DE2135861A1

DE2135861A1 - ROTARY LISTON PUMP

Info

Publication number: DE2135861A1
Application number: DE19712135861
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Ing Beschorner
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1971-07-17
Filing date: 1971-07-17
Publication date: 1973-02-08

Description

Drehkolbenpumpe Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe mit zwei verzahnten Rotoren, bei der sich der innere Rotor auf der Innenfläche des äußeren Rotors unter Bildung von Kammern abwälzt, die sich während einer halben Umdrehung des Rotors beim Saugvorgang vergrößern und während der nachfolgenden halben Umdrehung beim Ausstoßvorgang wieder verkleinern, und mit je einem vor der Stirnseite der Rotoren angeordneten Ein- und Auslaßschlitz, wobei der Einlaß schlitz die am Saugvorgang teilnehmenden Kammern mit einer Ansaugleitung und der Auslaßschlitz die am Ausstoßvorgang teilnehmenden Kammern mit einer Abströmleitung verbindet. Rotary lobe pump The invention relates to a rotary lobe pump with two toothed rotors, in which the inner rotor is on the inner surface of the outer The rotor rolls to form chambers, which rotate during half a revolution of the rotor during the suction process and during the subsequent half revolution reduce again during the ejection process, and each with one in front of the face of the Rotors arranged inlet and outlet slot, the inlet slot on the suction participating chambers with a suction line and the outlet slot which is used in the ejection process participating chambers connects with a discharge line.

Eine derartige Pumpe bietet den Vorteil, daß ohne komplizierten baulichen Aufwand die Gefahr von Vakuumbildung bzw. mangelhafter Füllung des Saugraumes ausgeschaltet ist. Daneben ergeben sich kürzeste Strömungswege und nur geringe Richtungs änderungen, wodurch die Strömungsverluste in engen Grenzen bleiben.Such a pump offers the advantage of being without complicated construction Effort, the risk of vacuum formation or inadequate filling of the suction space is eliminated is. In addition, the shortest flow paths and only minor changes in direction result, whereby the flow losses remain within narrow limits.

Es ist zwar aus der US-Patentschrift 2 498 848 eine Drehkolbenpumpe der eingangs erwähnten Art bekannt. Allerdings besteht bei der in der genannten Patentschrift gezeigten Pumpe eine Möglichkeit der Durchsatzregelung -nur in Abhängigkeit von der Drehzahl. Irgendein Hinweis auf eine drehzahlunabhängige Durchsatzregelung ist nicht enthalten.It is true that US Pat. No. 2,498,848 describes a rotary lobe pump known of the type mentioned. However, in the case of the mentioned Patent specification shown pump a possibility of throughput control -only as a function on the speed. Any indication of a speed-independent throughput control is not included.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine drehzahlunabhängige Durchsatzregelung bei einer Drehkolbenpumpe der eingangs erwähnten Art zu ermöglichen.The invention is based on the object of a speed-independent To enable throughput control in a rotary lobe pump of the type mentioned above.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet einer solchen Pumpe ist die Brennstoffzufuhr zum Brenner eines Stirlingmotors, der bei gleichen Drehzahlen verschiedene Leistungen abgibt.A preferred field of application for such a pump is the supply of fuel to the burner of a Stirling engine, which has different outputs at the same speed gives away.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Längen der Ein- und Auslaßschlitze gegensinnig unter Aufrechterhaltung des Abstandes der benachbarten Schlitz enden zur dr ehzahlunabhängigen Mengenregelung mittels mindestens eines Abdeckelementes derart veränderbar sinda daß der Einlaßschlitz zu mindestens einer am Ausstoßvorgang teilnehmenden Kammer offen ist.The object is achieved in that the lengths of the Inlet and outlet slots in opposite directions while maintaining the distance between the neighboring ones Slot ends for speed-independent quantity control by means of at least one Cover element are so changeable that the inlet slot to at least one chamber participating in the ejection process is open.

