DE19927531A1

DE19927531A1 - Drehkolbenpumpe

Info

Publication number: DE19927531A1
Application number: DE19927531A
Authority: DE
Inventors: Wu-Shuan Shu
Original assignee: SHU WU SHUAN
Current assignee: SHU WU SHUAN
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2000-12-21
Also published as: US6062827A

Abstract

Eine Kolbendrehpumpe (30') weist ein Gehäuse (30) mit einer Innenfläche (311) auf, die eine Rotorkammer (31) begrenzt. An dem Gehäuse (30) sind zwei parallele Wellen (414, 424) drehbar angebracht und erstrecken sich durch die Rotorkammer (31) axial. An den Wellen (414, 424) in der Rotorkammer (31) sind jeweils zwei in Eingriff stehende mehrflügelige Rotore (41, 42) angebracht. Jeder Rotor (41, 42) weist eine Vielzahl von Flügeln (411, 421) auf, die von ihm zu der Innenfläche (311) radial hervorstehen, ohne daß sie die Innenfläche (311) berühren.

Description

Diese Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe, die zum Pumpen von Fluiden ausgelegt ist, und insbesondere betrifft sie eine Drehkolbenpumpe, die zwei miteinander in Eingriff stehende, mehrflügelige Rotore aufweist, die in einer Rotorkammer angeordnet sind, ohne daß sie mit dieser in Berührung stehen.

Eine Drehkolbenpumpe weist herkömmlicherweise ein Ge häuse mit einer kreisförmigen Innenfläche auf, die eine Rotorkammer begrenzt. In der Rotorkammer ist ein Rotor vom Typ Flügelrotor exzentrisch angeordnet. Der Rotor ist mit einer Vielzahl von langgestreckten bzw. länglichen Ausnehmungen, die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und einer Vielzahl von Flügeln, die verschiebbar in den Ausnehmungen eingefügt sind, versehen. Die Flügel können ölgeschmierte Stahlblätter oder Graphitblätter sein. Der Rotor ist mit einer Ausgangswelle eines Motors verbunden. An der Ausgangswelle des Motors ist eine Kühleinrichtung angebracht. Die Flügel gleiten durch Zentrifugalkraft aus den Ausnehmungen heraus und werden während der exzentrischen Drehung des Rotors in der Rotorkammer durch die Innenfläche in die Ausnehmungen zurückgedrückt.

Die Stahlblätter, die in der oben beschriebenen Dreh kolbenpumpe vom Typ Flügelzellenpumpe verwendet worden sind, die eine Schmierung erfordert, können durch das Schmiermittel verschmutzt werden, das sich aufgrund einer hohen Temperatur verschlechtert, nachdem es eine über einen Zeitraum verwendet worden ist, und die Stahlblätter können nicht mehr gleichmäßig arbeiten. Unter solchen Umständen kann ein weiterer Betrieb der Pumpe eine starke Beschädigung der Blätter verursachen oder es kann sogar die Pumpe stark beschädigt werden.

Zudem muß, wenn die oben beschriebene Pumpe in einer Druckerpresse verwendet wird, die Pumpe repariert oder durch eine neue ersetzt werden, wenn das Schmiermittel wäh rend des Druckens aus der Pumpe auszutreten beginnt und auf die Papierbögen spritzt.

Wenn anstelle der Stahlblätter Graphitblätter verwendet werden, treten feine durch Abrieb erzeugte Kohlenstoffpar tikel auf, wodurch die Umwelt verschmutzt wird. Da sich das Schmiermittel, das in Getriebe- und Lagersystemen verwendet wird, und Dichtungsringe aufgrund einer hohen Temperatur verschlechtern, die durch die Reibung während einer exzentrischen Drehung des Rotors in der Rotorkammer verursacht wird, kann darüber hinaus das schlechter gewordene Schmiermittel durch die schlechter gewordenen Dichtungsringe in die Rotorkammer eindringen und an den Graphitblättern haften bleiben. Als solches kann die Lebensdauer der Graphitblätter im allgemeinen ungefähr ein Jahr erhalten bleiben und sie müssen somit häufig ersetzt werden.

