EP0813653A1 - Pumpe zum fördern eines mediums - Google Patents

Pumpe zum fördern eines mediums

Info

Publication number
EP0813653A1
EP0813653A1 EP96900297A EP96900297A EP0813653A1 EP 0813653 A1 EP0813653 A1 EP 0813653A1 EP 96900297 A EP96900297 A EP 96900297A EP 96900297 A EP96900297 A EP 96900297A EP 0813653 A1 EP0813653 A1 EP 0813653A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
eccentric
pump according
displacer
annular surface
ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP96900297A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter B. Kathmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linear Anstalt
Original Assignee
Linear Anstalt
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19504380A external-priority patent/DE19504380C2/de
Application filed by Linear Anstalt filed Critical Linear Anstalt
Publication of EP0813653A1 publication Critical patent/EP0813653A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/10—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary
    • F04B1/107—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders
    • F04B1/1071—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders with rotary cylinder blocks
    • F04B1/1072—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders with rotary cylinder blocks with cylinder blocks and actuating cams rotating together
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/10—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary
    • F04B1/107—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders
    • F04B1/1071—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders with rotary cylinder blocks
    • F04B1/1074—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders with rotary cylinder blocks with two or more serially arranged radial piston-cylinder units
    • F04B1/1077—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders with rotary cylinder blocks with two or more serially arranged radial piston-cylinder units located side-by-side
    • F04B1/1078—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders with rotary cylinder blocks with two or more serially arranged radial piston-cylinder units located side-by-side with cylinder blocks and actuating cams rotating together
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors

Definitions

  • the present invention relates to a pump for conveying a medium, in particular a gas-liquid mixture, according to the preamble of claim 1.
  • the radial piston pumps have a cylinder block that is eccentrically located in a housing. Pistons are arranged radially in the cylinder block and carry out a lifting movement when the cylinder block rotates. The pistons are usually supported in the housing via rollers.
  • Radial piston pumps of this type have the disadvantage that their construction, in particular the piston guide in the cylinder block, is relatively complex.
  • pumps of this type cause problems in the production of gas-liquid mixtures, which occur in particular in the production of crude oil.
  • this process is complex and expensive.
  • the object of the present invention is therefore to provide a pump which has a simple structure and can be used to request gas-liquid mixtures.
  • displacers are used in the solution according to the invention, each of which has a changeable displacement chamber.
  • the displacers are arranged between an annular surface and an eccentric arranged eccentrically to this annular surface.
  • the ring surface has the task of holding the displacers stationary on the ring surface so that they can rotate relative to the eccentric. Due to the eccentricity, the radial distance between the ring surface and the eccentric constantly changes, and with it the volume of the displacement chambers.
  • a cylinder block can be dispensed with entirely, since the displacers are individual, independent parts which can be introduced between the eccentric and the ring surface in a simple manner.
  • this structure enables a compact and extremely space-saving design.
  • the ring surface is driven via a hollow shaft which additionally serves as a media feed. This also causes the supplied medium to rotate. The centrifugal force acting on the medium causes the specifically lighter gas to collect in a central section and the specifically heavier liquid medium to collect in an outer ring section. With the help of this separation there is an optimal loading of the displacement chambers and thus an extremely good demand for such gas-liquid mixtures.
  • the medium is preferably guided in an annular casing section which extends in the longitudinal direction of the housing and adjoins the stator of the pump motor.
  • the central media supply via the hollow shaft can also be combined with the decentralized guide.
  • the displacer is designed so that it is in frictional engagement with the ring surface. This makes it possible to hold the displacer on the ring surface without the use of additional holding means.
  • the displacer is composed of a first displacer element which is in contact with the eccentric and a second displacer element which is in contact with the ring surface, the first displacer element being displaceable radially to the ring surface.
  • the displacer has a sealing element which bears sealingly on the eccentric, a concave sealing shoe which is preferably adapted to the outer surface of the eccentric being used.
  • a sealing element which bears sealingly on the eccentric
  • a concave sealing shoe which is preferably adapted to the outer surface of the eccentric being used.
  • an effective seal between the displacement chamber and the eccentric is produced using very simple means and thus also at low cost.
  • the first and the second displacement element are preferably spring-loaded, so that the first displacement element is pressed onto the eccentric and the second displacement element against the ring surface with a defined force.
  • the first displacer element is held on the valve ring in the radial direction, wherein grooves are preferably provided on at least two outer surfaces of the first displacer element, into which extensions formed on the valve ring can engage.
  • valve rings are used, which are arranged one above the other in the axial direction and which preferably have eccentricities that are different from one another. This allows the volume of receivables to be increased in a very simple manner.
  • the eccentric preferably has an axial opening which lies against an opening of the hollow shaft in such a way that the medium can flow into the eccentric.
  • the eccentric preferably has an outlet opening and an inlet opening in its peripheral surface. which are usually opposite.
  • the outlet opening is connected to the axial media supply and the inlet opening is also connected to an axial media outlet. A very simple media feed can thus be accomplished.
  • a check valve is preferably assigned to both the media supply and the media discharge, so that the pump is also suitable for very high pressures.
  • the hollow shaft is designed as a rotor shaft of an electric motor, so that the medium to be pumped flows axially through the motor.
  • the construction is thus extremely compact and space-saving, the pump being able to be inserted directly into a line due to the axial flow of the medium.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through a pump according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a pump of a second exemplary embodiment
  • Figure 3 is a longitudinal section through the pump of a third embodiment
  • FIG. 4 is a schematic view of several displacers
  • Figure 6 is a longitudinal section through the pump of a fourth embodiment
  • FIG. 7 shows a schematic longitudinal section through the pump of a fifth exemplary embodiment.
  • a pump 1 is shown schematically in longitudinal section in FIG. 1, the parts which are not essential for the invention being omitted.
  • the pump 1 consists of an elongated housing 3, the long end of which is closed off with a removable cover 7.
  • the other front long end 9 of the housing 3 has a shaft opening 11 and a dome-shaped inlet filter 5 attached to the outside.
  • This cup-shaped section 15 is composed of an annular surface 17 which is concentric with the Longitudinal axis of the shaft 13 is located, and a radial surface 19 preferably extending radially from the shaft 13 to the annular surface 17.
