DE2819718A1

DE2819718A1 - Rotationspumpe

Info

Publication number: DE2819718A1
Application number: DE19782819718
Authority: DE
Inventors: Francis Godfrey Huddle
Original assignee: STAINLESS STEEL PUMPS Ltd
Current assignee: STAINLESS STEEL PUMPS Ltd
Priority date: 1977-05-26
Filing date: 1978-05-05
Publication date: 1978-11-30
Also published as: IT7823617A0; SE7805806L; IT1094694B; FR2392255A1; AU3649778A; JPS53146303A; ZA782350B

Description

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STAINLESS STEEL PUMPS LIMITED, Birch Road, Lo ttbridge Drove, Eastbourne, East Sussex, England BN 23 6PQ

Rotationspumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationspumpe gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Rotationspumpen mit einem Gehäuse, in dem eine einen Strömungsmitteleinlass und einen Strömungsmittelauslass aufweisende Kammer vorgesehen ist, in der ein oder mehrere mit flügelartigen Fortsätzen versehene Rotoren drehbar angeordnet sind, saugen über die Einlassöffnung das zu pumpende Strömungsmittel an und geben es über die Auslassöffnung unter erhöhtem Druck ab, wobei die Pumpe als positive Verdrängerpumpe arbeitet. Ein Problem, das bei derartigen Pumpen auftritt, liegt darin, dass bei geschlossenen, beispielsweise stromabwärts von der Pumpe angeordneten Ventilen das unter Druck gesetzte Strömungsmittel keine Möglichkeit hat, aus der Auslassleitung zu entweichen. Daher wird sich der Druck des Strömungsmittels an der Auslasseite der Pumpe aufbauen, was durchaus nicht ungefährlich ist. Aus diesem Grunde weisen die angesprochenen Rotationspumpen in der Regel Druckent-

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lastungsventile in. Form von Bypassventilen auf, die gewöhnlich gegen einen Federdruck arbeiten und herkömmliche Ventilanordnungen aufweisen. Derartige Druckentlastungsventile haben gewöhnlich einen verhältnismässig komplexen Aufbau. Ferner kann das zu pumpende Material ohne weiteres in Spalten oder Ecken des Bypassventils festgehalten werden, so dass bei einer Verwendung solcher Pumpen in der Herstellung und/oder für die Verpackung von Lebensmitteln, Getränken usw. diese Spalten oder Ecken Brutstätten für Bakterien sein können, was natürlich äusserst unhygienisch ist.

Darüberhinaus bereiten bei solchen Rotationspumpen die Schwingungen und die stossweisen Belastungen Probleme.

Mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruch 1 sollen diese Probleme vermieden werden.

Durch die Bewegung der Membran kann der einen vorgegebenen Strömungsmitteldruckwert übersteigende Druck abgebaut werden. Die Membran kann gegen eine elastische Wand verschoben werden, die beispielsweise durch eine Feder oder durch einen Strömungsmitteldruck gegeben ist, so dass sich die Membran, wenn der Auslassdruck in der Pumpe einen vorgegebenen Druckwert erreicht, verschieben wird, wodurch für einen die Rotoren überbrückenden Bypass gesorgt wird, um jedem Druckaufbau stromabwärts von der Pumpe entgegenzuwirken.

Mit der Erfindung wird auch ein Druckentlastungsventil für eine Niederdruckpumpe geschaffen, wobei das Ventil ein an einem offenen Ende der Pumpe befestigbares Gehäuse aufweist, sowie einen am Gehäuse befestigten Membrankörper, der, wenn das Gehäuse mit der Pumpe verbunden ist, zumindest einen Teil der das offene Ende der Pumpe abschliessenden Wand bildet, wobei der Membrankörper elastisch relativ zum Gehäuse in einer Weise beweglich, ist, dass für eine Druckentlastung des Pumpmittels

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gesorgt wird.

Vorteilhafterweise ist der Druck, bei dem das Ventil den Bypass öffnet, einstellbar. Zweckmassxgerweise sind ferner Einrichtungen vorgesehen, um zu verhindern, dass der Membrankörper sich in axialer Richtung in Eingriff mit den Rotoren bewegt, wobei diese Einrichtungen ein in die Membran eingelegtes Element umfassen können, das einen axialen Fortsatz mit einem Anschlag aufweist, um die Einwärtsbewegung zu unterbinden. Zwischen dem Gehäuse, das in axialer Richtung aussen in Bezug auf den Membrankörper angeordnet ist, und dem Membrankörper ist eine Feder angeordnet, die zur Einstellung des Druckes, bei dem die Entlastung stattfinden soll, verstellbar sein kann.

