DE2014499B2

DE2014499B2 - Rotary eccentric worm pump - has stator and rotor geometry developed from polar conchoid figure generated as defined

Info

Publication number: DE2014499B2
Application number: DE2014499A
Authority: DE
Inventors: Clifford Harry Chesterland Ohio Allen (V.St.A.)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-03-25
Filing date: 1970-03-25
Publication date: 1980-07-03
Also published as: DE2014499A1; DE2014499C3

Abstract

The rotary worm pump has a tubular stator with a helically contoured inner surface generated by rotating a compositely curved plane figure (S) about the stator axis (P) whilst translating it along that axis. A rotor with a helically contoured outer surface is generated similarly by rotation and translation of a figure (R) along its axis (0). The helical rotor pitch is twice the stator pitch, and the rotor rotates about its axis (0) whilst precessing (e) around the stator axis (P). The figure (S) is spaced by an amt. (r) around a polar conhoid generated by a straight line (AB) by rotation about a point (0) precessing (e) about the stator axis (P). The length of the line (AB) is at least 8 times the eccentricity (e).

Description

-StS.-StS.

F i g, 5 einen Querschnitt nach der Linie 5-5 in F i g, 1,F i g, 5 a cross section along the line 5-5 in F i g, 1,

Fig.6 eine teils aufgebrochene Seitenansicht der Pumpe aus Fig, 1, wobei der Rotor gegenüber der ersten Bezugsstellung um 90° gedreht ist,6 is a partially broken away side view of the Pump from Fig. 1, the rotor being rotated by 90 ° with respect to the first reference position,

F i g, 7 einen Querschnitt nach der Linie 7-7 in F i g. 6, der dem Schnitt 2-2 entspricht,FIG. 7 shows a cross section along the line 7-7 in FIG. 6, which corresponds to section 2-2,

F i g. 8 einen Querschnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 6, der dem Schnitt 3-3 entspricht,F i g. 8 shows a cross section along the line 8-8 in FIG. 6, which corresponds to section 3-3,

F i g, 9 einen Querschnitt nach der Linie 9-9 \n F i g. 6, der dem Schnitt 4-4 entspricht,FIG. 9 shows a cross section along the line 9-9 \ n FIG. 6, which corresponds to section 4-4,

Fig. 10 einen Querschnitt nach der Linie 10-10 in F i g. 6, der dem Schnitt 5-5 entspricht, undFIG. 10 shows a cross section along the line 10-10 in FIG. 6, which corresponds to section 5-5, and

F i g. 11 ein Diagramm zur Erläuterung der geometrischen Beziehungen, die bei der Erzeugung der den Querschnitt des Statorhohlraums und den Querschnitt des Rotors hervorrufenden Flächen auftreten.F i g. 11 is a diagram to explain the geometric Relationships involved in creating the the cross section of the stator cavity and the cross section of the rotor causing surfaces occur.

