DE1553205A1

DE1553205A1 - Pump- und Abmessgeraet

Info

Publication number: DE1553205A1
Application number: DE19651553205
Authority: DE
Inventors: Martz Roger Geuy
Original assignee: Stewart Warner Corp
Current assignee: Stewart Warner Corp
Priority date: 1964-02-24
Filing date: 1965-02-19
Publication date: 1970-05-21
Also published as: US3273502A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Pump- und Abmeßgerät und insbesondere auf ein Gerät dieser Art, welches billig und bei solchen Arbeitsgeschwindigkeiten verwendbar ist, daß es direkt durch einen Elektromotor angetrieben werden kann, und welches die Fähigkeit besitzt, gewünschtenfalls öl gegen eine Saugkraft entsprechend 635 mm Hg zu saugen und gleichzeitig fortlaufende Strömungsmengen von 1,16 l/h (0,3 gal/h) genau abzumessen.

Bei vielen praktischen Anwendungen ist es erwünscht, eine Flüssigkeit mit einem gewissen Druck zu pumpen und die unter Druck stehende Flüssigkeit genau und gleichbleibend abzumessen bzw. zu dosieren. Von besonderer Bedeutung sind jedoch die Kosten jedes Pump- und/oder Abmeßgerätes, &@lne Gr£ße und seine Arbeitsgeschwindigkeit, so daß ©s für einen direkten Antrieb durch einen üblichen

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Elektromotor geeignet ist oder nicht.

Beispielsweise wird die vergleichsweise Verwendung von öl oder Gas als Brennstoff durch die Kosten bestimmt, und eine ölverbrennungsanlage ist im allgemeinen teurer als eine Gasverbrennungsanlage. Dieser Unterschied in den Kosten ist der Tatsache zuzuschreiben, daß öl gespeichert und gepumpt werden muß, was bei einer Gasverbrennungsanlage nicht erforderlich ist. Weiterhin beträgt die Ölstrommenge für eine ölverbrennungsanlage mit geringem Ausgang, z.B. für einen Haushaltwassererhitzer von 10 000 kcal/h (40 000 BTU/h) etwa 1,16 l/h, so daß das genaue Abmessen bzw. Dosieren zu einem Problem wird. Die Laboratoriumsvorschriften erfordern weiterhin, daß ein mit öl befeuerter Brenner eine Hubpumpe hat, welche gegen eine Saugkraft entsprechend 635 mm Hg saugen kann. Von praktischer Bedeutung ist auch, daß das Pump- und Abmeßgerät sowohl in einem System mit einer Leitung als auch in einem System mit zwei Leitungen zwischen dem ölspeichertank und der ölverbrennungsanlage arbeiten können muß, um beispielsweise die Ölleitungen nach längeren Perioden des Nichtgebrauchs rasch zu füllen.

Demgemäß besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein billiges Pump- und Abmeßgerät zu schaffen, das auf Grund seiner Ausführung imstande ist, öl entgegen einer Saugkraft entsprechend 655 mm Hg zu saugen und gleichzeitig kontinuierliche Strömungsmengen von 1,16 l/h genau ab-

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zumessen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Pump- und Abmeßgerät zu schaffen, das mit Geschwindigkeiten von l800 U/min oder mehr für eine gewünschtenfalls direkte Verbindung mit einem Antriebselektromotor angetrieben werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Pump- und Abmeßgerät zu schaffen, das allgemein aus im Handel verfügbaren Bauteilen mit geringen Kosten hergestellt werden kann, eine kleine physikalische Größe und einen geringen Bedarf an Antriebsenergie hat und für die Verwendung in einer mehr oder weniger billigen ölverbrennungsanlage mit geringem Wärmeausgang geeignet ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt nach Linie 1-1 der Fig. 2, einer bevorzugten Ausführungsform des Pump- und Abmeßgerätes gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht nach Linie 2-2 der Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Teilschnittansicht nach Linie "5-J5 der Fig. 1.

Bei der dargestellten Ausführungsform weist das Gerät 10 eine Pumpvorrichtung 12, die in einem zweckentsprechenden

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Hohlraum l4 eines Gehäuses 16 eingeschlossen ist, und eiiB Abmeßvorrichtung 18. auf, die mit dem Auslaß der Pumpvorrichtung 12 verbunden ist und von einem rotierenden Teil 20 der Pumpvorrichtung gebildet ist, der mit einer oder mehreren Abflachungen versehen ist, deren jede eine am Umfang liegende Abmeßkammer 22 begrenzt, aus der ein von dem Gehäuse 16 getragener Flügel 24 Medium austreibt, wenn der Teil 20 rotiert.