  • the outside diameter of the cup-shaped section 15 is larger than the outside diameter of the shaft 13.
  • the shaft 13 itself is designed as a hollow shaft, each with an opening 21 at its axial ends. This creates a connection between the opening 21 of the shaft 13 facing the end face 9 and the space 23 enclosed by the annular surface 17.
  • the shaft 13 with its cup-shaped section 15 is rotatably supported by bearings 25 arranged in the housing 3, which are only shown at one point in the figure for the sake of clarity.
  • the further bearing required for reliable support is preferably located close to the cup-shaped section 15.
  • the only shaft opening 11 occurring in the housing 3 is provided with a sealing element 27, preferably an O-ring.
  • an electric motor which is indicated purely schematically by the two rectangles 29, ie in the form of a black box.
  • this black box 29 contains the stator windings, the electrical supply lines and, for example, sliding contacts.
  • the arrangement and design of such an electric motor, preferably a direct current motor, is known to the specialist man known and will therefore not be discussed further here.
  • an armature winding 31 of the motor 29 is part of the hollow shaft 13.
  • the hollow shaft 13 thus serves not only as a media feed but also as a drive shaft.
  • the cover 7 connected to the housing 3 has a bore 33 which completely penetrates the cover 7.
  • the outwardly pointing section 35 of the bore 33 is provided with a thread 37 in order, for example, to be able to screw in a connection piece (not shown).
  • an eccentric 39 is fastened with its flange-like end 41, for example by means of screws.
  • O-rings for example, not shown in the figure, can be used here.
  • the eccentric 39 is circular in the present exemplary embodiment, the longitudinal axis of which does not coincide with the longitudinal axis of the hollow shaft 13 and the cup-shaped section 15.
  • the eccentric longitudinal axis 43 is offset by an amount v relative to the hollow shaft longitudinal axis 44.
  • a wall section 53 which provides for the separation of the aforementioned bores.
  • the radial bore 49 ' serves as an outlet opening and the radial bore 49' 'serves as an inlet opening. Because of the only one-sided flow through these openings, an optimal flow-favorable shape can be selected.
  • Displacers 55 are arranged between the inner ring surface 47 and the outer peripheral surface 45 of the eccentric 39, two of these displacers being shown in FIG. However, preferably three or more displacers are used, the number of displacers influencing the uniformity of the requirement.
  • the displacer 55 which preferably has a circular cross section, consists of a first displacer element 57 and a second displacer element 59.
  • the first displacer element 57 has a sealing shoe 61 at its end facing the eccentric, the contour of which is that of the outer circumferential surface 45 of the eccentric 39 is adjusted so that a tight seal is ensured.
  • the second displacer element 59 is slidably fitted onto the end of the first displacer element 57 opposite the sealing shoe 61, a displacer chamber 63 being formed between the first and second displacer elements.
  • a channel 65 extends within the first displacer element 57, which begins at the sealing shoe 61 and opens into the displacer chamber 63.
  • a spring 67 is arranged within this displacer chamber 63, which is supported on the one hand on an inner wall of the second displacer element 59 and on an opposite wall section of the first displacer element 57. This spring 67 causes the second displacement element 59 with a ner force determined by the spring is pressed onto the ring surface 17.
  • This end 69 of the second displacer element 59, which is adjacent to the annular surface 17, is arcuate or dome-shaped, the radius of which is smaller than that of the annular surface 17. At the highest point of this dome-shaped end 69, a punctiform extension 21 is placed, which alone comes into contact with the annular surface 17 stands.
  • the displacement chamber 63 is sealed off from the annular space 23 by means of a sealing ring 73 which sits in the peripheral surface of the first displacement element 57 and bears on the inner wall surface 75 of the second displacement element 59.
  • the opening of the channel 65 facing the eccentric 39 interacts with the opening 49 'or 49' ', so that the medium flowing into the axial bore 48 through the bore 49 'into the displacement chamber 63 of the lower displacer 55, as can that in the displacement chamber 63 of the upper displacer 55 through the bore 49 "' and the bore 33 to the outside.
  • the mode of operation of the pump shown in FIG. 1 will now be explained.
  • the hollow shaft 13 is driven by the electric motor 29 and thus also the annular surface 17.
  • This annular surface 17 holds the displacers 55 and consequently takes them with them, so that they likewise move on a circular path.
  • a suitable possibility of taking the displacers 55 along is to form a frictional connection between the ring surface 17 and the end of the second displacer element 69, preferably the punctiform extension 71 17 occurring static friction is greater than that between the sealing shoe 61 and the eccentric surface 45. Otherwise, the ring surface slides over the displacer, so that it experiences no movement with respect to the eccentric.
  • the annular surface 17 thus acting as a drive rotates the displacers 55 about the eccentric, the first displacer element 57 rotating about the eccentric axis 45 and the second displacer element 59 about the hollow shaft longitudinal axis 44. Due to the eccentricity of the two axes 44, 45, the two displacement elements 57, 59 are telescopically pushed against one another against the force of the spring 67 during one revolution, as a result of which the volume of the displacement chamber 63 changes. In FIG. 4 two positions I and II are shown by way of example, the displacement chamber 63 having the smallest volume in position I and the largest volume in position II.
  • the volume of the displacer chamber 63 increases continuously from position I to position II and then continuously decreases again to position I.
  • the travel time between position I and position II is referred to as the suction phase and the travel time between position II and position I as the exhaust phase.
  • the medium to be pumped for example a mixture of natural gas and oil
  • the medium to be pumped passes through the filter 5 through the opening 21 into the hollow shaft 13. Because of the rotation of this hollow shaft 13, the mixture to be pumped also enters Rotation, whereby the heavier petroleum flows through an outer section of the hollow shaft 13 due to the centrifugal force, while the lighter natural gas is pumped into the hollow shaft 13 in a central section.
  • the displacer element 55 Shortly afterwards in the discharge phase, the displacer element 55 comes into the effective range of the opening 49 ′′, whereby a connection to the outlet side of the pump (here the bore 33) is established. Due to the decreasing volume of the displacement chamber 63 during the ejection phase, the medium located in this chamber is ejected.
  • the rotation of the hollow shaft 13 ensures that liquid reaches the displacer chamber 63 of a displacer 55 in each suction phase, so that the pump never runs empty.
