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Einrichtung zur Entlastung der zur Abdichtung dienenden Biegehäute
an stopfbuchsenlosen Pumpen oder Antriebsmaschinen Es sind Pumpen oder hydraulische
Antriebsmaschinen für Flüssigkeiten und Gase bekannt, bei denen der kreisschwingend
Läufer oder Kolben dicht mit einer Biegehaut oder mehreren Biegehäuten verbunden
ist, deren freie Enden mit dem feststehenden Gehäuse dicht verbunden sind.
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Statt des Kolbens oder des Läufers kann auch das Gehäuse kreisschwingen.
Die Biegehäute bewirken bei über Tage aufgestellten Pumpen in bekannter Weise den
dichten Abschluß des Arbeitsraumes der Pumpe gegen den atmosphärischen Raum oder
gegen andere Räume.
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Werden die Biegehäute durch Einlagen oder entlastende Umhüllungen
genügend verstärkt, so vermögen sie gewisse Spannungsunterschiede auf ihren beiden
Seiten während einer gewissen Zeit -auszuhalten. Die Erfahrung hat aber gelehrt,
daß bei höheren Drehzahlen solche Biegehäute infolge der auf sie ausgeübten Walkarbeit
und der damit verbundenen Wärmewirkung schnell brüchig werden. Auch der Wirkungsgrad
der Pumpe leidet infolge der aufgewendeten, als Verlust zu buchenden Walkarbeit.
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Nach der Erfindung werden vorstehende 1NTachteile dadurch beseitigt,
daß die Spannungen verschiedener Pumpenräume auf an sich bekannte Reglervörrichtungen
einwirken, durch welche die auf beiden. Seiten der Biegehäute herrschenden Drücke
selbsttätig auch bei verschiedenen Drücken in den verschiedenen Räumen gleich oder
annähernd gleich: gehalten werden. Die ausgeführten Versuche haben ergeben, daß
solche Biegehäute eine verhältnismäßig lange Betriebsdauer ohne erkennbare Abnutzung
aushalten.
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Ein Beispiel der Erfindung ist in den Abb. i bis 3 dargestellt.
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Abb. z ist ein Längsschnitt durch eine bekannte Pumpe, deren Kolben
kreisschwingende . Bewegungen ausführt.
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Abb. z ist ein Querschnitt durch die Pumpe nach Abt. i.
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Abb..3 stellt die gleiche Pumpe wie Abb. i, jedoch mit davon abweichendem
Regler, dar. Bauart und Wirkungsweise der Pumpe wird als bekannt vorausgesetzt.
Der Berührungspunkt zwischen Kolben i und Gehäuse 8 wandert bei einer Umdrehung
des Kolbens einmal im Kreise herum. Die nach Abb,. a mit .dem Kolben fest verbundene
Steuerzunge z trennt Saug- und Druckraum. Schwingt der Kolben i 'in Pfeilrichtung,
so gelangt Flüssigkeit durch deii Sauganschluß 3 in den sich ständig erweiternden
sichelförmigen Saugraum. Gleichzeitig wird die Flüssigkeit jenseits des Berührungspunktes
zwischen Kolben ä und Gehäuse durch den Druckanschluß q. unter Druck gefördert.
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Nach Abb. i sind in bekannter Weise bei: 5 zwei Biegehäute 6 mit dem
kreisschwingenden Kolben dicht und fest verbunden. Die
entsprechenden
Teile der Biegehäute 6 machen also die'kreisschwitigende Bewegua,g mit. Dagegen
sind die Enden 7 der BiR9e-. häute mit dem feststehenden Gehäuse 8 dicht; zusammengebaut.
