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HOCHGESCHWINDIGKEITS / HOCHDRUCK-ROTATIONS-VERDRÄNGERPUMPE Die vorliegende
Erfindung betrifft Pumpen der Patentklasse 59 ftfr die Förderung aller gegebenen
Flssigeiten und aller erdenklichen flüssigen Medien. Die Erfindung bezieht sich
speziell auf rotierende Pumpen der Verdrängerbauart und ist geeignet für hohe Antriebsdrehzahlen
und zur Erzeugung hoher Pumpendrücke, nach einer neuen, bisher nicht angewandten
Konzeption. Diese, fUr die Erfindung fundamentale Konzeption kann mit gleichen Vorteilen,
wie sie später in der Beschreibung aufgeführt sind, zum Bau und Betrieb von Kraft-
und Arbeitsmaschinen aller Ar Verwendung finden. Solche zusätzlichen Anwendungsgebieten
sieht der Erfinder z.B. in der Förderung von Gasen aller Art in Form ton Luftpumpen
Geblässen, Verdichter, Kompressoren, Ölmotoren und Wasserkraftmaschinen, Druckluftmotoren
und Vakuumpumpen, Verbrennungskraftmaschinen und Dampfmotoren, hydraulische Radantriebe
und reibungsfreie Bremssysteme, Flüssigkeitsgetriebe, und hydraulinche Betätiger.
Da jedoch der Erfinder das umfangreichste Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung
in der Forderung von Flüssigkelte sicht und der Erfindungsgegenstand nach ausgereifter
Entwicklung und Dauerversuchen im Prüffeld als Hochgeschwindigkeits/Hochdruck-Rotations-Verdr-ngerpumpe
erfolgreich unterworfen wurde, (s. auch Foto zur freien Verfügung des Amtes) soll
die Erfindung in ihrer Ausführung sowohl als praktisches Beispiel, als auch in ihrer
3etriebsweise als Pumpe beschrieben werden.
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Auf deia Gebiet der Pumpen zur Förderung von Flüssigkeiten aller Art
ist eine große Anzahl Pumpenbauarten bekannt geworden, von denen eine gewisse Anzahl
ihre Verwirklichung in Form praktisch verwendbarer Pumpen für die verschiedensten
Anwendungsgebiete gefunden haben. Bei der Vielzahl der typen sind Jedoch grundsätzlich
zwei Gattungen zu unterscheiden :die Fliehkraftpumpen und die Verdrängerpumpen.
Die Fliehkraftpumpen zeichnen sich durch große Fördermengen aus, die erreichbaren
Fördermengen sind aber begrenzt. verdrängerpumpen zeichnen sich durch hohe Drücke
aua, sind jedoch in ihren Fördermengen begrenzt.
HOCHGESCHWINDIGKEITS
/ HOCHDRUCK-ROTATIONS-VERDRÄNGERPUMPE Die nur auf den Fliehkräften beruhenden Förderleistungen
der ersten Gattung setzen große Lauf raddurchme s s er voraus und bauen daher aufwendig.
Außerdem sinkt die volumetrische Förderleistung bei steigendem Förderdruck erheblich
ab..Daa Prinzip der Sliehkraftpumpe führt nicht zwangsweise zur Selbstansaugung.
Pumpen dieser Bauart neigen ferner zur Kavitation. Diese und groß dimensionierte
Bauteile bezw. dadurch wirksam werdende dynanische Kräfte führen automatisch zu
Verschleiß.
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Die bekannt gewordenen Verdrängerpumpen besitzen vom Prinzip her neben
ihrer relativ geringen erreichbaren Fördermengen die Nachteiel geringer Drehzahlen,
hoher Gewichte, großer Abmessungen, hin- und hergehender und schwingender Massen,
die große, schwere Lager und Fundamente erfordern; als Kolbenpumpe sind Pulsieren
des Förderstromes, als Zahnradpumpe Geräusche und Empfindlichkeit gegen Verunreinigungen
in der Flüssigkeit unvermeidbar. Die Notwendigkeit von VenS tilen und Übersetzungsgetrieben,
eine Vielzahl von Maschinenelenien- .
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ten, begrenzte Lebensdauer und teure Herstellung und Unterhaltung
sind weitere Nachteile.
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Es ist die technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pumpe
von außererdentlich hoher spezifischer Leistung zu schaffen,d.h.
