EP0320963A2 - Nach Art einer Drehkolbenpumpe wirkende volumetrische Pumpe für flüssige oder gasförmige Medien - Google Patents
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- EP0320963A2 EP0320963A2 EP88121098A EP88121098A EP0320963A2 EP 0320963 A2 EP0320963 A2 EP 0320963A2 EP 88121098 A EP88121098 A EP 88121098A EP 88121098 A EP88121098 A EP 88121098A EP 0320963 A2 EP0320963 A2 EP 0320963A2
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Definitions
- the invention relates to a volumetric pump acting in the manner of a rotary lobe pump for liquid or gaseous media, which in a housing with an inlet or outlet opening for the conveying medium has a motor-driven rotary lobe, which is rotatably mounted in the housing bore around its longitudinal axis and which, according to the older European patent application 8 611 3596.0 principle works.
- the annular space 3 of FIGS. 1 and 2 of the drawing is divided with the aid of a plurality of partition walls or elements, the tightness for the fluid to be pumped being guaranteed, as is shown, for example, at 30 and 31 in FIG. 1.
- These parts can, for example, be elementary duct arches which follow one another (cf. FIGS. 21 and 22).
- Each bend is a pumping element because it is provided with an inlet and an outlet opening at the corresponding ends.
- the various pumping elements which result from the subdivision of the intermediate space are actuated in succession by the same rotating masses which are moved by a single rotating part, for example a rotary piston or rotor.
- the inlet and outlet openings of the respective pumping elements can be connected to one another in such a way that a parallel of elementary pumping elements is created in order to achieve a higher performance, or a parallel of some pump elements connected in series to one another to achieve one To achieve higher compression in several stages, these elements can be used independently of one another, all or in part also with different liquids and as desired, as suction or pressure devices or as a combination of such devices.
- the pump according to the present invention retains all the positive features of the above-mentioned pump without, however, accepting the corresponding restrictions mentioned, because the pumping capacity is several times greater with the same dimensions and heat due to the compression is distributed in several zones of the pumps and in can be removed in a suitable manner by ribbing the pump body, ie providing it with ribs, or by switching on the heat exchanger between the compression stages.
- the entire inner mechanical part can also be cooled in a suitable manner, the lubricant itself being brought into the outer exchanger using a sector of the pump. It follows from this that the construction of large machines, for example industrial compressors or vacuum pumps or mixed, simultaneously suction and pressure pumps, is possible.
- Another feature of the present new pump is the possibility of working simultaneously and separately with different fluids, for example liquid and gaseous or only liquid or only gaseous media, but in this case of different types.
- the pump according to the invention comprises practically all industrial applications which are not possible with the other devices today, e.g. With the current reciprocating compressors, it has advantages both in energy saving during dead times (this pump can in fact stop and start again every time the pressure in the storage tank has been reached, without having to disconnect the electrical supply network disturbing the engine's feeding, because it only requires torque after the working speed has been reached), as well as in the particular noiselessness, which can be attributed to the divided or fractional intake and the lack of vibrations with regard to the balanced, balanced configuration are.
- the screw compressors are noiseless than the piston compressors, but they require separators at the outlet to separate the air from the oil, which the present pump does not require for the reasons described above.
- the annular space is subdivided into several successive, for example arc-shaped chambers, that each of these chambers is provided at one end with a suction opening and at the other end with a discharge or outlet opening and an elementary pumping unit forms, and that the different pumping units resulting from the division of the chamber are actuated in succession by the same masses, provided in a suitable number, which are actuated by the same rotary piston.
- the arrangement can be such that the pump body and the membrane are disc-shaped are and the annular chamber in the pump body, which may be subdivided to form several elementary pumping units, forms a ring concentric with it, that the axis of rotation of the rotary piston is formed at right angles to the plane of the pump body in which the diaphragm is fastened, and that the bearing axes for the masses are within the angle formed by the plane tangent to the pump body on the side to which the diaphragm is attached and the drive shaft.
- rotary pistons or rotors can be mounted on an extension of the drive shaft, which is suitably guided at the two ends, which actuate a corresponding number of pumps with one or more pumping units, the rotary pistons or rotors and the annular chambers of the various pumps can be designed differently.
- the membrane 4 must be made of a suitable elastomer that can stretch under the action of the masses 22.
- the pressure of the fluid in the space 3, which communicates with the inlet opening, causes the membrane to swell, inflate, and beyond certain easily estimable pressure limits, the rotor will rub against it and damage it.
- the axial expansion of the membrane stimulates its return to the rest position and thereby a considerable suction effect in the space 3, which communicates with the suction opening, which is why, by appropriately proportioning the depth of the space, the thickness and the characteristic features of the membrane or dimensioned, can easily realize vacuum pumps that are suitable for the lowest pressures that are close to absolute zero.
- the annular space is obtained by appropriately shaping the membrane 4.
- the pump body 1 does not contain the channel or space, its inner surface 5 is cylindrical.
- the masses 6 are small cylinders or spheres, and their length or height 60 can be less than the distance between the inner surfaces of the rings 2, for example three times the thickness of the membrane 4.
- the membrane 4 works up Pressure when the masses 6 act on them, which is why they can be realized with an elastomer that can be made of linen or textile material or simply of threads that are arranged axially and intersecting to prevent inflation due to the pressure of the fluid in the to prevent the cavity communicating with the suction opening or the corresponding intermediate space 3.
- this solution is particularly suitable for compressors of any pressure value, although it is also suitable for vacuum pumps, but for pressures which are relatively less pronounced than in the solution according to FIGS. 1 and 2.
- the channel has 5, for example, a trapezoidal cross-section and the shape corresponding to the masses 6, this arrangement being functionally equivalent or equivalent to the solution according to FIG. 2, over which it is advantageous if it is necessary to make the masses 6 lighter in order to accommodate the centrifugal force a suitable bore 600, which is coaxial to the cylinder, or if a rotor is used, which is shown in FIGS. 7 and 8.
- 0 denotes the axis of rotation of the omitted rotor 01.
- FIG. 3 and 4 0 denotes the axis of rotation of the omitted rotor 01.
- 0 also denotes the axis of rotation of the partially shown rotor 01, which in turn passes through the masses 6 with the aid of the surface 011 Thrusts in rotation according to 0133. If one translates the shape of the space of Fig. 1 in Fig. 5, it can be seen that the rotor pushes the mass 6 in rotation with the aid of a thrust plane which is parallel to the centrifugal force 012 and perpendicular to the axis 014. With the shape of the rotor of FIG. 5, however, the thrust plane of the mass 6 becomes perpendicular to the axis 013.
- the holes or bores 011 and 012 exactly envelop the circumferential profile of the masses 6, in order in this way to enable a very damped radial adjustment or sliding movement and to prevent possible hopping and impact movements of the masses even during the rotation.
- FIG. 8 is a view taken along the line XX of Fig. 7. It partially shows a rotor 01 which pushes and pushes the mass 6 according to 0133 or pulls according to 0134 by means of an arm 013 which by means of a pin 0131 is articulated in a spoke 011 of the rotor itself.
- the arm 013 can possibly be dampened in its movements with the help of the damper or the amortization device 0132. It carries the mass 6, which is formed, for example, from the pin 61, the bearings 62, the mounting rings, for example Seeger rings 63, and from the outer casing 64; this solution enables any kind of grazing friction to eliminate that is present in the configurations or configurations described above, in which the rotor 01 pushes and drives the masses 6 themselves. In Fig. 9, the direction of rotation 0133 or 0134 is unimportant, uninteresting.
- the rotor 01, the masses 6 and possibly the membrane 4 are toothed, like the corresponding sun, satellite and inner wheels of an epicycloidal reduction gear.
