DK172564B1 - Reversibel énvejs-tandhjulspumpe - Google Patents

Description

DK PR 172564 B1

Den foreliggende opfindelse angår reversible énvejspumper af den type, der for eksempel er beskrevet i EP 0141503. Disse pumper har et udvendigt fortandet tandhjul i ind-greb med en indvendigt fortandet tandring, som har et større antal tænder, med henblik på at skabe en række arbejdskamre mellem tilgrænsende par af tænder på tandhjulet og tilstødende par af tænder 5 på tandringen. Disse kamre vokser i størrelse under drejningen, når de passerer forbi en til-gangsport, og aftager i størrelse, når de passerer forbi en afgangsport, og således bliver væske suget ind i kamrene og senere udstødt fra dem under rotationen.

Hvis rotationsretningen for pumpen reverseres, bliver tilgangen til en afgang, og omvendt. Men 10 det er muligt at undgå dette og fortsætte med at trække ind gennem den samme tilgang og støde ud gennem den samme afgang ved at ombytte tandhjulets og tandringens ekscentricitet langs en linie, der af praktiske grund kan betragtes om indeholdende rotationsakserne for tandhjulet og tandringen, og som forløber mellem de respektive tilgangs- og afgangsporte, der er symmetrisk placeret i forhold til en sådan linie.

15

Det nævnte patentskrift EP 0141503 beskriver elementer til denne omskiftningsbevægelse, og som omfatter en medbringerring, der er drejeligt lejret på en tap med henblik på at være i stand til at rokke sædvanligvis i retning af længdeudstrækningen for denne linie. Medbringemngen er ikke-cirkulært formet udvendigt, således at effektivt cirka halvdelen af dens periferi har kontakt 20 med den indre flade af et cylindrisk hulrum i pumpehuset, når medbringemngen er i position til pumpning i tandhjulets ene omdrejningsretning, og den modstående halvdel af periferien på medbringerringen i det væsentlige har kontakt med den modstående halvdel af hulrummet, når medbringerringen er i den anden position til pumpning i tandhjulets modsatte omdrejningsretning. Den indvendige periferi for medbringerringen, som bærer og positionerer tandringen, er 25 på lignende måde ikke-cirkulær, og dette gør det muligt for tandringen at bevæge sig i med-bringereren og langs en akse, som almindeligvis er vinkelret på nævnte linie under nævnte bevægelse. Bevægelsen af tandringen fra den ene position til den anden sker automatisk på grund af væsketrykkene, der frembringes inden i kamrene. Disse tryk tenderer mod at forskyde tandringen fra den ene ende til den anden af medbringeren og ligeledes mod at rokke medbrin-30 gerringen fra den ene side til den anden i pumpehusets indre.

Imidlertid er det konstateret, at pumpen ifølge nævnte EP 0141503 under visse omstændigheder svigter, det vil sige, den selvreverserende bevægelse optræder ikke. Ydermere er medbringeren dyr at producere, fordi den er ikke-cirkulær både indvendig og udvendig. Formålet 35 med opfindelsen er at løse disse problemer.

Ved en reversibel énvejspumpe med indvendigt indgreb mellem en indvendigt fortandet tandring og et udvendigt forlandet tandhjul, hvis rotorakse er ekscentrisk i forhold til tandringens, og DK PR 172564 B1 2 hvor tandringen refererer i en medbringer, som igen er anbragt i pumpens hus, og som kan bevæge tandringens akse mellem to arbejdspositioner, hvor der i den ene bliver pumpet væske i én retning ved drejning af tandringen og tandhjulet i en bestemt retning, og hvor der i den anden biiver pumpet væske I samme retning ved drejning af tandringen og tandhjulet i den mod-5 satte retning, og idet medbringeren er drejelig omkring en tap i pumpehuset i retning af en linie, der forbinder tandringens akse i de to positioner foreids ifølge opfindelsen, at medbringerrin-gens drejelig forbindelse med tappen udgøres af en slids med en retning vinkelret på den nævnte linie.

10 Den væsentlige forskel mellem den foreliggende opfindelse og den fra EP 0141503 kendte pumpe er således, at hvor tandringen i den kendte teknik bevægede sig i forhold til medbringeren, bevæger tandringen sig nu ikke i forhold til medbringeren. Medbringeren kan således være cirkulær indvendigt og i det væsentlige ligeledes udvendigt.

15 Oprindelsen skal i det følgende forklares nærmere i forbindelse med tegningen, hvor fig.1 viser et noget skematisk billede af pumpen ifølge den foreliggende opfindelse og an-ordnet til rotation i urets retning, fig. 2 den samme pumpe bevæget til en position for rotation mod urets retning, og 20 fig. 3 den samme pumpe i en mellemposition.

