DE686008C

DE686008C - Displacement machine

Info

Publication number: DE686008C
Application number: DES126188D
Authority: DE
Inventors: Leonard George Savage
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-02-27
Filing date: 1937-02-27
Publication date: 1939-12-30

Description

Verdrängungsmaschine Die Erfindung betrifft eine als Pumpe oder als Motor zu betreibende Verdrängungsmaschine, bei der ein zylindrisches Gehäuse in eine Mehrzahl von getrennten Arbeitskammern durch am Umfang des Gehäuses angelenkte Flügel unterteilt ist, die durch einen außermittig umlaufenden Läufer in schwingende Bewegung versetzt werden unter abwechselndem Einlaß und Auslaß eines Druck-oder Arbeitsmittels zu und aus den Kammern.Displacement machine The invention relates to a pump or as Motor to be operated positive displacement machine, in which a cylindrical housing in a plurality of separate working chambers hinged by on the circumference of the housing Wing is divided into swinging by an eccentrically rotating rotor Movement are displaced with alternating inlet and outlet of a pressure or Work equipment to and from the chambers.

Bei den meisten bekannten Verdrängungsmaschinen dieser Art ist das Verdrängungsvolumen klein im Verhältnis zu dem größten Rauminhalt der Arbeitskammer oder, mit anderen Worten, besitzt der kleinste Rauminhalt der Arbeitskammer immer noch einen beachtlichen Wert, so daß der Kammerinhalt niemals ganz ausgetrieben wird und die Verdrängungsmaschine demnach mit einem schlechten Wirkungsgrad arbeitet. Eine bekannte Ausführung erzielt zwar ein annähernd vollständiges Austreiben :des Kammerinhalts, indem die einzelnen Flügel mit dem einen Ende an am Umfang des zylindrischen Gehäuses angeordneten Führungsblöcken gleiten, jedoch wird bei dem schon an sich geringen Verdrängungsvolumen auch noch ein großer Teil des Innenraumes des Gehäuses von den Führungsblöcken eingenommen, so daß im Verhältnis zur Größe der Maschine die Leistung ebenfalls sehr gering ist.In most known displacement machines of this type, this is Displacement volume small in relation to the largest volume of the working chamber or, in other words, the working chamber always has the smallest volume still a considerable value, so that the contents of the chamber are never completely expelled and the displacement machine accordingly operates with poor efficiency. A known design achieves an almost complete expulsion: des Chamber contents by placing each wing with one end on the circumference of the cylindrical Housing arranged guide blocks slide, but is already in itself low displacement volume also a large part of the interior of the housing occupied by the guide blocks so that in proportion to the size of the machine the performance is also very low.

Die Erfindung bezweckt die Behebung dieser Übelstände und erreicht dies in erster Linie dadurch, daß jeder Flügel etwa während einer halben Umdrehung des Läufers an dem .benachbarten Flügel bis zum vollständigen Austreiben des Kammerinhalts flüssigkeitsdicht entlang gleitet. Infolge des Fehlens besonderer Führungen wird hierbei der Innenraum des Gehäuses weitgehend ausgenutzt und somit bei gleichen Abmessungen eine höhere Leistung oder aber eine Verkleinerung der Maschine ermöglicht. - " Eine besonders günstige Ausführungsform wird gemäß der Erfindung dadurch erhalten, daß jeder Flügel aus zwei gelenkig verbunde= nen Gliedern besteht und mit der Gelenkstelle -der beiden Glieder an dem äußeren Glied des benachbarten Flügels entlang gleitet. Auf -diese Weise wird außerdem eine noch bessere Ausnutzung des Innenraumes des Gehäuses ermöglicht, indem gemäß einer heiteren Ausgestaltung der Erfindung während der Gleitbewegung der Gelenkstelle der beiden Flügelglieder das äußere Glied des Flügels eine Einlaßkammer und das innere Glied eine Aus-' laßkammer begrenzt, so daß sich für jeden Flügel der Auslaßhub einer Arbeitsperiode und der Einlaßhub der folgenden Arbeitsperiode zeitlich überdecken und eine Arbeitsperiode mehr als einer ganzen Umdrehung des Läufers entspricht.The invention aims to remedy these deficiencies and achieves This is primarily due to the fact that each wing takes about half a revolution of the runner on the .adjacent wing until the chamber contents are completely expelled glides along liquid-tight. As a result of the lack of special guides here the interior of the housing is largely used and thus with the same dimensions, a higher performance or a downsizing of the machine enables. - "A particularly favorable embodiment is according to the invention obtained by the fact that each wing consists of two hingedly connected members and with the hinge point of the two limbs on the outer limb of the adjacent one Glides along the wing. In this way there is also an even better utilization the interior of the housing made possible by according to a cheerful embodiment of the invention during the sliding movement of the joint of the two wing members the outer member of the wing is an inlet chamber and the inner member is an outlet chamber limited, so that the exhaust stroke of a working period and the Time overlap the intake stroke of the following working period and one working period corresponds to more than one complete revolution of the rotor.