- a cage In order to hold the masses 6 in a predetermined position, a cage can be used, which consists of rings 0102 on both sides, which are connected to one another by means of 0104.
- the advantage of such a system is less stress on the membrane 4 in the direction of rotation due to tearing, a type of sliding friction and the possibility of having a higher speed directly at the rotor 01 for driving the coaxial fan (FIG. 10).
- the masses 6, instead of already pressing the membrane 4 against the pump body 1 in the rest position in such a way that the sealing of the fluid is achieved at the contact points, with a suitable choice of the tolerances of the pairing allow suitable leakage, which is then canceled by the centrifugal force, since the masses 6 can move radially in the guide grooves 0103 and slide there; 9 the subdivisions of the annular space 3 are not shown.
- the cover 21 of the pump carries a bearing 22 in a suitable collar which is coaxial with the axis 0 and which serves to hold and support the shaft 81 of the fan.
- the following parts are keyed onto the shaft 81: on the one hand, an element 82, which carries two or more pins, with corresponding bores cooperate in the rotor 01 to form the transmission connection, and on the other hand the impeller 8, which draws air through the opening 841 and presses it through the openings 842 onto the ribs 11 of the pump body 1, while cooling the latter.
- the carrier 21 also acts as a cover for the pump and can form a single piece with the ring 2 or, which is more advantageous for maintenance, can be inserted into this ring in a detachable manner; ring 211, an O-ring, avoids loss of lubricant. 21 can finally be attached to the pump with the aid of screws or quick connections, which act on the pump body 1 or on the rings 2, which are not shown in the drawing.
- 11 to 13 relate to the areas encircled in FIGS. 3 and 4, which represent suggestions for the fastening of the membrane 4, which are valid for each of the solutions shown in FIGS. 2 to 10.
- 11 to 13 1 is the pump body in a partial sectional view, 2 the inner ring, against which the membrane is pressed. 11, the ring 2 has the shape 20 and possibly also the thread or a ribbing 201 in order to hold the membrane 4 even more firmly.
- a complementary shape 10 is formed in the body 1, possibly a thread 101 can also be provided in the body 1.
- the diaphragm 4 In the pumps in which the channel or space 5 is very deep, the diaphragm 4 is heavily stressed and, consequently, it must be blocked in a suitable manner without concentrating extraordinary loads along the circumference of the tension.
- the blockage can be distributed, for example, in terms of its strength from the outside in and achieved by vigorously moving the membrane between 101 and 201 squeeze, then 90 ° or the like. bends according to the profile shown at 20 and 10, then compressed between the cylindrical walls 20 and 10 and lighter and weaker in the rest of the channel 5.
- the membrane It is moreover expedient for the membrane to be reinforced by springs or fibers which are provided in the direction of the circumference in order to prevent it from being wrinkled or roughened, with corresponding wear on the side facing the channel.
- the membrane 4 ends with the thickening 42, which engages compressed in the grooves or grooves 20 and 10 of the pump body 1 and the ring 2; this thickening can also have a polygonal or a circular cross section.
- 11 and 12 are suitable for any channel shape, as suggested in FIGS. 2 to 4, which is why the possibly reinforcing linen or textile pieces 41 can be simple, circumferential springs or fibers that can be extend over the entire height of the membrane or only over a part of it, depending on the needs of the construction.
- Fig. 13 represents a simpler alternative to blocking the membrane 4. If no special stresses are provided, the profile 20 can be formed or formed on the strip which forms the membrane when the pump is assembled.
- Figure 14 illustrates a diaphragm of an elementary pump which has a very simple shape which can be made by thermoforming or thermoforming an elastomeric strip or by pressing.
- 44 and 43 correspond to those in FIGS. 1 to 3 struck profiles.
- 45 are bores which are provided on the fastening ends 46 for the passage of centering pins or connecting bolts which serve to connect the sectors which form the pump body 1.
- the membrane according to FIG. 15 is intended for a machine with four pumping elements and, if a suitable production is provided, it is advantageous compared to that according to FIG. 14, the higher costs of the press mold being achieved by savings in the costs of the membrane in which Assembly of the pump and also during maintenance can be compensated.
- the reference numerals are the same as those used in Fig. 14, the membrane is held at 42 and 47 according to that of Figs. 14 and 12.
- the components are held together by the ring 12, they are placed on corresponding collars of the pump body 1 under the action of force, that is to say pressed on; however, the connection between the components of the pump can also either take place with screws which engage in the bores 45 (FIGS. 14 and 15) and with corresponding holes in the sectors of the pump body 1 or with a single drawn-on ring which is applied from the outside to the possible ribs 11 and the whole or part of the height of the pump body.
- the upper part of the drawing shows a section through the projection 47 of FIG. 15 along a diametrical plane, while the lower part of the drawing relates to a middle plane between two projections 47.
- the lubricant is designated by 9.
- 91 and 92 are sectors or parts relating to the removal, re-introduction into the machine and the circuit of the lubricant 9 for the purpose of cooling this lubricant by means of a pumping element.
- holes and corresponding connecting tubes are used, which are attached to the cover 21.
- Fig. 17 shows a section along the axis X of Fig. 16 and shows the most suitable connection of the components at this point, which must be connected by the rings 12 without play and pressed together for the purpose of the correct circular shape of the pump and to restore concentricity and axiality with axis 0.
- Fig. 18 shows a section along the line Y of Fig. 16 and shows in a partial representation on a larger scale the connections according to the axis Y. 13 and 14 are respectively the axes of the bores, which are the suction openings and discharge openings of two successive pumping elements form. These bores face the annular space 3 and can be aligned radially, as shown by arrows 131 and 141, or axially to connect the connections to the headers of the pump wear.
- FIG. 19 shows a further exemplary embodiment of the pump according to the invention, in which the membrane 4 is arranged on a disk instead of on a cylindrical configuration.
- the masses 6 have the shape of a truncated cone and are held by the pins 011, which e.g. are rigidly attached to the rotor 01, which in turn runs on a bearing 002, which is housed in the carrier 152 of the housing 15, which is provided with supports 151.
- the gap 3 is already compressed by the masses 6 in the rest position, which make the pump work in motion.
- the pins 011 can be articulated on the rotor by means of pins 0111, as shown in the drawing.
- a suitable angle of inclination 600 and possibly additional masses which act on the pins 011 allow the resultant of the centrifugal force to be used in order to achieve the compression of the gap 3 in the direction of 0141.
- 0141 also designates the exit (or the entry with the reverse course) of the fluid from the opening 14 shown as an example.
- the insulation between the gaps of the various pumping elements can be achieved with the spokes 29 which connect the inner and outer rings 2 and which cause the pump body to abut the membrane.
- the surface 251 of the spokes in FIG. 20 is coplanar with the corresponding surface of the membrane 4 when it is pressed by the masses 6.
- FIG. 20 shows a further case in a longitudinal section game for the application of the invention to a double pump, which has and uses a space of the type shown in FIG. 3 and a space of the type shown in FIG. 4 with rotors 01 according to FIG. 5.
- Two rotors according to FIG. 9 would be particularly suitable by using a shaft 011 which is simply toothed over the entire length.
- the shaft 011 is guided and entrained by the shaft of the motor 00 on the one hand, and on the other hand it is supported and guided by bearings 22 which are attached to the cover 21, which in turn controls the fan as shown in FIG. 10 can support and hold.
- the main object of this invention is characterized in any case by the division of the space 3 with the aid of a plurality of partitions 30, which guarantee a tightness for the fluid to be pumped, the division into several arcuate space or channel elements 31, 32 which follow one another like that 21 and 22 show schematic drawings in which each bend constitutes an elementary pumping unit because it is provided at the ends with the corresponding inlet (or suction) and outlet openings 38 and 39, respectively.
