DE3001631C2

DE3001631C2 - Innenzahnradpumpe mit Füllstück

Info

Publication number: DE3001631C2
Application number: DE3001631A
Authority: DE
Inventors: Robert W. Rockford Ill. Erikson
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1979-03-23
Filing date: 1980-01-17
Publication date: 1983-11-17
Also published as: DK150944C; DK150944B; JPS5741592B2; CA1148791A; FR2452015B1; GB2044356A; FR2452015A1; US4255093A; JPS55131596A; CH645163A5; IT1126995B; DK122980A; DE3001631A1; IT8048226A0; SE449126B; GB2044356B; SE8001765L; NL8001654A

Description

— daß im Außenzahnrad (17) eine Dosieröffnung

(43) zur Abgabe von dosierten Mengen von Heizöl angeordnet ist,

— daß die Dosieröffnung (43) mit einer Austrittskammer (25) mit regulierbarem Druck in Verbindung steht, t ·»

— daß sich im Gehäuse (14) eine Zeitsteueröffnung

(44) befindet.

— daß die Zeitsteueröffnung (44) über einen Austrittskanal (45) mit der Düsenöffnung (41) v& bunden ist, und

— daff sich die Dosieröffnung (43) und die Zeitsteueröffnung (44) bei jeder Umdrehung des Außenzahnrads (17) einmal überdecken.

2. Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosieröffnung (43) in einer Zahnlücke des Außenzahnrades (17) gebildet ist

3. Dosierpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteueröffnung (44) in einem mit dem Gehäuse (14) verschraubten Haltering (18) angeordnet ist.

4. Dosierpumpe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteueröffnung (44) in radialer Richtung v.ur Austrittskammer (25) angeordnet ist.

5. Dosierpumpe nach Anspruch 1 —4, dadurdi gekennzeichnet, daß die Zeitsteueröffnung (44) eine vorbestimmte Länge hat

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Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe mit einem Füllstück, bei der ein einstellbarer Druckregler zur Konstanthaltung des Förderdrucks im Gehäuse angeordnet ist und bei der der Rücklauf des Druckreglers mit dem Pumpenzulauf verbunden ist.

Die US-PS 35 66 901 betrifft eine Zahnradpumpe zum Fördern von Brennstoff. Bei dieser Pumpenart wird Brennstoff aus einem Vorrat, etwa einem niedriger ais die Pumpe liegenden Behälter, durch eine Ansaugöffnung in das Pumpengehäuse gesaugt, und zwar durch relativ zueinander umlaufenden Pumpelemente. Diese sind in einem Haltering befestigt und umfassen ein Innen- und ein Außenzahnrad. Das Innenzahnrad ist auf einer Antriebswelle befestigt, deren Achse relativ zum Außenzahnrad exzentrisch verläuft, so daß die Zähne des Innen- und des Außenzahnrads auf einer Seite der Welle ineinandertreten. Auf der anderen Seite der Welle befindet sich ein Raum, der ein mondsichelförmiges Füllstück enthält, so daß Brennstoff in Fluidkammern förderbar ist, die zwischen den Zähnen beider Zahnräder gebildet sind. Mit dem Umlaufen der Antriebswelle wird Brennstoff in diesen Fluidkammern vom Pumpeneinlaß zu einer Austrittskammer gefördert, wobei die ineinandergreifenden Zähne der Zahnräder den Brennstoff in der Austrittskammer unter Druck setzen. Die Austrittskammer steht mit einem Druckregier in Verbindung, der im Gehäuse angeordnet ist, und der Regler umfaßt einen in einer Bohrung axialverschiebbaren Steuerschieber. Durch die Kraft einer gegen ein Ende der Bohrung wirkenden Feder wird der Steuerschieber in eine Lage an einem Ventilsitz am anderen Bohrungsende gedruckt Wenn beim Anfahren der Pumpe der Druck des zwischen den Pumpelementen austretenden Brennstoffs ausreicht, um. die Kraft der Feder zu überwinden, wird der Steuerschieber vom Ventilsitz weggeschoben, so daß Hochdruck-Brennstoff einer mit einer Düsenöffnung in Verbindung stehenden Brennerdüse zuführbar ist. Wenn der Steuerschieber gegen die Kraft der Feder verschoben wird, kann eine Rücklauföffnung im Gehäuse geöffnet werden, so daß überschüssiger Brennstoff entweder zur Ansaugöffnung rückgeleitet wird, was in einem Einleitungs-Saugsystem der Fall ist, oder zum Vorratsbehälter rückgeführt wird, was in einem Zweileitungs-Saugsystem der Fall ist Zum Einstellen des Brennstoffdrucks liegt eine Stellschraube am einen Ende der Bohrung an einem verschiebbaren Federsitz an, so daß die Kraft der den Steuerschieber beaufschlagenden Feder se verstellbar ist, daß der Brennstoffdruck in erwünschter Weise erhöht oder vermindert werden kann, um den Druckanforderungen des jeweiligen Heizsystems, in dem die Pumpe eingesetzt wird, zu entsprechen.