An Hand von einigen Ausführungsbeispielen mit den Merkmalen der Erfindung sei diese näher erläutert. Es zeigen Fig. i einen schematischen Schnitt durch eine Form der Pumpe, Fig.2 einen ähnlichen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Pumpe, Eig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2, Fig.4 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Pumpe und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. ¢.On the basis of some exemplary embodiments with the features of the invention this is explained in more detail. FIG. 1 shows a schematic section through a Form of the pump, Fig.2 a similar section through another embodiment the pump, prop. 3 shows a section along the line 3-3 of FIG. 2, FIG. 4 shows a section through a further embodiment of the pump and FIG. 5 shows a section along the line 5-5 of Fig. ¢.

In dem Gehäuse i kann der äußere Teil 2 eines Flügels um einen feststehenden Drehpunkt 3 schwingen. Der innere Teil 4 des Flügels ist bei 5 an dem äußeren Teil e des Flügels angelenkt. Der Flügelteil 4 ist durch ein Lager 6 mit einem Kurbelzapfen 7 einer Kurbel 9 verbunden. Die Flügelteile 4 sind an ihrer Wurzel sämtlich mit dem Kurbelzapfen an einem gemeinsamen Punkt verbunden. Sie können derart gelenkig ausgebildet werden, daß alle Flügel in der gleichen Ebene liegen und mit beiden Seitenwänden des Gehäuses in Berührung stehen. Für jede von benachbarten Flügeln gebildete Kammer sind Öffnungen oder Ventile io auf dem Umfang des Gehäuses i vorgesehen. Ähnliche Üffnungen oder Ventile i i sind in den seitlichen Abdeckungen oder an anderer geeigneter Stelle vorgesehen und so angeordnet, daß sie von den Flügeln 2 und 4 während der Bewegung derselben abgedeckt oder freigegeben werden können. Je nach der Drehrichtung der Kurbel in bezug auf das Gehäuse bilden die Öffnungen oder Ventile io und ii entweder Einlaß- oder Auslaßöffnungen bzw. -ventile. Beim Arbeiten der in Pig. i dargestellten Anordnung wird bei einer Drehung des Kurbelzapfens 7 im Uhrzeigersinne der äußere Teil der Flügel 2 nacheinander mit den Öffnungen oder Ventilen i i zur Deckung 'gebracht, so daß die zwischen benachbarten Paaren der inneren Flügelteile 4 befindliche Flüssigkeit zusammengedrückt wird, worauf dieselbe in den durch benachbarte äußere Flügelteile 2 begrenzten Raum gelangt. Zu diesem Zeitpunkt wirkt das Gelenk 12 der linken äußeren Flügel mit den entsprechend geformten Oberflächen der rechten- äußeren Flügel (in bezug auf eine Kammer) zusam- -men, so daß ein flüssigkeitsdichter Abschluß entsteht. Bei fortgesetzter Bewegung der Kurbel im Uhrzeigersinne wird die Flüssigkeit weiter zusammengedrückt, und durch das auf dem Umfange des Gehäuses befindliche Ventil io nach außen befördert. Inzwischen vergrößert sich der durch benachbarte Paare der inneren Flügel begrenzte Raum und werden .durch weitere Bewegung die Öffnungen i i freigelegt, so daß frische Flüssigkeit in die innere Kammer gesaugt wird. Bei Fortsetzung der Drehbewegung löst sich ,das Gelenk 12 der äußeren Flügel von der Abdichtungsfläche der rechten äußeren Flügel, wodurch die äußeren und inneren Teile des Raumes ineinander übergehen. Der Ansaug-hub dauert dann an, bis die Öffnung i i erneut abgedeckt wird, worauf dieselben Arbeitsvorgänge sich in gleicher Reihenfolge wiederholen.In the housing i, the outer part 2 of a wing can swing around a fixed pivot point 3. The inner part 4 of the wing is hinged at 5 to the outer part e of the wing. The wing part 4 is connected to a crank pin 7 of a crank 9 by a bearing 6. The wing parts 4 are all connected at their roots to the crank pin at a common point. They can be articulated in such a way that all the wings lie in the same plane and are in contact with both side walls of the housing. For each chamber formed by adjacent wings, openings or valves io are provided on the circumference of the housing i. Similar openings or valves ii are provided in the side covers or other suitable location and are arranged so that they can be covered or released by the wings 2 and 4 during the movement thereof. Depending on the direction of rotation of the crank with respect to the housing, the openings or valves io and ii form either inlet or outlet openings or valves. When working in Pig. i illustrated arrangement is brought with a clockwise rotation of the crank pin 7 of the outer part of the wings 2 successively with the openings or valves ii to cover 'so that the liquid located between adjacent pairs of the inner wing parts 4 is compressed, whereupon the same into the through adjacent outer wing parts 2 gets limited space. At this point in time, the joint 12 of the left outer wings interacts with the correspondingly shaped surfaces of the right outer wings (with respect to a chamber), so that a liquid-tight seal is created. If the crank is continued to move in a clockwise direction, the liquid is compressed further and is conveyed to the outside through the valve located on the circumference of the housing. In the meantime, the space bounded by adjacent pairs of the inner wings increases and, by further movement, the openings ii are exposed, so that fresh liquid is sucked into the inner chamber. If the rotary movement is continued, the joint 12 of the outer wings will detach from the sealing surface of the right outer wing, as a result of which the outer and inner parts of the space merge into one another. The suction stroke then continues until the opening ii is covered again, whereupon the same operations are repeated in the same order.

