DE2913607A1

DE2913607A1 - Verdraengermaschine

Info

Publication number: DE2913607A1
Application number: DE19792913607
Authority: DE
Inventors: Wolfhart Dipl Phys Willimczik
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-02
Filing date: 1979-04-02
Publication date: 1980-10-09
Also published as: DE2913607C2

Description

Verdrängermaschine für Pumpen, Verdichter, Mengenmesser,
Druckluftinotoren u. dgl.
Die Erfindung betrifft ein neuartiges Verdrängerprinzip in einer einwelligen Drehkolbenbauart für Pumpen, Vakuumpumpen, Verdichter, Mengenmesser, Druckluftmotoren u. dgl.
Bei den bekannten Verdrängermaschinen mit einem Rotor werden z.B. elastische Teile bei hoher Durchbiegung verwendet (z.B. Impellerpumpe), was zu hohem Verschleiß führt.
Zweck dieser Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen.
Ziel dieser Erfindung ist es, die gleiche Wirkung mit einem einzigen Rotor und elstischen Teilen mit nur geringer Durchbiegung hervorzubringen, damit auch andere Materialien wie z.B. Metalle verwendet werden können, der Verschleiß vermindert werden kann und diese Drehkolbenbauart Trockenlaufeigenschaften bekommt.
Erfindungsgemäß besteht diese Verdrängermaschine aus einem scheibenförmigen Rotor, aus dem auf einem kreisringförmigen Anschnitt mehrere elastische,kreisring segmentförmige Lamellen an drei Seiten ausgeschnitten sind, mit den in Drehrichtung gesehenen Hinterkanten fest mit dem Rotor verbunden bleiben und die Vorderkanten dabei als Förderelemente auf dem profiliertem Boden eines Seitenkanals entlanggleiten und sich bei ihrer Drehung aus der Rotorebene raus und wieder hinein bewegen, wobei die Hinterkantenin der Rotorebene verbleiben.
Für größere Förderhöhen müssen die Lamellen steif ausgeführt werden, dazu werden sie mit einem radial gerichteten Gelenk mit dem Rotor verbunden, das sich jetzt auch etwa in der Mitte der Lamellen befinden kann. Dann können die Lamellen auch mit ihren Hinterkanten in einen zweiten Seitenkanal an der anderen Stirnseite des Rotors hineinragen und so auf beiden Seiten fördern.
Der Seitenkanal kann einen rechteckförmigen Querschnitt haben, wobei sich die Tiefe in Umfangsrichtung ändert, so daß mindestens an einer Stelle die Querschnittsfläche Null wird, wo die Lamellen in die Rotorebene zurückschwenken und eine feste Trennstelle zwischen Saug- und Druckraum gebildet wird, Der Seitenkanal kann aber auch aus einem einfachen Drehteil bestehen. Dann muß man dem Boden des Seitenkanals die Form eines schräg liegenden Kegelmantels geben, wobei eine Mantellinie parallel zur Rotorebene verläuft.
Der Boden des Seitenkanals kann aber auch als schräge Ebene ausgebildet sein, dafür muß dann der Rotor kegelmantelförmig ausgebildet sein, darnit sie auf eIner Seite wieder eine Berührungslinie bilden.
Für höhere Druckverhältnisse ist bei dieser Konstruktion nachteilig des Rotorsr daß der Förderdruck auf eine große Lamellenflache wirkt und so die Reibung stark erhöht. Es ist aber möglich, den Förderdruck nur noch auf die wesentlich kleinere Pläche der Lamellenvorderseite wirken zu lassen9 indem die Vorderkanten so dick gemacht werden, daß sie niemals ganz aus dem Rotor rausschwenken, sich dicht an den Rotorkanten befinden, und so verhindern, daß sich über den Lamellen ein Druck. aufbauen kann.
Die Vorderkanten der Lamellen können allerdings auch nach beiden Seiten so verstärkt werden, so daß die Lamellen im Querschnitt T-förmig sind, damit sie in zwei an beiden Stirnseiten des Rotors angebrachten Seitenkanäle eingreifen können. In diesem, wie grundsätzlich auch in allen vorhergenannten Pällen, sind beide Drehrichtungen des Rotors bzw. auch des Gehäuses möglich.
Der Rotor kann auch aus mehreren übereinandergelegten Scheiben bestehen und eine geschlossene Scheibe kann auf der dem Seitenkanal gegenüberliegenden Seite den Rotor abdecken, damit dort die Lamellen nicht unnötigerweise am Gehäuse entlangschleifen.
Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigt Figur 1 einen Längsschnitt, Figur 2 eine Draufsicht des Rotors und Figur 3 einen abgewickelten, zylinderförmigen Schnitt mit konstantem Radius.
Diese Verdrängermaschine mit einem einzigen beweglichen Teil ist die einfachste Ausführung und ist für kleine Förderhöhen als Pumpe, Vakuumpumpe, trocken laufender Verdichter, Druckluftmotor, Mengenmesser u. dgl. geeignetto Der Rotorlbesteht aus einer runden Scheibe, aus der auf einem kreisringförmigen Abschnitt 5 Lamellen 3 so ausgeschnitten sind, daß sie mit ihrer Hinterkante fest mit dem Rotor 1 verbunden bleiben und mit ihrer aus der Rotorebene herausgebogenen Vorderkante in den Seitenkanal 4 hineinragen. Die Lamellen 3 sind in ihrer Form einem Kreisringsegment ähnlich, wobei aber die runden Seiten etwa gleich lang ausgeschnitten sind, damit der Auflagedruck längs der Vorderkante gleich ist.
Der ringförmige Seitenkanal 4 ist im Querschnitt rechteckförmig und besitzt, wie in Figur 3 zu erkennen iSt9 einen ansteigenden und abfallenden Teil in Drehrichtung gesehen. An der engsten Stelle verschwindet der Querschnitt des Ringraumes vollständig, die Lamellen 3 federn dort in die Rotorebene zurück. Es besteht an dieser Stelle eine nicht mitrotierende Trennstelle zwischen Saug- und Druckraum, die flächenhaft ausgebildet ist.
Der Saugkanal 5 bzw. Druckkanal 6 liegt in Drehrichtung hinter bzw. vor dieser Trennstelle im Gehäuse 2.
Die Lamellen 3 stellen hier die Förderelemente dar, die nur auf einem kurzen Stück zwischen Saugkanal 5 und Druckkanal 6 druckbelastet sind. Sie liefern einen streng kontinuierlichen Förderstrom. Bei einer Umdrehung wird ein ganzer, mit seiner größten Querschnittsfläche gedachter Seitenkanal gefördert. Der Förderstrom ist im Vergleich zu anderen Maschinen hoch und der Bauraum äußerst klein. Es sind nur kleine Eiegewinkel der Lamellen nötig. Dabei spielt es praktisch keine Rolle, daß die Flanken der Lamellen 3 den Zylinderwandungen des Seitenkanals 4 nicht exakt folgen können. Die Abweichungen sind hier vernachlässigbar gering. Außerdem müssen die Lamellen 3 nur dort dichten, wo sie sich nicht axial bewegen, sich also den Wandungen exakt anpassen können.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen: 1 - Rotor 2 - Gehäuse 3 - Lamelle 4 - Seitenkanal 5 - Saugkanal 6 - Druckkanal

