DK166888B1 - Vaeskeringpumpe - Google Patents

Description

i DK 166888 B1

Opfindelsen angår en væskeringpumpe af den i krav l's indledning angivne art.

Vandringpumper er meget udbredt inden for mej eriindustri-5 en, hvor disse pumper kan tilføre vakuum til malkemaskiners luftpumper. Et andet område, hvor vandringpumper kan anvendes, er til våd-støvsugere, i hvilke en blanding af væske og luft bliver trukket ind i - og igennem pumpen.

Der er desuden andre industrielle anvendelsesområder, 10 hvor pumpning af større luftmængder skal finde sted.

I vandringpumper findes der almindeligvis et hus med dæksler, hvori der er monteret et skovlhjul, hvis akse er forskudt i forhold til husets akse, og hvor der under 15 drift altid er tilstrækkeligt med vand i huset til tilvejebringelse af tætning imellem husets inderside og skovlhjulet. Mængden af vandet, som danner denne tætning, er i almindelighed afhængig af beliggenheden af en udstrømningsåbning og kan nemt tilvejebringes og vedligeholdes.

20

De kendte væskeringpumper har i almindelighed skovlhjulet monteret på en aksel, der strækker sig ubrudt gennem hele pumpen. En sådan aksel skal i reglen være udført af rustfrit stål eller andet ikke-korroderende materiale, og 25 skal være bearbejdet med stor præcision samt forsynes med kilespor med henblik på fastgørelse af skovlhjulet.

Opfindelsen har til formål at angive en væskeringpumpe af den omhandlede art, som er lettere og billigere at frem-30 stille end de kendte, og som desuden er lette at skille ad og samle, f.eks. med henblik på udskiftning af dele under vedligeholdelse.

Dette formål opnås ved, at væskeringpumpen er udformet 35 som angivet i krav l’s kendetegnende del. Denne konstruktion gør det let at demontere og eventuelt udskifte stubakslerne, så at de uden videre kan tilpasses til de driv- 2 DK 166888 B1 organer, der skal anvendes, hvilket i høj grad forøger pumpens fleksibilitet.

Hensigtsmæssige enkeltheder ved pumpen ifølge opfindelsen 5 er angivet i krav 2 og 3.

Opfindelsen vil blive forklaret nærmere i de følgende under henvisning til tegningen, hvor 10 fig. 1 viser et længdesnit gennem en udførelsesform for væskeringpumpen ifølge opfindelsen, fig. 2 et snit langs linien 2-2 i fig. 1, 15 fig. 3 et snit langs linien 3-3 i fig. 1, og j fig. 4 pumpen set i retning af pilene 4-4.

Pumpen omfatter et hus, som fortrinsvis består af et cy-20 lindrisk rør 10, samt to endestykker 11, 12, som er indrettet til at være anbragt med tæt anlæg mod hver af husets ender. Pakningerne er ikke vist.

Endestykkerne kan fremstilles ved støbning og fremstilles 25 fortrinsvis af støbejern. Endestykkerne kan være forsynet med fødder 13, med hvilke pumpen kan fastgøres. Endestykkerne kan omfatte et antal med huller forsynede ører eller lignende, som er indrettet til at kunne optage stænger, der føres igennem hullerne 14 i ørerne, og som der-30 efter fastspændes imellem ørerne ved hjælp af møtrikker eller lignende.

Husdelen 10 vil fortrinsvis have en indvendig skulder 15, som samvirker med et indadrettet cylindrisk fremspring på 35 endestykkerne. Der kan udformes en pakning i form af en ikke vist O-ring eller lignende, der anbringes mellem husdelen 10 og hvert endestykke 11, 12.

3 DK 166888 B1

Disse pakninger fungerer ikke blot til tætning mellem komponenterne, men da de er sammenpressede, når komponenterne samles ved hjælp af stængerne, adskiller de komponenterne, når spændingen frigøres, idet pakningerne for-5 søger at antage deres oprindelige form. Dette betyder, at pumpen selv efter lang tids drift hurtigt kan skilles ad, uden at der er behov for stor kraftanvendelse.

