DE4205116C2 - Saug-Druck-Pumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Saug-Druck-Pumpe für flüssige oder gasförmige Fördermedien mit einem mit in Schlitzen gleitenden Trennschiebern versehenen Rotor, der auf einer Welle befestigt ist, mit einem den Rotor im Abstand umgebenden Gehäuse, das das Fördermedium faßt und eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung für das Medium aufweist.

Derartige Pumpen in verschiedener konstruktiver Ausgestaltung sind beispielsweise vorbeschrieben in der DE-32 12 363 A1 und DE-34 07 081 C2.

Bei einer derartigen Pumpe werden bei der Rotation die Trennschieber, die im Rotor in Schlitzen geführt werden, entweder durch Fliehkraft, Federn oder auch mechanisch hin- und herbewegt. Nach außen ist die Bewegung durch den Gehäuseinnenring begrenzt, nach innen durch die Schlitztiefen.

Um den zunehmenden Anforderungen an solche Pumpen zu genügen, werden die Toleranzen zwischen den beweglichen Teilen zunehmens enger ausgelegt. Somit erreicht man eine Erhöhung der Förderleistung und des Förderdrucks. Hierbei beobachtet man allerdings eine erhöhte mechanische Reibung an Rotor, Trennschiebern und Gehäusewänden, was dann wieder zu einem ungewollten Leistungsverlust führt.

Insbesondere wurde festgestellt, daß bei Pumpen dieser Art bei ungünstigen Betriebsbedingungen Störungen auftraten, insbesondere ein Fressen des Rotors an den Stirnplatten des Gehäuses und ein Verkanten und Brechen der Trennschieber.

Zu Behebung dieser Störungen wurden bereits eine Vielzahl von Maßnahmen vorgeschlagen, die einen einwandfreien Lauf des Rotors gegenüber den Stirnflächen bzw. der Trennschieber in den Schlitzen bewirken sollen. Sie haben hauptsächlich zum Ziel, die entstehende Wärme vom Rotor besser abzuführen, sei es durch bessere Gestaltung der Kühlflächen oder bessere Umströmung dieser (DE 33 35 188 A1 und DE 34 18 928 A1).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obengenannten Störungen zu beseitigen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen Druckausgleichskammern können die unterschiedlichsten Formen haben. Sie sollen bewirken, daß das im Rotorschlitz komprimierte Medium über einen möglichst kurzen Weg in eine Ausgleichskammer expandiert anstelle sich den gesamten Weg zwischen Gehäusewänden und Rotor suchen zu müssen. Dadurch entstehen wesentlich geringere Reibkräfte und Wärmeentwicklung.

Des weiteren können die beim Hineinfahren der Trennschieber entstehenden Verdichtungskräfte genutzt werden, indem man sie in der Druckausgleichskammer zur Wirkung kommen läßt. Dies läßt sich durch eine speziell auf die Arbeitsanordnung der Pumpe ausgerichtete Gestaltung der Kammern erreichen, insbesondere durch kegelförmigen Querschnitt.

Für jeden Schieber ist in dem zugehörigen Segment des Rotors vorzugsweise eine oder mehrere Kammern vorzusehen.

Bei der Ausführung der Erfindung kann es notwendig sein, die erfindungsgemäßen Kammern so auszugestalten, daß auf beiden Stirnseiten des Rotors die gleichen Strömungsverhältnisse herrschen und sich eventuelle Druckdifferenzen zwischen den beiden Stirnflächen ausgleichen können.

Um diese gleichmäßige Druckverteilung zwischen den seitlichen Gehäusewänden und Rotor zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Kammern durch den Rotor von einer Seite zur anderen durchgehend auszuführen. Ein besonderer guter Druckausgleich wird erhalten, wenn die beidseitigen Kammern in unterschiedlichen Winkeln nach außen auslaufen.

Beim vertikalen Lauf des Rotors - bei horizontaler Achse - sollten die Kammern spiegelbildliche Abmessungen haben, damit die Druckverteilung auf beiden Seiten zwischen den Gehäusewänden und Rotorsegment ausgeglichen ist. Hierdurch wird der Lauf des Rotors ruhiger, auch in bezug auf die Geräuschentwicklung.