Die US-PS 32 73 513 betrifft eine Zahnradpumpe für ölbrenner mit einer Entlüftungsvorrichtung. Auch hierbei werden ein Füllstück und federbelastete Ventile verwendet

Durch die US-PS 27 66 693 ist eine Zahnradpumpe mit Füllstück bekanntgeworden, die ein Brennstoff-Fördersystem aufweist, das zusätzlich zu der Zahnradpumpe mit einer Dosierpumpe versehen ist, um einer Niederdruck-Zerstäuberdüse Heizöl zuzuführen.

Typischerweise werden Pumpen der vorgenannten Art in Heizanlagen eingesetzt, denen Brennstoff zwar mit hohem Druck (6,9—13,8 bar) zugeführt werden muß, die aber einen Minimalverbrauph von ca. 1,9 I/h haben, so daß ein Versteifen von Durchgängen der Brennerdüse vermieden wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Innenzahnradpumpe der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine Dosiereinrichtung in die Pumpen-Druckregler-Einheit integriert wird, die in der Lage ist, eine Dosiermenge zwischen 0,75 l/h und 13 I/h abzugeben.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Anspruch 1 angeführten Merkmale. Die Unteransprüchen kennzeichnen zweckmäßige weitere Ausbildungen.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Querschnittsansicht einer Zahnradpumpe;

Fig.2 eine schematische Ansicht der Pumpe nach Fig. I;

F i g. 3 eine größere Querschnittsansicht 3-3 nach Fig. 1; und

F i g. 4 eine Querschnittsansicht 4-4 nach F i g. 3.

Fig. 1 zeigt eine Brennstoffpumpe 10, die zur Heizölförderung zu einer Heizanlage (nicht gezeigt), etwa einer Feuerungsanlage oder einem Warmwasserspeicher, verwendbar ist. Dabei wird die Pumpe zum Einsatz in einem sogenannten Zweirohr-Saugsystem erläutert, wobei Brennstoff durch eine Ansaugleitung (nicht gezeigt) von einem Brennstoffbehälter (nicht gezeigt) zu einem Ansaugstutzen 11 zugeführt wird. Überschüssiges Heizöl aus der Pumpe tritt durch einen Rücklauf 13 (Fig.2) aus und strömt durch eine mit

diesem verbundene Rücklaufieitung (nicht gezeigt) zum Heizölbehälter zurück. Mit geringen Abänderungen ist die Pumpe auch in anderen Systemen, z. B. einem Einrohr-Saugsystem, einsetzbar, indem der Rücklauf 13 geschlossen und das rückströmende Heizöl zum Ansaugstutzen 11 rückgeführt wird, von wo es wieder in den Kreislauf gelangt