Der er i huset monteret et skovlhjul 20, som ved en fore-10 trukken udførelsesform vil blive beskrevet i det følgende, hvilket skovlhjul har en midteraksel 21, omkring hvilken skovlhjulet kan rotere. Et antal blade 22 strækker sig ud fra akselen og hvert blad danner en vinkel med det radiære plan gennem bladets rod.

15

Hvert endestykke har en gennemgående åbning i afstand fra sin egen akse, hvilken åbning er indrettet til at samvirke med et leje på eller i forbindelse med skovhjulaksen, hvorved skovlhjulet kan drejes om en akse, der er for-20 skudt fra husets akse. Dette fremgår af fig. 1.

I hvert endestykke findes der en portplade 30, som fortrinsvis er fremstillet af bronze, hvor disse, som det vil fremgå af nedenstående, er indrettet til at danne en 25 flade 31, klos op ad den pågældende ende på skovlhjulet 20.

Portpladens ydre overflade fungerer desuden som væg i en manifold 32, hvor resten af denne udgøres af endestykket 30 11 eller 12. En åbning 33 i hvert endestykke forbinder manifolden med enten en luftkilde eller en udstødningspassage i afhængighed af, hvilken ende der betragtes.

Hver åbning 33 kan forbindes med et rør 46 eller lignende.

I portpladen findes en port, der er beliggende ud for åbningen 33.

35 DK 166888 B1 4

Fig. 2 viser indløbsporten 26 og en anden port 27 i endestykket ved indløbet, hvilken port 27 flugter med udløbsporten 28, som er beliggende i det andet endestykke, hvilket er illustreret i fig. 3.

5

Det bemærkes, at de to endestykker kan være ens udformet, hvorved fremstillingsomkostningerne kan minimeres. Når endestykkerne forbindes til hver af kropsdelens ender, er indløbet og udløbet beliggende på hver sin side af husets 10 midterp1an.

Den indvendige side af endestykket har en cylindrisk overflade 34, som fortrinsvis har en dybde, der er en lille smule større end bredden af portpladen 30, der også 15 er cylindrisk. Disse to overflader vil fortrinsvis være forarbejdet, således at de sammen danner en sugepasning.

For at opnå den størst mulige driftseffektivitet, kan der tilvejebringes en pakning 35, fortrinsvis en O-ringspak-ning, mellem portpladen og endestykket.

20

Selv om der i denne beskrivelse specifikt refereres til bestemte pakningstyper, vil det forstås, at andre pakningstyper, som ikke er beskrevet eller illustreret på tegningen, vil være anvendelige. Anvendelse af disse pak-25 ninger vil være velkendt for en fagmand og vil derfor ikke blive beskrevet særskilt.

Der er tilvejebragt seks gennemgående huller 36 og 37 i en del af endestykket, der er beliggende radialt uden for 30 lejet 24, og disse huller er anbragt i to sæt af tre huller. Hullerne 36, 37 i hvert sæt er anbragt med en vinkelafstand på 120°, og hvert hul i det ene sæt er fortrinsvis beliggende tæt ved det tilsvarende hul i det andet sæt. Det ene hulsæt 37 er gevindskåret og det andet 35 sæt 36 er ikke.

5 DK 166888 B1 I portpladen er der tre gevindskårne huller 38, som er indrettet til at optage bolte 39, der er ført igennem de tre ikke gevindskårne huller 36 i endestykket.

5 Der findes yderligere gevindskårne elementer 40, som strækker sig igennem endestykkets gevindskårne huller, og som kan bringes i anlæg mod portpladen 30's bagside.

Hvis pumpen samles med portpladen beliggende i nærheden 10 af den indvendige del af endestykkets cylindriske reces 34, vil der opstå et ukendt mellemrum imellem skovlhjulets tilstødende ende og portpladen 30's indvendige overflade 31.

15 Hvis elementerne 40, som strækker sig igennem de gevindskårne huller 37 i kropkomponenten, spændes, samtidig med at boltene 34, som strækker sig igennem de gevindskårne huller 38 i portpladen sidder løst, vil tilspændingen af elementerne 40 medføre, at portpladen 30 føres indad i 20 huset, indtil pladen bringes i kontakt med skovlhjulets ende.