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eine Pumpe, die infolge hoher Betriebsdrehzahlen große Pördermengen
bei gleichzeitig hohen Drücken liefert und damit die Vorteile der Fliehkraftpumpen
mit den Vorteilen der Verdrängerpumpen in einer neuartigenKonzeption vereinigt unter
weitestgehenden Wegfall der Jeweiligen Nachteile beider Pumpengattungen. Es ist
die Absicht des Erfinders und Zweck der Erfindung, eine Pumpe zu schaffen, die die
folgenden Eigenschaften verkörpert: Hohe Drehzahl und Drücke, kleine Abmessungen
und damit eine hohe spezifische Leistung, leichtes Gewicht, einfacher Auf bau; billig
in der Herstellung, praktisch ohne Verschleiß und daduroh höhere Bebensdauer, konstante
Fördermenge unabhängig vom Druck,gleichmäßige Strömung, hydraulich druckausgeglichen,
ohne dynamische und mechanische Unwucht, dadurch schwingungsfrei und geräuschlos,
Baukastenbauweise zur Begrenaung der Typenzahl. Die bereits nach dem Prinzip der
vorliegenden Erfindung ausgeführten Versuchspumpen haben den Beweis erbracht, daß
diese neuartigen Pumpen im Anwendungsgebiet
HOCHGESCHWINDIGKEITS
/ HOCHDRUCK-ROTATIONS-VERDRÄNGERPUMPE von Pumpen anler-Art mit erheblichen technischen
und wirtschaftlichen Vorteilen eingesetzt werden können, ausgenommen tür extrem
hohe Sörderleìstungen, welches den Fliehkraftpumpen und für extrem hohe Drücke den
Kolbenpumpen vorbehalten bleibt.
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Die Erfindung erfaßt in ihrer allgemeinsten Form einen rotierenden
Tell, welcher aus einer Welle und einer Mehrzahl scheibenförmiger Rotoren besteht,
in deren Stirnflächen ringförmige Arbeitsräume eingearbeitet sind und einen stationären
Teil, der aus einem oder mehreren Statoren, aus einem End- und einem Frontdedkel'
besteht. Der Stationäre Teil wird von einer Anzahl Befestigungsmittel, wie Schraubenbolzen,
zusammengehalten und umschließt eng den retierenden Teil, so daß zwar die Arbeitsräume
als Hohlräume (Verdrängungsraum) erhalten bleiben, im übrigen Jedoch nur äüßerst
geringe Zwischenräume oder Spalte zwischen dem rotierenden und dem stationären Teil
der Pumpe bestehenbleiben, so daß beide Teile im Betrieb keinen Kontakt miteinander
haben. Die ringförmigen Arbeitsräume verlaufen konzentrisch um die Mittelachse und
haben in ihrer axialen Richtung eine gleichmäßig veränderliche Steigung, die von
einem Nullwert auf eine Maximaltiefe und wieder zurück auf Null verläuft. Die Tiefpunkte
der beiderseits eines jeden Stators angeordneten Arbeitsräume der Rotoren sind Jeweils
um 1800 versetzt und die Rotoren sind auf der Welle verkeilt. In jedem Stator ist
ein Durchbruch vorgesehen, der gleichfalls jeweils um 180° gegenüber dem Durchbruch
aes benachbarten Stators versetzt ist. Diese Durchbrüche dienen zur Aufnahme von
Schiebern, die in axialer Richtung frei beweglich sind und deren über die Stirnflächen
der Statoren hinausragenden Enden in die jeweiligen Arbeitsräume der Rotoren eingreifen
und die Arbeitsräume jeweils in einen Saug- und einen Druckraum unterteilen. Bei
Drehung der Rotoren werden diese Schieber von der axial veränderlichen Tiefe der
nngförmigen Arbeitsräume, die einer vorgegebenen fUrden' Hoc'hgeschwindigkeitsbetrieb
günstigen Kurve folgen, zwangsläufig gesteuert.