Durch diese Maßnahmen ergibt sich der weitere Vorteil einer großen Laufruhe und langen Lebensdauer der Pumpe, da durch ein Absteuern der Förderdifferenz zwischen maximaler und gewünschter Fördermenge in die drucklose Ansaugleitung die Gefahr eines entstehenden Überdrucks in den Kammern und einer Vakuumbildung ausgeschaltet ist. Ein zusätzlicher Vorteil ist in der kompakten Bauweise zu sehen.These measures result in the further advantage of a large one Quiet running and long service life of the pump, thanks to a reduction in the delivery difference between the maximum and desired delivery rate in the pressureless suction line The risk of overpressure in the chambers and the formation of a vacuum are eliminated is. An additional advantage can be seen in the compact design.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Ein- und Auslaßschlitze konzentrisch zur Pumpenachse angeordnet, wodurch eine Verlängerung und Verkürzung der Ein- und Auslaßschlitze durch eine leicht erreichbare Drehbewegung eines Abdeckelementes um die Pumpenachse erzielbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, the inputs and Outlet slots arranged concentrically to the pump axis, creating an extension and shortening the inlet and outlet slots by an easily accessible rotary movement a cover element around the pump axis can be achieved.

Vorteilhaft sind die Ein- und Auslaßschlitze im Bereich des größten Kammervolumens zu einem Schlitz zusammengefaßt. Hierdurch ist durch eine Verschiebung eines einzigen Abdeckelementes in diesem Schlitz synchron die Länge der beiden Schlitzseiten gegensinnig veränderbar.The inlet and outlet slots in the area of the largest are advantageous Chamber volume combined into a slot. This is due to a shift a single cover in this slot synchronously the length of the two slot sides changeable in opposite directions.

Das gestattet in vorteilhafter Weise die Verwendung eines Stellgetriebes einfachsten Aufbaues und geringsten Leistungsbedarfs.This advantageously allows the use of an adjusting gear simplest structure and lowest power requirement.

Eine Ausgestaltung des Abdeckelementes als Kreisringsegment mit einem dem Zahnteilungswinkel des inneren Rotors entsprechenden Segmentwinkel erhöht die Einstellgenauigkeit der Pumpenförderung, da weder eine Kompression des geförderten Mediums noch ein Kurzschluß zwischen Druckleitung und Saugleitung möglich ist. Dadurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß Spitzenbelastungen der mechanischen Teile vermieden werden.An embodiment of the cover element as a circular ring segment with a the segment angle corresponding to the tooth pitch angle of the inner rotor increases the Setting accuracy of the pump delivery, since neither a compression of the pumped Medium a short circuit between pressure line and suction line is still possible. Through this there is the further advantage that peak loads on the mechanical parts are avoided will.

Die Führung des Abdeckelementes in dem konzentrisch angeordneten den Ein- und Auslaß umfassenden Schlitz führt zu einer sehr gedrängten Bauweise und zu leicht herstellbaren Führungsflächen.The leadership of the cover in the concentrically arranged the Inlet and outlet comprehensive slot leads to a very compact design and easy to manufacture guide surfaces.

Besonders vorteilhaft wirkt sich ein Antrieb des Abdeckelementes mittels eines Stellgetriebes aus, da hierdurch eine Einstellung in einfacher Weise mittels eines Reglers bewerkstelligbar ist.A drive of the cover element by means is particularly advantageous an actuating gear, as this makes a setting in a simple manner by means of a controller can be achieved.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen.Further features and advantages of the invention emerge from the following Description of an exemplary embodiment with reference to the drawing in conjunction with the subclaims.

Es zeigt Figur 1 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 2 Figur 2 einen weiteren Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 1.It shows FIG. 1 a section along the line II-II in FIG. 2 FIG 2 shows a further section along the line I-I in FIG. 1.