Ved at manøvrere med de tre gevindskårne komponenter kan portpladen bringes i direkte kontakt med skovlhjulets en-25 de, selv om skovlhjulet f.eks. ikke ligger i et plan nøjagtigt vinkelret på husets akse.

Når denne position er opnået, kan hver af de gevindskårne dele 37 trækkes et forudbestemt stykke bagud ved, at bol-30 tene 39 skruet ind i portpladen tilspændes, hvorved portpladen trækkes hårdt imod de gevindskårne dele 40, og derved fastlåses med den indvendige side 31 beliggende i en forudbestemt afstand fra skovlhjulets ende, hvor denne afstand svarer til den afstand portpladen blev bevæget 35 udad for låsning, og med portpladens plan parallel med skovlhjulet 20's endeplan.

6 DK 166888 B1

Det ses således, at der på simpel måde kan sikres en nøjagtig og konstant afstand mellem skovlhjulets ender og portpladens indvendige flade, og at denne justering kan foretages, efter at pumpen er samlet og uden brug af kom-5 pliceret værktøj og andre hjælpemidler.

Hvis pumpen skulle være slidt, og afstanden mellem portpladen og skovlhjulet derfor er blevet for stor, er det blot nødvendigt at gentage ovennævnte operation og dermed 10 genindstille placeringen af portpladen i forhold til skovlhjulets blad, uden at det er nødvendigt at skille pumpen ad. Dette er en stor fordel, idet justeringen kan foretages på stedet, og den kan endvidere foretages mange gange, før det bliver nødvendigt at skille pumpen ad.

15 Hvis pumpen med tiden slides ujævnt, kan det blive nødvendigt at fræse eller udskifte portpladen og fræse skovlhjulets ende, men det vil forstås, at justeringen er nem.

20 Pumpen ifølge opfindelsen adskiller sig desuden fra tidligere kendte pumper på den måde luften ledes igennem udløbet .

Indløbsporten 26, der er udformet i portpladen ved pum-25 pens ene ende og udløbsporten 28 i portpladen ved den anden ende kan variere meget alt afhængig af de specielle karakteristika, som kræves af pumpen, men det vil forstås, at portene normalt er anbragt ved den øvre del af portpladen, således at der i hviletilstand ligger en vis 30 vandmængde i pumpens hus. Idet skovlhjulet begynder at rotere, samles dette vand og af skovlhjulsbladene, som bevæger sig opad og udad, dannes der således en vandring efterhånden som hastigheden af skovlhjulsbladene øges, hvilket giver en tætning imellem skovlhjulsbladenes ender 35 og krophusets inderside.

7 DK 166888 B1

Skovlhjulet er som tidligere nævnt forskudt i forhold til husets akse, og volumenet, som begrænses af hvert par naboblade af skovlhjulets sidestillede bladpar og af vandringen, varierer når skovlbladene passerer rundt langs 5 husets inderside, og arrangementet af indløbs- og udløbsportene er indrettet således, at volumenet øges, når rummet mellem to naboblade passerer hen over indløbsporten 26, og der trækkes således materiale ind fra indløbet, og at volumenet aftager, når skovlbladene passerer hen imod 10 udløbsporten 28, og den indsugede luft imellem skovlbladene bliver komprimeret, og passerer ud igennem porten.

Det vil ses, at der afhængigt af arrangementet og anbringelsen af portene kan opnås maksimal luftgennemstrømning 15 med minimal drivkraft eller maksimalt vakuum.

Det kan være vanskeligt, hurtigt og fuldstændigt at blæse den indeholdte luft imellem to naboskovlblade ud i løbet af den periode, i hvilken rummet mellem skovlbladene be-20 finder sig ud for udløbsporten 28.

Til forbedring af dette forhold har skovlhjulet en hul midterdel 44 og en indadrettet ring 41 ved hver ende, hvori skovlhjulsakselen er monteret. Dette arrangement 25 vil blive beskrevet senere, men er opnået ved at udforme skovlhjulet af to halvparter.