- a schematic representation has been preferred in FIGS. 21 and 22, insofar as all structural details have already been described and illustrated in detail in the preceding explanations. 21 and 22: 1, the outer pump body, which is provided with corresponding inlet openings 38 and outlet openings 39, is present in such a number as subdivisions 30 are provided.
- n is the number of elementary pumping units of a given machine, the total output is n times higher than that of a corresponding pump with a gap. In order for the angle 601 to be less than or equal to 389, it is generally sufficient if the number of masses is n + 1.
- the two line sections 7 connect the outlet openings 39 to one another and introduce all of the liquid or all of the fluid into the recovery line 73, the check valve 72 preventing the fluid from returning when the machine is not running.
- Fig. 22 shows an embodiment of the invention in a two-stage compressor using a machine with six elementary pumping units: the pumps 31, 32, 33 and 34 draw in the air from the environment with the corresponding four suction openings covering the whole Subdivide aspirated volumes, which results in a significant reduction in noise compared to a pump with a suction; the air accumulated in the collector 7 is cooled in the heat exchanger 70, which in turn is from that of a coaxial 10 promoted and cooled to the pumping unit 35 air is cooled.
- the compression ratio of the first stage is 4 because on the one hand the volumes of the pumps 31-34 decrease due to the advance of the masses in the direction of 0133 and on the other hand the portion of the space corresponding to the suction of the pump 35 increases such that four volumes of the fluid be introduced into a volume of the pump 35.
- the pump 36 can also be used to circulate the oil in a second heat exchanger 71, which is also on the one hand from the air of the coaxial fan is coated.
- check valves 72 can be switched on, which above all improve the general function of the pump. These valves can be installed in each outlet or only in the latter, as shown in FIG. 22.
- Fig. 23 is a diagram e.g. 21, assuming that the elementary pump unit 31 operates with air and the pump unit 32 with liquid. Although the two pumping units are identical, due to the different nature of the respective fluids, the pressure / performance characteristics are different, which is why, by using an insertion scheme 24, it is possible to achieve a mixture with a variable ratio between air and liquid, which acts on the opening pressure of the check valve 721 of the type with pressure control.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine nach Art einer Drehkolbenpumpe wirkende volumetrische Pumpe für flüssige oder gasförmige Medien, die in einem Gehäuse mit Einlaß-oder Auslaßöffnung für das Fördermedium einen motorisch angetriebenen, in der Gehäusebohrung um deren Längsachse herum drehbar gelagerten Drehkolben besitzt und die nach dem in der älteren europäischen Patentanmeldung 8 611 3596.0 beschriebenen Prinzip arbeitet. Hierbei ist der ringförmige Zwischenraum 3 der Fig. 1 und 2 der Zeichnung mit Hilfe von mehreren Trennwänden oder -elementen unterteilt, wobei die Dichtigkeit für das zu pumpende Fluid garantiert ist, wie dies z.B. bei 30 und 31 in Fig. 1 gezeigt ist. Diese Teile können z.B. elementare Kanalbögen sein, die aufeinanderfolgen (vgl. Fig. 21 und 22). Jeder Bogen stellt ein pumpendes Element dar, weil er an den entsprechenden Enden mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung versehen ist. Die verschiedenen pumpenden Elemente, die sich durch die Unterteilung des Zwischenraumes ergeben, werden nacheinander von denselben rotierenden Massen betätigt, die von einem einzigen Drehteil, z.B. Drehkolben oder Rotor, bewegt werden.
- Die Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen der entsprechenden pumpenden Elemente können miteinander verbunden werden, derart, daß man ein Parallel von elementaren pumpenden Elementen bildet, um eine höhere Leistung zu erreichen, oder ein Parallel von einigen in Reihe mit anderen verbundenen pumpenden Elementen schafft, um eine höhere Kompression in mehreren Stadien zu erzielen, wobei diese Elemente unabhängig voneinander alle oder zum Teil auch mit unterschiedlichen Flüssigkeiten und beliebig als saugende oder drückende Geräte oder als Kombination von solchen Geräten verwendet werden können.
- In der vorerwähnten europäischen Patentanmeldung 8 611 3596.0 wurde das Arbeitsprinzip einer Pumpe für flüssige oder gasförmige Fluide mit einem ringförmigen Zwischenraum 3, vgl. Fig. 1 und 2, beansprucht, dessen Enden 30 und 31 voneinander isoliert sind und der sich in Drehbewegung befindende Massen 22 und 23 umgibt, die, infolge der Fliehkraft, die Membran 4 verformen, wobei sie jeweils die entsprechende, den Massen gegenüberliegende Höhlung annullieren, und zwar in Stellungen, die in Richtung 11 von der Ansaugung 35 in Richtung auf die Abgabe 36 vorlaufen, woraus sich dann die pumpende Wirkung ergibt.
- Die technischen Probleme, die auf diese Weise gelöst sind, sind das Anlaufen bei leerem Zwischenraum mit einer sich daraus ergebenden Verringerung des dem Motor abverlangten Anlaufmoments, eine reale und klare, saubere Trennung zwischen dem Medium oder Fluid und den sich in Bewegung befindenden Organen, die Schmierung benötigen, weswegen das Fluid sauber bleibt, der Widerstand gegen korrosiy wirkende Medien, da die Pumpenkörper aus verschiedenen Materialien herge stellt werden, eine besondere konstruktive Einfachheit und ein hoher Wirkungsgrad, wodurch die Herstellung und Betriebskosten reduziert werden.
- Der Gegenstand der europäischen Patentanmeldung 8 611 3596.0 wird vorzugsweise in den kleinen Maschinen angewendet, da der ringförmige Zwischenraum aus Gründen der mechanischen Funktion nicht beliebig vergrößert werden kann, wobei sich außerdem noch die Schwierigkeit ergibt, die durch die Kompression erzeugte Wärme, die im wesentlichen in der Nähe der Abgabeöffung konzentriert ist, abzuleiten.
- Die Pumpe gemäß vorliegender Erfindung behält alle positiven Merkmale der vorerwähnten Pumpe bei, ohne jedoch die erwähnten entsprechenden Beschränkungen in Kauf zu nehmen, weil die pumpende Kapazität bei gleichen Abmessungen mehrere Male größer ist und auf die Kompression zurückzuführende Wärme in mehreren Zonen der Pumpen verteilt und in geeigneter Weise abgeführt werden kann, indem man den Pumpenkörper berippt, d. h. mit Rippen versieht, oder zwischen die Kompressionsstadien Wärmetauscher einschaltet. Auch der gesamte innere mechanische Teil kann in geeigneter Weise gekühlt werden, wobei man mit einem Sektor der Pumpe selbst das Schmiermittel in äußere Tauscher bringt. Es ergibt sich daraus, daß die Konstruktion von großen Maschinen, z.B. Industriekompressoren oder Vakuumpumpen oder gemischte, gleichzeitig saugende und drückende Pumpen, möglich ist. Ein weiteres Merkmal der vorliegenden neuen Pumpe besteht in der Möglichkeit, gleichzeitig und getrennt mit verschiedenen Fluiden zu arbeiten, z.B. flüssigen und gasförmigen oder nur flüssigen oder nur gasförmigen Medien, aber in diesem Falle verschiedener Art.