Es wird zunächst auf die F i g. 1 und 6 Bezug genommen, die eine Rotationspumpe mit einem rohrförmigen Stator mit schraubenförmig gewundener Innenfläche und mit einem Rotor gemäß der Erfindung zeigen, weiche besonders zum Fördern von Lebensmitteln, wie Miich, Hüttenkäse, Pasteten und ToJienfüllungen u. dgl. benutzt wird. Die Pumpe besteht aus einem Pumpenkörper 10, aus einen im wesentlichen rohrförmigen Stator 11, der vorzugsweise aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material besteht, und aus einem Rotor 12 mit schraubenförmiger Außenfläche, der sich innerhalb des Stators befindet. Der Rotor 12 ist in F i g. 6 gegenüber der in F i g. 1 gezeigten Stellung um 90° verdreht, und es wird noch später deutlich, daß sich die Rotorachse während der Drehung in einer Weise verschiebt, die im einzelnen noch zu beschreiben ist. Der Stator 11 ist in einem zylindrischen Metallrohr 13 untergebracht, das an den Pumpenkörper 10 an einer Ausgangsöffnung einer Eintrittskammer 14 angeschlossen ist Am Abgabeende ist an das Rohr ein enger werdendes Mundstück 17 angeschlossen. Der Stator 11 und das Rohr 13 sind in einer horizontalen Mittelebene in zwei gleiche Hälften teilbar, und die zwei Hälften des Rohres 13 sind entlang einer Kante miteinander durch ein (nicht gezeigtes) Scharnier verbunden. Die Hälften sind durch Ringklammern 15 an jedem End? miteinander und mit dem Pumpenkörper 10 bzw. dem Mundstück 17 verbunden. Ein so aufgebautes Aggregat erlaubt es, den Stator 11 und das Rohr 13 schnell vom Pumpenkörper 10 und vom Rotor 12 für den periodisch erforderlich werdenden Reinigungsvorgang abzunehmen, ohne daß dabei die Verbindung zwischen der Rotorantriebswelle und dem Rotor gelöst zu werden braucht. Auf dem Pumpenkörper sitzt außerdem ein Einlaßrohr 16, das mit der Eintrittskammer 14 in Verbindung steht Das zu fördernde Material wird durch das Einlaß- oder Aufgaberohr 16 in der erforderlichen Menge, wie sie von der Pumpe gefördert werden kann, zugeführt.It will first be referred to FIG. 1 and 6, a rotary pump with a tubular stator with a helically wound inner surface and with a rotor according to the invention show soft especially for conveying food, such as miich, cottage cheese, pies and tojien fillings and the like. The pump consists of one Pump body 10, from a substantially tubular stator 11, which is preferably made of rubber or a similar elastic material, and from a Rotor 12 with a helical outer surface located inside the stator. The rotor 12 is shown in FIG. 6th compared to the in F i g. 1 rotated by 90 °, and it will be clear later that the Shifts the rotor axis during rotation in a manner that is yet to be described in detail. Of the Stator 11 is housed in a cylindrical metal tube 13 which is attached to the pump body 10 at a The outlet opening of an inlet chamber 14 is connected to the tube at the discharge end the mouthpiece 17 to be connected. The stator 11 and the tube 13 can be divided into two equal halves in a horizontal central plane, and the two halves of the Tubes 13 are connected to one another along one edge by a hinge (not shown). The halves are through ring brackets 15 at each end? with each other and with the pump body 10 or the Mouthpiece 17 connected. A unit constructed in this way allows the stator 11 and the tube 13 to move quickly from the To remove the pump body 10 and from the rotor 12 for the periodically required cleaning process, without the connection between the rotor drive shaft and the rotor being released needs. On the pump body there is also an inlet pipe 16 which is connected to the inlet chamber 14 in Connection is The material to be conveyed is through the inlet or feed pipe 16 in the required Amount that can be delivered by the pump is supplied.

Am entgegengesetzten Ende des Stators H und des Rotors 12 befindet sich ein enger werdendes Abgabemundstück 17, durch das das geförderte Material schließlich seiner endgültigen Bestimmung zugeführt wird,At the opposite end of the stator H and the rotor 12 is a tapering dispensing nozzle 17, through which the conveyed material is finally passed on to its final destination will,

Der Rotor 12 wird über eine Welle 19 angetrieben, die in Lagern 20 und 21 im Pumpengehäuse 10 gehalten ist. Die Verbindung zwischen Antriebswelle 19 und Rotor 12 erfordert ein Gelenkzwischenstück 22, das mit der Antriebswelle mittel·· eines Gelenkbolzens 23 verbunden ist. Der Gelenkbolzen 23 durchsetzt dabei ein gabelförmiges Ende 24 ues Kupplungszwischenstückes 22 und das Ende der Welle 19. Das Kuppliingszwischcnstück 22 ist auch mit dem Rotor 12 an seinem anderen Ende über einen weiteren Gelenkbolzen 25 verbunden, dessen Achse parallel zur Achse des erstell Gelenkbolzens 23 verläuft und das Wellende des Ktjpplungszwischenstücks 22 durchsetzt sowie Lagerstellen 26, die sich in einem Enddichtungsstück 27 am inneren Ende des Rotors 12 befinden. Das gegenüberliegende Ende des hohlen Rotors ist durch ein anderes Enddichtungsstück 28 abgeschlossen.The rotor 12 is driven via a shaft 19 which is held in bearings 20 and 21 in the pump housing 10. The connection between drive shaft 19 and rotor 12 requires an intermediate joint piece 22, which is connected to the Drive shaft is connected by means of a hinge pin 23. The hinge pin 23 penetrates it fork-shaped end 24 ues intermediate coupling piece 22 and the end of shaft 19. The intermediate coupling piece 22 is also with the rotor 12 on its other End connected via a further hinge pin 25, the axis of which is parallel to the axis of the created hinge pin 23 runs and the shaft end of the connector adapter 22 interspersed and bearing points 26, which are located in an end sealing piece 27 at the inner end of the rotor 12 are located. The opposite end of the hollow rotor is through another end seal piece 28 completed.