Die Pumpe erfordert zudem ein Anbringen einer Kühlein richtung, um die durch die oben beschriebene Reibung er zeugte Hitze zu verteilen, und für Lufteinlaßrohre und Luf tauslaßrohre ein bestimmtes Material. Die Pumpe hat auch die Nachteile, daß sie Geräusche erzeugt und viel Energie verbraucht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dreh kolbenpumpe vorzusehen, die zum einen die oben beschriebene Reibung beseitigen kann, wobei dadurch auf die Kühleinrichtung verzichtet wird, die zum anderen weniger Geräusche verursacht und weniger Energie verbraucht.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Demgemäß weist eine erfindungsgemäße Drehkolbenpumpe folgendes auf: ein Gehäuse mit einem Einlaß, einem Auslaß und einer Innenfläche, die eine Rotorkammer begrenzt, wobei der Einlaß und der Auslaß durch die Rotorkammer beabstandet und mit dieser verbunden sind; zwei parallele Wellen, die an dem Gehäuse drehbar angebracht sind und sich durch die Rotorkammer axial erstrecken; zwei miteinander in Eingriff stehende mehrflügelige Rotore, die jeweils an den Wellen in der Rotorkammer angebracht sind, wobei jeder der Rotore eine Vielzahl von Flügeln aufweist, die sich von ihm zu der Innenfläche radial erstrecken, ohne daß sie die Innenfläche berühren, wobei die Flügel und die Innenfläche eine Vielzahl von zusätzlichen Kammern begrenzen, die bei einer Drehung der Rotore entlang der Innenfläche zwischen dem Einlaß und dem Auslaß bewegt werden können; und einen an dem Gehäuse angebrachten Antriebsmechanismus zum Antreiben der Wellen.

In der Zeichnung, die eine Ausführungsform der Erfin dung darstellt, ist

Fig. 1 eine Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Drehkolbenpumpe;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Drehkolbenpumpe aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Querschnittansicht von der Seite der Drehkolbenpumpe entlang einer Linie 5-5 aus Fig. 2; und

Fig. 4 eine Querschnittansicht von der Seite der Drehkolbenpumpe entlang einer Linie 6-6 aus Fig. 2.

Die Fig. 2 bis 4 stellen eine erfindungsgemäße Aus führungsform einer Drehkolbenpumpe 30' dar. Die Drehkolben pumpe 30' weist ein Gehäuse 30, zwei vierflügelige Rotore 41, 42 und einen Motor 60 auf.

Das Gehäuse 30 der Drehkolbenpumpe 30' hat eine Innen fläche 311, die eine Rotorkammer 31 begrenzt. Durch die Rotorkammer 31 erstrecken sich zwei parallele Wellen 414, 424 axial. Zwei gegenüberliegende vordere und hintere Abdeckungskörper 32, 33 sind quer zu den Wellen 414, 424 bzw. nahe an zwei entgegengesetzten Endabschnitten der Rotorkammer 31 angeordnet. Die vorderen und hinteren Abdeckungskörper 32, 33 sind mit vorderen bzw. hinteren Lageranordnungen 43 versehen, so daß die Wellen 414, 424 in den vorderen und hinteren Abdeckungskörpern 32, 33 drehbar gelagert sind. Außerhalb der vorderen und hinteren Abdeckungskörper 32, 33 sind zwei vordere und hintere Schmiermittelkästen bzw. Schmiermittelkammern 321, 331 zum Speichern von Schmiermittel angeordnet bzw. mit diesen verbunden, so daß sie die Lageranordnungen 43 abdecken. Die vorderen und hinteren Schmiermittelkästen 321, 331 weisen Schmiermitteleinlässe 322, 332 bzw. Schmiermittelauslässe 323, 333 auf.