Das Gehäuse 16 des Gerätes 10 ist aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Stirnplatten 26 und 28 und einem ' zwischengefügten Ring JO zusammengesetzt, wobei diese Teile durch Bolzen J52 zusammengehalten werden. 0-Ringe y\, die in ringförmigen Nuten der Stirnplatten 26 und 28 aufgenommen sind, dichten den abgegrenzten Hohlraum 14 ab.

Die Pumpvorrichtung 12 besteht vorzugsweise aus zwei ineinandergefügten Zahnrädern 20 und 38, von denen das äußere Zahnrad bzw. der rotierende Teil 20 innerhalb des zylindrischen Hohlraums l4 aufgenommen ist, um sich darin zu drehen. Das äußere Zahnrad 20 weist Zahnelemente 42 und das innere Zahnrad 38 Zahnelemente 40 auf. Das innere Zahnrad 38, das innerhalb des äußeren Zahnrades 20 angeordnet ist, hat in bekannter Weise ein Zahnelement weniger als das äußere Zahnrad 20, und bei dem dargestellten Beispiel weist das innere Zahnrad 38 sechs Elemente 40 und das äußere Zahnrad 20 sieben Zahnelemente 42 auf. Die Zahnelemente 4o und 42 haben eine solche Formgebung, daß stets eine me-

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dium^dichte LinienberUhrung zwischen dem inneren und dem äußeren Zahnrad vorhanden ist, um eine Anzahl von Mediumkammern, z.B. 46, 47 und 48, abzugrenzen, die der Anzahl Zahnelemente des inneren Zahnrades 38 entspricht. Pas innere Zahnrad 38 ist auf eine Welle 44 aufgekeilt, um äeh exzentrisch zu dem zylindrischen Hohlraum l4 und dem äußeren Zahnrad 20 zu drehen und um dadurch das äußere Zahnrad in der gleichen Richtung mit einer Geschwindigkeit zu drehen, die dem Verhältnis der Zähne an dem äußeren und dem inneren Zahnrad proportional ist.

Wenn sich die Welle 44 und die beiden Zahnräder 20, j58 drehen, bewegen sich die Kammern 46, 47 und 48 innerhalb des Gehäuses, wobei sich ihre Größe auf der einen Hälfte einer vollen Umdrehung erhöht und auf der anderen Hälfte der Umdrehung vermindert. Eine Einlaßöffnung 50 und eine Auslaßöffnung 52, die in der Stirnplatte l8 vorgesehen und zu den Kammern 46, 47 und"48 offen sind, ermöglichen ein Hindurchbefördern des Mediums durch das Gerät während aufeinanderfolgender Pumpkreisläufe.

Die Einlaßöffnung 50 steht über eine Bohrung 54 in der Gehäuseplatte 28 mit einem mit Innengewinde versehenen Stutzen 56 zum bequemen Anschluß an einer Einlaßleitung od.dgl. (nicht dargestellt) in Verbindung, die von einem Mediumsumpf oder -tank (nicht dargestellt) kommt. Die Aüslaßöffnung 52 steht über eine Innenbohrung 58 und eine Kammer 6l mit einem mit Innengewinde versehenen Stutzen

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60 in Verbindung. Innerhalb der Kammer 6l ist ein Filter 62 angeordnet, und der Stutzen 60 ist gewöhnlich durch einen Stopfen 64 verschlossen. Eine in dem Gehäuse vorgesehene Nebenwegbohrung 66 verbindet die Auslaßkammer 6l mit der Einlaßbohrung 54 (Pig. 1 und 2). Ein Druckentlaetungsorgan, wie z.B. ein Kugelrückschlagventil 68, das durch eine Druckfeder 70 geschlossen gehalten wird, verschließt die Nebenwegbohrung 66, um einen direkten Kurzschluß an der Auslaßkammer 6l und der Einlaßbohrung 54 zu verhindern. Per Druck, bei dem sich das Kugelrückschlagventil 68 öffnet, ist durch mehr oder weniger weites Einschrauben eines Zapfens 72 in seine Aufnahmebohrung einstellbar, um die Kraft der Feder 70 zu. andern.