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Die inneren ringfömigen Wandungen der Arbeitsräume übernehmen
HOCHGESCHWINDIGKEITS
/ HOCHDRUCK-ROTATIONS-VERDRÄNGERPUMPE also als Laufbahn für die Schieber gleichzeitig
die Aufgabe einer sonst üblichen Nockenwelle. Beiderseits der Schieber durchbrüche
und von diesen durch dünne i'ührungsw>nde getrennt sind Je ein Einlaßkanal und
ein Auslaßkana.l .i.n den statoren vorgesehen, über die durch weitere geeignete
Bohrungen in den Statoren die zu fördernde Plüssigkeit den orbeitsräumen zu--geführt
und auf der anderen Seite der Schieber die Flüssigkeit herausgedrückt wird. Die
Trennung von Druck- und Saugseite des Arbeitsraumes erfolgt einerseits durch die
in dem Arbeitsraum hineinragenden Schieberenden und andererseits durch den Hochpunkt
(Nullwert der Steigung) des Arbeitsraumes. Bei Ausbildung dieser Trennstellen als
wirksame Dichtflächen wird der hydraulische Schlupf vermindert, dh.~der volumetrische
Wirkungsgrad der Pumpe wird verbessert. Um Flüssigkeitsverluste am Wellenzapfen
zu verhindern, ist eine wirkungsvolle Hochgeschwindigkeits-Hochdruck-Wellendichtung
bekannter Bauart im Frontdeckel des Pumpengehäuses eingebaut. Im Betrieb der Pumpe
vergrößern sich die jeweiligen Saugräume von Null zum vollen Volumen der Arbeitsräume,so
daß der atmosphärische Druck die Arbeitsräume laufend mit neuer Flüssigkeit füllt.
Gleichzeitig verkleinern sich die jeweiligen Druckräume vom volles Volumen der Arbeitsräume
zur Wert Null, wobei die Flüssigkeit unter Druck gesetzt, wird'und entgegen der,
der Pumpe vorgegebenen Druckhöhe in die Druckleitung gefördert wird. Bei dem symetrischen
Aufbau der Pumpe ist der Durchfluß konstant und völlig stoßfrei.
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Es sei ganz besonders hervorgehoben, daß bei der vorliegenden Erfindung
die Schieber im stationären Teil der Pumpe gelagert sind und nicht -wie zum Beispiel
bei Flügelzellenpumpen- im Rotor gleiten, wobei unter Drehung des Rotors erhebliche
Fliehkräfte und durch die ständige-Schwerpunktverlagerung auf größere bezw.
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kleinere Teilkreisdurchmesser noch viel größere Oorioliskräfte auf
die Flügel bezw. Schieber einwirken und die damit verbundene Reibung in den Führungen
der Schieber die Betriebsdrehzahlen solcher Flügelzellenpumpen von vornherein außerordentlich
begrenzt, bezw.-bei zu hohen Drehzahlen die Schieber daran hindert, an den Laufring
der Pumpe anzudrücken, wodurch der Pump-
HOCHGESCHWINDIGKEITS /
HOCHDRUCK-ROTATIONS-VERDRÄNGERPUMPE vorgang beeinträchtigt wird. Außerdem tritt
beim Rückführen der Schieber auf den kleinsten Teilkreis eine außerordentlich hohe
mit Verschleiß verbundene Reibung an den Spitzen der Schieberauf. In der vorliegenden
Erfindung unterliegen die Schieber keiner Rotation und die unerwünschten Coriolis-und
Flieh-Kräfte sind ganz ausgeschieden. Daher kann diese neuartige Pumpe mit sehr
hohen Drehzahlen betrieben werden.
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Im Gegensatz zu Kolbenpumpen mit ihren großen hin- und hergehenden
Massen der Kolben und Pleuelstangen kann das Gewicht für die Schieber der neuen
Pumpe sehr leicht und auch der Hub der Schieber sehr kurz gehalten werden. Da die
Schieber die einzigen schwingenden Teile der neuen Pumpe darstellen, kann diese
Pumpe auch in dieser Hinsicht mit sehr hohen Drehzahlen betrieben werden.
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Bei vorschriftsmäßiger Anordnung der Rotoren in Umfangsrichtung auf
der Welle ist die neue Pumpe bereits bei Verwendung von drei Rotoren Czwei um 180°
versetzte Schieber) vollkommen hydraulich druckausgeglichen. Da die Rotoren auch
keine dynamische Unwucht haben und das Gewicht dieser Pumpe sehr gering ist, treten
im Betrieb der Pumpe weder axiale noch radiale Lagerkräfte auf. Damit kann die neue
Pumpe auch im Hinblick auf die Lebensdauer der Lagerung mit sehr hohen Drehzahlen
betrieben werden.