- Wie sich aus der Beschreibung ergibt, umfaßt die erfindungsgemäße Pumpe praktisch alle industriellen Anwendungen, die mit den übrigen Geräten heutzutage nicht möglich sind, z.B. mit den jetzigen Kolbenverdichtern, sie weist Vorteile auf, die sowohl in der Energieeinsparung während der toten Zeiten (diese Pumpe kann in der Tat jedesmal anhalten, wenn der Druck im Speicherbehälter erreicht worden ist, und wieder in Gang kommen, ohne daß man das elektrische Speisenetz zum Speisen des Motors stört, weil sie das Drehmoment erst nach dem Erreichen der Arbeitsdrehzahl verlangt), als auch in der besonderen Geräuschlosigkeit festzustellen sind, die auf die unterteilte oder fraktionierte Ansaugung und auf das Fehlen von Vibrationen im Hinblick auf die ausgeglichene, ausbalancierte Konfiguration zurückzuführen sind. Die Schraubenkompressoren sind geräuschloser als die Kolbenkompressoren, sie verlangen jedoch am Ausgang Separatoren, um die Luft vom Öl zu trennen, was die vorliegende Pumpe aus den oben beschriebenen Gründen nicht verlangt.
- Erfindungsgemäß ist bei der neuen Pumpe vorgesehen, daß der ringförmige Zwischenraum unterteilt ist in mehrere aufeinanderfolgende, z.B. bogenförmige Kammern, daß jede dieser Kammern an einem Ende mit einer Ansaugöffnung und am anderen Ende mit einer Abgabe- oder Auslaßöffnung versehen ist und hierbei eine elementare pumpende Einheit bildet, und daß die durch die Unterteilung der Kammer entstandenen verschiedenen pumpenden Einheiten nacheinander durch dieselben, in einer geeigneten Anzahl vorgesehenen Massen betätigt werden, die von demselben Drehkolben betätigt werden. Hierbei kann z.B. die Anordnung so getroffen sein, daß der Pumpenkörper und die Membran scheibenförmig ausgebildet sind und die evtl. zur Bildung von mehreren elementaren pumpenden Einheiten unterteilte ringförmige Kammer im Pumpenkörper einen zu ihm konzentrischen Kranz bildet, daß die Drehachse des Drehkolbens rechtwinklig zu der Ebene des Pumpenkörpers ausgebildet ist, in der die Membran befestigt ist, und daß die Lagerungsachsen für die Massen sich innerhalb des Winkels befinden, der durch die zum Pumpenkörper an der Seite, an der die Membran befestigt ist, tangierend verlaufende Ebene und die Antriebswelle gebildet wird. Zweckmäßigerweise können an einer Verlängerung der Antriebswelle, die in geeigneter Weise an den beiden Enden geführt ist, mehrere Drehkolben oder Rotoren gelagert sein, die entsprechend viele Pumpen mit einer oder mehreren pumpenden Einheiten betätigen, wobei die Drehkolben oder Rotoren und die ringförmigen Kammern der verschiedenen Pumpen unterschiedlich ausgebildet sein können.
- In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1 und 2 eine Anordnung, wie sie Gegenstand der europäischen Patentanmeldung 8 611 3596.0 ist, auf die in der vorliegenden Anmeldung immer wieder Bezug genommen wird, in einer Vorderansicht im Schnitt und in einer Seitenansicht im Teilschnitt, wobei die alten Bezugszeichen verwendet werden.
- In den anschließenden Figuren beginnt die Numerierung der Teile von neuem, sie hat keinen Bezug zu derjenigen nach Fig. 1 und 2. Die funktionell unterschiedlichen Bestandteile werden von 0 bis 9 numeriert und tragen allmählich fortschreitende Suffixen. In den Figuren der Zeichnung tragen die einander entsprechenden Bestandteile dieselben Bezugszeichen, ebenso diejenigen, die sich wiederholen.
- In den Fig. 3 bis 20 sind nach Ansicht des Erfinders die bedeutendsten konstruktiven Lösungen dargestellt, die nach mehr als 2 Jahren ausführlicher Untersuchungen und Überprüfungen erfunden worden sind und die eine korrekte Realisierung der Pumpe gemäß vorliegender Erfindung erlauben.
- Fig. 3 und 4 zeigen Formen der Membran 4 und des Zwischenraums 5 bzw. der Massen 6, die alternativ zu den Ausführungsformen nach der älteren Patentanmeldung 8 611 3596.0, wie in Fig. 2 gezeigt, sind.
- Fig. 5 und 6 zeigen alternative Lösungen der Art der Mitnahme der Massen 6 durch den Rotor 01, wiederum als Alternative zu der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform nach der älteren europäischen Patentanmeldung, jeweils in einer Vorderansicht in schematischer Teildarstellung.
- Fig. 7 und 8 zeigen einen Teil des Rotors der erfindungsgemäßen Anordnung, bei dem die Massen 6 in ihrer Drehbewegung um ihre eigene Achse auf Lagern laufen können, ohne an den Wänden der Zwischenräume unter Aufwand von Kraft zu streifen, jeweils in einer Seitenansicht und in einer Vorderansicht, teilweise geschnitten und in schematischer Darstellung.
- Fig. 9 zeigt eine Lösung der erfindungsgemäßen Anordnung mit verzahnten Rotor-Massen und evtl. Membranen, wie bei den epizykloidalen Übersetzungsgetrieben, wieder in einer Vorderansicht in schematischer Darstellung,
- Fig. 10 schematisch in einer Seitenansicht im Schnitt ein Lüftungssystem, das mit der Pumpe integriert werden kann und koaxial ist und evtl. auch modular gegen einen üblichen Deckel 21 konventioneller Art ausgetauscht werden kann,
- Fig. 11 bis 13 zeigen jeweils im Schnitt und in Teildarstellung verschiedene Formen der axialen Enden der Membran und die entsprechenden Formen des Pumpenkörpers 1 und des Gegenflansches oder des Ringes 2 für eine korrekte, richtige und gut wirkende Befestigung,
- Fig. 14 und 15 zeigen zwei Membranen, die jeweils aus einem streifenförmigen, wärmegeformten und durch Pressen hergestellten Elastomer erzielt werden,
- Fig. 16 zeigt eine Pumpe oder einen Kompressor gemäß der Erfindung, angebracht an einem mit Flansch versehenen Motor, in einem Schnitt entlang der Verbindung zwischen zwei aufeinanderfolgenden pumpenden Elementen,
- Fig. 17 bis 18 zeigen zwei Querschnitte in Teildarstellung entsprechend den Achsen X und Y der Fig. 16,
- Fig. 19 zeigt eine Pumpe gemäß der Erfindung, bei der der ringförmige Zwischenraum evtl. in mehrere voneinander isolierte Teile unterteilt ist, der jedoch eine zylindrische oder scheibenförmige Form hat,
- Fig. 20 eine Pumpe gemäß der Erfindung mit zwei koaxialen Drehteilen oder -kolben, in einer Seitenansicht geschnitten,
- Fig. 21 und 22 zeigen zwei verschiedene Anwendungen der erfindungsgemäßen Konstruktion, jeweils in einer Vorderansicht und in geschnittener schematischer Darstellung,
- Fig. 23 und 24 zeigen ein Beispiel für die Flexibilität der Pumpe gemäß Fig. 21 bei der Anwendung mit Fluiden mit unterschiedlicher Viskosität in unterschiedlichen Anteilen.
- Bei der Lösung gemäß Fig. 2 muß die Membran 4 aus einem geeigneten Elastomer sein, der sich unter der Wirkung der Massen 22 strecken kann. Der Druck des Fluids in dem Zwischenraum 3, der mit der Einlaßöffnung in Verbindung steht, bewirkt, daß die Membran anschwillt, sich aufbläst, und jenseits von gewissen leicht schätzbaren Druckgrenzen wird der Rotor hieran reiben und sie beschädigen. Die axiale Dehnung der Membran regt ihre Rückkehr in die Ruhestellung an und hierbei eine beachtliche Ansaugwirkung in den Zwischenraum 3, der mit der Ansaugöffnung kommuniziert, weswegen man, indem man in geeigneter Weise die Tiefe des Zwischenraums, die Dicke und die charakteristischen Merkmale der Membran proportioniert bzw. dimensioniert, leichter Vakuumpumpen realisieren kann, die für tiefste Drücke geeignet sind, die in der Nähe von dem absoluten Null liegen.