  • a corresponding possibility consists, for example, in designing the sealing shoes 61 of the displacement elements in such a way that they together encompass the entire circumference of the eccentric 39. For example, if three displacement elements elements used, their sealing shoes 61 each cover a circumferential area of 120 °.
  • valve ring 75 A further possibility of sealing the bores 49 or of making a connection to the displacement elements 55 consists in using a valve ring 75, as is indicated schematically in FIG. 4.
  • This valve ring 75 completely surrounds the eccentric 39 in its axial section having the bores 49.
  • Bores 77 provided in the valve ring create a connection from the inside of the eccentric to the outside into the displacers 55.
  • the sealing shoes 61 no longer slide over the circumferential surface of the eccentric, but are arranged essentially stationary with respect to the valve ring.
  • the position of the sealing shoes 61 on the valve ring 75 during the rotation can in turn be achieved, for example, by means of frictional engagement or stops, in which case the ring surface 17 drives not only the displacers 55 but also the valve ring 75.
  • the further exemplary embodiment shown in FIG. 2 differs from that shown in FIG. 1 in that 39 non-return valves 81 are provided in the eccentric.
  • the check valves 81a and 81b arranged on the suction side prevent the medium ejected from the displacement chamber 63 from reaching the hollow shaft 13 again, but rather through the check valves 81c and 81d acting counter to the check valves 81a and 81b can reach the hole 33.
  • the bores 49 are therefore used both as outlet and as inlet openings, in contrast to the openings 49 shown in FIG.
  • the annular surface 17 is arranged in a stationary manner with respect to the housing 3.
  • the eccentric 39 rotates about the longitudinal axis of the hollow shaft 13.
  • the eccentric is designed as an eccentric section of the hollow shaft 13, the end of which on the cover side is mounted centrally in a bore in the cover 7.
  • the rotationally sealed seal to the outside takes place, for example, via an O-ring 83.
  • the eccentric section 39 has to perform a relative rotary movement with respect to the displacer 55, so that the eccentricity means that the distance between the ring surface and the eccentric circumferential surface changes continuously.
  • the sealing shoe 61 thus also slides over the eccentric circumferential surface, as has already been described in connection with FIGS. 1 and 4.
  • FIG. 3 shows a further embodiment variant of the pump shown in FIG. 1.
  • This exemplary embodiment corresponds essentially to that shown in FIG. 1, which is why a repeated description of the parts identified by the same reference numerals is dispensed with.
  • displacement elements are arranged in two planes which are parallel to one another and offset in the longitudinal direction of the hollow shaft 13.
  • Each of these planes is assigned an eccentric section 85a or 85b, but the parts of the eccentric 39 are different eccentricities than the longitudinal axis 44.
  • no axial bore corresponding to the bore 48 is provided in the eccentric 39.
  • the medium is supplied via inlet kidneys 87 provided in the circumferential surface of each eccentric section 85, which establish a connection between the displacement chamber 63 and the annular space 23 filled with the medium.
  • This annular space 23 is sealed off from the interior of the housing by means of a ring 89, which is radially attached to the annular surface 17 and is slidably supported on a surface 91 of the cover 7 which is arranged concentrically with the longitudinal axis 44.
  • FIG. 5 shows a further possibility of designing a displacer element 55. This also consists here of a first displacer element 57 and a second displacer element 59. In this case, however, the second dranger element 59 into the first displacer element 57.
  • this exemplary embodiment has no spring 67. Rather, the centrifugal force of the rotating displacer 55 directed towards the ring surface 10 is used to press the second displacer element 59 onto the ring surface 17.
  • a positive guidance acting in the radial direction is provided between this first displacer element 57 and the valve ring 75.
  • the positive guide 93 is designed such that a corresponding extension 97 of the valve ring 75 engages in grooves 95 formed at least on two circumferential sides of the first displacer element 57.
  • valve ring 75 is shown completely in the section shown in FIG. 5b along the section line bb. From this it can be seen that he has flat surfaces 99 which are protruded on two opposite sides by side walls 101 which in turn carry the extensions 97. However, the positive guidance of the displacement element 55, which has already been described, makes a displacement parallel to the side wall 101 possible, as is indicated by the double arrow in FIG. 5b. Otherwise the function of this valve ring corresponds to that of the valve ring already described in FIG.
  • FIG. 6 shows a further embodiment variant of the pump shown in FIG. 1.
  • the only difference in the pump shown in FIG. 6 is that the media supply does not take place centrally via the drive shaft 13, but decentrally via an annular casing section 110.
  • This ring jacket section 110 extends from the front side 9 of the pump housing to the ring surface 17, it being guided directly along the stator of the pump motor.
  • a bore 21 is provided in the end face 9 of the housing through which the medium to be pumped can enter the ring section 110. Of course, several such bores 21 can also be provided.
  • connection 112 is formed through the ring surface 17 into the space 23.
  • the connection 112 can be designed in the form of bores or openings which are distributed over the circumference of the annular surface 17. Self-confidence Of course, the filling of the space 23 with the medium to be requested can also take place axially in the area of the ring 89.
  • the medium is not introduced into the space 23 centrally via a hollow shaft 21 but decentrally via the ring section 110.
  • the actual function of the request does not change.
  • FIG. 7 A further exemplary embodiment of a pump is shown in FIG. 7, which essentially corresponds to the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the annular surface 17 is arranged in a stationary manner, while the eccentric 39 rotates and ensures the lifting movement of the displacer 55.
  • the medium flows through the hollow shaft 13 as before, but is then directed radially outward into an inlet region 131, as indicated by an arrow. From there it reaches the displacement chamber 63, previously passing a check valve 133, which is only indicated schematically.
  • a check valve 135, likewise indicated only schematically, is opened, so that a flow path into an outlet region 137 is opened.
  • Figure 7 clearly shows that the media guide parallel to the hollow shaft and transverse to Longitudinal axis of displacer 55 takes place at least between inlet area 131 and outlet area 137.
  • the medium then preferably flows radially inward from the outlet region 137 and then outwards through a central bore 139.