Idet der nu henvises til tegningen, især fig. 1. omfatter pumpen et hus 10, der har et hulrum, som fastlægges af en indre, cylindrisk overflade 12, der forløber mellem de flade endeflader som er vinkelret på cylinderaksen. Pumpehuset er forsynet med to porte 14,16, som er symme-25 trisk anbragt omkring en linie 18. Pumpen er også forsynet med en akseltap 20, der er fæstnet til huset.

Medbringerringen eller den reverserende ring 22 har en forlænget slids 24, som har kontakt med tappen 20. Det ses, at slidsen og tappen kan ombyttes, det vil sige, at tappen kunne an-30 bringes på ringen og slidsen i huset, men det viste arrangement foretrækkes. Som det mere detaljeret vil blive beskrevet i det følgende, har medbringerringen en ydre form, så den kan hvile i en position, der er vist i fig. 1 og få kontakt med kammervæggen i zonerne 26, umiddelbart ved siden af slidsen 24 og 28, som ligger i et område, der er vinkelforskudt i forhold dertil.

35 Den indvendige form af medbringerringen 22 er cylindrisk ved 30, og dens cylinderakse ligger i fig. 1 i en anden akse 34, der sædvanligvis er vinkelret på aksen 18 og en anden akse 34, der sædvanligvis er vinkelret på aksen 18 og ligeledes skærer aksen for tappen 20.

DK PR 172564 B1 3

Tandringen 36 er indvendigt cylindrisk med henblik på at blive lejret i medbringerringen og kun med den nødvendige tolerance for drejning deri. Indvendigt er tandringen forsynet med seks tænder eller flige.

5 Indvendigt i tandringen befinder sig tandhjulet 40 som er fliget på tilsvarende måde, men med færre tænder: sædvanligvis én mindre. Ved den viste udførelse er der fem flige eller tænder på tandhjulet. Tandhjulet drives af en aksel omkring en akse, som kan være aksen 42 for cylinderfladen 12 og er anbragt ved skæringspunktet mellem linie 44 og aksen 18. Linie 44 er reelt vinkelret på linie 18 og skærer ligeledes tappen 20.

10

Det vil ses, at i fig. 1 er porten 16 en tilgangsport, og porten 14 er en afgangsport: dette skyldes at de kamre, som er afgrænset mellem de på hinanden følgende flige og vandrer forbi portene ved rotationen i retning med uret, vokser i størrelse, når de vandrer forbi porten 16, og aftager i størrelse, når de vandrer forbi porten 14. Væske bliver således indført eller indsuget ved 16 og 15 udstødt ved 14. Maksimaltrykzonen i pumpen findes i de kamre, som i det væsentlige befinder sig ud for området mellem 26 og 28, hvor medbringeren har kontakt med kammervæggen. Reaktionen overfor trykket tilvejebringes af tandhjulet, der løber på en fast akse, og af medbringeren, og bliver overført til pumpehuset et sted, hvor medbringeren og huset er i kontakt. Mens derfor rotationsretningen er som i fig. 1, bliver delene holdt fast i fig. 1 positionen ved hjælp af 20 det frembragte tryk.

Når rotationsretningen reverseres, mens delen forbliver i fig. 1 positionen, bliver porten 16 til en afgangsporl, og porten 14 til en tilgangsport, fordi kamrene ved passage forbi porten 16 bliver reduceret i størrelse, hvorfor væske i dem bliver udstødt og omvendt for en tilgangsports 25 vedkommende. Det højeste tryk findes så i de kamre, som er placeret mellem tandhjulet og tandringen og dermed medbringerringen på et sled, hvor medbringerringen kan bevæge sig frit.

Det frembragte tryk forskyder derfor medbringeren til den i fig. 3 viste position, som viser bevægelse af slidsen forbi tappen 20 og derefter til fig. 2 positionen. Når delen passerer forbi den 1 fig. 3 viste position, bliver tilgangen og afgangen automatisk reverseret, fordi kamrene i fig. 3 30 positionen, idet de passerer forbi de to porte, først reduceres i størrelse og derefter forøges i slørrelse, mens de kommer på linie med samme port. "Afgangs'porten transporterer derfor et mindre rumfang udstødt væske, når delene nærmer sig fig. 3 positionen, og på lignende måde leder tilgangsporten en mindre del af indgivet væske, når fig. 3 positionen nærmes; og når fig.

2 positionen er nået, fuldendes reverseringen, fordi kamrene nu igen forøges i størrelse, når de 35 passerer forbi en bestemt port, nu porten 14, som således bliver til en tilgang, og formindskes i størrelse, når de passerer forbi den anden port 16, der bliver til en afgang. Medbringeren og huset støder op til hinanden i zonerne 29 og 60, fig. 2, så de danner reaktionsoverfladen, således at delene holdes i fig. 2 positionen, så længe rotationen i retningen mod uret fortsætter.