Nach F i g. I ist die Heizölpumpe 10 eine innen-Zahnradpumpe mit Füllstück und einem aus Guß bestehenden Gehäuse 14, in dem ein Innenzahnrad 15 auf einer Antriebswelle 16 befestigt und in bezug auf ein damit kämmendes Außenzahnrad 17 exzentrisch angeordnet ist. Die Zahnräder sind in einem Haltering 18 mittels einer mit dem Gehäuse verschraubten Endplatte 22 befestigt. In dem Raum zwischen den nicht miteinander in Eingriff stehenden Teilen der Verzahnung der beiden Zahnräder ist ein Füllstück 19 (F i g. 2) angeordnet, um zwischen., den Zähnen gebildete, sich vergrößernde Pumpenräume gegen sich verkleinernde Pumpenräume in bekannter Weise abzudichten. Ein Ansaugkanal 20 der Pumpe steht durch das Gehäuse mit dem Ansaugstutzen 11 über einen Speicherraum 2i (Fig. I) in Verbindung, der durch eine mit dem Gehäuse 14 verschraubte Endabdeckung 23 gebildet ist En Filter 24, das im Speicherraum zwischen dem Ansaugstutzen 11 und dem Ansaugkanal 20 positioniert ist, filtriert das Heizöl, während dieses aus dem Heizölbehälter zu den Zahnrädern 15 und 17 gesaugt wird. Nach Fig.2 fördern die Zahnräder 15 und 17 Heizöl aus dem Ansaugkanal 20 zu einer Pumpenaustrittskam.ner 25, und von dieser strömt das Heizöl in einen Steuerkanal 26, der mit einem Druckregler 27 in Verbindung steht, der den Heizöldruck an der Austrittskammer 25 so regelt, daß dieser im wesentlichen gleichbleibt.

Der Druckregler 27 ist innerhalb des Gehäuses 14 positioniert und liegt an einem Anschlußstück 29 an, das in eine durch das Gehäuse verlaufende Bohrung 30 geschraubt ist. Das Anschlußstück 29 umfaßt einen einen Ventilanschlag bildenden Vorsprung 31. Der Druckregler weist eine Hauptdruckkammer 33 auf, die durch die Bohrung gebildet und mit einer Druckkammer im Steuerkanal 26 verbunden ist Ein hohler Steuerschieber 34 ist in der Hauptdruckkammer 33 verschiebbar angeordnet und ist mit einer Steuerfläche 35 versehen, die mittig zwischen den entgegengesetzten Enden des Steuerschiebers 34 angeordnet ist Die Steuerfläche 35 wirkt mit einer Entlastungsöffnung 36 in der Bohrung zusammen zum Abführen von Heizöl aus der Hauptdruckkammer 33 in einen Rückführkanal 37, der mit dem Rücklauf 13 durch das Gehäuse 14 verbunden ist.

Druckheizöl, das in die Hauptdruckkammer 33 von den Zahnrädern 15 und 17 gefördert wird, verschiebt den Steuerschieber 34 nach rechts gegen die Schließkraft einer Druckfeder 39, die im hohlen Abschnitt des Steuerschiebers 34 sitzt und gegen einen normalerweise ortsfesten, jedoch verstellbaren Federsitz 40 (Fig.2) wirkt. Wenn der Druck in der Kammer ausreicht, um die Schließkraft der Feder 39 zu überwinden, verschiebt sich der Steuerschieber 34 nach rechts und öffnet die Entlastungsöffnung 36, so daß Heizöl durch den Rücklaufkanal 37 und aus dem Rücklauf 13 zum Heizölbehälter strömen kann. Bei normalen Betriebsgeschwindigkeiten reicht der Heizölstrom von den relativ zueinander umlaufenden Zahnrädern 15 und 17 aus, um den Steuerschieber 34 weit genug nach rechts zu verschieben, so daß die Steuerfläche 35 die Entlastungsöffnung 16 freigibt, wodurch Heizöl ständig aus dem Rücklauf 13 austritt, während der Steuerschieber 34 in Verbindung mit der Feder 39 einen gleichbleibenden Druckheizölstrom durch die Hauptdruckkammer 33 bewirkt; infolgedessen wird der Heizöldruck in der Austrittskammer 25 gleichbleibend gehalten.