Jede durch aufeinanderfolgende Flügelpaare gebildete Kammer arbeitet in gleicher Weise und im Anschluß an die vorausgehende. Die in .dieser Weise fortlaufend geförderte Flüssigkeit kann in einer ringförmigen Kammer, einen Kanal oder einem Rohr 14 gesammelt und einem gemeinsamen Auslaß zugeführt werden, oder es können auch getrennte Auslaßöffnungen verwendet werden.Each chamber formed by successive pairs of blades works in the same way and following the previous one. In this way continuously Pumped liquid can be in an annular chamber, a channel or a Tube 14 are collected and fed to a common outlet, or it can separate outlet openings can also be used.

Die Drehung der Kurbel kann auch entgegen dem Uhrzeigersinne erfolgen. In diesem Falle wird dieReihenfolge derArbeitsvo.rgänge umgekehrt, und zwar derart, daß die auf dem Umfang des Gehäuses befindlichen Ventile zu Einlaßventilen und die von den Flügeln freigegebenen Ventile oder Öffnungen Auslaßventile werden. In diesem Fall erfolgt die anfängliche Verdichtung zwischen benachbarten Paaren der äußeren Flügel und der Gehäusewand, während die restliche Verdichtung zwischen benachbarten Paaren der inneren Flügel vor sich geht.The crank can also be rotated counterclockwise. In this case, the order of the work processes is reversed in such a way that that the valves located on the circumference of the housing to inlet valves and the valves or openings released by the wings become exhaust valves. In this Case, the initial compaction occurs between adjacent pairs of the outer ones Wing and the housing wall, while the remaining compaction between adjacent Mating the inner wings is going on.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Kurbel 9 feststehend ausgebildet sein, während das Gehäuse i innerhalb eines feststehenden äußeren .eh<iuepw, um die Achse der Kurbel umläuft. " In Fall kann eine geringere Anzahl von Üffnungen oder Ventilen verwendet werden, da infölge der fortlaufenden Förderung aus aufeinanderfolgenden Kammern der Flüssigkeitsaustritt durch eine oder mehrere feststehende Öffnungen in dem ruhenden Außengehäuse während eines beschränkten Drehwinkels erfolgen kann.In another embodiment of the invention, the crank 9 be fixed, while the housing i within a fixed outer .eh <iuepw, revolves around the axis of the crank. " In case a smaller number of openings or valves can be used, as detailed below the continuous delivery from successive chambers of the liquid outlet through one or more fixed openings in the stationary outer housing during a limited angle of rotation can take place.

