DE1553079A1

DE1553079A1 - Rotierende Pumpe

Info

Publication number: DE1553079A1
Application number: DE19631553079
Authority: DE
Inventors: Roudaut Philippe Robert Louis
Original assignee: ROUDAUT PHILIPPE ROBERT LOUIS
Current assignee: ROUDAUT PHILIPPE ROBERT LOUIS
Priority date: 1962-06-12
Filing date: 1963-06-11
Publication date: 1969-12-11
Also published as: CH410635A; FR1335006A; GB968656A; US3229643A

Description

■ Dipl.-Ing.Heinz Ciaessen P.R.l.Roudaut - 1

Patentanwalt
7 Stuttgart 1 '
Rotebühlstr.70

ISE Reg.Ur.2727 *

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORP., NEW YORK

Die Priorität der Anmeldung Nr. P.V.900,4-16 vom

12.Juni 1962 in Frankreich ist in Anspruch genommen.

Rotierende Pumpe

Die Erfindung "bezieht sich auf hydraulische Pumpen und speziell auf rotierende Pumpen, welche besonders geeignet sind, angriffsfreudige Flüssigkeiten zu fördern,,

Wechselpumpen, deren Saug- und Auslasskammern isoliert sind von dem Pumpenmechanismus durch Membranen, werden allgemein verwendet, um angriffsfreudige Flüssigkeiten zu pumpen. Die wechselnde Veränderung der Pumpenmembranen verändert die Volumen der Saug- und Auslasskammern, und die Flüssigkeit wird dann gezwungen, in der gewünschten Richtung von der Kammer durch ein System von Röhren zu fliessen. Solche Pumpen haben den Nachteil eines stossweisen Ausgangs. Dieser Nachteil wird gewöhnlich durch die Verwendung von Druckdämpfern oder -speichern beseitigt. Wechselpumpen haben den weiteren Nachteil, dass sie schwer und teuer sind und ihre Geschwindigkeit oft durch die Trägheit der Röhren begrenzt ist und sogar durch die Trägheit der Membranen. Während di'ese letzteren Nachteile den Dauerstrom volumetrischer Pumpen, wie beispielsweise Flügelrad-, Zahnrad- oder Schraubenpumpen, nicht anhaften, treten andere Probleme auf, wie beispielsweise Dichtungsfragen, die sehr schwierig zu bewältigen sind.

Es ist daher Gegenstand der Erfindung, eine Pumpe zu .erstellen, welche den oben erwähnten Pumpenarten überlegen ist.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Pumpe, deren Mechanismus vollständig isoliert ist von der zu fördernden Flüssigkeit.

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ISE Reg.2727 - 2 -

Aüsserdem soll eine Wechselpumpe geschaffen werden, die fortlaufend _x arbeitet und möglichst frei von Druckschwankungen ist.

Ein Merkmal der Erfindung ist die Verwendung einer ringförmigen Kammer, die zwischen dem Motorkörper,und einer rohrförmigen Membran angeordnet ist und die der Länge nach durch bewegliche Teile unterteilt ist. Eine Membran umgibt einen Rotor, welcher eine Vielzahl von mit Ringen versehenen Exzentern trägt, die entlang des Rotors und scharfkantig relativ zueinander gestaffelt angeordnet sind. Die Bewegung der Exzenter ergibt eine wellenartige Bewegung der Membran entlang der Pumpe.

Die auf dem Exzenter befindlichen Ringe haben den gleichen maximalen Durchmesser wie die Membran. Wenn die Welle umläuft, rotieren die Exzenter mit und übertragen die Bewegung reibungslos auf die Membran.

Anhand der Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert:

Figur 1 ist eine schematische Darstellung des Längsschnittes einer Pumpe gemäss der Erfindung;

Figur 2 ist ein Schnitt II-II der Fig.1 und Figur 3 zeigt einen Schnitt III-III der Fig„1.