Das Gehäuse 30 hat einen Einlaß 34 und einen Auslaß 35, die an seiner Oberseite und seiner Unterseite angeordnet sind. An der linken und der rechten Seite des Gehäuses 30 sind zwei linke und rechte Abdeckungskörper 36, 37 angeord net. Sie weisen eine Fluideintrittskammer 362 und eine Fluidaustrittskammer 372, die mit dem Einlaß 34 bzw. dem Auslaß 35 des Gehäuses in Verbindung stehen, auf. In der Fluideintrittskammer 362 ist ein Luftfilter 341 angebracht und mit dem Einlaß 34 des Gehäuses 30 verbunden. Die linken und rechten Abdeckungskörper 36, 37 sind mit Regulierein richtungen 38, 39 versehen, um die Drücke in der Fluidein trittskammer 362 und der Fluidaustrittskammer 372 zu einzustellen. Die Reguliereinrichtung 38 weist einen Einstellknopf 381 mit einem Luftloch 382 und ein mit einer Feder 384 belastetes Ventil 383 auf. Die Feder 384 drückt das Ventil 383 auf einen Sitz an dem Luftloch 382, wodurch das Luftloch 382 geschlossen ist. Der Einstellknopf 381 arbeitet derart, daß die Druckkraft der Feder 384 auf das Ventil 383 eingestellt wird. Die Reguliereinrichtung 38 gestattet nur, daß Fluid von der Außenseite in die Fluid eintrittskammer 362 eintritt. Die Reguliereinrichtung 39 weist wie die Reguliereinrichtung 38 ebenfalls ein Luftloch 392, ein mit einer Feder 394 verbundenes Ventil 393 und ei nen Einstellknopf 391 auf, aber sie gestattet nur, daß Luft von der Fluidaustrittskammer 372 austritt.

In der Innenfläche 311 des Gehäuses 30 ist eine Viel zahl von Ausnehmungen 351 ausgeformt. Sie sind in Umfangs richtung zu dem Auslaß 35 des Gehäuses 30 langgestreckt bzw. verlängert und stehen mit diesem in Verbindung. Auf grund der Ausnehmungen 351 erhöht sich die Menge an von dem Auslaß 35 abgelassener Luft.

Die vierflügeligen Rotore 41, 42 sind in der Rotorkam mer 31 an den Wellen 414 bzw. 424 angebracht und stehen miteinander in Eingriff. Die Flügel 411, 421 der Rotore 41, 42 stehen von den Rotoren 41, 42 zu der Innenfläche 311 ra dial hervor, ohne daß sie die Innenfläche 311 berühren und an dieser reiben. Der Zwischenraum 44 zwischen jedem Flügel 411, 421 und der Innenfläche 311 ist größer als der Zwi schenraum 45 zwischen den in Eingriff stehenden Flügeln 411, 412. In den vorderen und hinteren Schmiermittelkästen 321, 331 sind an den Wellen 414 bzw. 424 zwei miteinander in Eingriff stehende Zahnräder 412, 422 angebracht, um in der Rotorkammer 31 eine synchronisierte Gegendrehung der in Eingriff stehen Rotore 41, 42 zu erzeugen. Der Motor 60 ist an der Rückseite des hinteren Schmiermittelkastens 321 an geordnet und hat eine Ausgangswelle 61, die mit einem Uni versalgelenk 50 versehen ist, welches mit der Welle 424 verbunden ist. Zwischen dem Schmiermittelkasten 321 und dem Motor 60 ist eine Hülle 70 vorgesehen, um das Universalge lenk 50, einen rückwärtigen Abschnitt der Welle 424 und die Ausgangswelle 61 abzudecken.

Die Zahnräder 412, 422 und die Lageranordnungen 43 wer den durch das Schmiermittel in den Schmiermittelkästen 321, 331 geschmiert. Die vorderen und hinteren Abdeckungskörper 32, 33 sind mit Schmiermittelablaßkanälen 324, 334 verse hen, die sich von den Wellen 414 bzw. 424 in die auswärtige Richtung der vorderen und hinteren Abdeckungskörper 32, 33 erstrecken, um zu verhindern, daß das Schmiermittel in die Rotorkammer 31 eintritt.