  • the pumps mentioned above can be used in a variety of ways. For example, use as a borehole pump is conceivable due to the good properties with regard to the requirement of gas-liquid mixtures. However, the exemplary embodiments mentioned can also be used as circulating pumps in heating technology or as injection pumps in medicine. The pumps mentioned above can even be used for high pressures, but for safety reasons check valves should be provided in the inlet and outlet channels.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe zum Fördern eines Mediums, insbesondere eines Gas-Flüssigkeitsgemisches mit einem Gehäuse (3), einer innerhalb des Gehäuses sich erstreckenden Ringfläche (17), einem bezüglich der Ringfläche (17) exzentrisch angeordneten Exzenter (39), und wenigstens einem Verdränger (55), der zwischen Ringfläche (17) und Exzenter (39) angeordnet ist, wobei der Verdränger (55) ortsfest zur Ringfläche gehalten ist, und der Exzenter (39) um die Mittelachse (44) der Ringfläche drehbar und/oder die Ringfläche (17) gegenüber dem Exzenter (39) drehbar gelagert ist.

Description

Pumpe zum Fördern eines Mediums
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe zum Fördern eines Mediums, insbesondere eines Gas-Flüs- sigkeitsgemisches gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind Pumpen unterschied¬ lichster Bauarten bekannt. So weisen beispielsweise die Radialkolbenpumpen einen Zylinderblock auf, der exzentrisch in einem Gehäuse liegt. In dem Zylin¬ derblock sind Kolben radial angeordnet, die bei der Drehung des Zylinderblocks eine Hubbewegung ausfüh¬ ren. Üblicherweise stützen sich die Kolben über Rollen in dem Gehäuse ab.
Solche Radialkolbenpumpen haben den Nachteil, daß ihr Aufbau, insbesondere die Kolbenführung im Zy¬ linderblock, relativ aufwendig ausfällt. Darüber hinaus bereiten derartige Pumpen Probleme bei der Förderung von Gas-Flüssigkeitsgemischen, die insbe¬ sondere bei der Erdölförderung anfallen. Zur Ver¬ meidung dieser Probleme behilft man sich damit, zunächst das im Erdöl befindliche Erdgas durch Korn- pensatoren abzuscheiden und nach der Pumpe über Kompressoren wieder einzuleiten. Dieses Verfahren ist jedoch aufwendig und teuer.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht des¬ halb darin, eine Pumpe vorzusehen, die einen einfa¬ chen Aufbau besitzt und zur Forderung von Gas-Flus- sigkeitsgemischen einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelost. Bei der erfindungsgemaßen Losung werden sogenannte Verdranger eingesetzt, die jeweils über eine veränderbare Verdrangerkammer verfugen. Die Verdranger sind zwischen einer Ringflache und einem exzentrisch zu dieser Ringflache angeordneten Ex¬ zenter angeordnet. Die Ringflache hat neben der Ab¬ stutzung der Verdranger die Aufgabe, die Verdranger ortsfest an der Ringflache zu halten, so daß sie sich relativ zum Exzenter drehen können. Aufgrund der Exzentrizität verändert sich dabei standig der radiale Abstand zwischen Ringflache und Exzenter und damit auch das Volumen der Verdrangerkammern.
Bei dieser Anordnung kann auf einen Zylinderblock vollständig verzichtet werden, da es sich bei den Verdrangern um einzelne voneinander unabhängige Teile handelt, die in einfacher Weise zwischen Ex¬ zenter und Ringflache eingebracht werden können. Im übrigen ermöglicht dieser Aufbau eine kompakte und äußerst platzsparende Bauweise. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin¬ dung wird die Ringflache über eine Hohlwelle ange¬ trieben, die zusatzlich als Medienzufuhrung dient. Dadurch gelangt das zugefuhrte Medium ebenfalls in Drehung. Die auf das Medium wirkende Zentrifugal¬ kraft bewirkt, daß sich das spezifisch leichtere Gas in einem mittleren Abschnitt und das spezifisch schwerere flussige Medium in einem äußeren Ringab¬ schnitt sammelt. Mit Hilfe dieser Trennung erfolgt eine optimale Beschickung der Verdrangerkammern und damit eine äußerst gute Forderung solcher Gas-Flus- sigkeitsge ische.
Vorteilhaft ist es auch, die Medienzufuhrung dezen¬ tral, das heißt nicht in der Antriebswelle für die Ringflache, vorzunehmen. Vorzugsweise wird das Me¬ dium in einem Ringmantelabschnitt gefuhrt, der sich in Längsrichtung des Gehäuses erstreckt und an den Stator des Pumpenmotors angrenzt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Fordermenge erhöht und gleichzeitig eine Motorkühlung über das zu for¬ dernde Medium erreicht werden kann. Desweiteren er¬ gibt sich durch diese dezentrale Fuhrung eine zu¬ satzliche Geräuschdammung, die mittels der abschir¬ menden Wirkung des Ringmantelabschnitts bewirkt wird.
Selbstverständlich kann die zentrale Medienzufüh¬ rung über die Hohlwelle auch mit der dezentralen Fuhrung kombiniert werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Verdranger so ausgebildet, daß er in Reibschluß mit der Ringfläche steht. Dadurch ist es möglich, den Verdränger ohne den Einsatz zusätz¬ licher Haltemittel an der Ringfläche zu halten.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung setzt sich der Verdränger aus einem ersten am Exzenter anliegenden beweglichen Verdrängerelement und einem zweiten an der Ringfläche anliegenden Verdrängerelement zusam¬ men, wobei das erste Verdrängerelement radial zur Ringflache verschiebbar ist. Durch diese teleskop¬ artige Verschiebung der beiden Verdrängerelemente zueinander wird das Verdrängervolumen bei jedem Um¬ lauf um den Exzenter alternierend vergrößert und verkleinert. Der Aufbau eines solchen Verdrängers ist sehr einfach, und mithin sehr kostengünstig herstellbar.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist der Verdränger ein Dichtungselement auf, das am Ex¬ zenter dichtend anliegt, wobei vorzugsweise ein an die Außenfläche des Exzenters angepaßter konkaver Dichtungsschuh verwendet wird. Auch hier wird mit sehr einfachen Mitteln und damit auch mit geringem Kostenaufwand eine wirksame Dichtung zwischen Ver¬ drängerkammer und Exzenter hergestellt. Vorzugs¬ weise sind das erste und das zweite Verdrängerele¬ ment federbeaufschlagt, so daß das erste Verdrän¬ gerelement an den Exzenter beziehungsweise das zweite Verdrängerelement an die Ringfläche mit ei¬ ner definierten Kraft angedrückt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen Exzenter und Verdr nger ein Ventilring zwischengeschaltet, wobei die Verdranger ortsfest am Ventilring anliegen und der Ventilring drehbar um den Exzenter gelagert ist. Dadurch laßt sich die Medienzufuhrung beziehungsweise Medienab- fuhrung freier gestalten, ohne der Notwendigkeit einer ringförmigen Umfangsflache unterworfen zu sein. Es ist lediglich für eine ausreichende Ab¬ stutzung des Ventilrings zu sorgen.
