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Umlaufpumpe Die Erfindung betrifft eine umlaufende Kolbenpumpe mit
einer in einem Gehäuse drehbaren, mit einer oder mehreren diametralen Bohrungen
versehenen Trommel. In den Bohrungen läuft je ein Kolben, der in bekannter Weise
bei umlaufender Trommel von einem feststehenden Exzenter bewegt wird.
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Zweck der Erfindung ist in erster Linie, die einen erheblichen Leistungsverlust
bedeutende Reibung zwischen den Kolben und dem Exzenter möglichst herabzusetzen
sowie die Beanspruchung des Exzenters zu verringern.
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Bei der bekannten Ausführung herrscht zwischen :den Gleitflächen des
Pumpenkörpers und dem Exzenter Gleitreibung, so .daß das Exzenter einem raschen
Verschleiß unterworfen ist. Bei abgenutztem Exzenter ist dieses als,Ganzes zu ersetzen,
was sich teuer stellt, weil es sich hier um einen sehr genau herzustellenden, sorgfältig
zu bearbeitenden und zu härtenden Maschinenteil handelt.
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Diese Nachteile sind bei der Kolbenpumpe nach der Erfindung dadurch
vermieden, daß das Exzenter als Scheibe ausgebildet ist, .die die Scheibenkolben
unter Vermittlung eines um die Scheiben:umfläche gelegten Laufringes antreibt.
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Dadurch wird erreicht, daß zwischen dem Laufring und der Innenfläche
der Scheibenkolben Rollreibung auftritt. Die zwischen dem Laufring und dem Exzenter
herrschende Zapfenreibung kann .durch Wälzlager herabgesetzt werden. Die Pumpe hat
daher eilten sehr geringen Kraftverbrauch, weil die Reibungsarbeit klein ist, und
die bei Verschleiß notwendig werdende Erneuerung des Ringes verursacht nur geringe
Kosten.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer Pumpe nach der Erfindung
dargestellt.
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Abb. i ist ein quer zur Dreilachse des Zylinders nach der Längsachse
des Gehäuses gelegter Schnitt durch eine Ausführungsform der Pumpe.
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AM. 2 ist ein senkrecht zur Achse des Gehäuses liegender Schnitt
nach der Drehachse des zylindrischen Umlaufkörpers.
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Abb. 3 zeigt eine einfache Vorrichtung zur Regelung der Pumpe.
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Der mit Stützfüßen versehene zylindrische Pumpenkörper ist mit i bezeichnet.
Er enthält die Mündungen 2, 3 der Ein- bzw. Austrittsleitungen. In dem Pumpenkörper
dreht sich der nach Entfernen der beiden Deckel ia und il, einsetzbare Umlaufkörper
d..
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Zur Drehung des Umlaufkörpers .l. dient eine Welle 7, die durch den
Deckel ia hindurchgeführt und mit einer Stopfbüchse gedichtet ist. Die Welle 7 ist
mit dem Umlaufkörper .4 durch eine Scheibe 7" o. dgl. auf einer Seite verbunden.
Auf der anderen Seite wird der Umlaufkörper durch eine mit seiner
Achse
zusaminenfallendu feste Achse 8 gehalten, .die durch den Deckel i0 hindurchgeführt
und mit feststehenden Dichtungen abgedichtet ist. Das innere Ende der Achse 8 berührt
den Mittelpunkt der Scheibe 7a. Der Umlaufkörper q. ist in Richtung eines Durchmessers
durchbohrt. In der zylindrischen Durchbohrung 4a ist ein Exzenter 6 angeordnet,
das von der festen Achse 8 getragen wird. Die Exzentrizität dieses Exzenters liegt
senkrecht zu einem Durchmesser des Gehäuses i, 'der die Ansaugleitung und die FortdrÜckleitung
miteinander verbindet. Das Exzenter 6 trägt einen Ring 6a, mittels dessen es auf
der Oberfläche der beiden, einen Hohlicolben in der Kammer 4a bildenden, durch Streben
9 in einem bestimmten Abstande gehaltenen Scheiben 5a und 5b rollt. Die beiden Scheiben
sind mit der Art der zu fördernden Flüssigkeit und dem Druck in der Fortdrückleitung
entsprechenden Dichtungen versehen. Die Schmierung des Ringes 6a und der Lager der
Achse 8 geschieht durch eine Längsbohrung der Achse 8, von der aus Abzweigungen
zu den einzelnen Schmierstellen führen.
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111h den Leitungen 2 und 3 stehen Windkessel io in Verbindung, in
ähnlicher Weise wie bei den Pumpen mit absatzweisem oder veränderlichem Betrieb.
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Der Umlaufkörperd. kann entsprechend lang gehalten werden und dann
zwei oder mehrere in Richtung eines Durchmessers liegende gleich große, voneinander
getrennte Bohrungen 4a haben, deren Achsen gegeneinander geneigt sind. Auf .diese
Weise läßt sich eine praktisch gleichbleibende Strömung erzielen und die Anwendung
von Luftkesseln io vermeiden. Zur Verdichtung gasförmiger Fördermittel kann man
mehrere Pumpen hintereinanderschalten. In diesem Falle besteht die Pumpe nur aus
einem einzigen zylindrischen Gehäusei und einem einzigen Umlaufkörper.. Das Gehäuse
hat so viele Ansaug- und Fortdrückleitungen und der Umlaufkörper so viele Durchbohrungen
4.a und .darin arbeitende Kolben, wie Verdichtungsstufen vorhanden sind.