I ringen ved begge ender er der et antal spalter 42, som giver tilgang til og afgang fra skovlhjulets midte 44 og 30 således sammen med denne hule midterdel danner en passage fra pumpens indløb til dens udløb.

I indløbsportpladen 30 er der en anden port 27, der er som udløbsporten med undtagelse af, at den er gjort stør-35 re for at kunne overlappe det område, der omkranser den del af indløbsportpladen, som skovlhjulsakselen passerer igennem.

8 DK 166888 B1

Den virksomme del af denne port 27 kan betragtes som lignende porten ved pumpens anden ende, og arrangementet er således indrettet, at når udløbsporten 28 ved pumpens udløbsende kan betragtes som åben for såvidt som portåbnin-5 gen står ud for mellemrummet imellem to skovlhjulsblade, kan også udløbsporten 27 ved pumpen anses for åben. Idet udløbsporten ved indløbsenden muliggør forbindelse mellem rummet imellem skovlbladene og skovlhjulsakselens midte, strømmer der komprimeret luft hen over skovlhjulets ende 10 ind og gennem den hule akse til udløbsporten 28 ved udløbsenden .

Dette arrangement bevirker, at lufttransporten sker hurtigere, end hvis luften blot skulle transporteres fra en-15 den ved udløbsporten, og dermed giver dette arrangement en mere fuldstændig udluftning og dermed større driftseffektivitet af pumpen.

Åbningerne i ringen omkring skovlhjulsakselen ved udløbs-20 enden åbner mod udløbsporten 28, som igen åbner mod manifolden 32 mellem portpladen 30 og pumpeenden 11.

Den hule konstruktion af skovlhjulet indebærer endnu en fordel derved, at åbningerne 42 i ringen ved hver af 25 skovlhjulets ender - som før nævnt er beliggende i afstand fra ydervæggen af skovlhjulets hulrum, så at vandet, idet det tilføres den hule del, ikke umiddelbart passerer igennem skovlhjulet, men presses udad mod hulrummets væg og ophobes., indtil vandmængden udfylder mel-30 lemrummet imellem skovlhjulets indvendige del og de udvendige dele af åbningerne på hvilket tidspunkt vandet passerer ud af skovlhjulet ved udløbsenden.

Når skovlhjulet roterer, dannes der en mængde dynamisk 35 afbalancerende væske inde i skovlhjulet, således at enhver variation i skovlhjulets støbning, som ville bevirke, at skovlhjulet ikke var fuldstændig afbalanceret, vil 9 DK 166888 B1 blive kompenseret af vandmassen i skovlhjulet, og skovlhjulet vil således rotere jævnt.

Dette nedsætter naturligvis enhver radiær belastning på 5 skovlhjulets lejer 24 og øger pumpens levetid.

Arrangementet med det ekstra udløb bevirker ligeledes endnu en fordel, som ikke tidligere har kunnet opnås.

10 I konventionelle vakuumpumper er der almindeligvis udformet en reces i pumpeakselen, hvor denne går igennem hver af portpladerne, i hvilken reces der kan være placeret en pakning f.eks. mage til pakningen 45 eller lignende, hvilken pakning kan smøres af vandet i pumpen. Fast mate-15 riale, der får adgang til recessen, bliver fastholdt deri da det ikke nemt kan undslippe derfra.

Dette kan med tiden forårsage stor beskadigelse af akselen og pakningen, hvis en sådan forefindes, og kan også 20 efterhånden forårsage slitage på portpladen og/eller skovlhjulets ende, når det faste materiale bliver tvunget ud af recessen og hen over portpladen.

Med det beskrevne arrangement vil materialet blive truk-25 ket gennem skovlhjulets midte og udstødt sammen med van det.

Med udløbet ved indløbsenden og omfattende en ring omkring skovlhjulsakselen er der forholdsvis ringe afstand 30 mellem indløbsporten og udløbsporten, men på grund af de gode muligheder for indstilling af portpladen i forhold til skovlhjulsbladets ende samt på grund af, at dette område holdes i hovedsagen frit for slitage, er der god tætning i området.

