DE835120C - Rotationsmaschine fuer fluessige, dampf- oder gasfoermige Stoffe - Google Patents

Description

• Rotationsmaschine für flüssige, dampf- oder gasförmige Stoffe Die Erfindung I>ezielit sich auf Rotationsmasch,inen für flüssige, dampf- oder gasförmige Stoffe, welche eine» exzentrisch gelagerten Rotor besitzen, in dein während des Umlaufes sich zwangsläufig verstellende 1)relikoll>en vorgesehen sind. Diese 1)reltkoliwii sitzen (lalrei meist an einer von einer Welle getragenen Scheibe und sind derart verschwenkbar angeordnet, (laß s.ie sich während ihres L-inlaufes in ihrer \Vinkellage zur 1)urchströrnungsrichtung des \leditinis ändern, wodurch der auf die 1)re;hkolben wirkende Druck je nach der jeweiligen Winkellage der Drehkolben sich ändert.
• LJin eine einfache Einstellung bzw. Regelung der durchzuleitenden Betriebsstoffmenge und damit der t-mlaufzahl bzw: eine Änderung der Drehrichtung zu ermöglichen, wurde ]>ei derartigen \laschinen auch bereits vorgeschlagen, die Drehkolben zu deren selbsttätiger Anpassung an die verschiedenen Querschnitte des Durchströmkanals je aus mindestens zwei gegeneinander bewegbaren, zweckmäßig verdrehfiaren Teilen zusammenzusetzen. Um eine bei hohen Drücken standhaltende Dichtung zu erzielen, ist dabei der äußere Drehkolbenteil mit einer einen wesentlichen Teil seines Mantels umfassenden Dichtungsfläche zwangsläufig längs der Rotorgehäuseinnenwand geführt.
• Die Erfindung betrifft nun eine Weiterausbildung einer derartigen Maschine in der Form, daß die zwangsläufige Steuerung der gegeneinander bewegharen Drehkolbenteile in Fortfall kommt und die Steuerung der Drehkolbenteile ledigldch unter -der Wirkung der auftretenden Fliehkraft erfolgt, und lwsteht darin, daß die I)mhkolhen eine deren \-erstelltntg unter (lern Einfluß der Fliehkraft zulassende frei llewegliche Lagerung aufwe,iserl. Die ritt entsprechenden Ausne;hmungen im Rotor zusammenwirkenden inneren Drehkolhenteile sind dabei mittels seitlich überdenRotorfhinausragenden zy-linddsdteti Endteilen in entsprechendenAusnehmungen voll den Förderraum seitlich begrenzenden Lagerscliciben frei lleweglich gelagert, während die in entsprechenden Ausnehmungen der inneren Drehkollrenteile vorgesehenen äußeren Drehkolbenteile um Bolzen frei drehbar gelagert sind, welche in den die Lager für die inneren Drehkolbenteile bildenden zvlindrischen Endteilen der letzteren, und zwar e@z:@ttrisch zu deren Drehachsen, angeordnet sind.
• Ein weiteres erfinderisches Nferkmal ist darin gelegelt, daß zwecks Unterstützung der Fliehkraft-\virkung, z. l1. beim Arbeiten finit zähflüssigen Stoffen, der innere Drehkoll>enteil dem 1i1 fluß einerFeder ausgesetzt wird, wodurch bemirkt wird, daß der äußere Drehkolbenteil gegen den Innenrand lies Rotorgehäuses gedrückt wird.
• In der Zeichnung ist ein Ausfülirtttigslwispiel cles Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt 1#ig. i die erfindungsgemäße Maschine mit stallte gelagerter Welle im Querschnitt und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie IIAI in Fig. t. Fig. 3 zagt eine Variante der in den 111 1 lind 2 angedeuteten. die Il hehkraftwirkung unterstiitzendeli Federanordmnlg.
• Die Rotationsmaschine lyesteht aus dem \laschinengehäuse 1, in dessen kreiszylindrischem, zweckmäßig ausgebuchstem innerem Teil 2 ein Rotorkörper 3 exzentrisch angeordnet ist. Dies erfolgt dadurch, daß die den Rotorkörper 3 tragende Welle l in den Absclhußdeckeln 5, 6 und Lagerschildern 7. R ihre exzentrische Lageramg findet. Der Rotorkörper 3 besitzt eine Anzahl, im vorliegenden Fall vier, von sich über seine Länge erstreckenden und im Querschnitt nach eitlem Kreisbogen geformten -\usnehmungen 9, von denen jede einen walzentörmigen innerenDrehkolbenteil iogleitdichtendaufnimmt. Diese Kolbenteile io sind auf Fördenwuinbreite, da; ist zwischen den Kolbenlagerscheihen i i, 12, nach einem flachen Boden inondsichelartig ausgenommen, durchsetzen mit ihren zylindrischen Endteilen 13, 1I die Kolbenlagerscheinen i 1, 12, wobei diese zylindrischen Endteile i3, il in letzteren unter Zwischenschaltung voll 1_agerbüchsen 15 frei drehbar gelagert sind. Eine weitere, jedoch kreislagenförmig profilierte Ausnehmung der Kohlenteile io schafft Raum für je einen äußeren, sich über die FöMerraumbreite erstreckenden Drehl:olbenteil 16 von kreiszylindrischer Gestalt, der an einer Seite seiner Mantelfläche der Innenwand cles 1Zotorgehäuses 2 entsprechend abgeflacht IJt, wobei diese Abflachung als Dichtungsfläche an cler hmetwand des Rotorgeliä uses 2 zur Anlage koninit. 1)1e Drehkolbenteile 16 sind je auf einem in den z\"lindrischen Endteilen 13, 14 cier Drehkollxnteile 1o, und zwar exzentrisch zu deren Mittelachse, leicht entfernbar angebrachten Bolzen 17 frei dreliliar angeordnet. Zufolge der frei dreIt>aren Lagerung der