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Die Verbindungsleitungen von der Fortdriickseite der einen Pumpe zur
Saugseite der anderen können (durch einfache U-förmig gebogene Rohre gebildet werden,
wenn die Exzenter jeder Kammer 4a miteinander einen Winkel von 18o° bilden.
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Die Pumpe nach der Erfindung ist in ähnlicher Weise wie eine gewöhnliche
Kolbenpumpe umkehrbar, d. h. sie kann mit Druckflüssigkeiten als Motor betrieben
werden. Die Dichtheit der Kammer 4.a gegen die Leitungen 2 und 3 ist dadurch gewährleistet,
daß die Flüssigkeit, um entweichen zu können, einen viel größeren Weg als bei den
üblichen umlaufenden Scheibenkolbenpumpen unter Ausbreitung zurücklegen müßte. Trotzdem
kann man die Dichtheit durch aus einem geeigneten Metall bestehende Bänder z i erhöhen.
Die Bänder werden in Längsrillen des Zylinders i in der Nähe der Mündungen der Leitungen
z und 3 eingelegt und durch in diesen Rillen angeordnete Federn gegen die Mantelfläche
des Umlaufkörpers d. gedrückt.
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Zur Regelung der Pumpenleistung genügt es, das Maß der Exzentrizität
zu ändern. Beträgt die Exzentrizität 0, so arbeitet die Pumpe im Leerlauf, d. h.
der Kolben 5115b bewegt sich nicht in der Trommel.. Kehrt man. die Exzentrizität
um, dann wird damit gleichzeitig die Strömungsrichtung umgekehrt, trotz gleichbleibenden
Drehsinnes der Pumpe.
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Zur Leistungsregelung ist es konstruktiv noch einfacher, den Winkel
zu ändern, den die Verbindungslinie des Exzentermittelpunktes und der Trommelmitte
mit der Verbindungslinie der beiden Leitungen 2 und 3 bildet. Der Winkel beträgt
im Höchstfalle, wie in Abb. i und 2, 9o°. Beträgt der Winkel 0°, dann hört die Leistung
auf, weil die gleiche Flüssigkeitsmenge, die von der Leitung 2 zur Leitung 3 gefördert
wurde, auch wieder von der Leitung 3 nach der Leitung 2 zurückbefördert wird. Beträgt
der Winkel i8o°, d. h. liegt die Richtung der Exzentrizität nach der Gegenseite,
dann kehrt sich bei gleichbleibendem Drehsinn der Pumpe die Strömungsrichtung in
der Pumpe um.
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Zwecks Durchführung der Regelung ist die Achse 8 nicht im Deckel ib
fest angeordnet, wie beispielsweise in Abb.2, sondern durch eine Stopfbüchse hindurchgeführt
und am äußeren Ende mit einem Hebel i2 versehen (Abb.3). Der Hebel 1.2 bewegt sich
vor einem. Zahnbogen 13, der vom Deckel 1b gehalten wird und konzentrisch zur Drehachse
des Umlaufkörpers q. liegt. Mit Hilfe eines verschiebbaren Zahnes 14, der in üblicher
Weise durch einen Knopf rd.a bewegt wird, kann man den Hebel 12 auf einen beliebigen
Punkt des Zahnbogens 13 einstellen, d. h. man kann den Winkel der Exzentrizität
des auf der Achse 8 befestigten Exzenters 6 fest einstellen.
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Durch Fortlassen oder Außer-Wirkung-Setzen des verschiebbaren Zahnes
1.4 läßt sich auch eine selbsttätige Regelung bewirken, indem man einen Punkt des
Hebels 12 und einen Punkt des Deckels ib, der senkrecht unter dem Drehpunkt des
Hebels 12 liegt, durch eine Feder miteinander verbindet. Entsteht bei einer derartigen
Anordnung ein Überdruck in der Fortdrückleitung 2, dann wird der Scheibenkolben
511,51" statt durch das Exzenter bewegt zu werden, das Exzenter bewegen,
d.
h. er dreht die Achse 8 und damit den Hebel 12 um einen Winkel, .der von der regelbaren
Spannung der Feder 1 5 und dem Widerstande in der Fortdrückleitung abhängt. Auf
.diese Weise läßt sich die Leistung der Pumpe verkleinern, bis die normalen Arbeitsbedingungen
wieder eingetreten sind, wobei die Feder 15 den Hebel i2 allmählich zurückführt
und die Achse 8 und damit das Exzenter 6 auf die höchste Förderleistung einstellt.
Da die Pumpe auch selbsttätig zum Leerlauf gebracht werden kann, ist, jede Gefahr
für die Pumpe ausgeschlossen und ein Sicherheitsventil entbehrlich gemacht, wenn
nur die Feder 15 entsprechend eingeregelt ist. Zur Regelung der Feder 15 befindet
sich der Punkt, mit dem sie am Deckel ib befestigt ist, an einem Gleitstück, das
in einer vom Dekkel Tb getragenen Führung 16 gleitet. Man kann auch die Lage des
Befestigungspunktes der Feder am Hebel 12 ändern oder die beiden Befestigungspunkte
gleichzeitig.