Ferner kann eine auf der Kurbel befestigte oder mit derselben durch Zahnräder verbundene Buchse vorgesehen werden, welche die Einlaß- oder Auslaßöffnungen auf dem Umfang des Gehäuses steuert.Furthermore, one attached to the crank or with the same by Gear connected bushing are provided, which the inlet or outlet openings controls on the perimeter of the housing.

In Fig. 2 und 3 ist ein Gehäuse 15 drehbar auf der Achse einer Kurbel 16 .gelagert. Die äußeren Teile 17 der gelenkig ausgebildeten Flügel sind in gleichen Abständen voneinander an dem Gehäuse befestigt, und zwar mit Hilfe von Drehachsen 18, die mit dein Gehäuse verbunden sind. Die inneren Teile i9 der Flügel sind bei 2o an den äußeren Teilen derselben angelenkt, während die Wurzelenden der Flügel mit einem gemeinsamen Kurbelzapfen 21 der feststehenden Kurbel 16 verbunden sind. Die Befestigungswand 22 der feststehenden Kurbel 16 bildet eine Scheibe, in der Einlaßöffnungen 23 vorgesehen sind.In Figs. 2 and 3, a housing 15 is rotatable on the axis of a crank 16 .stored. The outer parts 17 of the articulated wings are in the same Spacing from each other attached to the housing, with the help of axes of rotation 18 connected to your case. The inner parts i9 of the wings are at 2o hinged to the outer parts of the same, while the root ends of the wings are connected to a common crank pin 21 of the stationary crank 16. The mounting wall 22 of the fixed crank 16 forms a disc in which Inlet openings 23 are provided.

Das umlaufende Gehäuse 15 ist in einem feststehenden Gehäuse 24 angeordnet, welches mit Einlaß- oder Auslaßöffnungen 25 versehen ist. Zwischen den Gehäusen 15 und 24. ist eine Buchse 26 angeordnet, welche in dem äußeren Gehäuse so gelagert ist, daß sie in bezug auf dasselbe um einen beschränkten Winkel gedreht werden kann. Die Buchse-26 enthält eine Öffnung 27, die mit der Öffnung 25 des äußeren Gehäuses 2.4 in Übereinstilninung gebracht werden kann und es ermöglicht, die Länge der Öffnung 25 zu ändern. Die Buchse 26 kann mit Hilfe eines Hebels 2£ zu Leistungsregelungszwecken-gedreht werden.The circumferential housing 15 is arranged in a stationary housing 24, which is provided with inlet or outlet openings 25. Between the housings 15 and 24. a bushing 26 is arranged, which is so mounted in the outer housing is that it can be rotated a limited angle with respect to it. The socket-26 includes an opening 27 that communicates with the opening 25 of the outer housing 2.4 can be brought into conformity and allows the length of the opening 25 to change. The socket 26 can be rotated for power control purposes with the aid of a lever will.

Beien Arbeiten der dargestellten Anordnung wird durch Drehung des Gehäuses 15 entgegeil dem Uhrzeigersinne erreicht, daß die Flügel nacheinander die Flüssigkeit in der weiter oben beschriebenen Weise ansaugen und ausschieben. Die Förderung aus jeder Kammer erfolgt, wenn die Öffnungen 29 in dein Gehäuse i5 mit der Öffnung 27 der Buchse und der Öffnung 25 des äußeren Gehäuses zur Deckung kommen. Durch Betätigung der Buchse 26 entgegen dein Uhrzeigersinne tritt ein späteres Öffnen der Öffnungen 29 in dem umlaufenden Gehäuse in bezug auf den Hub der Flügel ein, so daß der Druck stärker ansteigt, bevor der Flüssigkeitsaustritt erfolgt.When working with the arrangement shown, turning the Housing 15 counterclockwise achieved that the wings one after the other Aspirate and expel liquid as described above. the Funding from each chamber takes place when the openings 29 in your housing i5 with the opening 27 of the socket and the opening 25 of the outer housing come to coincide. By actuating the socket 26 counterclockwise, a later opening occurs of the openings 29 in the circumferential housing with respect to the stroke of the blades, so that the pressure increases more before the liquid emerges.