  Kolbenteile io in d;#rn i ciixrseits und

  der frei drehbaren Lagennlg der 1)reh1:011>enteile

  1(i in dell lü>lbellteilen io andererseits kommen die

  beiden I)rehl:ollxnteile heim Unilaufen des Rotor-

  körpers 3 unter dem Einfluß der fliehkraft selbst-

  tätig zur Wirkung. Dabei runden je äußeren

  Drehkolbenteile t0 mit ihrer allgrflachten Seite an

  die Innen\vand des Rotorgeh:itises 2 gedrückt und

  bewirken auf diese Weise ohne jede zwangshittlige

  Steuerung eine dauernde Dichtung. und zwar auch

  bei Abnutzung der Dichtungsflächen der äußeren

  Drehkollrenteile i(1. 1)a letztere vorteilhafter\veise

  aus Stahlbronze bestehen ttii(1 die Gell<itseilinvii-

  \vand 2 all der Gleitfläche verchromt und poliert

  ist, ergibt sielt auch bei sandigen l@dcl- sollstwic

  stark vertutreinigten \Ierhen eine relativ lange

  Lebensdauer.

  I)as Wirksamwerden

  lieh durch die Fliehkraft bringt dcu \\-eiteren Vor-

  teil mit sich, daß iln I%rdmnx#dium enthaltene

  Festkörper, \vie Holz, kleide Steine, letzen, Stroh-

  halme u. dgL. z\vischen der Rotorgehä useinnen-

  \\-and 2 11d clen 1)rehk()lliellMleil 16 illcht eitlge-

  kleinlnt \verdrn l:iittticti. \vc,il letztere lediglich durch

  die Fliehkraft gegeli die hmenwand gedrückt

  m-erden und daher in radialer hlchtung atis\\;'iclieit

  I«imteti, fall: viii 1linllernis dies cl-fordert.

  Ist eine Auswechslung der Drehl:illhenteile 1(i

  erforderlich, so l:min diese auf relativ einfache

  Wise durch _'1»tahine der Lagerschilder 7, 8 der

  Abschlußdeckel j. < so%vic nach vorheriger Lösung

  der Mutter iS auch nach der hilllrelllagerscheiltc

  ir. 12 erfolgen, nachdem noch die Bolzen 17 ent-

  ie 1"11t worden sind.