■' Hauptsächlich enthält die Pumpe nach der Erfindung einen zylindrischen Körper, der der Länge nach mit einer rohrförmigen Membran durchsetzt ist und mit dem zylindrischen Körper eine ringförmige Kammer bildet. Das eine Ende der Kammer steht mit einer Zuflussöffnung und das andere mit einer Abflussöffnung für eine Flüssigkeit in Verbindung. Es sind Mittel für eine fortdauernde Verformung der Membran vorgesehen, um das Volumen der Flüssigkeit, das zwischen der Membran und dem rohrförmigen Körper eingeschlossen ist, vom Zufluss zum Abfluss zu fördern.

Der Mechanismus, welcher die Membran verformt, ist vollständig isoliert von der Flüssigkeit, und die dauernde Flussförderung erfolgt ohne irgend eine Schwankung am Abfluss. Die erwähnten Dichtungspro-

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bleme Bind ebenso gelöst wie das Problem der Geschwindigkeitsbegrenzung, da die abgesetzten Hinge eine positive Nachregelung der Membran bei jeder Umdrehung der Welle gewährleisten.

Wenn beispielsweise mit höherem Druck gearbeitet werden soll, ist es möglich, dass der Rotor in einer Flüssigkeit arbeitet, welche unter Druck innerhalb der Membran umlaufen kann. Durch Wahrnehmung dieses Druckes kann der Abfluss tatsächlich reguliert werden.

In dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Pumpe einen rohrförmigen Körper 1, der in der Nähe seiner Enden jeweils mit einem Rohr 2 und 3 verbunden ist, die den Zu- und Abfluss der zu fördernden Flüssigkeit bilden.

Die Enden des rohrförmigen Körpers 1 sind durch Flansche 4 und 5 abgesohlossen, die z~.B. an das Rohr 1 angeschraubt sein können. Diese Flansche 4 und 5 werden auch dazu verwendet, die Enden der Membran 6 zu befestigen, die einen kleineren Durchmesser als das Rohr 1 hat und aus einem biegsamen Material besteht, wie z.B. oder Kunststoff»

Die Enden der Membran 6 sind zwischen dem Eaäs ?l©s Eohres 1 und dem Boden der Aussparungen der Flansche 4 und 5 eingespannt, in welche die Rohrenden eingreifen. Somit ist die Dichtung zwischen den verschiedenen Teilen gesichert.

Die Flansche 4 und 5 haben an ihren inneren Teilen Ansätze 7 und 8, über welche die Membran 6 gelegt ist, um sich unterhalb der Stelle zu befinden, an der die Rohre 2 und 3 mit dem rohrförmigen Körper 1 verbunden sind.

Jeder Ansatz ist ausgekehlt und trägt ein Lager 9 oder 10 für eine Langeweile 11. Das Lager 9 des Ansatzes 7 ist ein Drucklager, das in axialer Richtung durch einen Vorsprung 12 dieses Ansatzes gehalten wird.

Exzenter 13a, 13b usw. sind auf der Welle 11 angeordnet und können in Verbindungsringen 14a, Hb usw. umlaufen, die einen äusseren Durchmesser haben, der ungefähr gleich dem inneren Durchmesser der

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Membran 6 entspricht. Der Exzenter 13a und der entsprechende Ring Ha, die am nächsten dem Zufluss angeordnet sind, sind mit Ansätzen versehen und wirken als !Druckglieder für die verschiedenen Ringe.

Die' Exzenter 13a, 13b usw. haben eine derartige Exzentrizität, dass, die Membran in Verbindung mit der inneren Fläche des Körpers 1 in Berührung gebracht wird. Die Exzenter sind regelmässig gestaffelt von einem Ende der Pumpe zum anderen angeordnet, so dass die Membran 6, wenn sie durch die Ringe Ha, Hb usw. verformt wird, wie eine breitgängige Schraube erscheint.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist der ringförmige Zwischenraum zwischen der Membran 6 und dem Körper 1 zwischen den Zufluss- und Abflussrohren 2 und 3 in. mehrere Hohlräume 15' durch biegsame Wandungen der Länge nach unterteilt, die in dem Ausführungsbeispiel vorzugsweise ein Rohr 15 sind, das aus demselben Material wie die Membran 6 besteht. Dieses Rohr hat beinahe einen viereckigen Querschnitt und ist einerseits an jeder Ecke an dem rohrförmigen Körper 1 befestigt und andererseits in der Mitte jeder seiner Seiten an der Membran 6.