- In Fig. 3 wird der ringförmige Zwischenraum erzielt, indem man in geeigneter Weise die Membran 4 formt. Der Pumpenkörper 1 enthält nicht den Kanal oder Zwischenraum, seine innere Fläche 5 ist zylindrisch. Die Massen 6 sind kleine Zylinder oder auch Kugeln, wobei ihre Länge oder Höhe 60 kleiner als der Abstand zwischen den inneren Flächen der Ringe 2 sein kann, z.B. dreimal die Dicke der Membran 4. In dieser Ausbildung gemäß Fig. 3 arbeitet die Membran 4 auf Druck, wenn die Massen 6 auf sie einwirken, weswegen sie mit einem Elastomer realisiert werden kann, der aus Leinen oder Textilmaterial oder einfach aus Fäden bestehen kann, die axial und sich verkreuzend angeordnet sind, um das Aufblasen auf Grund des Drucks des Fluids in der mit der Ansaugöffnung kommunizierenden Höhlung oder dem entsprechenden Zwischenraum 3 zu verhindern.
- Es ist offensichtlich, daß diese Lösung insbesondere für Kompressoren beliebigen Druckwertes geeignet ist, obwohl sie sich auch für Vakuumpumpen eignet, allerdings für Drücke, die relativ weniger prononciert sind als bei der Lösung gemäß Fig. 1 und 2. In Fig. 4 hat der Kanal 5 z.B. einen trapezförmigen Querschnitt und die Massen 6 entsprechende Form, wobei diese Anordnung funktionell gleichwertig bzw. äquivalent zur Lösung gemäß Fig. 2 ist, gegenüber der sie vorteilhaft ist, wenn es notwendig ist, die Massen 6 leichter zu machen, um die Zentrifugalkraft mit einer geeigneten Bohrung 600, die koaxial zum Zylinder ist, zu verringern oder wenn man auf einen Rotor zurückgreift, der in Fig. 7 und 8 dargestellt ist. In Fig. 3 und 4 bezeichnet 0 die Drehachse des weggelassenen Rotors 01. In Fig. 5, die eine schematische Teildarstellung ist, ist mit 0 ebenfalls die Drehachse des teilweise dargestellten Rotors 01 bezeichnet, der seinerseits die Massen 6 mit Hilfe der Oberfläche 011 durch Schubwirkung in Drehung gemäß 0133 bringt. Wenn man die Form des Zwischenraumes von Fig. 1 in Fig. 5 überträgt, sieht man, daß der Rotor die Masse 6 in Drehbewegung mit Hilfe einer Schubebene schiebt, die parallel zur Zentrifugalkraft 012 und rechtwinklig zur Achse 014 verläuft. Mit der Form des Rotors von Fig. 5 indessen wird die Schubebene der Masse 6 rechtwinklig zur Achse 013. Dies ermöglicht bei gleichen anderen Bedingungen eine höhere resultierende Zentrifugalkraft, die auf die Masse 6 wirkt, wobei das Ausmaß leicht mit Hilfe des Kräftediagramms bestimmbar ist, auch kann man einen Rotor mit einem verringerten Außendurchmesser herstellen, da die Kreuzung zwischen 011 und 013 weiter innen als die Kreuzung zwischen 014 und 011 liegt, wenn diese letztere parallel zu 012 ist. Der Winkel zwischen den Achsen 014 und 013 entspricht der Neigung der Ebene 011 mit Bezug auf die Richtung der Zentrifugal kraft 012, weswegen der Winkel auf jeden beliebigen geeigneten Wert eingestellt werden kann, indem man auf die Konfiguration des Rotors einwirkt. In Fig. 6 ist 013 die Drehrichtung. Die Massen 6, seien sie nun sphärischer, zylindrischer oder anderer Gestalt, werden in eine Bohrung mit entsprechendem Querschnitt eingesetzt, die am Rotor 01 vorgesehen wird, wobei diese Bohrung z.B. radial angeordnet ist, wie diejenige, die mit 012 bezeichnet ist, oder geneigt zum Durchmesser des Rotors, wie dies bei 011 angedeutet ist. Die Löcher oder Bohrungen 011 und 012 umhüllen genau das Umfangsprofil der Massen 6, um auf diese Weise eine sehr gedämpfte radiale Verstell- oder Gleitbewegung zu ermöglichen und mögliche Hüpf- und Stoßbewegungen der Massen selbst während der Umdrehung zu verhindern. Ein Kanal 0100 auf einer oder auf beiden Seiten des Rotors 011, die rechtwinklig zur Achse 0 sind, hält während eines Umlaufs des Rotors das Schmiermittel 9 bei der Ausmündung von sehr kleinen Bohrungen 0101, durch die hindurch dieses Schmiermittel dann 011 und/oder 012 durch Ansaugen erreicht: ein Gemisch von Luft und Schmiermittel in 011 und 012 erhöht sowohl die Schmierung der Massen als auch die dämpfende Wirkung. Fig. 8 ist eine Ansicht entlang der Linie X-X der Fig. 7. Sie stellt teilweise einen Rotor 01 dar, der die Masse 6 gemäß 0133 schiebt und stößt oder gemäß 0134 zieht, und zwar mit Hilfe eines Arms 013, der mit Hilfe eines Zapfens 0131 in einer Speiche 011 des Rotors selbst angelenkt ist. Der Arm 013 kann evtl. in seinen Bewegungen mit Hilfe des Dämpfers oder des Amortisationsorgans 0132 gedämpft werden. Er trägt die Masse 6, die z.B. aus dem Stift 61, den Lagern 62, den Halterungsringen, z.B. Seeger-Ringen, 63 und vom Außenmantel 64 gebildet ist; diese Lösung ermöglicht es, jede Art von streifender Reibung zu eliminieren, die bei den vorstehend beschriebenen Konfigurationen oder Ausbildungen vorhanden ist, in denen der Rotor 01 die Massen 6 selbst schiebt und antreibt. In Fig. 9 ist die Drehrichtung 0133 oder 0134 unwichtig, uninteressant. Der Rotor 01, die Massen 6 und evtl. die Membran 4 sind verzahnt, wie die entsprechenden Sonnen-, Satelliten- und Innenräder eines epizykloidalen Untersetzungsgetriebes. Um die Massen 6 in einer vorbestimmten Stellung zu halten, kann man einen Käfig verwenden, der aus den Ringen 0102 an den beiden Seiten besteht, die miteinander mit Hilfe von 0104 verbunden sind. Der Vorteil eines derartigen Systems ist eine geringere Beanspruchung der Membran 4 im Drehsinne durch Reißen, eine Art von schleifender Reibung und die Möglichkeit, eine höhere Geschwindigkeit direkt am Rotor 01 zum Antreiben des koaxialen Ventilators (Fig. 10) zur Verfügung zu haben. Um das Anlaufen ohne Belastung zu schaffen, können die Massen 6, anstatt bereits in der Ruhestellung die Membran 4 gegen den Pumpenkörper 1 in solcher Weise zu drücken, daß die Abdichtung des Fluids in den Berührungspunkten erreicht wird, mit einer geeigneten Wahl der Toleranzen der Paarung geeignetes Lecken gestatten, was sodann durch die Zentrifugalkraft annulliert wird, da die Massen 6 sich radial in den Führungsnuten 0103 bewegen und dort gleiten können; in Fig. 9 sind die Unterteilungen des ringförmigen Zwischenraums 3 nicht dargestellt.