Abgesehen von der Begrenzung des Druckaufbaus in der Pumpe kann das Ventil die Schwingungen der Pumpe und die in dem Pumpmittel auftretenden Stösse dämpfen.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, anhand der beiliegenden Zeichnung erfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung stellen dar:

Figur 1 schematisch einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Pumpe gemäss der Erfindung,

Figur 2 eine andere Ausführungsform der Pumpe gemäss der Erfindung und

Figur 3 ein Ventil gemäss der Erfindung.

Wie aus Figur 1 zu entnehmen ist, weist die Pumpe 1 eine Hauptkammer 2 auf, in der zwei Achsparallele, mit Keilnuten versehene Wellen 3 und 4- drehbar angeordnet sind, die zwei

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gegenläufige, mit flügelartigen Fortsätzen versehene Rotoren 5 (lobe-rotors) tragen. Eine Einlassöffnung (ohne Bezugszeichen) ist, bezogen auf die Zeichnung, zwischen den zwei Wellen 3 und A- hinter den Rotoren vorgesehen, wobei eine Auslassöffnung (ebenfalls ohne Bezugszeichen) auf der den Rotoren nahestehenden Seite vorgesehen ist. Die Rotoren sind an sich bekannt und können zwei, drei, vier oder jede sonstige geeignete Anzahl von flügelartigen Fortsätzen aufweisen. Tatsächlich können die Rotoren als Zahnräder ausgebildet sein, so dass die Pumpe eher als Zahnradpumpe zu bezeichnen ist, wie sie beispielsweise als ölpumpe in einem Auto verwendet wird.

Die linke axiale Stirnwand der Pumpkammer, die von den Rotoren 5 überstrichen wird, wird durch eine Gummimembran 6 gebildet, die in ihrem zentralen Abschnitt verdeckt ausgebildet ist. Eine Platte 7 mit einem axialen Fortsatz 9 ist in dem verdickten Abschnitt angeordnet. Der Fortsatz 9 ist mit einem Kopf 10 versehen. Der axiale Fortsatz 9 durchsetzt eine öffnung in einer Stirnwand 11 des Pumpgehäuses, wobei die Stirnwand 11 durch einen Abstandsring 12 auf Abstand von dem übrigen Gehäuse gehalten ist. Wie gezeigt, weist der Kopf 10 einen Gewindeabschnitt 1J mit einem kleineren Durchmesser auf, der in ein entsprechendes Gewinde im Fortsatz 9 eingeschraubt ist. Beim Zusammenbau wird die Membran auf das Ende der Kammer 2 derart aufgesetzt, dass der Fortsatz 9 axial nach aussen wegsteht. Eine Schraubendruckfeder 14 wird über den Fortsatz 9 geschoben und der Abstandsring 12 an Ort und Stelle gebracht, wonach die Gehäusestirnwand 11 zusammen mit den anderen, bereits erwähnten Teilen mit Hilfe von Bolzen (ohne Bezugszeichen) befestigt wird. Der Kopf 10 wird dann mit seinem Gewindeabschnitt 13 in den Fortsatz 9 eingeschraubt.

Der Druck der Feder kann mit Hilfe eines ringförmigen Mutterelements 15, das ein Aussengewinde aufweist, eingestellt werden, wobei das Element 15 den Fortsatz 9 umgibt und beispielsweise mit Ausnehmungen (ohne Bezugszeichen) versehen ist, die

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das Ansetzen eines geeigneten Werkzeuges zum Anziehen der Mutter erlauben.

Wenn der Kopf 10 durch Einschrauben in den Fortsatz 9 positioniert ist, kann die axiale Einwärtsbewegung der Membran derart kontrolliert werden, dass die Membran die Rotoren nicht tatsächlich berührt, sondern lediglich in einem geringen Abstand (1/100 mm) von diesen angeordnet ist, ebenso wie es bei den bekannten Stirnwänden der Fall ist.

Die Feder 14- hält natürlich die Membran in dieser Stellung, bis sich in der Pumpe über dem Ventil ein Druck aufgebaut hat, der durch die Feder 14 voreingestellt ist. Wenn dieser Druck überschritten wird, bewegt sich die Membran ein wenig nach links, wodurch sich zwischen ihr und den fiotoren 5 ein Zwischenraum ergibt, so dass ein Bypasskanal zur Druckentlastung geschaffen wird.

Figur 2 zeigt eine Pumpe, die eine andere Ausführungsform des Druckentlastungsventils aufweist, in dem die Rückkehrbewegung der aus ihrer normalen Position verschobenen Membran 6 durch pneumatische oder hydraulische Mittel bewirkt wird. Einzelheiten der Pumpe selbst sind nicht dargestellt, da diese im wesentlichen mit denen in der Figur 1 gezeigten übereinstimmen. Anstelle der Feder 14 ist also eine Kammer 16 vorgesehen, die in den Figuren 1 und 2 auf der rechten Seite durch die Membran, den Abstandsring 12 und auf der linken Seite durch die Stirnwand 11 begrenzt ist und mit einer Druckwelle 17 in Verbindung steht. Die Verwendung einer Druckwelle hat den Vorteil, dass der Kontaktdruck über die gesamte Fläche der Membran konstant ist, so dass die verschobene Membran gleichmassig zu den axialen Enden der Rotoren gedrückt wird.