ίο Der Stator 11 und der Rotor 12 bilden zwischen sich eine Anzahl von abgedichteten schraubenförmigen Hohlräumen 31,32,33 und 34, die vom Einlaßeade zum Abgabeende der Pumpe wandern, während der Rotor sich um die Rotorachse dreht und diese sich außerdem exzentrisch um die Statorachse bewegt. In den F i g. 2 bis 5 ist die gegenseitige Stellung von Rotor und Stator in einzelnen Querschnitten gezeigt, die in vier verschiedenen Ebenen liegen, die voneinander gleichen Abstand haben, woraus auch die gegenseitige Verdrehung von Rotor und Stator zu ernennen ist Es ist erkennbar, daß die einzelnen Kammern von einem dichten Ende bis zu einem maximalen Querschnitt zunehmen und dann bis zum nächsten Abdichtpunkt wieder abnehmen. Bei dem dargestellten Ausfühl ungs-ίο The stator 11 and the rotor 12 form between them a number of sealed helical cavities 31,32,33 and 34 extending from the inlet lead to the The discharge ends of the pump migrate while the rotor rotates about the rotor axis and the rotor axis also rotates eccentrically moved around the stator axis. In the F i g. 2 to 5 is the mutual position of the rotor and stator shown in individual cross-sections that lie in four different planes that are similar to one another Have a distance, from which the mutual twisting of rotor and stator is to be appointed It is recognizable that the individual chambers from a tight end to a maximum cross-section and then take it off again to the next sealing point. With the illustrated completion

>5 beispiel erstrecken sich die Kammern über zwei Drittel der Länge des Rotors und Stators oder, mit anderen Worten, es sind der Rotor und der Stator eineinhalb Kammerlängen lang. Aus dem gezeigten geht hervor, daß während des Arbeitens in der Pumpe vier verschiedene Hohlräume vorhanden sind.> 5 for example, the chambers extend over two thirds the length of the rotor and stator or, in other words, the rotor and stator are one and a half Chamber lengths long. From what is shown it can be seen that while working in the pump four different cavities are present.

Fig.7 bis 10 zeigen verschiedene Querschnitte, die denen aus Fig. 1 entsprechen, nachdem der Rotor um 90° gedreht ist Das Voranschreiten der verschiedenen Hohlräume ist aus diesen Darstellungen sichtbar wie auch die Tatsache, daß der Rotor um 180° um die Statorachse umgelaufen ist, während der Rotor sich um 90° um seine eigene Achse O—O gedreht hat. Am Eintrittsende des Rotors 12 hat sich außerdem eerade eine neue Kammer 30 gebildet.7 to 10 show different cross-sections which correspond to those from FIG. 1 after the rotor has been rotated 90 °. The progress of the various cavities can be seen from these representations, as can the fact that the rotor rotated 180 ° around the stator axis is while the rotor has rotated 90 ° around its own axis O — O. In addition, a new chamber 30 has just formed at the inlet end of the rotor 12.

Um nun sicherzustellen, daß zwischen Rotor 12 und Sta-or 11 eine bestimmte Beziehung beuteln, ist der Stator gegenüber der Eintrittskammer des Gehäuses 10 in einer bestimmten Lage festgelegt. Dadurch ist bedingt, daß die Beziehung zwischen der Statorachse P— fund der Antriebsachse D — D die beispielsweise in F i g. 7 gezeigte Form hr.t.In order to ensure that there is a certain relationship between the rotor 12 and the stator 11, the stator is fixed in a certain position with respect to the inlet chamber of the housing 10. This means that the relationship between the stator axis P - and the drive axis D - D is the same as that shown, for example, in FIG. 7 shape shown hr.t.

F i g. 11 wird dazu benutzt, die verschiedenen geometrischen Beziehungen, die bei der Herstellung von Rotor und Statorflächen verwendet werden, zuF i g. 11 is used to represent the various geometric relationships used in the manufacture of rotor and stator surfaces

ίο erläutern. Die Linie A—B ist die Erzeugende, die den Querschnitt sowohl von Rotor 12 als auch von Stator 11 bestimmt. Sie wird für die Erzeugung einer Conchoiüe (in gestrichelten Linien dargestellt) benötigt, indem ihr Mittelpunkt O um die Statorachse P-P bewegt wirdίο explain. The line AB is the generatrix which defines the cross section of both rotor 12 and stator 11. It is required to generate a conchoye (shown in dashed lines) by moving its center O around the stator axis PP

-,-, und die Erzeugende A — B sich zugleich um ihren Mittelpunkt O dreht, wobei die Winkelgeüchwindigkeit der Drehung die Hälfte der Verschiebungsgeschwindigkeit ist und die Richtung der Umlaufverschiebung dieselbe wie die Richtung der Drehung ist. Die gezeigte-, -, and the generator A - B rotates at the same time about its center O , the angular velocity of the rotation being half the speed of displacement and the direction of the orbital displacement being the same as the direction of the rotation. The one shown