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Aufgrund dieser extrem hohen Betriebsdrehzahlen und der damit verbundenen
großen spezifischen Fördermengen und der schon genannten technischen und wirtschaftlichen
Vorteilen gegenüber der Fiehkraftpumpen ist diese neuartige Pumpe berufen, solche
Fliehkraftpumpen weitestgehend zu ersetzen.Da die inneren, durch die geforderten
Druckhöhen verursachten Flüssigkeitsverluste, d.h. der volumetrische Wirkungsgrad
aller Pumpen, weitgehend-vdn der Drehzahl abhängig ist ld bei der vorliegenden Pumpe
höchste Drehzahlen möglich sind, kann diese neuartige Pumpe für sehr hohe Druckdifferenzen
eingesetzt werden. Infolge ihrer volkommenen hydraulichen Druckausgeglichenheit
und des symetrischen Aufbaues der Motoren, die mechanisch vollkommen aus.wle.htat
werden kannen, und ihres extrem geringen Gewichts werden dtt Lager weitestgehend
entlastet.Unter diesen voraussetzbaren Bedingungen kann diese
HOCHGESCHWINDIGKEITS
/ HOCHDRUCK-ROTATIONS-VERDRÄNGERPUMPEN neuartige Pumpe gleichfalls für sehr hohe
Druckdifferenzen Verwendung finden.
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Durch die im Vergleich zu anderen Verdrängerpumpen nur äußerst kleine
vom Flüssigkeitsdruck beaufgeschlagte Fläche der Schieber unter damit verbundenen
geringfügigen Widerlagerdrücke in den Statorführungen für die Schieber, kann die
neuartige Pumpe für Drücke eingesetzt werden, die bislang nur Kolbenpumpen vorbehalten
blieben. Auf Grund dieser hohen erzielbaren Druckhöhen und der bereits genannten
technischen und wirtschaftlichen Vorteilen gegenüber den bekannten Verdrängerpumpen
ist die neuartige Pumpe berufen, solche bestehenden Verdrängerpumpen ebenfalls zu
ersetzen.
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Die Pumpe der vorltegenden Erfindung eignet sich für die Baukastenweise
, womit ohne Konstruktion neuer Bauteile und ohne die Entwicklung neuer Baugrößen
durch Aneinanderreihung der mit der dreirotorigen Grundeinheit gegebenen Grundelementen
einem weitem Bereich erwünschter Fördermengen Rechnung getragen werden kann. Durch
Hinzufügung eines weiteren Zentralrotors mit zwei Arbeitsräumen, eines weiteren
Stators mit Schieber und die Puswechselung der Welle der dreirotorigen Grundeinheit
gegen eine verlängerte Welle wird die Fördermenge um jeweils 50$% vergrößert.
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Bei der Mehrzahl der Förderkreiße kann die neuartige Pumpe für extrem
hohe Drucke auch als mehrstufige Pumpe betrieben werdendes können sogar Flüssigkeiten
von verschiedener Beschaffenheit gleichzeitig gefördert werden, und wenn gewünscht,
kann ein Teil der maschine als Kraftmaschine (Flüßsigkeits-Motor-Bumpe) dienen.
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Die einfache Lagerung des rotierenden Teils dient hauptsächlich der
Orientierung desselben im stationären Stator-Gehäuse, so daß an den Schieberspitzen
inKontakt mit den Wandungen der Arbeitsräume und an den Schieberseiten in Kontakt,
mit dem Führungsdurchbruch in den Statoren auftreten kann und die spezifische Flüssigkeits-
und Widerlagerdrücke auf den Schieber naturgemäß gering sind, ist die l'ebensdauer
solcher nach der Erfindung ausgelegter iflaschinen aller Art auch bei extrem hohen
Drehzahlen und extrem hohen Drücken praktißch unbegrenzt. Maschinen dieser Art benötigen
daher auch keine Ersatzteile und keine Wartung
HOCHGESCHWINDIGKEITS/HOCHDRUCK-ROTATIONS-VERDRÄNGERPUMPE.
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Zum Verständnis des Prinzips und seiner technischen und wirtschaftlichen
Vorteile der vorliegenden Erfindung soll der Bau und Betrieb des Erfindungsgegenstandes
in der Form eines praktischen Beispiels und an Hand der folgenden Figuren näher
bescrieben werden.