Det vil endvidere ses, at der med vandet i denne ring tilvejebringes en effektiv smørelse af pakningen 45, 35 10 DK 166888 B1 hvorved dennes levetid forlænges.

Det er almindeligt at anvende skovlhjul, som er støbt i ét stykke eller delte skovlhjul, som er støbt i to styk-5 ker, og i begge tilfælde har det været nødvendigt at fremstille en skovlhjulsaksel, som går igennem hele pumpen, og som består af rustfrit stål eller et andet ikke korroderende materiale, og hvor skovlhjulsakslen desuden skal forarbejdes nøjagtigt og forsynes med kilegange til 10 fastgørelse af skovlhjulet eller skovlhjulskomponenterne.

Dette kunne specielt i forbindelse med anvendelsen af delte skovlhjul indebærer en kompliceret forarbejdning af en aksel med en væsentlig længde, hvilket ikke var til- 15 fredsstillende.

For at afhjælpe dette problem anvendes der her to stubaksler 50 i stedet for en gennemgående akse. Skovlhjulets udadrettede ender 21 er sammen med to stubaksler indret-20 tet til at optages i lejerne 24's indvendige lejeskåle.

Den indvendige ende af hver skovlhjulskomponent har en skulder 51, som er indrettet til at ligge an imod siden af lejet 24's indvendige lejeskål 52, og stubakselen 50 25 har ligeledes en skulder 53 indrettet til anlæg imod samme lejeskåls anden side. Skovlhjulsdelene og akselen mødes inde i lejet, og akselen er fortrinsvis forsynet med to medbringere 54, som går ind i recesser i enden af skovlhj ulet.

30 Når skovlhjulet er fremstillet af bronze, som er et blødere materiale end det stål, akselen er fremstillet af, vil der ved den beskrevne konstruktion være skovlhjulsmateriale til at modstå deformation, og da skovlhjulet er 35 placeret i lejeskålen med en forholdsvis snæver pasning, er enhver deformation i udadgående radiær retning begrænset.

11 DK 166888 B1

Det viste skovlhjul er fremstillet af to komponenter, hvori er anbragt en mellemaksel 55 eller lignende, som kan være fremstillet af rustfrit stål og har et gevindhul i begge ender.

5

Skovlhjulet kan også være udført i ét stykke og have en gennemgående midterboring, som i en særlig udførelse kan være udformet med aksiale ribber, der har gevind til optagelse af tapskruer eller lignende.

10

En endeplade er monteret på hver af skovlhjulets ender, og endepladen kan have form af et armkryds, og den midterste del kan være forsynet med en udragende del, der kan betragtes som svarende til midterakselen 21 på det 15 viste skovlhjul.

Denne komponentsamling med endepladerne kan støbes af rustfrit stål eller lignende.

20 Den ringformede del kan have åbninger, der svarer til åbningerne i det viste skovlhjul, så at der skabes adgang til skovlhjulets indre, hvorved der kan strømme luft og vand derigennem.

25 Der er ovenfor omtalt et skovlhjul fremstillet af enten en eller to komponenter, men det er også muligt til visse anvendelser, hvor der f.eks. kræves større volumenstrømme, at erstatte et todelt skovlhjul med et skovlhjul bestående af tre eller flere komponenter.

30 Når pumpen samles, foretrækkes det at placere lejerne i recesserne 57 i endestykkernes ydre overflade, så at de er let tilgængelige, og fastholdes ved hjælp af organer 58, som ligger hen over begge sider af den udvendige le-35 jeskål. Lejet ved den ene ende holdes fortrinsvis af dele, der ligger an imod den ydre lejeskål på begge sider. Derved fastholdes lejet mod aksial bevægelse og samtidig 12 DK 166888 B1 fastholdes skovlhjulet i forhold til huset. Endvidere tillades en vis bevægelse af skovlhjulsakselen i forhold til husets akse.

5 Arrangementet tillader lejet at bevæge sig en lille smule i dets åbning, så der kan tages højde for små variationer i forarbejdsningstolerancer, samtidig med at bevægelser i længderetningen forhindres, så at portpladerne kan indstilles nøjagtigt.