In einer Weiterbildung wird das erste Verdranger¬ element an dem Ventilring in radialer Richtung festgehalten, wobei vorzugsweise an zumindest zwei Außenflachen des ersten Verdrangerelements Nuten vorgesehen sind, in die am Ventilring ausgebildete Fortsatze eingreifen können. Mit Hilfe dieser Aus¬ fuhrung laßt sich der Einbau weiter vereinfachen sowie die auf das zweite Verdrangerelemente wir¬ kende Zentrifugalkraft für dessen gutes Anliegen an der Ringflache nutzen, ohne eine zusatzliche Feder zu benotigen.
Vorzugsweise werden mehrere solcher Ventilringe eingesetzt, die in axialer Richtung übereinander angeordnet sind und die vorzugsweise zueinander un¬ terschiedliche Exzentrizitäten aufweisen. Hiermit laßt sich das Fordervolumen auf sehr einfache Art und Weise steigern.
Vorzugsweise besitzt der Exzenter eine axiale Öff¬ nung, die an einer Öffnung der Hohlwelle derart an¬ liegt, daß das Medium in den Exzenter einströmen kann. Der Exzenter weist in seiner Umfangsflache vorzugsweise eine Auslaßoffnung und eine Einlaßoff- nung auf, die üblicherweise gegenüberliegen. Dabei ist die Auslaßöffnung mit der axialen Medienzufüh¬ rung verbunden und die Einlaßöffnung mit einer ebenfalls axialen Medienabführung. Somit läßt sich eine sehr einfache Medienzuführung bewerkstelligen.
Vorzugsweise sind der Medienzuführung als auch der Medienabführung jeweils ein Rückschlagventil zuge¬ ordnet, so daß die Pumpe auch für sehr hohe Drücke geeignet ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Hohlwelle als Rotorwelle eines Elektromotors ausgebildet, so daß das zu pumpende Medium den Mo¬ tor axial durchströmt. Der Aufbau ist damit äußerst kompakt und platzsparend, wobei sich die Pumpe auf¬ grund der axialen Durchströmung des Mediums direkt in eine Leitung einsetzen läßt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Un¬ teransprüchen zu entnehmen.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Aus¬ führungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung de¬ tailliert beschrieben, wobei
Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Pumpe gemäß eines ersten Ausfüh- rungsbeispiels zeigt;
Figur 2 einen sche atischen Längsschnitt durch eine Pumpe eines zweiten Ausführungsbei- spiels darstellt; Figur 3 ein Längsschnitt durch die Pumpe eines dritten Ausführungsbeispiels ist;
Figur 4 eine schematische Ansicht mehrerer Ver¬ dranger ist;
Figuren
5a und b ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel eines Verdrangers zeigen,
Figur 6 ein Längsschnitt durch die Pumpe eines vierten Ausführungsbeispiels ist, und
Figur 7 einen schematischen Längsschnitt durch die Pumpe eines fünften Ausführungsbei¬ spiels.
In Figur 1 ist schematisch eine Pumpe 1 im Längs¬ schnitt gezeigt, wobei die für die Erfindung unwe¬ sentlichen Teile weggelassen wurden. Die Pumpe 1 besteht aus einem länglichen Gehäuse 3 , dessen ei¬ nes Langsende mit einem abnehmbaren Deckel 7 abge¬ schlossen ist. Das andere stirnseitige Langsende 9 des Gehäuses 3 weist einen Wellendurchbruch 11 auf, sowie ein an der Außenseite angebrachtes kalotten- förmiges Einlaßfilter 5.
Eine Welle 13, die den Wellendurchbruch durch¬ greift, erstreckt sich innerhalb des Gehäuses 3 in Längsrichtung, wobei die Welle 13 im Gehäuse nahe des Deckels 7 in einem becherförmigen Abschnitt 15 endet, dessen geöffnete Seite zum Deckel 7 zeigt. Dieser becherförmige Abschnitt 15 setzt sich aus einer Ringflache 17, die konzentrisch zur Langsachse der Welle 13 liegt, und einer vorzugs¬ weise radial von der Welle 13 zu der Ringflache 17 verlaufenden Radialflache 19 zusammen. Somit ist der Außendurchmesser des becherförmigen Abschnitts 15 großer als der Außendurchmesser der Welle 13.
Die Welle 13 selbst ist als Hohlwelle ausgebildet, mit jeweils einer Öffnung 21 an ihren axialen En¬ den. Damit ist eine Verbindung zwischen der der Stirnseite 9 zugewandten Öffnung 21 der Welle 13 und dem von der Ringflache 17 umschlossenen Raum 23 geschaffen.
Eine drehbare Abstutzung erfahrt die Welle 13 mit ihrem becherförmigen Abschnitt 15 durch im Gehäuse 3 angeordnete Lager 25, die der Übersichtlichkeit wegen in der Figur nur an einer Stelle eingezeich¬ net sind. Das für eine sichere Abstutzung erforder¬ liche weitere Lager befindet sich vorzugsweise dicht am becherförmigen Abschnitt 15.
Der einzige im Gehäuse 3 vorkommende Wellendurch¬ bruch 11 ist mit einem Dichtungselement 27, vor¬ zugsweise einen O-Ring, versehen.
Im Gehäuse 3 befindet sich ein Elektromotor, der rein schematisch durch die beiden Rechtecke 29, also in Form einer Blackbox, angedeutet ist. So enthalt diese Blackbox 29 beispielsweise die Sta¬ torwicklungen, die elektrischen Zufuhrungsleitungen so wie beispielsweise Schleifkontakte. Die Anord¬ nung und Ausbildung eines solchen Elektromotors, vorzugsweise eines Gleichstrommotors, ist dem Fach- mann bekannt und wird deshalb an dieser Stelle nicht weiter ausgeführt. Zu erwähnen ist lediglich, daß eine Ankerwicklung 31 des Motors 29 Bestandteil der Hohlwelle.13 ist. Somit dient die Hohlwelle 13 nicht nur als Medienzufuhrung sondern auch als An¬ triebswelle.