Bei de., in Fig. 4 und 5 dargestellten abgeii:idertLil _'1usführun:gsform der Pumpe sind in oinein feststehenden Gehäuse 31 eine Reihe von Flügeln angeordnet. Diese Flügel sind auf in dem Gehäuse gelagerten Wellen 33 befestigt. Die Naben 3.1 der Flügel werden hierbei von Aussparungen 35 in der Gehäusewand aufgenommen.In the case of the embodiment shown in FIGS. 4 and 5 A series of vanes are arranged in a stationary housing 31 of the pump. These wings are attached to shafts 33 mounted in the housing. The hubs 3.1 the wings are received by recesses 35 in the housing wall.

Die Flügel 32 entsprechen in ihrer Form und Anordnung den äußeren Abschnitten i7 der bei der Ausführungsform nach Fig.2 und 3 verwendeten Flügel. Sie sind starr mit den Wellen 33 verbunden. Diese `Fellen ragen durch die eine Seitenwand 36 des Gehäuses 31 hindurch und tragen auf ihren vorstehenden Enden Hebel oder Arme 37. Die Arme 37 liegen in einer Erweiterung 38 des Pumpengehäuses und tragen an ihren freien Enden Bolzen 39, die in einer außermittigen \ Tut 40 geführt sind. Die Nut ao ist in einem Läufer 4.1 ausgespart, der auf einer in dem Gehäuse gelagerten Antriebswelle 42 befestigt ist. Die Bolzen 39 sind vorteilhaft mit Rollen 43 ausgerüstet. Anstatt die Flügel mit Hilfe einer außermittigen Nut zu steuern, wie dies dargestellt ist, kann ein Kurbelzapfen verwendet werden, an dessen Enden die Hebel 37 durch Verbindungsglieder befestigt sind.The shape and arrangement of the wings 32 correspond to the outer sections i7 of the wings used in the embodiment according to FIGS. They are rigidly connected to the shafts 33. These `skins protrude through one side wall 36 of the housing 31 and carry levers or arms 37 on their protruding ends are led. The groove ao is recessed in a rotor 4.1, which is fastened on a drive shaft 42 mounted in the housing. The bolts 39 are advantageously equipped with rollers 43. Instead of controlling the wings by means of an eccentric groove, as shown, a crank pin can be used, at the ends of which the levers 37 are attached by connecting links.

Der Einlaß der Pumpe befindet sich bei 4-1-während getrennte Auslaßöffnungen 45, die durch Rückschlagventile 4.6 gesteuert werden, nach einem Austrittsring .I7 öffnen, der zu einem Auslaßanschluß 48 führt.The inlet of the pump is at 4-1- while separate outlet ports 45, which are controlled by check valves 4.6, after an outlet ring .I7 which leads to an outlet connection 48.

Die Pumpwirkung wird dadurch erzielt, daß jedes Paar der benachbarten Flügelaa nacheinander den zwischen denselben befindlichen Raum abschließt und die Flüssigkeit in diesen Raum ausstößt, wobei gleichzeitig weitere Flüssigkeit in den mittleren Raum eingesaugt wird.The pumping action is achieved in that each pair of the neighboring Flügelaa successively closes the space between the same and the Liquid ejects into this space, while at the same time more liquid in the central space is sucked in.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Displacement machine (pump, motor), in which a cylindrical housing is subdivided into a plurality of separate working chambers by vanes which are fused onto the circumference of the housing and which are set in oscillating motion by an eccentrically rotating rotor, characterized in that each vane (2, 17 , 32) slides liquid-tight along the adjacent wing during about half a revolution of the rotor (.I, i9, 4.1).

2. Displacement machine according to claim i, characterized in that each wing consists of two hinged ones Members (q. To 2, 17 to 19) and with that formed by the two members Joint (12, 2o) on the outer limb of the adjacent wing approximately during one half a turn of the rotor (¢, i9) slides (Feg. i to 3).

3. Displacement machine according to claim?, Characterized in that during the sliding movement of the joint formed by the two members of each wing, the outer member is one Inlet chamber and the inner member delimits an outlet chamber, so that for each Wing the exhaust stroke of one working period and the intake stroke of the following working period overlap in time and a whole working period more than a whole revolution of the runner corresponds (Fig. i to 3).

4, positive displacement machine according to claim i to 3, characterized in that for each blade the intake stroke and the exhaust stroke j e a rotation of the rotor of 27o ° correspond (Fig. Z to 3).

5. Displacement machine according to claim i, characterized in that each wing (32) with the outer end is attached to a laterally mounted transverse pin (33) in the housing, through which a crank (3g) or the like acting outside the housing, a swinging movement is granted (Figs. 4 and 5).