Der Arbeitsraum da. Pumpe, bestehend aus Saugraum, Druckraum und einem mittleren
Raum 9 der Pumpe, ist durch die Biegehäute 6 luftdicht gegen den Pumpenaußenraum
abgeschlossen., welcher im vorliegenden Falle mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
Nach Abb.1 unterliegt also der Raum 9, den die Innenseiten der Biegehäute 6 nach
außen abgrenzen, einem mittleren Druck, der sich, entsprechend der jeweilig vorhandenen
Kolbenundichtheit, dem Hochdruck und dem Saugdruck einstellt. Es sei z. B. der Saugdruck
o,5 at abs., der Hochdruck q. at abs., dann wird der mittlere Druck im Raum 9, je
nach der Undichtheit des Kolbens, etwa 2 bis 3 at abs. betragen können. Da verhältnismäßig
dünne und äußerst nachgiebige Biegehäute verwendet werden, würde der genannte mittlere
Druck, der die Biegehäute von imien beaufschlagt, eine starke Ausbeulung der Biegehäute
bewirken. Sie würden sich gegen Teile der Wandung legen und während ihrer Bewegung
sich schnell abnutzen.
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Um jede Ausbeulung zu verhindern, ist gemäß der Erfindung eine an
sich bekannte, selbsttätig wirkende Reglervorrichtung vorgesehen. Der Raum g steht
durch die drei Bohrungen 1o mit dem Raum unter der Membran 11 in Verbindung. Diese
Membran ist durch einen Deckel 12 fest und dicht auf ihre Unterlage gepreßt.
Der Deckel 12 ist durchbohrt, so daß also der Raum über der Membran unter atmosphärischer
Spannung steht. Die von der Membran gesteuerte kleine Bohrung 13 steht mit dem Saugraum
der Pumpe in Verbindung. Der unter der Membran herrschende Druck von 2 bis 3 at
abs. überwiegt den über der Membran herrschenden, Druck von 1 at abs. Die Membran
gibt den Weg zum Saugraum frei, und der Überdruck fließt aus dem Raum 9 ab, bis
er ebenfalls Atmosphärendruck erreicht. Da die Außenseiten der Biegehäute 6 durch
die Öffnungen 14 hin, durch dauernd mit der Außenluft in Verbindung stehen, bewirkt
also die geschilderte Vorrichtung die Gleichhaltung der Spannung auf beiden Seiten
der Biegehäute. Durch die Bemessung der Größe der Öffnung 13, d. h. durch den Flächenunterschied
von Innen- und Außenseite der Membran 11, kann man im Bedarfsfall die Drücke auf
beiden Seiten der Biegehäute auch etwas verschieden halten. Die Außenseite der Membran
braucht nicht mit der Außenluft in Verbindung zu stehen. Sie kann auch anderer Spannung
als der atixtosphärischen unterliegen, ohne daß sich ari` der geschilderten Wirkung,
nämlich dem Ausgleich der Drücke auf beiden Seiten der Biegehäute 6, etwas ändert.
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Bei dem vorstehend geschilderten Beispiel ist vom Regelfall ausgegangen,
daß aus der Unterspannung im Saugraum und dem Hochdruck im Druckraum ein mittlerer
Druck im mittleren Raum 9 entsteht.
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Die Einrichtung muß aber auch für den Fall wirksam sein, daß z. B.
der Saugdruck als Zulaufdruck über i at abs. steigt. Für diesen Fall wird nach Abb.
3 eine Verengung 15 mit anschließendem Diffusor 16 vorgesehen. In die Verengung
mündet eine Bohrung 17, die mit der von der Membran 11 gesteuerten Öffnung 13 in
Verbindung steht. Bildet sich jetzt im mittleren Raum 9 ein Druck über t at abs.
aus, gibt also die Membran den Weg zur Offnung 13 frei, so wird in an sich bekannter
Weise durch in der Verengung 15 vorhandene größere Geschwindigkeit und den dadurch
bewirkten Unterdruck ein, Absaugen oder Mitreißen der von 13, also dem Mittelraum
9, herkommenden überschußmenge eintreten. Auch in diesem Falle kann die Außenhaut
der Membran einem anderen als dem atmosphärischen Druck unterliegen.
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Statt der dargestellten zwei Biegehäute 6 kann man mehrere oder auch
nur eine Biegehaut vorsehen.
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Den dargestellten Regler kann man auch im Saugraum der Pumpe unterbringen.
Dann ird die Membran i i durch einen dichten Deckel von genügendem Inhalt (Anaeroid)
auf ihre Unterlage gepreßt, falls atmosphärische Spannung auf beiden. Seiten der
Biegehäute wirken soll.