- Fig. 10 ist das Beispiel eines Lüftungs- bzw. Ventilationssystems. Der Deckel 21 der Pumpe trägt in einem geeigneten, zur Achse 0 koaxialen Kragen ein Lager 22, das dazu dient, die Welle 81 des Ventilators zu haltern und zu lagern. Auf der Welle 81 sind folgende Teile aufgekeilt: einerseits ein Element 82, das zwei oder mehr Stifte trägt, die mit entsprechenden Bohrungen im Rotor 01 zusammenwirken, um die Übertragungsverbindung zu bilden, und andererseits das Läuferrad 8, das Luft durch die Öffnung 841 ansaugt und sie durch die Öffnungen 842 auf die Rippen 11 des Pumpenkörpers 1 drückt, wobei dieser gekühlt wird. Der Träger 21 wirkt auch als Deckel der Pumpe und kann mit dem Ring 2 ein einziges Stück bilden oder, was für die Wartung vorteilhafter ist, in diesen Ring abnehmbar eingesteckt sein; der Ring 211, ein O-Ring, vermeidet Schmiermittelverluste. 21 kann schließlich an der Pumpe mit Hilfe von Schrauben oder Schnellverbindungen befestigt werden, die auf den Pumpenkörper 1 oder auf die Ringe 2 wirken, die nicht in der Zeichnung dargestellt sind.
- Fig. 11 bis 13 beziehen sich auf die in Fig. 3 und 4 eingekreisten Bereiche, die Vorschläge für die Befestigung der Membran 4 darstellen, die für jede der in den Fig. 2 bis 10 gezeigten Lösungen gültig sind. In den Fig. 11 bis 13 ist 1 der Pumpenkörper in einer teilweisen Schnittdarstellung, 2 der innere Ring, gegen den die Membran angedrückt wird. In Fig. 11 hat der Ring 2 die Form 20 und evtl. noch das Gewinde oder eine Verrippung 201, um die Membran 4 noch fester zu halten. Eine komplementäre Form 10 ist im Körper 1 ausgebildet, evtl. kann auch ein Gewinde 101 im Körper 1 vorgesehen sein.
- In den Pumpen, in denen der Kanal oder Zwischenraum 5 sehr tief ist, ist die Membran 4 stark beansprucht, und demzufolge muß sie in geeigneter Weise blockiert werden, ohne deswegen außergewöhnliche Belastungen entlang dem Verspannungsumfang zu konzentrieren. Die Blockierung kann z.B. hinsichtlich ihrer Stärke von außen nach innen verteilt werden und erzielt werden, indem man energisch die Membran zwischen 101 und 201 zusammendrückt, sie sodann um 90° od.dgl. biegt gemäß dem bei 20 und 10 gezeigten Profil, sie sodann zwischen den zylindrischen Wänden 20 und 10 und leichter und schwächer im übrigen Teil des Kanals 5 komprimiert. Es ist im übrigen zweckmäßig, daß die Membran durch Federn oder Fasern verstärkt wird, die in Richtung des Umfangs vorgesehen sind, um zu verhindern, daß sie verrunzelt oder aufgerauht wird, wobei sich eine entsprechende Abnutzung der dem Kanal zugewandten Seite ergibt.
- In Fig. 12 endet die Membran 4 mit der Verdickung 42, die komprimiert in den Nuten oder Rinnen 20 und 10 des Pumpenkörpers 1 und des Ringes 2 eingreift; diese Verdickung kann auch einen polygonalen oder einen kreisrunden Querschnitt haben. Die Ausbildungen gemäß Fig. 11 und 12 eignen sich für eine beliebige Kanalform, wie in den Fig. 2 bis 4 vorgeschlagen, weswegen die evtl. Verstärkungsleinen- oder -textilstücke 41 evtl. einfache, dem Umfang entlanglaufende Federn oder Fasern sein können, die sich über die gesamte Höhe der Membran oder nur über einen Teil derselben, je nach den Notwendigkeiten der Konstruktion, erstrecken.
- Fig. 13 stellt eine einfachere Alternative zum Blockieren der Membran 4 dar. Wenn keine besondere Beanspruchungen vorgesehen sind, kann die Bildung oder Formung des Profils 20 an dem Streifen, der die Membran bildet, beim Zusammenbauen der Pumpe erfolgen.
- Fig. 14 stellt eine Membran einer elementaren Pumpe dar, die eine sehr einfache Form hat, die durch eine Thermoformung oder Wärmeverformung eines Elastomer-Streifens oder durch Pressen hergestellt werden kann. 44 und 43 entsprechen den in den Fig. 1 bis 3 vorge schlagenen Profilen. 45 sind Bohrungen, die an den Befestigungsenden 46 für den Durchtritt von Zentrierstiften oder von Verbindungsbolzen vorgesehen sind, die zum Verbinden der Sektoren dienen, welche den Pumpenkörper 1 bilden.
- Die Membran gemäß Fig. 15 ist für eine Maschine mit vier pumpenden Elementen vorgesehen, sie ist, wenn eine geeignete Herstellung vorgesehen ist, gegenüber derjenigen nach Fig. 14 vorteilhaft, wobei die höheren Kosten der Pressenform durch Einsparungen bei den Kosten der Membran, bei der Montage der Pumpe und auch bei der Wartung ausgeglichen werden können. In Fig. 15 sind die Bezugszeichen dieselben, wie sie in Fig. 14 verwendet worden sind, die Halterung der Membrane bei 42 und 47 wird entsprechend derjenigen der Fig. 14 und 12 durchgeführt.
- In Fig. 16 sind zur Vereinfachung der Darstellung die Massen, der Rotor und der Deckel entfernt worden; mit 00 ist der Motor mit der Drehachse 0 bezeichnet, er besitzt einen Flansch 001, an dem mit den Schrauben 24 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die bereits vormontierte Pumpe befestigt ist: ein Ring 2 der Pumpe endet in der Tat mit einem geeigneten Befestigungsflansch zur Befestigung am Motor, der aus einem Stück mit dem Ring 2 bestehen oder an diesem angebracht sein kann. Der Flansch 23, der am Ring 2 angebracht ist, gestattet es, einen ganzen Ring 12 zu verwenden, da man andernfalls auf Streifen zurückgreifen müßte, die nach Art der Rohrklemmen öffenbar sind. Bei dem dargestellten Beispiel werden die Bestandteile vom Ring 12 miteinander verbunden gehalten, sie sind auf entsprechenden Krägen des Pumpenkörpers 1 unter Krafteinwirkung aufgesetzt, also aufgepreßt; die Verbindung zwischen den Bestandteilen der Pumpe kann jedoch auch entweder mit Schrauben erfolgen, die in die Bohrungen 45 eingreifen (Fig. 14 und 15) und mit entsprechenden Löchern an den Sektoren des Pumpenkörpers 1 oder mit einem einzigen aufgezogenen Ring, der von außen her auf die evtl. Rippen 11 aufgebracht ist und den ganzen oder einen Teil der Höhe des Pumpenkörpers umfaßt. Der obere Teil der Zeichung zeigt einen Schnitt durch den Vorsprung 47 der Fig. 15 gemäß einer diametralen Ebene, während der untere Teil der Zeichnung auf eine mittlere Ebene zwischen zwei Vorsprüngen 47 bezogen ist. Mit 9 ist das Schmiermittel bezeichnet. 91 und 92 sind Sektoren oder Teile, die sich auf die Entnahme, die Wiedereinführung in die Maschine und auf den Kreislauf des Schmiermittels 9 beziehen, zu dem Zweck, dieses Schmiermittel mit Hilfe eines pumpenden Elementes zu kühlen. Zu dem obigen Zweck werden Bohrungen und entsprechende Verbindungsrohre verwendet, die am Deckel 21 angebracht werden.