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In den Figuren 1 bis 8 zeigen: Fig.1: Eine perspektivische Ansicht
des Erfindungsgegenstandes.
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Fig.2 Eine perspektivische Ansicht der zerlegten Pumpen zwei Säulen
angeordnet.
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Fig.3 Einen Schnitt durch die Pumpe in Richtung 3-3 der Fig.i Fig.4
Einen Schnitt durch die Pumpe in Richtung 4-4 der Fig.3 der Einlaß und Auslaß,sowohl
den Durchbruch im Stator und die Stirnfläche des Schiebers mit dem elastischen Zwischenglied
zeigt.
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Fig.5 Einen Schnitt durch die Pumpe in Richtung 5-5 der Fig.4 der
Einlaß und Auslaß1 sowohl, den Durchbruch im Stator.
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mit Schieber und elastischem Zwischenglied in Draufsicht und im Schnitt
zeigt.
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Fig. 6 Eine 360° schematische Abwicklung der Pumpe.
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Fig.7 und 8 Draufsicht und Ansicht der erforderlichenfalls in den
Auslässen eingebauten Rückschlagventilen.
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Die im Folgendem beschriebene Pumpe,Fig.1 bis Fig.8 stellt eine bevorzugte
Grundeinheit dar.Sie besteht aus einem rotierenden Teil und einem stationären Teil,dem
Gehäuse,das den rotierenden eil allseitig sehr eng umschließt,aedoch das Berühren
des rotierenden mit dem stationären Teil der Pumpe vermeidet.Dabei bleiben nur die
Arbeitsräume der Rotoren 1,2 und 3 Fig.3,5 und,6 als Hohlräume erhalten,die das
Verdrängungsvolumen der Pumpe bestimmen. Der rotierende Teil der Pumpe besteht aus
einer Welle 4, Fig. 1 bis 4,einem Zentralrotor 1,einem Frontrotor 2,und einem Endrotor
3,die möglicht spielfrei mit der Welle in vorgegebener Anordnung zueinander vermittels
des Keiles 5 drehfest verbunden sind, und einer Rückhalteschraube 6,die ein achsiales-Wandern
der
HOCHGESCHWINDIGKEITS/HOCHDRUCK-ROTATIONS-VERDRÄNGERPUMPE.
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Rotoren verhindert. Der stationäre Teil der Pumpe, das Ge -häuse,
setzt sich zusammen aus einem Frontstator 7, einem Endstator 8,einem Frontdeckel
9 und einem Enddeckel 10,einer in der Nabe des Brontdeckels eingebauten .dellendichtung
11, einem im Frontstator 7 gelagerten Frontschieber 13, einem im Endstator 8 gelagertem
Endschieber 14,drei Dichtungs -ringen 15, die das Ausfließen der Druckflüssigkeit
an den Trennstellen zwischen Stator 7 und 8,zwischen Frontstator und Brontdeckel,sowie
zwischen Endstator und Enddeckel ver -hindern,vier Schrauben 16 mit Muttern und
Scheiben,die.die einzelnen Gehäuseteile in vorgegebener Anordnung zueinander entgegen
dem inneren Flüssigkeitsdruck zusammenhalten,sowie zwei Einlassfittingsl7 und zwei
Auslassfittings 18,Zusammen gebaut formen die einzelnen Gehäuseteile drei scheibenformige
Hohlräume und eine Bohrung,die von den Rotoren und der Welle des rotierenden Teils
der Pumpe bis auf geringfügige Spalte zwischen den Rotoren und Statoren fast vollkommen
ausgefüllt werden.Die Rotoren 1,2 und 3 besitzen die Form einer relativ schmalen
Scheibe mit einer relativ weiten Nabe im Zentrum, die den Rotoren eine solide kippfreie
Lagerung auf der Welle 4 verleihen und damit den Scheiben eine genaue Parallelführung
gegenüber den Statoren in Hinblick auf die sehr geringen Spalte zwischen den Rotoren
und Statoren sichern.In den Stirn -seiten Jeder Rotorenscheibe sind beiderseitig
je ein identischer ringförmiger,konzentri-scher Arbeitsraum 19 und 20 eingearbeitet,
der sich etwa über 3300 des Scbeibenumfa,nges erstreckt. Die vier vorhandenen Arbeitsräume
19 bilden den aktiven Ver -drängungsraum der Pumpe,während die Räume 20 nur dem
Gewichts -ausgleich von End und Frontrotor dienen und am Pumpvorgang nicht beteiligt
sind.Die Tiefe der Arbeitsräume folgt einer mathematisch genauen sinusförmigen Kurve
in achsialer Richt -ung, die also von einem Nullwert auf der Scheibenstirnfläche