Der mit dem Gehäuse 3 verbundene Deckel 7 weist eine Bohrung 33 auf, die den Deckel 7 vollständig durchdringt. Der nach Außen zeigende Abschnitt 35 der Bohrung 33 ist mit einem Gewinde 37 versehen, um beispielsweise ein nicht gezeigtes Anschlußstuck einschrauben zu können. An der Innenseite des Dek- kels 7 ist ein Exzenter 39 mit seinem flanscharti¬ gen Ende 41 beispielsweise mittels Schrauben dichtend befestigt. Zur Abdichtung können hier bei¬ spielsweise, in der Figur nicht gezeigte, O-Ringe benutzt werden.
Der Exzenter 39 ist im vorliegenden Ausfuhrungsbei¬ spiel kreisförmig ausgebildet, wobei dessen Längsachse nicht mit der Längsachse der Hohlwelle 13 und des becherförmigen Abschnitts 15 zusammen¬ fallt. Die Exzenterlangsachse 43 ist dabei um einen Betrag v gegenüber der Hohlwellenlangsachse 44 ver¬ setzt.
Aufgrund dieser exzentrischen Anordnung ändert sich der Abstand -in Umfangsrichtung gesehen- zwischen der äußeren Umfangstlache 45 des Exzenters 39 und der inneren Ringflache 47 kontinuierlich. Das dem Flansch 41 gegenüberliegende Ende des Ex¬ zenters 39 liegt sehr dicht an der Radialflache 19, wobei die Öffnung 21 der Hohlwelle 13 vollständig überdeckt wird. In diesem Ende des Exzenters 39 ist eine Axialbohrung, vorzugsweise eine Sackbohrung 48 ausgebildet, die mit der Öffnung 21 zusammenwirkt.
Mittels einer Radialbohrung 49 in der Umfangsfl che 45 des Exzenters 39 wird eine weitere Verbindung zwischen der Axialbohrung 48 nach Außen geschaffen.
Am gegen berliegenden Ende des Exzenters ist eben¬ falls eine Axialbohrung 51 vorgesehen, die mit der innenliegenden Öffnung der Bohrung 33 im Deckel 7 zusammenwirkt. Wiederum in der Umfangsflache 45 des Exzenters 39 ist eine weitere Bohrung 49*' vorgese¬ hen, die eine Verbindung zwischen der Axialbohrung 51 und dem Ringraum 23 schafft.
Zwischen der Axialbohrung 41 und der Axialbohrung 51 liegt ein Wandabschnitt 53, der für eine Abtren¬ nung der vorgenannten Bohrungen sorgt.
Im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel dient die Radi¬ albohrung 49' als Auslaßöffnung und die Radialboh¬ rung 49'' als Einlaßöffnung. Aufgrund der nur ein¬ seitigen Durchströmung dieser Offnungen kann eine optimale Strömungsgunstige Form gewählt werden.
Zwischen innerer Ringflache 47 und der äußeren Um¬ fangsflache 45 des Exzenters 39 sind Verdranger 55 angeordnet, wobei in der Figur 1 zwei dieser Ver¬ dranger gezeigt sind. Vorzugsweise werden jedoch drei oder mehr Verdranger verwendet, wobei die An¬ zahl der Verdranger die Gleichmäßigkeit der Forde¬ rung beeinflußt.
Im folgenden wird nun anhand der Figur 4 ein sol¬ cher Verdranger 55 naher beschrieben.
Der vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende Verdranger 55 besteht aus einem ersten Verdrangerelement 57 und einem zweiten Verdranger¬ element 59. Das erste Verdrangerelement 57 weist an seinem dem Exzenter zugewandten Ende einen Dich¬ tungsschuh 61 auf, dessen Kontur jener der äußeren Umfangsflache 45 des Exzenters 39 angepaßt ist, so daß ein dichter Abschluß gewahrleistet ist.
Das zweite Verdrangerelement 59 ist verschiebbar auf das dem Dichtungsschuh 61 gegenüberliegende Ende des ersten Verdrangerele ents 57 aufgesetzt, wobei eine Verdrangerkammer 63 zwischen erstem und zweitem Verdrangerelement ausgebildet wird.
Innerhalb des ersten Verdrangerelements 57 er¬ streckt sich ein Kanal 65, der am Dichtungsschuh 61 beginnt und in die Verdrangerkammer 63 einm ndet.
Innerhalb dieser Verdrangerkammer 63 ist eine Feder 67 angeordnet, die sich einerseits an einer inneren Wandung des zweiten Verdrangerelements 59 und einem gegenüberliegenden Wandabschnitt des ersten Ver¬ drangerelements 57 abstutzt. Diese Feder 67 be¬ wirkt, daß das zweite Verdrangerelement 59 mit ei- ner durch die Feder bestimmten Kraft an die Ring¬ flache 17 angedruckt wird.
Dieses der Ringflache 17 benachbarte Ende 69 des zweiten Verdrangerelements 59 ist dabei bogenförmig beziehungsweise kalottenformig ausgebildet, wobei dessen Radius kleiner ist als jener der Ringflache 17. Am höchsten Punkt dieses kalottenformigen Endes 69 ist ein punktformiger Fortsatz 21 aufgesetzt, der alleine in Kontakt mit der Ringflache 17 steht.
Allerdings sind auch andere, der Ringflache 17 an¬ gepaßte Formen des Endes 69 denkbar.
Die Abdichtung der Verdrangerkammer 63 zum Ringraum 23 hin erfolgt über einen Dichtungsring 73, der in der Umfangsflache des ersten Verdrangerelements 57 sitzt und an der inneren Wandflache 75 des zweiten Verdrangerelements 59 anliegt.