Wi Lage der Erzeugenden A — B v/ird nachfolgend als Bezugslage bezeichnet. Während der Erzeugunesbewegung der Erzeugenden beschreiben ihre Erdpunkte eine PolarcoMchoide, wie sie in gestrichelten Linien gc/eigt ist,deren Polargleichung lautetWi position of the generators A - B v / is hereinafter referred to as the reference position. During the movement of the generators, their earth points describe a polar co-mchoid, as shown in dashed lines, whose polar equation reads

'" y = 2c sin θ + L, '" y = 2c sin θ + L,

worin y den Abstand des Bezugsmiüelpunktes C von jedem Punkt Λ der Oberfläche der Conchoide darslelltwhere y represents the distance of the reference point C from each point Λ on the surface of the conchoid

(das Bezugszentrum Cist der Punkt, in dem die Linie AB senkrecht auf einer Linie steht, die die Punkte O und P verbindet, und Punkt Oist dem Punkt Cüberlagert). e ist die Exzentrizität oder der Radius des Umlaufs; θ ist der Winkel zwischen der Linie ABm ihrer Bezugsstellung und einer Augenblicksstellung, in welchem Augenblick der Punkt A einen Punkt auf der Conchoide beschreibt, wie sie durch die obige Gleichung bestimmt ist; L ist die halbe Länge der Linie AB. (The reference center C is the point at which the line AB is perpendicular to a line connecting the points O and P , and the point O is superimposed on the point C). e is the eccentricity or the radius of the revolution; θ is the angle between the line ABm of its reference position and an instantaneous position at which instant the point A describes a point on the conchoid, as determined by the above equation; L is half the length of the line AB.

In Fig. Il ist ein Radius r gezeigt, dessen Ursprungspunkt auf dem Punkt A liegt, und ein weiterer Radius gleicher Länge mit B als Ursprungspunkt. Die Conchoide beschreibt also den geometrischen Ort für die Mitten dieser zwei Radien, da diese sich mit der Erzeugenden A—B zusammen verschieben. Die tatsächliche Form des Statorquerschnittes 5. die so erhalten wird, ist somit größer als die Conchoide selbst, und zwar um den Abstand r normal zur Randkante der Conchoide.In Fig. II a radius r is shown, the point of origin of which lies on point A , and a further radius of the same length with B as the point of origin. The conchoid thus describes the geometrical location for the centers of these two radii, since these move together with the generating line A — B. The actual shape of the stator cross section 5. which is obtained in this way is thus larger than the conchoid itself, namely by the distance r normal to the edge of the conchoid.

Der Rotorquerschnitt R kann am besten in bezug auf die Erzeugende A-Bm ihrer Bezugsstellung beschrieben werden, wie sie in Fig. 11 gezeigt ist, wo die Achse O— Odes Rotors zugleich in den Punkt Cfällt. Es zeigt sich, daß der Rotorquerschnitt in symmetrische Quandranten aufgeteilt werden kann, wobei diese Quadranten durch die Erzeugende A-B, die an beiden Enden durch die Radien r verlängert wird, und eine Linie senkrecht auf AB durch den Pumkt C gebildet werden. Die beiden F.nden des Rotorquerschnitts R sind durch die Radien r abgerundet, wobei die Mittelpunkte dieser Kreisbögen die Endpunkte ABaer Erzeugenden sind, und die Abschnitte zwischen den Enden dieser Kreisbögen sind so geformt, daß der Rotor sich genau in die Innenfläche des Stators hineinlegt, wenn, und nur wenn der Rotor die in F i g. 11 gezeigte Hezugslage hat. Bei Drehung des zweidimensionalen Rotors folgt dieser der Bewegung der Erzeugenden A—B,die diese bei der Erzeugung der Statorconchoide innerhalb des Statorquerschnitts Sausführt.The rotor cross-section R can best be described in relation to the generatrix A-Bm of its reference position, as shown in FIG. 11, where the axis O-O of the rotor also falls at point C. It can be seen that the rotor cross-section can be divided into symmetrical quandrants, these quadrants being formed by the generatrix AB, which is lengthened at both ends by the radii r, and a line perpendicular to AB through the pump C. The two ends of the rotor cross-section R are rounded off by the radii r, the center points of these circular arcs being the end points ABaer generators, and the sections between the ends of these circular arcs are shaped so that the rotor lies exactly into the inner surface of the stator, if, and only if the rotor is as shown in FIG. 11 has shown hoist position. When the two-dimensional rotor rotates, it follows the movement of the generators A - B, which it executes when the stator conchoid is generated within the stator cross section S.

Diese spezielle Statorfläche ist einfach zu erzeugen und herzustellen, denn es kann ein Fräser mit dem Radius rhindurchgeführt werden.This special stator surface is easy to generate and manufacture because a milling cutter can be used with the Radius rhine are carried out.