Figur 5 zeigt ein Ventil 18, das am offenen Ende einer Pumpe beispielsweise mit Hilfe von nicht gezeigten Bolzen befestigt ist. Das Ventil 18 weist ein Gehäuse 19 mit einer Gummimem-

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bran 6¹ auf, die eine Stirnwand des Gehäuses 19 bildet, so dass im eingebauten Zustand die Membran 6¹ eine in elastischer Weise verschiebbare Wand der Pumpe bildet. Das Ventil 18 weist eine Platte 7', einen Fortsatz 9' und einen Kopf 10' sowie andere Merkmale auf, ähnlich wie das Ventil gemäss Figur 1.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen des Ventils wirkt die Membran als eine Einrichtung, die den überschüssigen, sieb, in der Pumpe aufbauenden Druck senkt, wobei die Membran in ihre den Rotorenden benachbarte Stellung zurückkehrt, wenn der Druck des Pumpmittels auf normale Werte absinkt .

Die Membran dämpft auch die Stösse des Pumpmittels. Ferner werden durch die Membran die nachteiligen Auswirkungen vermieden, die durch die Vibration der die Pumpe bildenden Elemente, d.h. der Rotoren 5 oder der Hauptkammer 2, bedingt sind.

Die erfindungsgemässe Einrichtung kann in vielfältiger Weise abgeändert werden. So können andere Einstellmittel für die Feder vorgesehen werden. Auch die Einrichtung, die sicherstellt, dass die Membran sich nicht mehr als beabsichtigt nach innen bewegt, kann in vielfältiger Weise abgeändert werden.

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STAINLESS STEEL PUMPS LIMITED, Birch Road, Lottbridge Drove, Eastbourne, East Sussex, England BN 23 6PQ

Rotationspumpe

Patent-(Schutz)Ansprüche

Rotationspumpe mit einem Gehäuse, in dem eine einen Strömungsmitteleinlass und einen Strömungsmittelauslass aufweisende Kammer vorgesehen ist, einem in der Kammer drehbar angeordneten, mit flügelartigen Fortsätzen versehenen Rotor und mit einem Druckentlastungsventil, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil einen Membrankörper (6) aufweist, der zumindest teilweise die Stirnwand der Kammer (2) bildet und in Längsrichtung des Rotors (5) gegen den Strömungsmitteldruck in der Kammer für eine Druckentlastung oberhalb eines vorgegebenen Wertes in elastischer Weise verschiebbar ist.
2. Pumpe nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei miteinander kämmende Rotoren (5) in der Kammer (2) ange ordnet sind, wobei die Rotoren in entgegengesetzten Drehrichtungen rotieren.
3« Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der

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- 2 Membrankörper (6) aus Gummi besteht.
4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Membrankörper (6) eine eingelegte Platte (7) aufweist, wobei die Platte mit einem mit dem Gehäuse (11, 12) verbundenen Fortsatz (9) zur Begrenzung der zu dem Rotor bzw. den Rotoren (5) gerichteten

Bewegung des Membrankörpers versehen ist.
5. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch das Gehäuse(11, 12) und den Membrankörper (6) begrenzte Kammer (16) Strömungsmittel unter Druck aufnimmt, um für eine Rückkehrbewegung des verschobenen Membrankörpers zu sorgen.
6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federeinrichtung (14) zwischen dem Gehäuse (11, 12) und dem Membrankörper (6) für die .Rückkehrbewegung des verschobenen Membrankörpers vorgesehen ist.
7. Pumpe nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (14) um den Fortsatz (9) der Plaste (7) und zwischen dem Gehäuse (11, 12) und dem Membrankörper (6) vorgesehen ist.
8. Pumpe nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (10, 15) zur Einstellung der Federspannung vorgesehen ist.
9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein ringförmiges Mutterelement (15) mit einem Aussengewinde aufweist, wobei das Element (15) im Gehäuse (11, 12) angeordnet ist und den Fortsatz (9) umgibt.

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10. Pumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kopf (10) mit einem Gewindeabschnitt (13) vorgesehen ist, der das von der Platte (7) ferne Ende des Fortsatzes (9) einschraubbar ist, wobei der Kopf in Anlage mit einer Aussenfläche des Gehäuses (11, 12) zur Einstellung des Abstandes zwischen dem Gehäuse und dem Membrankörper kommt.

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