zu einer Maximal Tiefe und wieder zurück auf Null auf der Scheibenstirnfläche verläuft.Die
Tiefpunkte der beiderseits
HOCHGESCHWINDIGKEITS/HOCHDRUCK-ROTATIONS-VERDRÄNGERPUMPE
eines jeden Stators vorhandenen Arbeitsraume der Rotoren sind jeweils um 180° versetzt
und die beiderseitigen Arbeits -räume eines jeden Rotors sind gleichfalls um 180°
gegeneinander versetzt. Der Hochpunkt 21 und 22,der Anfang und Ende eines jeden
Arbeitsraumes verbindet und der sich über etwa 300 des Scheibenumfanges erstreckt,dient
der Trennung von Druck-und Ansaugseite der Arbeitsräume.Bei hohen Druckdifferenzen
kann der Hochpunkt 21 und 22 zusätzlich mit einer oder mehreren Labyrintrillen 23
versehen werden,in die bei sehr hohen Druckdifferenzen auch noch Dichtungsblöcke
eines geeigneten Materials eingelegt werden können,die an den Statoren gleiten und
eine mechanische Dichtung bewirken. Der Frontstator 7 und der End -stator 8 sind
identisch mit Ausnahme der Ringräume an der Peripherie,die die Dichtungsringe 15
aufnehmen.In jedem der beiden Statoren sind Durchbrüche in der Form bogenförmiger
Lang -löcher gefräßt, die konzentrisch zur Zentralachse der Pumpe verlaufen und
deren äußerer und innerer Radius genau mit dem äußeren und inneren Radius der Arbeitsräume
übereinstimmen.
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Durch radial eingebaute Zwischenwände 24 und 25 werden diese Langlöcher
in je einen zentral gelegenen Führungskanal 26 und 27 und in je einen Einlaß-und
Auslaßkanal 28 und 29 unterteilt.
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Der Schieberführungskanal 26 in Frontstator 7 ist gegenüber dem Schieberführungskanal
im Endstator gleichfalls um 1800 ver -setzt.Die Einlaßkanäle 28 und die Auslaßkanäle
29 werden von senkrecht zur Pumpenachse nach außen führende Bohrungen 30 und 31
angeschnitten,in die die Einlaßfittings 17 und die Auslaß -fittings 18 mit Dichtringen
32 eingeschrau'bt sind.In zentralen Bohrungen der statoren sind Gleitlager 33 und
34 eingepreßt in denen die haben der storen gleiten,damit der rotierende Teil der
Pumpe zum stationären Teil,dem Gehäuse,drehbar gelagert ist. Der ungenutzte Raum
in den Statoren ist zwecks Gewichtsersparnis und zur Formung von Kammern 35 und
36 herausgearbeitet worden, Diese Kammern sind mit Abdeckblechen 37 und 3& verschloss.en*.
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In den Führungakanälen 26 und 27. sind die Schieber 39 und 40 gleitend
gelagerte
HOCHGESCHWINDIGKEITS / HOCHDRUCK-ROTAT TCN,S-VERDRiiIJGERPUMPE
Die Schieber bestehen aus zwei Lamellenpaketen und einem dazwischenliegendem elastischem
Glied in Form eines Gummiringes 39. Jedes Lamellenpaket besteht aus vier Lamellen,
die an Ihren äusseren Enden, soweit diese in die Arbeitsräume eingreifen, abgeschrägt
sind und durch drei Labyrinthrillen 40 formen. Die Gesamtlänge der Schieber ist
so bemessen, daß der Gummiring' 39 nach Einbau unter leichter Kompression steht,
wodurch die Lamellenspitzen gegen die sinusförmigen inneren Laufwände der Arbeitsräume
gedrückt werden. Damit teilen die Schieber 13 und 14 die Arbeitsräume in Je einen
Gang -und einen Druck- Raum. Die WellendichtUng 11, die das Ausströmen der Druckflüssigkeit
durch den Ringspalt 41 zwischen der Pumpenwelle 4 und der Bohrung für die Welle
in der Nabe des Frontdeckels 9 verhindert, besteht aus einem Kohlering 42, der durch
eine Spiralfeder 4 und im Betrieb durch die Druckflüssigkeit gegen eine besonders
fein ge schliffene Ringfläche des Frontrotors 2 gedrückt wird. Ein Gummiring 44
verhindert einen Verlust von Druckflüssigkeit ausserhalb des Kohleringes 42. Ein
mögliches Ausfließen von Druckflüssigkeit zwischen der Welle 4 und dem Frontrotor
2 wird durch leichten Pressitz oder einem weiteren Gummiring 45 unterbunden. Unter
gewissen Betriebsbedingungen, ,wie etwa bei sehr hohen Förderdrücken, aber nur geringen
Drehzahlen, können Rückschlagventile in Form von Blattfederventilen nach Fig. 7
und Fig. 8 in die Auslaßkanäle der STATOREN 7 und 8 eingebaut werden.