- Fig. 17 stellt einen Schnitt gemäß der Achse X der Fig. 16 dar und zeigt die geeignetste Verbindung der Bestandteile an dieser Stelle, die durch die Ringe 12 ohne Spiel miteinander verbunden und miteinander gedrückt werden müssen zu dem Zweck, die korrekte Kreisform der Pumpe und die Konzentrizität und Axialität mit der Achse 0 wiederherzustellen. Fig. 18 stellt einen Schnitt gemäß der Linie Y der Fig. 16 dar und zeigt in einer Teildarstellung in größerem Maßstab die Verbindungen entsprechend der Achse Y. 13 und 14 sind entsprechend die Achsen der Bohrungen, welche die Saugöffnungen und Ablaßöffnungen von zwei aufeinanderfolgenden pumpenden Elementen bilden. Diese Bohrungen liegen dem ringförmigen Zwischenraum 3 gegenüber und können radial ausgerichtet werden, wie durch die Pfeile 131 und 141 dargestellt ist, oder axial, um die Verbindungen an den Kopfstücken der Pumpe zu tragen.
- Fig. 19 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pumpe, bei dem die Membran 4 auf einer Scheibe anstatt auf einer zylindrischen Ausgestaltung angeordnet ist. Die Massen 6 haben Kegelstumpfform und werden durch die Stifte 011 gehaltert, die z.B. starr am Rotor 01 angebracht sind, der seinerseits an einem Lager 002 läuft, der im Träger 152 des Gehäuses 15 untergebracht ist, das mit Unterstützungen 151 versehen ist. Hierbei wird der Zwischenraum 3 von den Massen 6 bereits in der Ruhestellung zusammengedrückt, die in der Bewegung die Pumpe arbeiten lassen. Wenn man wünscht, auch das Problem des Anlaufens bei Vakuum oder Unterdruck zu lösen, können die Stifte 011 am Rotor mit Hilfe von Stiften 0111 angelenkt werden, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist. Ein geeigneter Neigungswinkel 600 und evtl. zusätzliche Massen, die auf die Stifte 011 einwirken, gestatten es, die Resultante der Zentrifugalkraft auszunutzen, um das Zusammendrücken des Zwischenraumes 3 in Richtung von 0141 zu erzielen. 0141 bezeichnet auch den Austritt (oder den Eintritt bei umgekehrtem Verlauf) des Fluids aus der beispielsweise dargestellten Öffnung 14.
- Die Isolation zwischen den Zwischenräumen der verschiedenen pumpenden Elemente kann erzielt werden mit den Speichen 29, welche die inneren und äußeren Ringe 2 verbinden und die bewirken, daß der Pumpenkörper an der Membran anliegt. Um Sprünge oder Stöße oder ein Hüpfen zu vermeiden, ist die Oberfläche 251 der Speichen in Fig. 20 koplanar mit der entsprechenden Oberfläche der Membran 4, wenn sie von den Massen 6 gedrückt wird.
- Fig. 20 zeigt in einem Längsschnitt ein weiteres Bei spiel für die Anwendung der Erfindung bei einer doppelten Pumpe, die einen Zwischenraum von der in Fig. 3 gezeigten Art und einen Zwischenraum von der in Fig. 4 gezeigten Art mit Rotoren 01 gemäß Fig. 5 besitzt und verwendet. Zwei Rotoren gemäß Fig. 9 würden sich besonders eignen, indem man eine Welle 011 verwendet, die einfach über die gesamte Länge verzahnt ist. In jedem Falle ist die Welle 011 geführt und mitgenommen von der Welle des Motors 00 auf der einen Seite,und auf der anderen Seite wird sie unterstützt und geführt von Lagern 22, die am Deckel 21 angebracht sind, der seinerseits den Ventilator wie in Fig. 10 unterstützen und haltern kann.
- Der Hauptgegenstand dieser Erfindung ist jedenfalls durch die Unterteilung des Zwischenraums 3 mit Hilfe von mehreren Unterteilungen 30 charakterisiert, die eine Dichtheit für das zu pumpende Fluid garantieren, wobei die Unterteilung in mehrere bogenförmige Zwischenraum- oder Kanalelemente 31, 32 erfolgt, die aufeinanderfolgen, wie die schematischen Zeichnungen gemäß Fig. 21 und 22 zeigen, in denen jeder Bogen eine elementare pumpende Einheit darstellt, weil er an den Enden mit den entsprechenden Einlaß- (oder Ansaug-) und Auslaßöffnungen 38 bzw. 39 versehen ist. In Fig. 21 und 22 ist eine schematische Darstellungsweise vorgezogen worden, insofern, als alle konstruktiven Einzelheiten bereits ausführlich in den vorhergehenden Ausführungen beschrieben und dargestellt worden sind. In Fig. 21 und 22: 1 ist der äußere Pumpenkörper, der mit entsprechenden Einlaßöffnungen 38 und Auslaßöffnungen 39 versehen ist, in solcher Anzahl, als Unterteilungen 30 vorgesehen sind. 3 ist der gesamte ringförmige Kanal oder Zwischenraum, der in mehrere Kanal- oder Zwischenraumbögen 31, 32 usw., von 30, unterteilt wird; 4 ist die Membran; 6 sind die Massen; 01 ist der Rotor; 30 sind die Stellen, an denen der Zwischenraum 3 flüssigkeitsdicht unterteilt wird. Wenn man die Anzahl der Massen 6 im Verhältnis zur Anzahl der elementaren pumpenden Einheiten, die man wünscht, um den Winkel 601 kleiner oder gleich dem Winkel 389 zwischen der Ansaugung und des Ausflußes ein und derselben Pumpe erhalten will, in geeigneter Weise wählt, erzielt man, indem man die wegen des Einflusses der Massen, Öffnungen usw. verlorenen Räume vernachlässigt, eine Leistung pro Umlauf und für jede elementare pumpende Einheit, die derjenigen einer Pumpe entspricht, die den gesamten Zwischenraum 3 ausnutzt. Wenn jedoch n die Anzahl der elementaren pumpenden Einheiten einer bestimmten Maschine ist, so ist die gesamte Leistung n-mal höher als diejenige einer entsprechenden Pumpe mit einem Zwischenraum. Damit der Winkel 601 kleiner oder gleich mit 389 ist, reicht es im allgemeinen aus, wenn die Zahl der Massen n + 1 ist.
- In Fig. 21 verbinden die beiden Leitungsabschnitte 7 die Auslaßöffnungen 39 miteinander und führen die gesamte Flüssigkeit oder das gesamte Fluid in die Verwertungsleitung 73 ein, wobei das Rückschlagventil 72 verhindert, daß das Fluid bei nicht laufender Maschine zurückkehrt. Fig. 22 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einem Kompressor mit zwei Stufen, der eine Maschine mit sechs elementaren pumpenden Einheiten verwendet: die Pumpen 31, 32, 33 und 34 saugen die Luft aus der Umgebung an mit den entsprechenden vier Ansaugöffnungen, die das gesamte angesaugte Volumen unterteilen, was eine beachtliche Verringerung des Geräusches gegenüber einer Pumpe mit einer Ansaugung zur Folge hat; die im Kollektor 7 angesammelte Luft wird im Wärmeaustauscher 70 gekühlt, der seinerseits einerseits von der von einem koaxialen Ventilator gemäß Fig. 10 geförderten und zur pumpenden Einheit 35 geführten Luft gekühlt wird. Das Kompressionsverhältnis der ersten Stufe ist 4, weil einerseits die Volumina der Pumpen 31 - 34 sich infolge des Vorlaufens der Massen in Richtung 0133 verringern und andererseits der dem Ansaugen der Pumpe 35 entsprechende-Abschnitt des Zwischenraums sich erhöht, derart, daß vier Volumina des Fluids in einem Volumen der Pumpe 35 eingeführt werden. Indem man ein ähnliches Kompressionsverhältnis in der zweiten Stufe ausnutzt, ergibt sich ein gesamtes Kompressionsverhältnis von 16. Die Pumpe 36 kann hierbei auch verwendet werden, um das Öl in einem zweiten Wärmeaustauscher 71 zirkulieren zu lassen, der ebenfalls auf der einen Seite von der Luft des koaxialen Ventilators bestrichen wird. Um ein Zurückfließen des Fluids zu vermeiden, wenn die Pumpe hält, können Rückschlagventile 72 eingeschaltet werden, die vor allem auch die allgemeine Funktion der Pumpe verbessern. Diese Ventile können in jeder Auslaßöffnung angebracht werden oder nur in der letzteren, wie in Fig. 22 gezeigt ist.