Claims

Patentansprüche: 1. Verdrängermaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus einem scheibenförmigen Rotor (1) besteht, und daß in einem kreisringförmigen Abschnitt des Rotors (1) mehrere kreisringsegmentförmige Lamellen (3) oder ähnlicher Form derart ausgeschnitten sind, daß sie in Drehrichtung gesehen mit ihrer Hinterkante fest oder beweglich mit dem Rotor (1) verbunden bleiben und elastisch oder durch ein Gelenk als Förderelemente in einen ringförmigen Seitenkanal (4) hineinragen, ihre Vorderkanten auf dem profilierten Boden des Seitenkanals (4) entlanggleiten und bei einer Umdrehung des Rotors (1) oder des Gehäuses (2) mindestens einmal aus der Rotorebene durch ihre Führung am Boden des Seitenkanals (4) ausschwenken, wobei ihre Hinterkantenin der Rotorebene verbleiben.
2. Verdrängermaschine nach Patentanspruch 1, bei der die Lamellen (3) etwa in ihrer Mitte durch ein radial gerichtetes Gelenk schwenkbar mit dem Rotor (1) verbunden sind und gleichzeitig mit ihren Vorder- und Hinterkanten in zwei an beiden Stirnseiten des Rotors (1) angeordnete Seitenkanäle (4) eintauchen.
3. Verdrängermaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, bei dem der ringförmige Seitenkanal einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist und in Drehrichtung gesehen sich die Tiefe des Seitenkanales (4) ändert, so daß mindestens an einer Stelle die Querschnittsfläche Null wird, wo die Lamellen (3) in der Rotorebene liegen und eine feste Trennstelle zwischen Saug- und Druckraum gebildet wird.
4. Verdrängermaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, bei der der Erden des Seitenkanals (4) durch einen in ihm derart schräg liegenden Kegelmantel gew,ildet wird, daß eine Mantellinie ständig an der Rotorebene anliegt, wo eine feste Trennstelle zwischen Saug- und Druckraum gebildet wird.
5. Verdrängermaschine nach Patentanspruch 1, bei der der Rotor (1) kegelförmig und der Foden des Seitenkanals (4) als schräge ebene ausgebildet ist, die zu einer Mantellinie parallel verläuft.
6. Verdrängermaschine nach Patentanspruch 1 und 3,4 oder 5, wobei die Vorderkanten der Lamellen (3) so dick sind, daß sie sich teilweise immer in der Rotorebene befinden, und die Rotorebene dort abgedichtet wird, damit der Förderdruck nur noch gegen die vergrößerten Vorderkanten der Lamellen (3) wirken kann.
7. Verdrangermaschine nach Fatentanspruch 1 und 3 oder 4, wobei die Vorderkanten der Lamellen (3) beiderseitig verstärkt sind, sie also im Querschnitt T-förmig ausgebildet sind, und die beiden Kanten in zwei an beiden Stirnseiten des rotors (1) angeordnete Seitenkanäle (4) hineinragen.
8. Verdrängermaschine nach Anspruch 1 bis 7, wobei beide Drehrichtungen des Rotors (1) bzw. des Gehäuses (2) möglich sind.
9. Verdrängermaschine nach Anspruch 1, 3 bis 6 und 8, wobei der Rotor (1) auf der dem Seitenkanal (4) gegenüberliegenden Seite durch eine mit dem Rotor (1) mitrotierende Scheibe abgedeckt wird.