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Da die Pumpe der vorliegenden Erfindung in den meisten Fällen ohne
solche Rückschlagventile eingesetz wird, kann die Pumpe sowohl im Uhrzeigersinn
als auch entgegen dem Uhrzeigersinn betrieben werden.
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In der folgenden Betriebsbeschreibung soll eine Drehrichtung entgegen
dem Uhrzeigersinn angenommen werden, also eine Drehrichtung, wie es durch Pfeile
in den Fig. 1 und 2 festgelegt wurde. Die vorliegende Pumpe kann vermittels direkter
Kupplung durch jede vorhandene Hochgeschwindigkeits-Kraftmaschine (Turbine, Hochfrequenz-Elektro-Motor,
Verbrennungskraftmaschine), oder auch durch Keiiriemenvorgelege von weniger schnellen
Kraftmaschinen angetrieben werden. Im Augenblick in dem der rotierende Teilder Pumpe
in Drehung versetzt wird, vergrößern sich die Ansaugkammern der vier Arbeitsräume,
die in Drehrichtung gesehen jeweilsvor den Schiebern liegen, und infolge des sich
bildenden Unterdrucks werden die Ansaugkammern durch atmosphärischen Druck laufend
mit der zu fördernden Flüssigkeit aufgefüllt. Die Druck-
HOCHGESCHWINDIGKEITS
/ HOCHDRUCK-ROTATIONS-VERDRÄNGERPUMPE kammern der vier Arbeitsräume, die in Drehrichtung
gesehen jeweils hinter den Schiebern liegen, verkleinern sich entsprechend, und
die zu fördernde Flüssigkeit wird laufend komprimiert und vermittels der Auslaßkanäle
entgegen der gegebenen Druckhöhe in das hydraulische System gepumpt. Durch die Aufteilung
der Schieber in vier Lamellen folgt jede einzelne Lamelle durch geringes Verschieben
der Lamellen gegeneinander genau der sinusförmigen Kurve der Arbeitsräume, wodurch
vermittels der vorhandenen Labyrinthril^Len vier hintereinandergeschaltete mechanische
Dichtungen geschaffen) werden.
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Durch diese Maßnahme hat jede einzelne Lamelle nur gegen den jeweiligen
Teildruck, im vorliegendem Falle gegen ein viertel der Gesamtdruckhöhe zu dichten.
Die Gesamtdruckhöhe fällt von Labyrinthrille zu Labyrinthrille kaskadenförmig ab.
Die gleiche Wirkung wird vermittels der vorgesehenen Labyrinthrillen an den Hochpunkten,
die die Druck- von der Ansaugseite der Arbeitsräume trennen erreicht. Durch den
symmetrischen Aufbau der Pumpe und insbesondere durch die jeweils 180° Versetzung
benachbarter Arbeitsräume und der beiden Schieber wird eine konstante, gleichmäßige
Förderung erzielt, die die bei Pumpen üblIcher Bauweise gefürchtete Kavitation,
als auch die bei pulsierender Förderung gefürchteten Schwingungen im hydraulischen
System verhindert. Durch diesen symmetrischen Aufbau ist die vorliegende Pumpe vollständig
hydraulisch druckausgeglichen und gleichfalls vollständig dynamisch ausgewuchtet,
wodurch die Gleitlager weitestgehend entlastet sind.