Der rohrförmige Körper 1 weist Längsauskehlungen 16 auf, in denen die Ecken des Rohres 15 aufgenommen werden, und durch Stäbe 17, beispielsweise ähnlich Pianosaiten, gehalten werden. Die Enden der Stäbe 17 liegen in Auskehlungen 19 des Körpers 1. Die Stäbe 17 werden gehalten durch federnde Spaltringe 18. Die Ringe 18 werden in den Auskehlungen 19 aufgenommen, so dass die Ringe keine axiale Bewegung ausführen können.

Die Längsauskehlungen 16 können entweder parallel mit der Achse des rohrförmigen Körpers 1 verlaufen oder leicht geneigt in Bezug auf die Achse sein.

Das Rohr 15 ist am Mittelpunkt seiner Seiten mit der Membran 6 entweder durch Kleben oder Löten verbunden. Die Figur 1 zeigt eine Befestigungsart der Welle 11, welche durch einen Motor angetrieben wird. Die Welle 20 des Motors ist mit der Welle 11 durch eine halbflexible Kupplung 21 verbunden.

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Nach einer anderen Ausführungsart ist die. Welle 11 gegenüber dem Flansch 4 mittels einer Dichtung 22 abgedichtet,'um über einen Punkt 23 mit einem Motor gekuppelt zu werden.

Der flansch 5 hat ein Rohr 24, das gestattet, eine Flüssigkeit unter Druck einzuführen, die über einen Kanal 25 in die innere Aushöhlung der Membran 6 eindringen kann. Das Abführen der luft und auch der Fluss der Flüssigkeit beginnt durch einen Kanal 27 (Fig.3). und einen Kanal 28 (Fig.1), die im Flansch 4 sich befinden und. an einem Ablass 29 enden. Eine Überdruckeinrichtung 30 ist im Flansch 5 vorgesehen.

Wie aus der Figur 3 zu ersehen ist, besitzt der Ansatz 7 gegenüber dem rohrförmigen Zufluss 2 einen unsymmetrischen Abschnitt derartiger Form·, dass dort ein breiter Weg für die Flüssigkeit vorhanden ist, wenn sie durch das Rohr ankommt und zwar in Richtung des Pfeiles f.

Die Wirkungsweise der Pumpe ist folgende:

Yiewa der Rotor in der Pfeilrichtung f, wie in der Figur 3 dargestellt, umläuft, sind die verschiedenen Hohlräume 15' zwischen dem rohrförmigen Körper der Pumpe und dem Rohr 15 und diesem Rohr und der Membran 6 Formveränderungen ausgesetzt, abhängig von den Exzentern 13a, 13b usw., so dass der Flüssigkeitsstrahl, der sich in jedem dieser Hohlräume befindet, von dem Zuflussrohr 2 zum Abfluss 3 befördert wird. Abhängig von der Formveränderung der verschiedenen Hohlräume um die Achse der Pumpe folgt regelmässig die Wanderung der entsprechenden Flüssigkeitsstrahle, und die Pumpe arbeitet ununterbrochen ohne bemerkenswerte Pulsation.

Wenn gewünscht wird, dass die Pumpe unter niedrigem Druck arbeitet, ist es nicht notwendig, durch das Rohr 24 eine Flüssigkeit einzuführen.

Soll die Pumpe unter hohem Druck arbeiten, ist es vorteilhaft, durch dieses Rohr 24 eine Flüssigkeit unter Druck einzubringen, um zu vermeiden, dass die Membran 6 gegen den Rotor gequetscht wird. Eine solche Flüssigkeit, die als eine "stossdämpfende Flüssigkeit" oder als eine "steuernde Flüssigkeit" bezeichnet werden kann,

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erlaubt der Membran 6, sich weiterhin zu dehnen, und daher wird durch Veränderung der Differenz zwischen dem grössten und kleinsten wirksamen Eadius der Exzenter der Abfluss in dem Mass verringert, wie der Druck der "Steuerflüssigkeit" grosser wird.