In der Darstellung nach Figur 1 und Figur 2 ist mit 1 eine Welle bezeichnet, über die ein mit außen angeordneten Zähnen 2 versehener innerer Rotor 3 angetrieben wird. Exzentrisch zum inneren Rotor 3 ist ein äußerer Rotor 4 in einem Gehäuse 5 drehbar gelagert. Der äußere Rotor 4 weist an seinem Innenumfang Zähne 6 auf. Die Anzahl der Zähne 6 des äußeren Rotors 4 und der Zähne 2 des inneren Rotors 3 differiert um einen Zahn. Im Betrieb wälzt sich der innere Rotor 3 auf der Innenseite des äußeren Rotors 4 unter Bildung von Kammern- 7 ab.In the illustration according to Figure 1 and Figure 2, 1 denotes a shaft, Via which an inner rotor 3 provided with externally arranged teeth 2 is driven will. An outer rotor 4 in a housing 5 is eccentric to the inner rotor 3 rotatably mounted. The outer rotor 4 has teeth 6 on its inner circumference. the The number of teeth 6 of the outer rotor 4 and the teeth 2 of the inner rotor 3 differ around a tooth. In operation, the inner rotor 3 rolls on the inside of the outer one Rotor 4 with the formation of chambers 7 from.

Durch die exzentrische Lage der beiden Rotoren 3, 4 zu-einander nimmt die Größe der Zahnkammern 7 während einer halben Umdrehung von Null bis zu einem maximalen Volumen zu und anschließend wieder auf Null ab.Due to the eccentric position of the two rotors 3, 4 to one another the size of the tooth chambers 7 during half a revolution from zero to one maximum volume and then back down to zero.

Während des Wachsens wird eine Saugwirkung erzielt, während der Abnahme eine Druckwirkung. Das Gehäuse 5 ist mittels eines Deckels 8, der dichtend an den Rotoren 3 und 4 anliegt, abgeschlossen. Auf der dem Deckel 8 gegenüberliegenden Seite liegt eine Zwischenscheibe 9 dichtend an den Rotoren 3 und 4 an, deren Kammern 7 über einen in der Zwischenscheibe 9 vorgesehenen Einlaßschlitz 10 mit einem zu fördernden Medium beaufschlagbar und über Auslaßschlitz 11 entlastbar sind. Die Zwischenscheibe 9 ist mit dem Gehäuse 5 und mit einem weiteren Deckel 12 fest verbunden, durch den auf der Ansaugseite eine Ansaugleitung 13 zum Einlaßschlitz 10 und auf der Druckseite eine Abströmleitung 14 zum Auslaßschlitz 11 führen. Durch ein kreisringsegmentförmiges Abdeckelement 15, das in einem den Ein- und Auslaßschlitz 10, 11 verbindenden Schlitzstück verschiebbar geführt ist, ist der Einlaßschlitz 10 verlängerbar und der Auslaßschlitz 11 verkürzbar. In eine Verzahnung 16 am Abdeckelement 15 greift ein Zahnrad 17 ein, das über eine Welle 18 angetrieben wird. Selbstverständlich wäre auch eine Ausführungsform denkbar, bei der das Abdeckelement 15 über einen Hebel von Hand bewegbar ist. Das Abdeckelement 15 weist einen dem Zahnteilungswinkel der Zähne 2 des inneren Rotors 3 entsprechenden Segmentwinkel do auf, so daß jede Zahnkammer 7 bei einem Abtrennen von der Ansaugleitung 13 gleichzeitig zur Abströmleitung 14 geöffnet wird. In der Stellung für maximale Fördermenge, wie in Figur 2 dargestellt, ist die Bewegung des Abdeckelementes 15 von einem Anschlag 19 begrenzt.A suction effect is achieved while growing, while decreasing a pressure effect. The housing 5 is by means of a cover 8 which is sealingly attached to the Rotors 3 and 4 applied, completed. On the opposite of the cover 8 Side is an intermediate disk 9 sealingly on the rotors 3 and 4, their chambers 7 via an inlet slot 10 provided in the intermediate disk 9 with a to promoting medium can be acted upon and relieved via outlet slot 11 are. The intermediate disk 9 is with the housing 5 and with a further cover 12 firmly connected, through which a suction line 13 to the inlet slot on the suction side 10 and lead a discharge line 14 to the outlet slot 11 on the pressure side. By a circular ring segment-shaped cover element 15, which is in one of the inlet and outlet slots 10, 11 connecting slit piece is slidably guided, is the inlet slot 10 can be extended and the outlet slot 11 can be shortened. In a toothing 16 on the cover element 15 engages a gear 17 which is driven via a shaft 18. Of course An embodiment would also be conceivable in which the cover element 15 has a Lever can be moved by hand. The cover element 15 has a tooth pitch angle of the teeth 2 of the inner rotor 3 corresponding segment angle do, so that each Tooth chamber 7 when disconnected from the suction line 13 at the same time as the discharge line 14 is opened. In the position for maximum delivery rate, as shown in Figure 2, the movement of the cover element 15 is limited by a stop 19.