Die Pumpe nach der Erfindung hat eine Dosiereinrichtung, die eine Dosierung von Heizöl zu einer Brennerdüse mit geringem Durchsatz bewirken kann. Zu diesem Zweck werden die relativ zueinander umlaufenden Zahnräder 15 und 17 dazu genutzt, zeitweise Heizöl aus der Austrittskammer 25 zu einer Düsenöffnung 41 (Fig.2), die im Pumpengehäuse 14 gebildet ist, zu fördern. Infolgedessen werden in einer einzigen Pumpeneinheit sowohl Saug- als auch Dosierfunktionen verwirklicht. ^:

Um Heizöl zeitweise oder pulsierend zur Düsenöffnung 41 des Pumpengehäuses 14 zu fördern, ist im Außenzahnrad 17 eine Dosieröffnucyj 43 gebildet, die vollständig durch das Zahnrad 17 im wesentlichen in radialer Richtung zwischen benachbarten, aufeinanderfolgenden Zähnen dieses Zahnrads 17 zu dessen Außenseite verläuft. Infolgedessen kann bei jeder Umdrehung des Außenzahnrads 17 Druckheizöl aus der Austrittskammer 25 frei durch die Dosieröffnung 43 strömen, solange diese mit der Austrittskammer 25 in Verbindung bleibt

Im Bewegungsweg der Dosieröffnung 43 befindet sich eine im Haltering 18 gebildete Zeitsteueröffnung 44, die mit einem durch den Haltering 18 und das Gehäuse 14 verlaufenden Austrittskanal 45 in Verbindung steht und mit der Düsenöffnung 41 verbindbar ist, so daß Heizöl aus der Dosieröffnung 43 zur Düsenöffnung 41 strömen kann. Dabei liegt die Zeitsteueröffnung 44 innerhalb des Halterings 18 radial außerhalb der Austrittskammer 25, so daß eine Verbindung zwischen dem Druckheizöl in der Austrittskammer 25 uni dem Austrittskanal 45 herstellbar ist, wenn die Dosieröffnung 43 in Deckung mit der Zeitsteueröffnung 44 liegt. Dun.« geeignete Wahl der Länge der Zeitsteueröffnung 44 im Bewegungsweg der Dosieröffnung 43 ist der Heizöldurchsatz aus der Austrittskammer 25 veränderbar. Ferner kann die Verstellbarkeit des Reglers 27 in bezug auf unterschiedliche Druckeinstellungen dazu genutzt werden, die bei jeder Umdrehung des Außenzahnrads 17 aus der Austrittskammer 25 in den Austriltskanal 45 gelangende Heizölmenge zu regeln.

Wenn die Pumpe 10 mit hohen Drehzahlen (ca. 3450 U/min) umläuft, wurde gefunden, daß der pulsierende Heizölstrom in den Austrittskanal 45 effektiv einen gleichbleibenden niedrigen Heizöldurchsatz an der Dnsenöffnung 41 zur Folge hat. Wenn sowohl die Dosieröffnung 43 als auch die Zeitsteueröffnung 44 innerhalb eines G^:"ößenbereichs von 1,02—2,03 mm liegen, treten keine Verstopfungsprobleme auf, während gleichzeitig Heizölförderraten von 0,75—1,89 l/h und erwünschtenfalls mehr erzielbar sind. Ferner ist zu beachten, daß durtii das dosierte Fördern von Heizöl aus der Austrittskammer 25 unter Nutzung des Außenzahnrades 17 eine geringe Strömungsv-srdrängung mit einer Hochdruck-Saugpumpe erzielbar ist, während gleichzeitig der Vorteil der Luftreinigungsfähigkeit solcher Pumpen beim Anfahren nutzbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Innenzahnradpiunpe mit einem Füllstück, bei der ein einstellbarer Druckregler zur Konstanthaltung des Förderdrucks im Gehäuse angeordnet ist und bei der der Rücklauf des Druckreglers mit dem Pumpenzulauf verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,