Um einen grossen Abfluss zu erzielen, können die Ansaug- und Auslasszwischenräume mit Führungsflügeln ausgerüstet werden, welche den Fluss der Flüssigkeit erleichtern.

Der rohrförmige Körper der Pumpe, das Rohr und die Membran, müssen aus einem derartigen Material sein, dase der zu fördernden Flüssigkeit widersteht. Wenn notwendig, kann die Innenseite des rohriörmigen Körpers der Pumpe mit einem Überzug versehen werden. Der gleiche Gegenstand kann mit einem Belag versehen sein+ der auch den Umlauf einer Heiz- oder Kühlflüssigkeit erlaubt.

8 Patentansprüche

2 Bl.Zeichnungen, 3 Fig.

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Claims

Patentansprüche

dotierende Pumpe, gekennzeichnet durch einen zylindrischen rohrförmigen Körper, der der Länge nach von einer biegsamen rohrförmigen Membran durchsetzt ist und mit dem Körper eine ringförmige Kammer begrenzt, deren jedes Ende mit einer Zu- und Abfluss-Öffnung für eine Flüssigkeit in Verbindung steht, und einen, schraubenartigen, mit ringförmigen Abschnitten versehenen Rotor, der exzentrische, scharfkantig gestaffelte Lager in Bezug auf die Achse des Pumpenkörpers aufweist, und Ringen, in welchen die exzentrischen Lager des Rotors umlaufen und auf denen die Membran ruht, durch welche bei ununterbrochener Verformung derselben die zwischen der Membran und dem rohrförmigen Körper sich befindende Flüssigkeit von der Zuflussöffnung zur Abflussöffnung gefördert wird.
2. Rotierende Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige, sich zwischen der Membran und dem rohrförmigen Körper befindende Zwischenraum zwischen der Zu- und Abflussöffnung durch biegsame Wandungen der Länge nach unterteilt ist.
3. Rotierende Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Teil eine feste und eine biegsame Wandung aufweist, die mit ihren Enden an den Enden der festen Wandung abgedichtet ist, und dass angrenzend an den Enden des rohrförmigen Teiles Zu- und Abfluss-öffnungen angeordnet sind, um Flüssigkeit zu und von der ringförmigen Kammer zu fördern, und dass axial zu dem rohrförmigen Glied Teile angeordnet sind, durch die aufeinanderfolgende radialgerichtete Kräfte auf die biegsame Wandung gebracht werden, die eine wellenartige Bewegung der biegsamen Wandung von einer öffnung zur anderen Öffnung erzeugen.
4. Rotierende Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese noch eine Vielzahl sich der Länge nach im rohrförmigen Teil erstreckender biegsamer Zwischenwandungen aufweist, von denen

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jede mit ihren längskanten mit der festen Wand und ihr Mittelpunkt mit der "beweglichen Wand verbunden sind, so dass eine Vielzahl von Hohlräumen in der ringförmigen Kammer entsteht. .
5. Rotierende Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese noch ein im Innern des rohrförmigen Teiles angeordnetes . Rohr aufweist, das mit einer Vielzahl von Punkten an der inneren Fläche der festen Wandung und mit einer Vielzahl anderer Punkte an der biegsamen Wandung angeschlossen ist, wodurch eine Vielzahl von Hohlräumen zwischen Teilen dieses Rohres und der festen Wandung und zwischen Teilen dieses Rohres und der "beweglichen Wandung begrenzt wird.
Rotierende Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die biegsame Wandung durch eine drehbare, mit mehreren Ringe tragenden Exzentern ausgerüsteten Welle, die über Kupplung angetrieben wird, verformt wird.
7. Rotierende Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung eines druckdichten Verschlusses an den Verschlussflanschen des rohrförmigen Körpers die Enden der festen und beweglichen Wandungen verbunden sind.
8. Rotierende Pumpe nach Anspruch 3 und 7, gekennzeichnet durch mindestens einen ungeteilten, mit einer Druckflüssigkeit versehenen Kanal in jedem Flansch, die dazu dient, einen hydraulischen Druck an der beweglichen Wandung zu erzeugen, um das in der ringförmigen Kammer enthaltene Volumen der Flüssigkeit zu regulieren oder eine Restflüssigkeit auszulassen.

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