DK PR 172564 B1 4

Det er muligt, at fordelen, som hindrører fra den foreliggende opfindelse, skyldes den forskellige placering af kaviteterne eller mellemrummene i pumpen, og som ikke er af betydning for pumpefunktionen, men som bruges til reverseringsfunktionen. I den beskrevne pumpe er der således et mellemrum mellem medbringerringens yderside og pumpehusets indre, men ikke 5 andetsteds, bortset fra arbejdskamrene i pumpen, som transporterer den pumpede væske. Det vil imidlertid ses. at der ved den kendte teknik var et mellemrum mellem tandringen og med-bringerringen for at tillade bevægelse af medbringerringen i denne retning (som for den foreliggende pumpes vedkommende er aksen 44). Arbejdskamrene i pumpen afsluttes og lukkes effektivt af endefladerne eller sidestykkerne i pumpen Der er en nødvendig arbejdstolerance, 10 som muliggør et eventulet væskeflow gennem denne tolerance fra pumpens højtrykszone til en lavtrykszone. Længden af denne lækagevej strækker sig langs en radius fra tandhjulsaksen over afstanden mellem fligene, der fastlægger højtrykskamrene, og yderomkredsen af tandringen. I fig. 1 har denne potentielle lækagevej en længde w, der er angivet på to steder i fig. 1.

Imidlertid har væske, som lækkede over strækningen w, ikke nået nogen væsentlig kavitet, 1S men kun den nødvendige tolerance for drejning af tandringen i medbringeren, hvilket ikke betyder noget. Hvis den lækkede væske skal nå kaviteten 62 i pumpen, skal den også strømme over afstanden, der svarer til bredden af medbringerringen ved w2. Dette er en ret stor afstand.

Derimod skulle væsken ifølge den kendte teknik blot lække over strækningen w (og ikke w2), før den nåede kaviteten mellem ringhjulet og den indvendige periferi af tandringen, og således 20 kunne denne kavitet blive fyldt op med højtryksvæske, som kan have hindret den translatoriske bevægelse af tandringen i medbringerringen. Dette undgås helt ifølge den foreliggende opfindelse. I tilfælde af lækage for den foreliggende opfindelses vedkommende, således at kaviteten 62 bliver fyldt, vil den ikke komme i konflikt med bevægelsen af medbringeren i pumpehuset på samme måde. fordi medbringeren, som det klart vil fremgå ved betragtning af tegnin-25 gen, bliver udsat for denne væske over mere ned halvdelen af sin periferi, og således muliggøres bevægelse på enkle måde ved at forskyde væsken gennem rigeligt dimensionerede gab. I modsætning hertil passede tandringen ifølge den kendte teknik nøje ind i medbringeren langs halvdelen af dens periferi, og hvis kaviteten langs den anden halvdel var fyldt med væske, ville det have været vanskeligt for denne væske at blive forskudt rundt om halvdelen af tandringens 30 periferi.

Claims (5)

1. Reversibel énvejs-tandhjulspumpe med indvendigt indgreb mellem en indvendigt fortandet tandring og et udvendigt fortandet tandhjul, hvis rotorakse er ekscentrisk i forhold til tandrin- 5 gens, og hvor tandringen roterer i en medbringer, som igen er anbragt i pumpens hus, og som kan bevæge tandringens akse mellem to arbejdspositioner, hvor der i den ene bliver pumpet væske i én retning ved drejning af tandringen og tandhjulet i en bestemt retning, og hvor der i den anden bliver pumpet væske i samme retning ved drejning af tandringen og tandhjulet i den modsate retning, og idet medbringeren er drejelig omkring en tap i pumpehuset i retning af en 10 linie, der forbinder tandringens akse i de to positioner, kendetegnet ved, at medbrin-gerringens drejelige forbindelse med tappen udgøres af en slids med en retning vinkelret på den nævnte linie.

2. Pumpe ifølge krav 1, kendetegnet ved. at nævnte medbringer er forsynet med en 15 forlænget slids, og drejetappen er fæstnet til pumpehuset.

3. Pumpe ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den forlængede slids er åben i den ene ende. 20

4. Pumpe ifølge krav 1. kendetegnet ved, at pumpehuset har et cylindrisk kammer, som rummer medbringerringen, og nævnte ring har to zoner umiddelbart stødende op til slidsen og beliggende på modstående sider af denne, og hvor hver af disse zoner har kontakt med pumpehuset, afhængigt af hvilken af to alternative positioner medbringeren indtager. 25

5. Pumpe ifølge krav 4, kendetegnet ved. at hver af de nævnte zoner er vinkelforsat et stykke i forhold til slidsen, og at medbringerringen har aflastningsnoter på ydersiden over det område, som i det væsentlige svarer til maksimal trykzonen i pumpen.