Bei horizontalem Lauf des Rotors - mit vertikaler Antriebsachse - ist es zweckmäßig, die Kammer so auszubilden, daß die untere Seite der Öffnung größer ist, als die an der gegenüberliegenden Seite. Je nach Winkelgraden der Durchführungen wird an der unteren Stirnfläche des Rotors ein Rückstau erzielt, der einen höheren Druck erzeugt, und somit den Rotor anhebt. Dadurch wird der Austausch des Pumpenmediums im Raum zwischen Rotor und Gehäuse verbessert, was niedrigere Temperaturen und geringere Reibung und Leistungsaufnahme zur Folge hat.

Obwohl die Pumpe als Flüssigkeitspumpe beschrieben worden ist, kann die Pumpe gleichermaßen auch als Vakuumpumpe, Kompressor, Luftpumpe usw. verwendet werden, welche durch einen Elektromotor, Verbrennungsmotor oder durch andere Antriebsquellen betätigt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Saug-Druck-Pumpe gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs Schnitt II-II der Pumpe nach Fig. 1,

Fig. 3 Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Flügelzellenpumpe ist in ihren Grundzügen von herkömmlicher Bauart, weshalb nachfolgend nur kurz auf deren wichtigste Teile eingegangen wird.

In einem Gehäuse 1 ist eine Antriebswelle 2 gelagert, an deren vorderen Ende ein Rotor 3 befestigt ist. In der Umfangswand des Rotors 3 sind über den Umfang verteilt mehrere Schlitze 4 angeordnet, welche radial nach innen verlaufen. Die Trennschieber 5, die in den Schlitzen 4 verschiebbar sind, werden durch die Zentrifugalkraft, bei anderen Ausführungsformen nach dem Stand der Technik auch durch hydraulischen Druck oder durch Federelemente an die Innenumfangswand 1a eines den Rotor umgebenden Gehäuses 1 während ihres Umlaufes gepreßt.

Das Gehäuse wird durch den den Rotor umgebenden Kurvenring und zwei mit diesem verbundenen Stirnplatten gebildet, die ebenfalls am Rotor anliegen.

Das Fördermedium, im allgemeinen Öl, gelangt über die Einlaßöffnung 6 in den ringförmigen Saugraum 8, von wo aus es durch die Flügel in den Raum zwischen den Läufen und dem Kurvenring in üblicher Weise zu der Auslaßöffnung 7 geführt wird.

Die Kammern 9 sind spiegelbildlich zu beiden Seiten des Rotors angeordnet. Sie sind durch einen engen Durchlaß verbunden.

Fig. 2 zeigt die Stirnflächen des Rotors nach Fig. 1 nach der Linie II-II.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die besonders für horizontal liegend eingebaute Pumpen von Vorteil ist. Dadurch, daß sich der Querschnitt der Kammer nach oben verjüngt, übt das strömende Fördermedium einen nach oben gerichteten Druck auf den Rotor aus. Dieser wirkt dem Eigengewicht des Rotors entgegen und verhindert ein Schleifen des Rotors auf der unten liegenden Stirnplatte des Gehäuses.

Liste der Bezugszeichen

1 Pumpengehäuse
1a Gehäuseinnenumfangsfläche
1b Stirnflächen des Gehäuses
2 Antriebswelle
3 Rotor
4 Trennschieberschlitze
5 Trennschieber
6 Einlaß
7 Auslaß
8 Saugraum
9 Rotorkammern

Claims (3)

1. Saug-Druck-Pumpe für flüssige oder gasförmige Fördermedien mit einem mit in Schlitzen gleitbaren Trennschiebern versehenen Rotor, der auf einer Welle befestigt ist, und einem den Rotor im Abstand umgebenden Gehäuse, das das Fördermedium faßt und eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung für das Medium aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorsegmente Kammern aufweisen, deren Querschnitt sich in Achsrichtung verjüngt.

2. Saug-Druck-Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern im Querschnitt kegelförmig ausgeführt sind.

3. Saug-Druck-Pumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in einem Segment mehrere Kammern befinden.