Die Seiten des exzentrischen Rotors schließen sich dicht an die Statorwände in der Bezugsstellung ABoatr der umgekehrten Stellung BA an. Dadurch wird die Querschnittsfläche der Kammern an ihren Enden zu O. In einer zweidimensionalen Fördervorrichtung ist jedoch diese Bedingung, daß an den Enden die Kammerflächen O werden, für das Pumpen nicht wesentlich. Bei einer förderschneckenartigen Vorrichtung dagegen bilden die Seitenwände des Rotorquerschnitts zuweilen Abdichtlinien, und ein dichter Abschluß ist wesentlich für eine Steuerung des Leckaustritts.The sides of the eccentric rotor closely adjoin the stator walls in the reference position ABoatr of the inverted position BA . As a result, the cross-sectional area of the chambers becomes O at their ends. In a two-dimensional conveyor device, however, this condition that the chamber areas become O at the ends is not essential for pumping. In the case of a screw conveyor-type device, on the other hand, the side walls of the rotor cross-section sometimes form sealing lines, and a tight seal is essential for controlling the leakage.

Die dreidimensionale geometrische Gestalt des schraubenförmigen Rotors 12 wird in folgender Weise hergestellt Es wird der exzentrische Rotorquerschnitt R genommen und innerhalb des Stators mit Conchoiden-Querschnitt S über dessen axiale Erstreckung um den Mittelpunkt O gedreht. Gleichzeitig wird der Mittelpunkt O um die Statorachse P—P herumgeführt, so daß durch den Rotor gelegte Normalebenen, die zueinander in axialer Richtung einen Abstand von einer Spindelsteigung haben, den Rotor im Stator in genau denselben Re'ativsteilungen hinsichtiich der Bezugssteüung vor. Fig. 11 zeigen. Das bedeutet eine 180°-Drehung der Rotorschnittfläche R und eine Wanderung des Mittelpunktes O auf dem Exzentrizitätskreis um 360°. Die Drehung um den Mittelpunkt O ist genau halb so groß wie die Wanderung des Mittelpunktes O um die Statorachse P—P, oder mit andeien Worten, die Steigung der Schraubenlinie um O ist zweimal so hing ι wie die Steigung der Schraubenlinie, die der Mittelpunkt Oum die Statorachse beschreibt.The three-dimensional geometric shape of the helical rotor 12 is produced in the following manner: The eccentric rotor cross section R is taken and rotated around the center O over its axial extent within the stator with conchoid cross section S. At the same time, the center O is guided around the stator axis P-P so that normal planes laid through the rotor, which are spaced apart from one another in the axial direction by a spindle pitch, the rotor in the stator in exactly the same relative divisions with regard to the reference position. Fig. 11 show. That means a 180 ° rotation of the rotor cutting surface R and a migration of the center O on the eccentricity circle by 360 °. The rotation around the center O is exactly half as great as the migration of the center O around the stator axis P-P, or in other words, the slope of the helix around O is twice as dependent as the slope of the helix which the center Oum describes the stator axis.

In dieser Form ist die Vorrichtung jedoch für den praktischen Gebrauch nutzlos, da der Rotor sich im Stator nicht mehr zu drehen vermag.In this form, however, the device is useless for practical use because the rotor is in the Stator can no longer rotate.

in als nächstes wird der exzentrische Bewegungsweg des Mittelpunktes O um die Statorachse P—P genommen und dieser ganzen Einheit eine weitere schraubenförmige Verwindung gegeben; d. h. dem aitial sich erstreckenden Statorabschnitt und dem schraub>enförmigen Rotor. Diese Schraubenverwindung verläuft in entgegengesetzter Richtung zu den beiden ersten Schraubenverwindungen, die der schraubenförmige Rotor hat, und erfolgt um die Statorachse P-P. die eine gerade Linie ist, während die Mittellinie O—O nun schraubenförmig gewunden ist, und zwar um die Statorachse P-P als Mittelachse, wie dies oben beschrieben wurde. Sind die beiden Schraubenlinien des Rotors, die dieser bereits aufweist, im Gegenuhrzeigersinn gerichtet, so wird die neue schraubenförmigeNext, the eccentric path of movement of the center O around the stator axis P — P is taken and this entire unit is given a further helical twist; ie the axially extending stator section and the helical rotor. This screw twisting runs in the opposite direction to the first two screw twisting that the helical rotor has, and takes place around the stator axis PP. which is a straight line, while the center line O-0 is now helically wound around the stator axis PP as the central axis, as described above. If the two helical lines of the rotor that it already has are directed counterclockwise, the new one will be helical