Die Flügel 411, 421 der Rotore 41, 42 und die Innenflä che 311 des Gehäuses 30 begrenzen eine Vielzahl von zusätz lichen Kammern 80, die sich bei einer Drehung der Rotore 41, 42 in der Rotorkammer 31 entlang der Innenfläche 311 zwischen dem Auslaß 34 und dem Einlaß 35 des Gehäuses 30 bewegen können, so daß Luft von der Lufteintrittskammer 362 angesaugt und diese zu der Fluidaustrittskammer 372 gefördert wird.

Die Drehkolbenpumpe 30' der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, daß während der Drehung der Rotore 41, 42 in der Rotorkammer 31 keine Reibung erzeugt wird, wobei da durch auf ein Kühlsystem und bestimmtes Material für Luft rohre verzichtet wird.

Wenn die Drehkolbenpumpe 30' in einer (nicht gezeigten) Druckerpresse verwendet wird, sind ein Einlaß 361 der Fluideintrittskammer 362 und ein Auslaß 371 der Fluidaus trittskammer 372 der Drehkolbenpumpe 30' mit der Drucker presse verbunden. Die angesaugte Luft gelangt durch den Luftfilter 341 und den Einlaß 34 des Gehäuses 30 hindurch, sie gelangt in die Rotorkammer 31 und wird durch die zu sätzlichen Kammern 80 mittels einer Drehung der Rotore 41, 42 in der Rotorkammer 31 zu dem Auslaß 35 des Gehäuses 30 gefördert. Die durch die Drehkolbenpumpe 30' erzeugte Strö mungsgeschwindigkeit der Luft kann durch Einstellen der Drücke in der Fluideintrittskammer 362 und der Fluidaus trittskammer 372 über die Reguliereinrichtungen 38, 39 ge regelt werden.

Die Drehkolbenpumpe dieser Erfindung kann auch zur Be lüftung bei einer Abwasserbehandlung und für Holzbearbei tungsmaschinen verwendet werden.

Es ist eine Drehkolbenpumpe vorgesehen, die ein Gehäuse mit einer Innenfläche aufweist, die eine Rotorkammer be grenzt. An dem Gehäuse sind zwei parallele Wellen drehbar angebracht und erstrecken sich durch die Rotorkammer axial. An den Wellen in der Rotorkammer sind jeweils zwei in Eingriff stehende mehrflügelige Rotore angebracht. Jeder Rotor weist eine Vielzahl von Flügeln auf, die von ihm zu der Innenfläche radial hervorstehen, ohne daß sie die Innenfläche berühren.

Claims

1. Drehkolbenpumpe, die zum Pumpen von Fluiden ausgelegt ist,
gekennzeichnet durch
ein Gehäuse (30) mit einem Einlaß (34), einem Auslaß (35) und einer Innenfläche (311), die eine Rotorkammer (31) begrenzt, wobei der Einlaß (34) und der Auslaß (35) durch die Rotorkammer (31) beabstandet und mit dieser verbunden sind;
zwei parallele Wellen (414, 424), die an dem Gehäuse (30) drehbar angebracht sind und sich durch die Rotorkammer (31) axial erstrecken;
zwei miteinander in Eingriff stehende mehrflügelige Rotore (41, 42), die jeweils an den Wellen (414, 424) in der Rotorkammer (31) angebracht sind, wobei jeder der Rotore (41, 42) eine Vielzahl von Flügeln (411, 421) aufweist, die sich von ihm zu der Innenfläche (311) radial erstrecken, ohne daß sie die Innenfläche (311) berühren, wobei die Flügel (411, 421) und die Innenfläche (311) eine Vielzahl von zusätzlichen Kammern (80) begrenzen, die bei einer Drehung der Rotore (41, 42) entlang der Innenfläche (311) zwischen dem Einlaß (34) und dem Auslaß (35) bewegt werden können; und
einen an dem Gehäuse (30) angebrachten Antriebsmecha nismus (60, 412, 422) zum Antreiben der Wellen (414, 424).

2. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Anzahl der Flügel (411, 421) von jedem Rotor (41, 42) vier beträgt.

3. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Gehäuse (30) zudem eine Vielzahl von Ausnehmungen (351) aufweist, die in der Innenfläche (311) in der Nähe des Auslasses (35) ausgeformt sind und zu dem Auslaß (35) in Umfangsrichtung langgestreckt und mit diesem verbunden sind.

4. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Gehäuse (30) zudem zwei gegenüberliegende vordere und hintere Abdeckungskörper (32, 33), die quer zu den Wellen (414, 424) angeordnet sind und zwei entgegengesetzte Endabschnitte der Rotorkammer (31) verschließen, und vordere und hintere Lageranordnungen (43) aufweist, die in dem vorderen bzw. hinteren Abdeckungskörper (32, 33) angeordnet sind, um die Wellen (414, 424) zu lagern.

5. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 4, die zudem durch vor dere und hintere Schmiermittelkästen (321, 331) gekenn zeichnet ist, die außerhalb der vorderen bzw. hinteren Abdeckungskörper (32, 33) angeordnet und mit diesen verbunden sind, wobei sich die Wellen (414, 424) in die vorderen und hinteren Schmiermittelkästen (321, 331) erstrecken, wobei der Antriebsmechanismus Zahnräder (412, 422) aufweist, die in den vorderen und hinteren Schmiermittelkästen (321, 331) an den Wellen (414, 424) angebracht sind.

6. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die vorderen und hinteren Abdeckungskörper (32, 33) zudem Schmiermittelablaßkanäle (324, 334) aufweisen, die sich von den Wellen (414, 424) in die auswärtige Richtung der vorderen und hinteren Abdeckungskörper (32, 33) erstrecken.

7. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß der Antriebsmechanismus zudem einen Motor (60) aufweist, der an einer Rückseite des hinteren Schmiermittelkastens (321) angeordnet ist und eine mit einem Universalgelenk (50) versehene Ausgangswelle (61) aufweist, wobei sich eine der Wellen (414, 424) von dem hinteren Schmiermittelkasten (321) nach außen .erstreckt und mit dem Universalgelenk (50) verbunden ist.

8. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Gehäuse (30) an zwei Seiten der Rotorkammer (31) zudem linke und rechte Seiten und eine Fluideintrittskammer (362) und eine Fluidaustrittskammer (327) aufweist, die jeweils an den linken und rechten Seiten angeordnet sind, wobei sie mit dem Einlaß (34) und dem Auslaß (35) in Verbindung stehen.

9. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 8, die zudem durch einen Luftfilter (341) gekennzeichnet ist, der in der Fluideintrittskammer (362) angebracht und mit dem Einlaß (34) verbunden ist.

10. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 8, die zudem durch eine Druckreguliereinrichtung (38, 39) gekennzeichnet ist, die mit jeder der Fluideintritts- und Fluidaustrittskammern (362, 372) verbunden ist, um deren Druck zu regeln.

11. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 7, die zudem durch linke und rechte Abdeckungskörper (32, 33) gekennzeichnet ist, die mit zwei entgegengesetzten Seiten des Gehäuses (30) verbunden sind und im wesentlichen zu den Wellen (414, 424) parallel sind, wobei die linken und rechten Abdeckungskörper (32, 33) eine Fluideintrittskammer (362) und eine Fluidaustrittskammer (372) haben, die mit dem Einlaß (34) bzw. dem Auslaß (35) in Verbindung stehen.

12. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 11, die zudem durch einen Luftfilter (341) gekennzeichnet ist, der in der Fluideintrittskammer (362) angebracht und mit dem Einlaß (34) verbunden ist.

13. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 11, die zudem durch eine Druckreguliereinrichtung (38, 39) gekennzeichnet ist, die mit jeder der Fluideintritts- und Fluidaustrittskammern (362, 372) verbunden ist, um deren Druck zu regeln.