- Fig. 23 ist ein Diagramm, das sich z.B. auf die Pumpe gemäß Fig. 21 bezieht, wobei man annimmt, daß die elementare Pumpeneinheit 31 mit Luft und die Pumpeneinheit 32 mit Flüssigkeit arbeitet. Obwohl die beiden pumpenden Einheiten identisch sind, sind im Hinblick auf die unterschiedliche Natur der jeweiligen Fluide die Charakteristika Druck/Leistung unterschiedlich, weswegen es möglich ist, indem man ein Insertionsschema 24 ausnutzt, ein Gemisch mit einem veränderlichen Verhältnis zwischen Luft und Flüssigkeit zu erzielen, das auf den Öffnungsdruck des Rückschlagventils 721 des Typs mit Druckregelung einwirkt.
- Die oben beschriebenen Ausführungsformen haben lediglich Beispielswert: Sie können geändert werden aus verschiedenen Gründen, ohne daß das resultierende Produkt aus dem Umfang des vorliegenden und des vorhergegangenen Patents austritt. So kann man z.B. einen äußeren starren Körper verwenden, eine an diesem angelegte Membran, die mit dem Körper eine oder mehrere Zwischenräume bildet, die an den Enden mit Ansaug- und Ablaßöffnungen versehen sind, und Massen, welche mit diesen Zwischenräumen zur Erzielung der pumpenden Wirkung zusammenwirken. Zum Umfang der vorliegenden Erfindung gehört es auch, daß man die Massen gegen die Wand des Zwischenraumes in anderer Weise als durch die Zentrifugalkraft anlegen kann.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (2)
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0448937A2 (de) * | 1990-02-23 | 1991-10-02 | Alcatel SEL Aktiengesellschaft | Schlauchpumpe |
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US20140356206A1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | Alcon Research, Ltd. | Pump roller assembly with independently sprung rollers |
US20140356203A1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | Alcon Research, Ltd. | Pump roller assembly with independently sprung pivoting rollers |
US20140356202A1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | Alcon Research, Ltd. | Pump roller head with pivoting rollers and spring arms |
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US10182940B2 (en) | 2012-12-11 | 2019-01-22 | Novartis Ag | Phacoemulsification hand piece with integrated aspiration and irrigation pump |
US20200256331A1 (en) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | Alcon Inc. | Peristaltic pump |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9126219B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-09-08 | Alcon Research, Ltd. | Acoustic streaming fluid ejector |
US9545337B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-01-17 | Novartis Ag | Acoustic streaming glaucoma drainage device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH266467A (de) * | 1948-06-10 | 1950-01-31 | Schottler Hinrich | Verdrängermaschine mit elastisch verformbaren Arbeitsraumwänden. |
GB1152912A (en) * | 1966-05-06 | 1969-05-21 | Vni K I T I Gidromashinostroen | Improvements in or relating to Rotary Pumps |
DE2433145A1 (de) * | 1974-07-08 | 1976-01-29 | Rudolf V Davier | Axiale druckmittelrotationsmaschine mit einer ringfoermigen membran |
EP0223025A2 (de) * | 1985-11-18 | 1987-05-27 | Renato Vicentini | Nach Art einer Drehkolbenpumpe wirkende volumetrische Pumpe für flüssige oder gasförmige Medien |
WO1988005868A2 (en) * | 1987-02-03 | 1988-08-11 | Manfred Streicher | Peristaltic pump |
-
1987
- 1987-12-18 IT IT85646/87A patent/IT1220167B/it active
-
1988
- 1988-12-16 EP EP88121098A patent/EP0320963A3/de not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH266467A (de) * | 1948-06-10 | 1950-01-31 | Schottler Hinrich | Verdrängermaschine mit elastisch verformbaren Arbeitsraumwänden. |
GB1152912A (en) * | 1966-05-06 | 1969-05-21 | Vni K I T I Gidromashinostroen | Improvements in or relating to Rotary Pumps |
DE2433145A1 (de) * | 1974-07-08 | 1976-01-29 | Rudolf V Davier | Axiale druckmittelrotationsmaschine mit einer ringfoermigen membran |
EP0223025A2 (de) * | 1985-11-18 | 1987-05-27 | Renato Vicentini | Nach Art einer Drehkolbenpumpe wirkende volumetrische Pumpe für flüssige oder gasförmige Medien |
WO1988005868A2 (en) * | 1987-02-03 | 1988-08-11 | Manfred Streicher | Peristaltic pump |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0448937A2 (de) * | 1990-02-23 | 1991-10-02 | Alcatel SEL Aktiengesellschaft | Schlauchpumpe |
EP0448937A3 (en) * | 1990-02-23 | 1992-01-02 | Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft | Hose pump |
US5173038A (en) * | 1990-02-23 | 1992-12-22 | Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft | Peristaltic pump |
US8790096B2 (en) | 2009-05-06 | 2014-07-29 | Alcon Research, Ltd. | Multiple segmented peristaltic pump and cassette |
US9861522B2 (en) | 2009-12-08 | 2018-01-09 | Alcon Research, Ltd. | Phacoemulsification hand piece with integrated aspiration pump |
US10182940B2 (en) | 2012-12-11 | 2019-01-22 | Novartis Ag | Phacoemulsification hand piece with integrated aspiration and irrigation pump |
US9962288B2 (en) | 2013-03-07 | 2018-05-08 | Novartis Ag | Active acoustic streaming in hand piece for occlusion surge mitigation |
US9693896B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-07-04 | Novartis Ag | Systems and methods for ocular surgery |
US9750638B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-09-05 | Novartis Ag | Systems and methods for ocular surgery |
US9915274B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-03-13 | Novartis Ag | Acoustic pumps and systems |
US9624921B2 (en) * | 2013-05-30 | 2017-04-18 | Novartis Ag | Pump roller head with pivoting rollers and spring arms |
US9797391B2 (en) * | 2013-05-30 | 2017-10-24 | Novartis Ag | Pump roller assembly with independently sprung pivoting rollers |
US9797390B2 (en) | 2013-05-30 | 2017-10-24 | Novartis Ag | Pump roller assembly with flexible arms |
US20140356202A1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | Alcon Research, Ltd. | Pump roller head with pivoting rollers and spring arms |
US20140356203A1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | Alcon Research, Ltd. | Pump roller assembly with independently sprung pivoting rollers |
US10041488B2 (en) * | 2013-05-30 | 2018-08-07 | Novartis Ag | Pump roller assembly with independently sprung rollers |
US20140356206A1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | Alcon Research, Ltd. | Pump roller assembly with independently sprung rollers |
US20200256331A1 (en) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | Alcon Inc. | Peristaltic pump |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT1220167B (it) | 1990-06-06 |
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