>> Verwindung um die Statorachse P— Pirn Uhrzeigersinn angebracht, wobei die Steigungslänge gleich aber in entgegengesetzter Richtung zur Schraubenlinie der Mittellinie O—O ist. Das Ergebnis dieser schraubenförmigen Verwindung ist, daß die Statoraußenfläche eine>> Twisting around the stator axis P - P is applied in a clockwise direction, whereby the pitch length is the same but in the opposite direction to the helical line of the center line O - O. The result of this helical twist is that the stator outer surface has a

in schraubenförmige Form annimmt, während die Statorconchoide ungleichmäßige radiale Abmessungen in bezug auf die Statorachse P—P hat. Es zeigt sich außerdem, daß die Mittellinie O—O gerade wird, und daß die gewundene Ebene AA-AßausdemGegenulhr-assumes a helical shape, while the stator conchoid has irregular radial dimensions with respect to the stator axis P-P . It can also be seen that the center line O-O becomes straight, and that the sinuous plane AA- Aß from the counter-clockwise

Ii zeigersinn ausgedreht und im Uhrzeigersinn verdreht wird. Die Steigungshöhe der Verwindung der Ebeine AA-AB um die gerade Mittellinie O—O ist im Uhrzeigersinn zweimal so lang wie die Steigung der Statorverwindung um die gerade Statorachse P—P. dieIi is turned clockwise and twisted clockwise. The pitch of the twisting of the Eb legs AA-AB around the straight center line O — O is twice as long in the clockwise direction as the pitch of the stator twisting around the straight stator axis P — P. the

4(i ebenfalls im Uhrzeigersinn verläuft.4 (i also runs clockwise.

Während in jedem Schnitt, der in der axialen Länge vorgenommen wird, die Schnitte mit den der Mittellinie O—O und der Statorachse P-Pm derselben Winkelstellung auftreten, ist es nun möglich, den schraubenför-While in every cut that is made in the axial length the cuts with the center line O- 0 and the stator axis P-Pm of the same angular position occur, it is now possible to

4> migen Rotor um die Mittellinie O—O zu drehen und gleichzeitig diese Mittellinie O—O um die Statorachse P— Pin derselben Weise zu verlagern, wie das mit der zweidimensionalen Vorrichtung geschah. Während der Drehung des schraubenförmigen Rotors folgt die4> to rotate the rotor about the center line O-0 and at the same time to displace this center line O-0 about the stator axis P- pin in the same way as was done with the two-dimensional device. During the rotation of the helical rotor, the

vi Erzeugende A-Bm jedem Schnitt demselben W°g, wie dies bei der zweidimensionalen Vorrichtung beschrieben wurde.vi Generating A-Bm in each section the same W ° g, as described for the two-dimensional device.

Als Ergebnis dieser Bewegung wird eine Axialverlagerung jeder Kammer 31,32,33 und 34 hervorgerufen, die etwa der Vorwärtsbewegung einer Welle auf ihrem Weg entspricht Diese wellenförmige Bewegung ist jedoch sehr komplex, da sie auf einem schraubenförmigen Weg verläuftAs a result of this movement, an axial displacement of each chamber 31, 32, 33 and 34 is produced, which roughly corresponds to the forward movement of a wave on its way. This wave-like movement is however, very complex, as it runs on a helical path

Jede Kammer ist durch die Berührung zwischen demEach chamber is through the contact between the

ω Rotor 12 mit schraubenförmig gewundener Außenfläche und der Statorinnenfläche abgedichtet Diese Berihrung würde entlang der Linien A—A und B-B verlaufen, wenn scharfe Kanten verwendet würden. Da jedoch die Oberfläche durch Radien um Punkte der Linien A—A bzw. B-B in erfindungsgemäßer Weise abgerundet ist wie dies in Verbindung mit der zweidimensionalen Vorrichtung beschrieben wurde. Findet die Berührung zwischen der konvexen Oberflächeω rotor 12 with helically wound outer surface and the stator inner surface sealed. This contact would run along lines A-A and BB if sharp edges were used. However, since the surface is rounded by radii around points of the lines A-A or BB in the manner according to the invention, as has been described in connection with the two-dimensional device. Finds the contact between the convex surface

des schraubenförmigen Rotors und der konkaven Innenfläche des Stators statt, und es bewegt sich die Berührungsstelle übrr die gesamte Fläche des Rotors, so daß die Abnutzung des Rotors gleichmäßig verteilt ist. An den Enden sind die Kammern durch genaues Ineinanderpassen von Rotor- und Statorfläche abgeschlossen Diese AbschluBlinien bewegen sich in wellenförmiger Verschiebung wie die wel'enförmige Bewegung der Hohlräume selbst.of the helical rotor and the concave inner surface of the stator instead, and it moves the Contact point over the entire surface of the rotor, so that the wear and tear on the rotor is evenly distributed. At the ends, the chambers are closed off by precisely fitting the rotor and stator surfaces into one another These closing lines move in a wave-like shift like the wave-shaped one Movement of the cavities themselves.