10

Da skovlhjulsarrangementet er meget stift, vil der forudsat at forarbejdningen er korrekt, ikke forekomme nogen sideværts belastning af lejet på grund af unøjagtig forarbejdning, og, hvis det kræves, er det muligt at anvende 15 dobbelte lejer af høj kvalitet, som ikke tillader nogen bevægelse imellem de indvendige og udvendige lejeskåle. Disse lejetyper kan have meget lang levetid, hvis de ikke udsættes for forkert belastning.

20 Når endepladen er monteret med skovlhjulets ende beliggende i lejets indvendige lejeskål, kan stubakslerne placeres i lejet udvendigt fra, og medbringeme kan bringes til at flugte, og i den viste udførelsesform føres en bolt 59 eller lignende fra den ydre ende af stubakselen 25 ind i gevindhullet i skovlhjulets mellemaksel, og komponenterne sammenspændes.

I den beskrevne alternative udførelse af skovlhjulet kan dets ende være forsynet med et gevindskåret hul midt i 30 armkrydsets midterdel eller andetsteds i akselen, og i dette hul kan der monteres en akseltap lignende akseltap-pen 59.

Det ses, at det er meget enkelt at afmontere den gevind-35 skårne akseltap 59 og akselen 50 fra lejet, erstatte akselen med en anden aksel og derefter påmontere akseltappen 59.

13 DK 166888 B1

Dette giver en høj grad af fleksibilitet.

Hvor pumper af denne type skal tilvejebringe et stort vakuum, er der normalt en anden pumpe, som har sit indløb 5 ved udløbet fra den første pumpe, så at der fås et totrins arrangement.

Et sådant totrins arrangement kan med den her omhandlede pumpe tilvejebringes i et enkelt pumpehus.

10

Til dette formål er det blot nødvendigt at foretage forholdsvis små ændringer af pumpen.

Først lukkes skovlhjulet et sted mellem enderne, f.eks.

15 på midten. Hvis skovlhjulet er et delt skovlhjul, kan der placeres en fast plade imellem de to komponenter, eller skovlhjulet kan alternativt udformes med udfyldningsorganer imellem skovlhjulsbladene.

20 Betragtes pumpen fra indløbssiden med pumpen i drift, kan luften, idet den ikke kan transporteres fra skovlhjulets ene ende til den anden, strømme i den alternative bane, d.v.s. i retningen fra luftindløbet til akselens hule midte og hen imod det normale udløb.

25 I stedet for at tillade luften at passere hen til udløbet, anvendes dette som luftindløb for pumpens andet trin, og således ledes luften ind i mellemrummet imellem skovlhjulsbladene, hvor dette har maksimalt volumen.

30 Luften kan derefter undergå den førnævnte kompressionsproces og udledes fra den normale udløbsport i den anden ende.

I denne ændrede udførelse virker pumpen som en totrins-35 pumpe og kan derfor præstere et større vakuum end normalt for en enkelt vandringpumpe.

14 DK 166888 B1

En sådan pumpe er kun lidt dyrere at fremstille end den beskrevne enkelttrinspumpe.

5 10 15 20 25 30 35

Claims (3)

1. Væskeringpumpe, som omfatter et hus (10), endestykker 5 (11, 12) til huset, et i dette anbragt skovlhjul (20) med en aksel (21), som strækker sig igennem endestykkerne og er drejeligt lejret i disse, et indløb (33) i det ene endestykke, og et udløb (33) i det andet endestykke, kendetegnet ved, at skovlhjulet (20) ved hver 10 ende er sammenhængende med en akseldel (21), som er beliggende i et lejes (24) inderring, hvori den er drivforbundet med en akseltap (50).

2. Væskeringpumpe ifølge krav 1, kendetegnet 15 ved, at skovlhjulet (20) består af to komponenter, og at de to akseldele (21) er i ét med hver sin skovlhjulskomponent .

3. Væskeringpumpe ifølge krav 1, kendetegnet 20 ved, at skovlhjulet (20) har en gennemgående hulhed, og at der ved hver ende af hulheden findes et armkryds med en derfra udragende akseldel (21). 25 30 35