Bine Innenbohrung 76 verbindet die Kammer 6l weiterhin mit einer Einlaßöffnung 78, die sich axial zu dam Hohlraum l4 am Umfang des äußeren Zahnrades 20 erstreckt. Das äußere Zahnrad 20 ist, wie oben erwähnt, an seinem Umfang mit wenigstens einer Abflachung versehen, die eine Kammer 22 begrenzt, welche beim Vorbeigehen an der Einlaßöffnung 78 mit Medium gefüllt wird. Mit dem Hohlraum 14 steht in ähnlicher Weise eine Auslaßöffnung 80 in Verbindung« die sich nahe dem Flügel 24 befindet» um das Auslassen des Mediums aus der Umfangskammer 22 zu ermöglichen. Eine Bohrung 82 verbindet die Auslaßöffnung 80 mit einem mit Innengewinde versehenen Stutzen 84 ,^ welcher den Auslaß für den abgemessenen Strom aus dem Gerät 10

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bildet. Der Flügel 24 ist-in einem radialen Schlitz 88 des Gehäuses gleitbar angeordnet, und eine Spiralfeder 86, welche in eine mittlere Nut des Flügels 24 eingreift, drückt den Flügel 24 gegen den Umfang des äußeren Zahnrades 20. Die Feder 86 ist in eine ringförmige Nut 90 des Ringes 50 eingesetzt und um einen Dübelzapfen 92 herumgebogen, um ihre Drehung innerhalb der Nut auszuschließen.

Die Welle 44 ist innerhalb des Gehäuses 16 durch im Abstand voneinander angeordnete Rollenlager 94 und axiale Drucklager 96 abgestützt. Ein Dichtungsteil 98 zwischen der Stirnplatte 26 und der Welle 44, und ein Dichtungsteil 100, der auf die Welle 44 gegen die axialen Drucklager aufgeschraubt ist, dichten den Hohlraum 14 an den gegenüberliegenden Enden der Welle gegen Hindurchsickern ab.

Im Betrieb wird ein«? (nicht dargestellte) Einlaßleitung von einem Sumpf oder einem Speisetank (nicht dargestellt) mit dem Einlaßstutzen 56 verbunden. Das Medium wird durch die Ausdehnwirkung jeder der abgegrenzten Mediumkammern (z.B. 46, 47, 48) der Pumpvorrichtung 12 durch die Einlaßöffnung 50 hindurch angesaugt und dann durch die Auslaßöffnung 52 hindurch in die Mediumauslaßkammer 6l gedrückt. Überschüssige Mengen des Mediums über den für die Abmeßvorrichtung 18 benötigten Mengen werden über die Nebenwegbohrung 66 durch das Rückschlagventil 68 hindurch oder gewünschtenfalIs aus dem Stutzen 60 abgelei-

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tet, wobei dann der Stopfen 64 erforderlichenfalls entfernt wird. Das Nebenschlußrückschlagventil 68 regelt weiterhin den maximalen Druck innerhalb der Kammer 6l, der durch Einstellen des Zapfens 72 einstellbar ist, um die Kraft der Feder 70 zu ändern.

Die Einlaßöffnung 78 der Abmeßvorrichtung fühlt daher einen im allgemeinen konstanten Mediumdruck ab, um jede am.Umfang befindliche Mediumkammer 22 innerhalb des Hohlraumes lA mit gleichbleibender Regelmäßigkeit zu füllen. Der Flügel 24 treibt bei der Drehung des äußeren Zahnrades 20 das Medium aus der Kammer 22 heraus, um aus dem Auslaßstutzen 84 ein genau abgemessenes Mediumvolumen abzugeben. Die Strömungsgeschwindigkeit wird lediglich durch das Volumen der Kammer 22 an der Abflachung des äußeren Zahnrades 20, die Anzahl solcher Kammern und die Anzahl der rotierenden Arbeitskreisläufe des äußeren Zahnrades bestimmt. Die Arbeitsgeschwindigkeit der Welle 44 kann genügend hoch sein, um eine direkte Verbindung mit einem (nicht dargestellten) Antriebsmotor zu ermöglichen. Ein Gerät gemäß der dargestellten Ausführungsform hat beispielsweise gleichförmige Strommengen von so kleinen Werten wie 1,16 l/h abgemessen, die sich um nur + 5 % für Mediumeinlaßbedingungen änderten, welche zwischen einem Sog von 635 mm Hg und einem positiven Druck von 1,05 atü schwankten.