  Die Exzentrizität clrs 1Zotors 3 gegenüber (lern

  lZotorgeliiitlse 1. \vdclle iiit ilar@@cstclltrn AttSfiill-

  runMAicispiel als bleibend angeniiinincii ist, kante

  selbst\-erständlich auch ge<iuilel-t \\-erden. Dies er-

  folgt in bekannter Weise durch eine Verstellung

  der Rotor\velle .I parallel zu sielt selbst, und zwar

  durch eine gleichmäßige \lrswllmtg teer die letztere

  tragenden Lagerschilder ;. S unter Verwendung

  von Exzentern, Sclineckentheltcll. Zahnstangen und

  Zahnradtrieb od. dgl. 1)1e \lischlul.fdcckcl 5, (i

  müssen in diesem Fall in iililichcr Weise litt die

  Verstellung erniögliclic°ndeit Ausnelunungen im 11,e-

  reich der Rotorrvelle d versehen sein. Falls die

  Maschine nicht nur für dünnflüssige Förderstoffe.

  sondern auch für -zähflüssige \ledieti verwendet

  sein soll, welch ltztei-e eine \vvsentliche Herab-

  minderung der Drehzahl leer Maschine und damit

  ein Absinken der auf die Drefkolhell ausgeübten

  1hiehkraftwirkung auf ein derartiges \1 inimuni mit

  sich bringen, das nicht mehr ausreicht, um letztere

  gegen die lnnen\vand 2 zu drücken, wird erfindungs-

  gemäß jedem inneren Drehlrollr,lit@il ioeine Spiral-

  feder ig zugeordnet. die je »ach Iledarf über eiheil

  Federspannkolif 20 1>elMüg stark gmpmmt \\erdeii

  kante. Diese Federn io finit @cilcrsl>anll:öpfen 20

  sind je in einer kreisrunden -\usnehmung 21 del-

  Kolhenlagerscheiltc i i. die anscltließend an die mit

  Lagerbüchsen versehenen I.agel-stellen für die End-

  teile 13 der KAbenteile l0 vorgesehen shid, einge-

  baut. I)iesc, .\usnelunungen 21 sind vollkommen

  mit Fett ausgefüllt, um einen evtl. Durchtritt des

  1#@ir(lermc(liurns nach außen zu verhindern. 1)a sich

  zwischen den :\1)scllluli(lecl<elii ;. 0 und den Koll)en-

  lagerscheil>en i 1, 1 2 nur ganz geringe Zwischen-

  e` befinden, sind auch liier die Saugwirkung

  der Rotationsmaschine beeinträchtigende Luft-

  r; iunu \-erinieden.

  l:iite -weitere z\vecl<ni<ißige Ausgestaltung einer

  die hliehkraftwirkung unterstützenden und Gien

  inneren 1)relik()lltenteil beeinflussenden Leder zeigt

  Fig.3. Bei dieser Ausfiihrungsforni ist an (ICH

  Eildteilcit 13 der inneren 1)relikoll-)enteile io zen-

  trisch je ein Zapfen 23 vorgesehen, an dessen linde

  eilte sog. \1(#titllgtlllllnilliilse 24, bestehend aus zwei

  .\letalllliilsen 23 und 26, zwischen -,welchen eine

  Btinagtininiilliilse 27 einvulkanisiert ist, aufgekeilt

  oder sonstwie fest aufgezogen ist. Auf die äußeren

  hülsen 26 der Metallgtinimiliülsen ist mittels

  hlemnlhülsett 28 je ein 1Zollenhebel29 festgeklemmt.

  l itiierhalb der \ oii diesen Rollenhebeln 29 getragenen

  Kollen 3o befindet sich ein von letzteren mitgetioni-

  inener loser Steueri-iiig 3 r. Die Relativbewegung

  (ler Rollen 3o gc@@enülr:r (lern Steuerring 3 1 ist (la-

  liei seht- geriiig.sot (1a13 sich die Rollen bei jeder

  Rotoruindrchung nur uni -wenige Bogengrade hin

  und her 1)e---egeti und daher fast keiner Abnutzung

  unterliegen. 1)a die kleinen äußeren Drellkolhen-

  t ile r0 mit Ulächendichtiiii- Über die inneren Dreh-

  ei 1

  koll).etitulle to finit den gummigefederten Rollen-

  heheln 20 fest verbunden sind, -wird der lose Steuer-

  t 111g 31 von selbst in konzentrischer Lage zur

  ljeli;itisei)oliruttg gehalten. Die Rollenhebel 29

  werdest 1>e1 der Montage beispielsweise durch Ver-

  drehung der inneren Metallhülsen 25 gegenüber d.n

  äußeren Hiilsell 26 auf Vorspannung eingestellt

  (Derart, daß die äußeren I)relikolbenteile 16 dauernd

  gegen die Illitettscite (fies Rotorgehäuses 2 gedrückt

  ---erden und so bis zur vollen Altnutzung immer

  (lichten. 1)1e \letallgutiiiniliülse wirkt dabei als

  Gummitorsionsfeder. 1-Zommt zwischen einem der

  äußeren 1)relil<olltetiteile 16 und der Gelläuseeinlauf-

  kante eilt Fremdkörper zu liegen, so kann der

  Kolbenteil zufolge der (ititnrnife(Ierung ausweichen,

  wobei diese .\us-veichlte-vegung durch den Steuer-

  ringlind (lie nlit diesem zlisammenwirkendenRollen-

  liebe] etttsl)reclieti(1 auf die anderen Drehkolbenteile

  übertragen -wird.

