein leichteres Luft-Öl-Gemisch, so daß im Bereich der Mischungsstelle 35 ein sehr kräftiges Ölvolumen zur Verfügung steht. Auch liegt die Ansaugöffnung 36 in diesem Bereich stärkerer ölkonzentration. Der ölwirbel wird von unten mit frischem Öl gespeist und kann daher den beschriebenen Zustand aufrechterhalten. Auf diese Weise ist es möglich, mit äußerst geringem Druckverlust und

ίο ohne wesentliche Geräusche überschüssige Luft rasch und zuverlässig abzusaugen, wobei wegen der innigen Vermischung mit dem öl keine Störungen in der nachgeschalteten Anlage zu befürchten sind.
Ferner ist erkennbar, daß es für die Funktionsfähigkeit dieser Anordnung keine Rolle spielt, ob die in der Zeichnung veranschaulichte Lage eingenommen wird oder sie um einen beliebigen Betrag um die horizontale Achse gedreht wird, denn für den öl- und Lufteintritt stehen mehrere Eintrittsöffnungen 6 und Verbindungskanäle 10 zur Verfügung, und der tangentiale Ansaugkanal 11 kann in jeder beliebigen Winkellage öl abführen und den Rotationsantrieb in Gang setzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rotationskolbenpumpe, insbesondere Heizölpumpe, mit zwischen einer senkrechten Gehäusewand und einer dazu ungefähr parallelen weiteren Stirnwand gebildeten, im wesentlichen kreiszylindrischen Vorkammer, von der eine Ansaugöffnung durch jene Gehäusewand zum Pumpenförderraum führt, während die andere, auch in Umfangswandteile übergehende Stirnwand zum Eintritt von Förderflüssigkeit aus der außerhalb der Vorkammer gelegenen Ansaug- und Filterkammer in die Vorkammer Eintrittsöffnungen aufweist, von denen ein Teil unterhalb und ein anderer Teil oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in der Ansaugkammer liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung (36) zum Förderraum nahe der Umfangswand der Vorkammer (II) angeordnet und ein Teil eines tangential verlaufenden Kanals (11) ist, und daß von dieser Umfangswand Verbindungskanäle (10) nach außen führen, die die Eintrittsöffnungen (6), welche radial außerhalb der Vorkammer liegen, mit dieser verbinden.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei radiale Verbindungskanäle (10) vorgesehen sind, welche gleichmäßig über den Umfang der Vorkammer (II) verteilt angeordnet sind.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnungen (6) zueinander achsparallele Bohrungen und je in einem zur Senkrechten geneigten Wandstück des betreffenden Verbindungskanals (10) angeordnet sind.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welche als Zahnradpumpe mit zwei Zahnrädern im Inneneingriff ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung (36) in der senkrechten Gehäusewand (31) zu einem Einlaßbereich (14, 21) des Förderraums führt, durch welchen die Zahnlücken der Zahnräder (16, 17) von beiden Stirnseiten her aufgefüllt werden.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (H), die Verbindungskanäle (10) und die Eintrittsöffnungen (6) in einer Kappe (7) ausgebildet sind, welche auf die Stirnseite der senkrechten Gehäusewand (31) aufgesetzt ist und dabei die andere Stirnwand der Vorkammer bildet.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechte Gehäusewand (31), welche eine Seitenwand des inneren bzw. eigentlichen Pumpengehäuses bildet, im Sinterverfahren hergestellt ist.