Aus der Figur 1 ist ersichtlich, daß die dem Exzen¬ ter 39 zugewandte Öffnung des Kanals 65 (siehe Fi¬ gur 4) mit der Öffnung 49' beziehungsweise 49 ' ' zu¬ sammenwirkt, so daß das in die Axialbohrung 48 ein¬ strömende Medium durch die Bohrung 49 ' in die Ver¬ drängerkammer 63 des unteren Verdrangers 55 gelan¬ gen kann, so wie das in der Verdrangerkammer 63 des oberen Verdrangers 55 durch die Bohrung 49" ' und die Bohrung 33 nach Außen gelangen kann.
Im folgenden wird nun die Funktionsweise der in Fi¬ gur 1 gezeigten Pumpe erläutert. Durch den Elektromotor 29 wird die Hohlwelle 13 an¬ getrieben und damit auch die Ringflache 17. Diese Ringflache 17 halt die Verdranger 55 fest und nimmt sie folglich mit, so daß sie sich ebenfalls auf ei¬ ner kreisförmigen Bahn bewegen. Eine geeignete Mög¬ lichkeit, die Verdranger 55 mitzunehmen, besteht in der Ausbildung eines Reibschlusses zwischen der Ringflache 17 und dem Ende des zweiten Verdranger¬ elements 69, vorzugsweise dem punktformigen Fort¬ satz 71. Dabei muß dafür gesorgt werden, daß die an der Ringflache 17 auftretende Haftreibungskraft größer ist als diejenige zwischen Dichtungsschuh 61 und Exzenterflache 45. Andernfalls rutscht die Ringflache über den Verdranger hinweg, so daß er bezuglich des Exzenters keine Bewegung erfahrt.
Selbstverständlich sind auch andere Möglichkeiten der Mitnahme der Verdranger denkbar, beispielsweise durch an der inneren Ringflache 47 ausgebildete An¬ schlage.
Durch die somit als Antrieb wirkende Ringflache 17 werden die Verdranger 55 um den Exzenter gedreht, wobei das erste Verdrangerelement 57 um die Exzen¬ terachse 45 und das zweite Verdrangerelement 59 um die Hohlwellen-Langsachse 44 drehen. Aufgrund der Exzentrizität der beiden Achsen 44, 45 werden die beiden Verdrangerelemente 57, 59 gegen die Kraft der Feder 67 wahrend eines Umlaufs teleskopartig ineinandergeschoben, wodurch sich das Raumvolumen der Verdrangerkammer 63 ändert. In Figur 4 sind beispielhaft zwei Positionen I und II gezeigt, wobei die Verdrangerkammer 63 in der Position I das kleinste Raumvolumen und in der Po¬ sition II das größte Raumvolumen aufweist.
Werden die Verdränger 55 in dieser Figur im Uhrzei¬ gersinn mitgenommen, so vergrößert sich das Raumvo¬ lumen der Verdr ngerkammer 63 ausgehend von der Po¬ sition I bis zur Position II kontinuierlich, um dann bis zur Position I wieder kontinuierlich abzu¬ nehmen. Dabei wird die Wegdauer zwischen Position I und Position II als Ansaugphase und die Wegdauer zwischen Position II und Position I als Aussto߬ phase bezeichnet.
Zurückkommend auf Figur 1 gelangt nun das zu for¬ dernde Medium, beispielsweise ein Gemisch aus Erd¬ gas und Erdöl durch das Filter 5 durch die Öffnung 21 in die Hohlwelle 13. Aufgrund der Drehung dieser Hohlwelle 13 gelangt das zu fordernde Gemisch eben¬ falls in Drehung, wobei das schwerere Erdöl auf¬ grund der Zentrifugalkraft einen äußeren Abschnitt der Hohlwelle 13 durchströmt, während das leichtere Erdgas in einem zentralen Abschnitt die Hohlwelle 13 gefördert wird.
Dieser Förderstrom gelangt nun am Ende der Hohl¬ welle 13 durch die Öffnung 21 in die Bohrung 48. Anschließend strömt zunächst die schwerere Flüssig¬ keit durch die Bohrung 49' in die Verdrangerkammer 63 ein. Durch die Saugwirkung des sich vergrößern¬ den Raumvolumens wahrend der Ansaugphase wird die- ses Einströmen gefordert beziehungsweise bewerk¬ stelligt.
Sobald das Verdrangerelement 55 das Ende der An¬ saugphase, also Position II, erreicht hat, wird die Verbindung zu der Bohrung 48 und somit zu der An¬ saugseite der Pumpe unterbrochen.
Kurz danach in der Ausstoßphase gelangt das Ver¬ drangerelement 55 in den Wirkungsbereich der Öff¬ nung 49' ', wodurch eine Verbindung zu der Ausla߬ seite der Pumpe (hier die Bohrung 33) hergestellt wird. Aufgrund des sich verkleinernden Raumvolumens der Verdrangerkammer 63 wahrend der Ausstoßphase wird das in dieser Kammer befindliche Medium ausge¬ stoßen.
Durch die Drehung der Hohlwelle 13 wird gewährlei¬ stet, daß in jeder Ansaugphase Flüssigkeit in die Verdrangerkammer 63 eines Verdrangers 55 gelangt, so daß die Pumpe niemals leerlauft.
Da in dem in Figur 1 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel in der als Auslaß dienenden Axialbohrung 51 kein Rückschlagventil vorhanden ist, muß dafür gesorgt werden, daß standig ein Verdrangerelement 55 mit der Öffnung 49' ' zusammenwirkt, beziehungsweise diese abdichtet. Eine entsprechende Möglichkeit be¬ steht beispielsweise darin, die Dichtungsschuhe 61 der Verdrangerelemente so auszubilden, daß sie zu¬ sammen den gesamten Umfang des Exzenters 39 umgrei¬ fen. Werden also beispielsweise drei Verdrangerele- mente eingesetzt, so decken deren Dichtungsschuhe 61 jeweils einen Umfangsbereich von 120° ab.
Es ist selbstverständlich auch möglich, mehr als drei Verdranger 55 einzusetzen, wobei auch jeweils mehrere Bohrungen 49' und 49' ' vorhanden sein kön¬ nen.
Eine weitere Möglichkeit, eine Abdichtung der Boh¬ rungen 49 beziehungsweise eine Verbindung zu den Verdrangerelementen 55 herzustellen, besteht darin, einen Ventilring 75 zu verwenden, wie er in Figur 4 schematisch angedeutet ist. Dieser Ventilring 75 umschließt den Exzenter 39 in dessen axialen die Bohrungen 49 aufweisenden Abschnitt vollständig. Im Ventilring vorgesehene Bohrungen 77 schaffen dabei eine Verbindung vom Exzenterinneren nach Außen in die Verdränger 55.
