DE403106C - Vorrichtung zur Entlastung der Kolben von Drehkolbenpumpen durch Zugfedern - Google Patents

Description

Bei Drehkolbenpumpen, deren Kolben sich in einem zylindrischen Gehäuse um eine exzentrisch gelagerte Achse bewegen, bildet die Abdichtung zwischen den Kolben und der Gehäusewand, besonders bei größerer Umlaufgeschwindigkeit, deshalb erhebliche Schwierigkeiten, weil die abzudichtenden Flächen unter dem Einfluß der Zentrifugalwirkung der Kolben sehr großer Reibung ausgesetzt sind. Ein dauernd

ίο gutes Dichthalten bedingt einmal einen nur mäßigen Flächendruck zwischen Kolben und Gehäusewand und das andere Mal ein beständig gutes Anliegen der Dichtungsflächen. Demgegenüber soll aber eine solche Pumpe zwecks Erzielung möglichst großer Leistung und, um sie auch mit Elektromotoren oder anderen raschlaufenden Antriebsmaschinen unmittelbar kuppeln zu können, anstandslos mit entsprechend hohen Umlaufzahlen dauernd betriebssicher arbeiten können, was bei keiner der bisher bekanntgewordenen Bauarten erreicht wurde. Die Schwierigkeit ist hauptsächlich darin begründet, daß hohe Umlaufzahlen gleichbedeutend mit großer Gleitgeschwindigkeit sind und daß hierbei der Flächendruck durch die in den Kolben auftretende Zentrifugalkraft ganz erheblich wächst. Die bisher verwendeten Bauarten, bei welchen hauptsächlich die in mehrfacher Hinsicht so schädliche Zentrifugalwirkung aufgehoben werden sollte, sind allmählich so verwickelt geworden, daß sie trotz ihrer hohen Herstellungskosten stets nur kurze Lebensdauer aufwiesen.
Es ist nun versucht worden, die Zentrifugal-

kraft dadurch unschädlich zu machen, daß man die Kolben in radialer Richtung an Federn aufhing, welche entweder in der Kolbentrommel oder an der Antriebsachse befestigt wurden. Hierdurch wurde der angestrebte Zweck wohl mehr oder weniger vollkommen erreicht, aber die Lebensfähigkeit derartiger Vorrichtungen erwies sich infolge der außerordentlich hohen und andauernd wechselnden Beanspruchung ίο des Federmaterials als vollkommen ungenügend. Es leuchtet dies sofort ein, wenn man bedenkt, daß solche Federn im Dauerbetrieb jährlich etwa 150 Millionen Hübe hätten aushalten müssen, wobei wegen der sehr -begrenzten Raumverhältnisse auch noch die spezifische Materialbeanspruchung reichlich hoch gewählt werden mußte. Diesen Anforderungen hat bisher keine einzige Bauart genügt. Erfindungsgemäß wird dieser große Nachteil bei der An-Wendung von Entlastungsfedern vollkommen vermieden, und zwar dadurch, daß je zwei sich gegenüberliegende Kolben durch gemeinsame Federn derartig verbunden werden, daß sich die Gesamtlänge beider Federn praktisch immer gleich groß bleibt, welche Stellung die Kolben auch haben mögen.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt.

Abb. ι zeigt einen Querschnitt durch eine Maschine mit derartig angeordneten Entlastungsfedern,

Abb. 2 einen Längsschnitt durch eine Kolbentrommel mit den Kolben.

Mit α sind die Kolben bezeichnet, mit b die Entlastungsfedern. Da die Exzentrizität der Kolbentrommel gegenüber dem Gehäuse bei den praktischen Ausführungen solcher Maschi- j nen verhältnismäßig klein ist, so tritt im Ge- j samtabstand von zwei sich gegenüberliegenden ; Kolben praktisch kaum eine Änderung ein, ^! wenn die Kolben beispielsweise aus der wage- j rechten in die senkrechte Stellung gedreht werden. Es tritt nur eine Verschiebung der Kolben , gegenüber der Kolbentrommel c ein, an welcher \ gleichzeitig deren gemeinsame Entlastungs- ' feder b teilnimmt, ohne daß sich letztere zu ■ verlängern oder zu verkürzen braucht. Damit i ist eine praktisch stets gleichbleibende Bean- j - spruchung der Entlastungsfedern erzielt und somit eine fast unbegrenzte Lebensdauer, gleichviel welche Umlaufzahl angewendet wird und j welche Anfangsspannung die Federn beim Still- ; stand der Maschinen besitzen. Je nach den Abmessungen der Pumpen werden ein oder mehrere Entlastungsfedern nebeneinander an- ! geordnet (s. Abb. 2). ^!

Der Erfmdungsgegenstand beseitigt die ger ' nannten Übelstände nicht nur, sondern er bietet .

trotz großer Einfachheit in der Ausführung auch noch namhafte Betriebsvorteile anderer Art.

Die Spannung der Federn wird so gewählt, daß die in den Kolben auftretende Zentrifugalkraft bei voller Umlaufzahl nur noch in solch geringem Maße zur Wirkung kommt, wie es ! zum sanften Andrücken der Kolben an die Gehäusewand erforderlich ist.

Je nach der achsialen Länge der Pumpen werden beliebig viele Federn nebeneinanderliegend angewendet. Auch ist es nicht nötig, zwei gegenüberliegende Kolben durch eine einzige Feder aufeinander zu verbinden, sondern diese eine Feder kann auch durch zwei oder mehrere in zweckmäßiger Weise verbundene Federn ersetzt werden, wie etwa in Abb. 1 dargestellt. Durch nahezu vollständige Aufhebung der Zentrifugalanpressung der Kolben an die Gehäusewand wird die Reibungsarbeit und somit auch der W irkungsgrad und der Verschleiß der Pumpen sehr günstig beeinflußt. Ferner kann jetzt die Eetriebsgeschwindigkeit ohne weiteres den normalen Antriebsmotoren angepaßt werden, so daß keine besonderen langsamlaufenden und teuren Motoren mehr erforderlich sind.

Ein weiterer Vorzug der Neuerung besteht darin, daß sie jederzeit ein überaus leichtes Anlaufen, was besonders bei elektrisch ange triebenen Pumpen für Flüssigkeiten und bei langen Druckleitungen vorteilhaft ist, ermöglicht. Man kann nämlich die Fntlastungsfedern so bemessen — und das wird regelmäßig gemacht werden —, daß sie die Kolben im Ruhezustand der Pumpe vollständig in die Kolbentrommel zurückziehen. Infolgedessen laufen solche Pumpen anfänglich ohne zu fördern, die Antriebsmotoren also nahezu unbelastet an. Erst wenn die normale Umlaufzabl nahezu erreicht ist, legen sich die Kolben mit ihren Dichtungsschuhen gegen die Gehäusewand, und es beginnt die volle Förderarbeit. Das Anlassen derartig ausgeführter Pumpen erfolgt also unter sehr günstigen Umständen, besonders bei elek irischem Antrieb. Alle genannten Vorteile bedingen neben einer erheblichen Verbesserung des Wirkungsgrades eine wesentliche Verbilligung sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Vorrichtung zur Entlastung der Kolben von Drehkolbenpumpen durch Zugfedern, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei sich gegenüberliegende Kolben (a) durch gemeinsame, gegebenenfalls in ihrer achsialen Riehtung geteilte Zugfedern (δ) verbunden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.