Bei einer Drehung der beiden Rotoren 3 und 4 in Richtung des Pfeiles a wächst das Volumen der in Figur 2 auf der rechten Seite dargestellten Kammern von Null bis zu einem maximalen Volumen, wodurch ein Ansaugvorgang zustande kommt. Die auf der linken Seite gezeichneten Kammern verkleinern sich und bewirken einen Ausstoßvorgang. Bei einer Stellung des Abdeckelementes 15, wie in Figur 2 dargestellt, wird bei Erreichen des maximalen Volumens einer Zahnkammer 7 die-Verbindung zur Ansaugleitung 13 unterbrochen und gleichzeitig eine Verbindung zur Ahströmleitung 14 hergestellt, so daß der ganze Inhalt der Zahnkammer 7 beim Verkleinern der Kammer in die Abströmleitung 14 gedrückt wird. Bei einer von der in Figur 2 gezeichneten abweichenden Stellung des Abdeckelementes 15 wird die Verbindung zur Ansaugleitung erst dann unterbrochen, wenn das Kammervolumen sich wieder etwas verkleinert hat, so daß nicht mehr der maximale Kammerinhalt in die Abströmleitung 14 gelangt. Die Differenz zwischen maximalem Kammervolumen und dem gewünschten Fördervolumen, das in die Abströmleitung 14 gelangt, wird in die Ansaugleitung 13 zurückgefördert.When the two rotors 3 and 4 rotate in the direction of the arrow a, the volume of the chambers shown in FIG. 2 on the right-hand side increases from zero to a maximum volume, whereby a suction process occurs. The chambers drawn on the left side shrink and cause one Ejection process. In a position of the cover element 15, as shown in Figure 2, when the maximum volume of a tooth chamber 7 is reached, the connection to Intake line 13 interrupted and at the same time a connection to the Ahströmleitung 14 made so that all the content the tooth chamber 7 when reducing the chamber is pressed into the discharge line 14. With one of the in Figure 2 Drawn different position of the cover element 15 is the connection to The suction line is only interrupted when the chamber volume has decreased slightly again has so that the maximum volume of the chamber no longer reaches the discharge line 14. The difference between the maximum chamber volume and the desired delivery volume, that reaches the discharge line 14 is conveyed back into the suction line 13.

Claims

Expectations

fL rotary lobe pump with two toothed rotors in which the inner rotor rolls on the inner surface of the outer rotor to form chambers, which increase during half a revolution of the rotor during the suction process and reduce again during the following half turn during the ejection process, and with an inlet and outlet slot each arranged in front of the end face of the rotors, wherein the inlet slit the chambers participating in the suction process with the suction line and the outlet slot, the chambers participating in the ejection process with the pressure line connects, characterized in that the lengths of the inlet and outlet slots (10, 11) end in opposite directions while maintaining the distance between the adjacent slots for speed-independent volume control by means of at least one cover element (15) are changeable in such a way that the inlet slot (10) to at least one on Ejection process participating chamber (7) is open.

2. Rotary lobe pump according to claim 1, characterized in that the Inlet and outlet slots (10, 11) are arranged concentrically to the pump axis.

3. Rotary lobe pump according to claim 1 and 2, characterized in that that the inlet and outlet slots (10, 11) by means of a connecting slot in the area of the largest chamber volume are combined to form a slot.

4. Rotary lobe pump according to claim 1 to 3, characterized in that the cover element (15) as a circular ring segment with a tooth pitch angle of the inner rotor (3) corresponding segment angle () is formed.

5 ,. Rotary lobe pump according to Claims 1 to 4, characterized in that that the cover element (15) in the concentrically arranged, the inlet and outlet comprehensive slot (10, 11) is sealingly guided.

6-, rotary piston, pump according to claim 1 to 55, characterized in that that the cover element (15) is adjustable by means of an actuator.