  [)er \Vegfall einer zwangsläufigen Steuerung der

  Drehkolben crinöglicht es, die Wellenlager 22 der-

  art anzuordnen, daß sie finit (lern Fördermedium

  sticht in Berührung kommen, -was für die einwand-

  freie, Dauerfunktion der Maschine von ausschlag-

  (relten(ler Bedeutung ist.

  1)a (lic Resultierende der Druckkräfte des Förder-

  nie(liunis im -wesentlichen durch die Achse der

  inneren 1)rellkoll)enteile ro verläuft, kann die

  Maschine in gleicher Weise rechts- und linkslaufend

  betrieben -werden, ohne daß sich die Gefahr des

  \1)liebells der äul.leren Kolbenteile 16 vom Innen-

  rand des Gehäuses 2 ergibt. Zufolge der (lauernd

  exzentrisch urfiter (lern Achsmittel des Rotor-

  2 gelegenen Achsmittels der lZotor-velle 4

  bewegen sich auch die Achsmittel der frei drehbar firn Rotor 3 gelagerten inneren Drehkolbenteile io längs einer in bezug auf die Innenseite des RotorgehätrseS 2 nach unten verschobenen Kreisbahn, was zur Folge hat, daß die unter der Fliehlcraftwirkung gegen die Innenseite des Rotorgehäuses gedrückten äußeren Drehkolbenteile 16, ausgehend voti ihrer Scheitellage, in der rechten Rotorhälfte einen exzentrischen Druck, in der linken Rotorhälfte aber einen exzentrischen Zug auf die fintieren Kolbenteile io ausüben und somit deren Drehung in ihrer Lagerung entgegen dem bzw. im Uhrzeigersinn herbeifuhren. Dadurch wird auch der je von den gedachten Verbindungslinien zwischen den Achsinitteln des Bolzens 17, des Kolbenteiles io und der Welle .4 eingeschlossene Winkel in der rechten Rotorhälfte stetig verkleinert, in der linken Rotorhälfte jedoch vergrößert. Die Wirkung der Drehkolberiteile io, 16 gleicht somit derjenigen von Kniehebeln, die im obersten Teil des Rotors sich nahezu in der Strecklage befinden, wogegen sie im untersten Teil am weitesten eingeknickt sind. Dem Meditini steht somit in der oberen Maschinenhälfte ein Durchflußkanal großen Querschnittes zur Verfügung, -wobei die Kolbenteile io, 16 sich selbsttätig dem je Umdrehung sich stetig ändernden Querschnitt des Durchströmkanals anpassen. Um beim Umlaufen der Kolbenteile io, 16 von vorn-; herein ein absolut störungsfreies Eindrehen bzw. Einknicken derselben zu ermöglichen, sind die 111 Betracht kommenden Maschinenteile derart zu 1--,emesseif, claß der von den Verbindungslinien der Achsmittel des Bolzens 17, des Kolbenteiles io und der Welle4 eingeschlossene Winkel auch für die sich im gestreckten Zustand befindlichen Kolbenteile io, 16 kleiner als igo° ist.
• Die Maschine gemäß der Erfindung läßt eine universelle Verwendung zu. So können mit derselben z. 13. sowohl dünnste als auch zähflüssige Stoffe, wie Rein- und Schmutzwasser, Schlamm, Dünn- und Dicköle, Gülle, Maischen, # Zuckermelassen. Füllmassen, Schokolädenlassen, Kunsthonig, Farben, Lacke, Papierstoff u. d@gl., 1>1s zu großen Förder,drticken gepumpt -werden.