Diese wellenförmige Hohlraumbewegung in für eine Pumpe oder einen Hydraulikmotor günstig, da am Eintrittsende die Kammer auf ein maximales Volumen anwächst und dann mit diesem maximalen Volumen durch die Vorrichtung zum Abgabeende läuft. Die Kammer beginnt das Volumen wieder zu verringern, wenn ihr vorderes Ende das Abgabeende des Gehäuses erreicht hat. Erreicht dann das hintere Ende der Kammer das Abgabeende, so hat die Kammer das Volumen »Null« und verschwindet.This undulating cavity movement in for a Pump or a hydraulic motor is favorable, since the chamber is set to a maximum volume at the inlet end grows and then runs with this maximum volume through the device to the end of delivery. the Chamber begins to decrease in volume again when its front end reaches the dispensing end of the housing has reached. If the rear end of the chamber then reaches the dispensing end, the chamber has that Volume "zero" and disappears.

Durch abfließende Enden der Kammern in dieser Weise ist eine neue Familie von Getriebemechanismus geschaffen worden, die auf hohe Exzentrizitätsverhältnisse gegründet ist, wobei der Faktor der Exzentrizität R_e als Verhältnis von der halben Länge der Erzeugenden A —B zur Exzentrizität e ausgedrückt wird, so daß sich ergibtBy draining the ends of the chambers in this way, a new family of gear mechanisms has been created based on high eccentricity ratios, the eccentricity factor R _{e being expressed} as the ratio of half the length of the generators A-B to the eccentricity e so that results

Es hai sich gezeigt, daß, wenn dies Verhältnis unter 4 : I ist, die Innenfläche des Stators, wo sie sich am nächsten an der Statorachse P-P befindet, eine konvexe Charakteristik zu entwickeln beginnt. Eine konvexe Oberfläche würde aber an dieser Stelle Anlaß geben, daß der Rotor sich an dem äußeren Teil in der Bezugsstellung einhängt, sobald das innere Teil so ausgebildet ist, daß es sich dem äußeren Teil in der Bezugsstellung anpaßt.It has been found that when this ratio is below 4: 1, the inner surface of the stator, where it is closest to the stator axis PP , begins to develop a convex characteristic. A convex surface at this point would, however, give rise to the rotor being hooked onto the outer part in the reference position as soon as the inner part is designed in such a way that it adapts to the outer part in the reference position.

in Folglich ist die Vorrichtung nach der Erfindung auf derartige Ausbildung beschränkt, in der das Exzentrizitätsverhältnis /?_fgrößerals4 :1 ist.In consequence, the device according to the invention is limited to such a design in which the eccentricity ratio /? _{f is} greater than 4: 1.

Es ist noch zu erkennen, daß die Länge der Linie L (1 -costf») größer sein muß als die Länge der Linie eIt can still be seen that the length of the line L (1 -costf ») must be greater than the length of the line e

ι j (I —cos 2Φ), um die an diesem Punkt konvexe Form im äußeren Teil zu vermeiden, d. h.ι j (I —cos 2Φ) to avoid the convex shape at this point in the outer part, ie

/.(I - cos (IA > e (I — cos ?.Φ\ /.(I - cos (IA> e (I - cos ? .Φ \

zn oder zn or

Z. 1 - cos 2'/» .,,Line 1 - cos 2 '/ ». ,,

> -■-: r- > 2 I + cos'/')> - ■ -: r-> 2 I + cos '/')

c 1 - cos Φ c 1 - cos Φ

2> worin Φ der Drehwinkel der Erzeugenden relativ zu einer Linie ist, die durch die Statorachse P und durch den Punkt Oinder Ausgangsbezugsstellung liegt.2> where Φ is the angle of rotation of the generatrix relative to a line which lies through the stator axis P and through the point O in the starting reference position.

Der größte Wert des Verhältnisses tritt bei Φ = 0" auf, oder wenn I + cos Φ = 2 ist, so daß dann R₀ ä <*The largest value of the ratio occurs when Φ = 0 ", or when I + cos Φ = 2, so that then R ₀ ä <*

in wird.in will.