Es ist ersichtlich, daß auch andere Kombinationen im Rahmen der Erfindung verwendet werden können. Beispielsweise

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können in dem Auslaß aus der Kammer 6l vorgesehene äußere Mittel einen direkten Nebenweg zu einem Sumpf (nicht dargestellt) schaffen. Ebenso können die Anzahl und der Abstand mehrerer Schaufeln 24 sowie die Anzahl und der Abstand der Umfangskammern 22 geändert werden. Tatsächlich können mehrere Flügel 24 verwendet werden, und es können getrennte Ströme in Serien- oder Parallelschaltung aufrechterhalten werden. Weiterhin kann die Abmeßvorrichtung in Verbindung mit einer anderen Pumpvorrichtung oder allein verwendet werden, falls die Sauganforderungen nicht kritisch sind.

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Claims

Patentansprüche

ί 1.j Kombiniertes Pump- und Abmeßgerät mit einer drehbaren Pumpvorrichtung, die in einem Gehäuse angeordnet ist, das eine Einlaßöffnung und eine Auslassöffnung besitzt, wobei die Pumpvorrichtung einen abgeflachten Teil zur Bildung einer drehbaren Kammer in dem Gehäuse aufweist, dl· mit einem Flügel zusammenarbeitet, der von dem Gehäuse so abgestützt 1st, dad er sich im Ansprechen auf die Drehung der Pumpvorrichtung in entgegengesetzten Richtungen bewegt, gekennzeichnet durch einen Mediumeinlaß (?8) und einen Mediunauslaß (80), die jeweils nahe den Seiten des Flügels (24) angeordnet sind, wobei der Ein-XU (?8) Mit de« Auslad (8o) und der Einlaßöffnung (32) Über die drehbare Kimr (22) in Verbindung »tent.
2. Gerät nach Anspruch X,' dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpvorrichtung (12) ein zahnradförraiges Glied (20) aufweist, das eine drehbare zylindrische Fläche hat, in welcher der abgeflachte Teil ausgebildet let und an welcher der Flügel (24) angreift, so da8 sie den Flügel beim Ansprechen auf das In- und Außereingrifftreten des abgeflachten Teiles mit dem Flügel (24) in entgegengesetzten Richtungen bewegt.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpvorrichtung (12) wenigstens eine ^ausdehnbare Pumpkammer (46, 47, 48) hat.

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4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Einlaßöffnung (50) und der drehbaren Kammer (22) ein Nebenschlußrückschlagventil (68) vorgesehen ist.
5· Gerät nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse einen inneren zylindrischen Hohlraum besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpvorrichtung (12) ein äußeres Zahnrad (20) und ein inneres Zahnrad (38) aufweist, die arbeitsmäßig innerhalb des Hohlraumes (l4) angeordnet sind und eine Mehrzahl ausdehnbarer Pumpkammern (46, 47, 48) begrenzen.
6. Gerät nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Welle (44) das innere Zahnrad (j58) der Pumpvorrichtung (12) exzentrisch zu dem äußeren Zahnrad (20) und dem C ;häusehohlraum (l4) abstützt und die beidai Zahnräder innerhalb des Hohlraumes (l4) antreibt.
7· Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel (24) eine Breite hat, die gleich der Breite der drehbaren Kammer (22) ist.
8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpvorrichtung (12) kontinuierliche Strommengen von einem so kleinen Wert wie 1,16 l/h gegen einen Druck von 635 mm Hg liefert.
9· Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpvorrichtung (12) einen drehbaren Teil (20) aufweist, der eine zylindrische Außenfläche hat, die mit

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einer zylindrischen Fläche im Eingriff steht, welche einen Hohlraum (14) in dem Gehäuse (l6) begrenzt, und daß der abgeflachte Teil in der zylindrischen Außenfläche des drehbaren Teiles (20) ausgebildet ist.
10. Gerät nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand von dem abgeflachten Teil ein weiterer abgeflachter Teil in der zylindrischen Außenfläche des drehbaren Teiles (20) ausgebildet ist, um eine Mehrzahl voneinander getrennter drehbarer Kammern (22) zu schaffen.
11. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel (24) in einem radialen Schlitz (88) des Gehäuses (16) gelagert ist und in der einen Richtung zum Eingriff mit der Pumpvorrichtung (12) gedrückt wird.

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