Claims (3)

1. PATL\TA\SPrl:CliE: i. Rotationsmaschine für flüssige, dampf- oder gasförmige Stoffe mit auf einem exzentrisch gelagerten Rotor vorgesehenen, zum Zweck ihrer selbsttätigen Anpassung an die verschiedenen Querschnitte des Durchströmkanals je aus mindestens zwei gegeneinander bewegbaren Teilen bestehenden Drehkolben, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkolben eine deren Verstellung unter dem Einfluß der Fliehkraft zulassende, frei bewegliche Lagerung aufweisen.
2. 2. Maschine nach Anspruch i, bei der die Drehkolben je aus einem mit entsprechenden Ausnehmungen im Rotor zusammenwirkenden inneren Teil und je aus einem mit dein Innenrand des Rotorge'häuses gleitdichtend zusammenwirkenden äußeren Teil bestehen, dadurch gekennzeichnet, daB die inneren Drehkolbenteile mittels seitlich über den Rotor hinausragender zylindrischer Endteile in entsprechenden Ausnehmun.@en von den Förderraum seitlich begrenzenden Lagerscheiben, zweckmäßigerweise unter Zwischenschaltung von Lagerbüchsen. frei beweglich gelagert sind.
3. 3. Maschine nach den Ansprüchen i und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Achsmitten der die Lagerung der inneren Dreh,kolbenteile bewirkenden zylindrischen Endteile auf einem konzentrisch zum Rotor verlaufenden Kreisbogen liegen. .I. Maschine nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, (laß die in entsprechenden Ausnehrnungen der inneren Drehkolbenteile vorgesehenen äußeren Drehkolbenteile um Bolzen frei drehbar gelagert sind, welche in den die Lagerzapfen für die inneren Drehkolbenteile bildenden zylindrischen Endteilen der letzteren, und zwar exzentrisch zu deren Drehachsen, angeordnet sind. 5. Maschine nach Anspruch d, dadurch gekennzeichnet, daß die die äußeren Drehkolbenteile tragenden Bolzen zwecks einfacher Auswechselbarkeit der ersteren leicht entfernbar angeordnet sind. <. Maschine nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Drehkolbenteile kreiszylindrische Gestalt aufweisen und je an einer Seite ihrer Mantelfläche eine der Krümmung der Innenwand des Rotorgehäuses entsprechende Abflachung besitzen, mit welcher sie unter dem Einfluß der Fliehkraft an der Innenwand des Rotorgehäuses zur _1alage kommen. 7. Maschine nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Drehkolbenteil dem Einfluß eines federnden Orgäns ausgesetzt ist, welches ihn im gleichen Siline wie beim .\tiftretell der Fliehkraft ver- dreht und dabei (len äußeren Drehkolbenteil gegen den Innenrand des Motorgehäuses drückt. B. Maschine nach _\aspruch 7, dadurch ge- kennzeichnet, daß (las federnde Organ als Spiralfeder ausgebildet ist, die vorteilhafter- weise zwecks Änderung der Spannung über einen Federspamikopf mit dem inneren Dreh- kolbeilteil in Verbindung stellt. g. -Maschine nach den :\tisprüchen 7 und B. dadurch gekennzeichnet. (laß die mit den inneren Drehkolbeilteilen zusammenwirkenden Federn in Ausnehmungen der den Förderraum seitlich hegrenzenden Lagerscheiben, und zwar neben denienigen für die zylindrischen Endteile der inneren l)relikollienteile tiiid koaxial zu diesen, vorgesehen sind. ro. Maschine nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den inneren Drehkolbenteilen zentrische Zapfen zur Auf- nahine der federnden Organe vorgesehen sind, wobei letztere kollenliebel tragen, die sich gegen ein \\'iderlager abstützen. ii. Maschine nach einem der Allsprüche 7. 8 oder io, dadurch gekennzeichnet. daß die Feier als Gummitorsionsfeder ausgebildet ist. 12. Maschine nach einem der Ansprüche i bis 7, io und i t, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummitorsionsfeder durch eine Metall- gummihülse gebildet ist, deren innerer Hülsen- teil einstellbar auf einem zelitrisc'hen "Zapfen des inneren Drehkol'benteiles befestigt ist und deren äußerer Hülsenteil :ich gegen ein Widerlager abstützt. 13. \faschilie nach _\asprticl1 12, dadurch ge- kennzeichnet. daß die .\l)stützung der äußeren Hülsenteile der einzelnen \letallguniinihülsen über Rollenhebel erfolgt, wobei das Wider- lager durch einen losen, inlierhall> der Rollen der Rollenhebel liefindliclieii Steuerring ge- bildet ist.