Hierzu 7> IiIiHt Zcidiiuinuen 7> IiIiHt Zcidiiuinuen

Claims

Claim:

Rotary pump for liquids or for a liquid-like substance with a tubular stator with a helically wound inner surface, which is obtained by continuously moving a self-contained, flat first figure with two composite curve areas along a stator axis perpendicular to this first figure, while this first figure is rotated around the stator axis, with a rotor arranged in the stator with a helically wound outer surface, which is created by moving a self-contained, flat, second figure, symmetrical to two main axes, with two rounded corners on the stator inner wall along the perpendicular to this second figure standing, laid through the main axis intersection and parallel to the stator axis running rotor axis simultaneous rotation of this second figure around the rotor axis is obtained, the slope of the helical rotor outer surface twice the screw pitch de r is the stator inner surface, and with a drive device for the rotor, through which the rotor is rotated around the rotor axis, while this moves eccentrically at twice the rotor speed around the stator axis characterized in that the first figure f5 ^ is determined by points with a distance (r) constant over the circumference jo on outwardly directed normals formed into a closed polar conchoid, this polar conchoid being a straight ore ice; mde (AB) , whose center (O) revolves around the stator axis (PP) r> eccentrically and the ratio of half the length of the generatrix (A-B) to the eccentricity (e) is at least 1: 4, so that the cross-section -Interior surface of the stator is continuously concave, and that the rounded corners of the -κι rotor with the radius (r) around the end points (A or / y of the generators (A - B) are provided.

The invention relates to a rotary pump for liquids or a liquid-like substance with a tubular stator with a helically wound inner surface, which is obtained by moving a self-contained, flat first figure with two composite curve areas along a stator axis perpendicular to this first figure, while this first figure is rotated around the stator axis, with a rotor arranged in the stator with a helically wound outer surface, which by moving a self-contained, flat, symmetrical to two main axes second figure with two rounded corners guided on the stator inner wall along the perpendicular on this second figure, through its main axis intersection and parallel to the stator axis running rotor axis and simultaneous rotation of this / wide figure around the rotor axisc is obtained, where ili <· pitch of the helical rotor outer surface twice e is the helical pitch of the inner surface of the stator, and with a drive device for the rotor, by means of which the rotor is rotated around the rotor axis, while this moves the stator axis eccentrically at twice the rotor speed mn

It is a rotary pump of the type mentioned mi * a stator cross-section and a rotor cross-section in Form of a hypocycloid known (US-PS 32 99 822), in which the stator has a rib which tapers to a point which leads to heavy wear. In addition, in the known pump in each cross-section three cavities, namely a cavity between two ends of the rotor cross-section and two cavities bounded by the rib on the one hand and the other two rotor ends on the other are. So there are three sealing points that make significant difficulties in terms of sealing.

It is also a radial pump in the form of a capsule pump with a rotor in the form of a Turntable known (DE-PS 6 91 511) for compressible media, namely air and other gases, is determined and in which the housing in the form of a Conchoid is formed. Here the drive mechanism is designed so that the rotary valve is independent is guided by the stator, so that an intimate sealing contact between the rotary valve and stator is practically unreachable.

It is also a vacuum pump with an oil-sealed rotary lobe in the form of a hypocycloid known (FR-PS 15 39 590), the stator is also provided with a tapered rib, which as Sealing point serves This rib leads to a very large amount of wear and to great problems with respect to the seal between piston and stator.

The invention is based on the problem of reducing wear in a pump of the type mentioned at the outset between rotor and stator and at the same time improve the seal.

This is achieved according to the invention in that the first figure is determined by points, which are spaced at a constant distance over the circumference on after outwardly directed normals formed to form a closed polar conchoid, these Polar conchoid has a straight generating line, the center of which is eccentric around the stator axis, and wherein the ratio of half the length of the generatrix to the eccentricity is at least 1: 4, so that the cross-sectional inner surface of the stator is continuously concave, and that the rounded corners of the Rotors are provided with the radius around the endpoints of the generators.

The inventive design of the stator inner surface and the rotor outer surface taper to a point Ribs and thus areas with increased wear avoided. It is therefore also a sealing system guaranteed between rotor and stator.

Die erfindungsgemäße Pumpe ist außer zur Förderung von Flüssigkeiten auch zur Förderung von pulvrigem und feinkörnigem Material, wie Lebensmittel, Chemikalien, Schlamm, Betonmischungen und dergleichen geeignet.The pump according to the invention is not only for pumping liquids but also for pumping powdery and fine-grained material such as food, chemicals, mud, concrete mixes and the like.

The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawing. It shows

Fig. I a longitudinal section through a pump according to the invention in an initial reference position of the Rotors,

F i g. 2 shows a cross section along the line 2-2 in FIG. 1; F i g. 3 shows a cross section along the line 3-3 in FIG. I, F i g. 4 shows a cross section along the line 4-4 in FIG. I,