In diesem Ausfuhrungsbeispiel gleiten die Dich¬ tungsschuhe 61 nicht mehr ber die Umfangsflache des Exzenters, sondern sind bezuglich des Ventil¬ rings im wesentlichen ortsfest angeordnet. Die La¬ gefixierung der Dichtungsschuhe 61 auf dem Ventil¬ ring 75 während des Umlaufs kann wiederum bei¬ spielsweise über Reibschluß oder Anschläge erreicht werden, wobei dann die Ringfläche 17 nicht nur die Verdränger 55 sondern auch den Ventilring 75 an¬ treibt.
Die Abdichtung der Bohrungen 49 zwischen zwei be¬ nachbarten Verdrangern 55 erfolgt in diesem Fall nicht über die Dichtungsschuhe 61 sondern mittels Abdichtungsabschnitten 79 im Ventilring. Ansonsten entspricht die Funktionsweise dieser Anordnung der mit Bezug auf die Figur 1 bereits beschriebenen, weshalb auf eine weitere Erläuterung verzichtet wird.
Das in Figur 2 gezeigte weitere Ausfuhrungsbeispiel unterscheidet sich zu dem in Figur 1 gezeigten un¬ ter anderem darin, daß im Exzenter 39 Ruckschlag¬ ventile 81 vorgesehen sind. Die auf der Ansaugseite angeordneten Rückschlagventile 81a und 81b verhin¬ dern, daß das aus der Verdrangerkammer 63 ausge¬ stoßene Medium nicht wieder in die Hohlwelle 13 ge¬ langt, sondern durch die zu den Ruckschlagventilen 81a und 81b entgegengesetzt wirkenden Rückschlag¬ ventile 81c und 81d zur Bohrung 33 gelangen kann. Die Bohrungen 49 werden also sowohl als Auslaß- wie auch als Einlaßöffnungen benutzt im Gegensatz zu den in Figur 1 gezeigten nur einseitig durchström¬ ten Öffnungen 49.
Ein weiterer Unterschied zu der in Figur 1 gezeig¬ ten Pumpe besteht darin, daß die Ringfläche 17 ge¬ genüber dem Gehäuse 3 ortsfest angeordnet ist. Da¬ gegen dreht sich der Exzenter 39, um die Längsachse der Hohlwelle 13. Dies wird dadurch erreicht, daß der Exzenter als exzentrischer Abschnitt der Hohl¬ welle 13 ausgebildet ist, deren deckelseitiges Ende zentrisch in einer Bohrung im Deckel 7 gelagert ist. Die drehdichte Abdichtung nach außen erfolgt dabei beispielsweise über einen O-Ring 83. Um eine Veränderung des Raumvolumens der Verdran¬ gerkammer 63 zu erreichen, muß der exzentrische Ab¬ schnitt 39 gegenüber dem Verdranger 55 eine Rela¬ tivdrehbewegung ausfuhren, so daß durch die Exzen¬ trizität eine kontinuierliche Änderung des Abstands zwischen Ringflache und Exzenterumfangsflache stattfindet. Somit gleitet auch hier der Dichtungs¬ schuh 61 über die Exzenterumfangsflache, wie dies bereits in Zusammenhang mit den Figuren 1 und 4 be¬ schrieben wurde.
Ansonsten entspricht die Funktionsweise dieser Pumpe dem bereits in Zusammenhang mit der Figur 1 beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel. Aus diesem Grund wird auf eine nochmalige Erläuterung verzichtet.
In Figur 3 ist eine weitere Ausgestaltungsvariante der in Figur 1 gezeigten Pumpe dargestellt.
Dieses Ausfuhrungsbeispiel entspricht im wesentli¬ chen dem in Figur 1 gezeigten, weshalb auf eine nochmalige Beschreibung der mit gleichen Bezugszei¬ chen bezeichneten Teile verzichtet wird.
Der Unterschied besteht lediglich darin, daß Ver¬ drangerelemente in zwei zueinander parallelen und in Längsrichtung der Hohlwelle 13 versetzten Ebenen angeordnet sind. Jeder dieser Ebenen ist ein exzen¬ trischer Abschnitt 85a beziehungsweise 85b zugeord¬ net, die Teil des Exzenters 39 sind jedoch gegen¬ über der Langsachse 44 unterschiedliche Exzentrizi¬ täten aufweisen. Des weiteren ist im Exzenter 39 keine der Bohrung 48 entsprechende Axialbohrung vorgesehen. Die Zu¬ fuhrung des Mediums erfolgt über in der Umfangsfla- che jedes exzentrischen Abschnitts 85 vorgesehene Einlaßnieren 87, die eine Verbindung zwischen der Verdrängerkammer 63 und dem mit dem Medium gefüll¬ ten Ringraum 23 herstellen. Die Abdichtung dieses Ringraums 23 zum Gehauseinneren erfolgt über einen radial an der Ringflache 17 angebrachten Ring 89, der sich auf einer zur Längsachse 44 konzentrisch angeordneten Flache 91 des Deckels 7 gleitend ab¬ stutzt.
Wie mit Bezug auf die Figur 1 bereits erläutert, muß auch in diesem Fall dafür gesorgt werden, daß die in Verbindung mit der Bohrung 33 stehenden Ra¬ dialbohrungen 49 nicht in Kontakt mit dem Ringraum 23 kommen. Dies kann entweder durch entsprechende Ausgestaltung der Dichtungsschuhe beziehungsweise der Verwendung von Ventilringen für jeweils einen exzentrischen Abschnitt erfolgen, oder durch den Einbau eines Rückschlagventils in die Bohrung 33, beziehungsweise in die stromabwärts liegende Druck¬ leitung.
Ansonsten entspricht die Funktion der bereits be¬ schriebenen Funktionsweise.
Figur 5 zeigt eine weitere Möglichkeit der Ausge¬ staltung eines Verdrangerelements 55. Dieses setzt sich auch hier aus einem ersten Verdrangerelement 57 und einem zweiten Verdrangerelement 59 zusammen. Allerdings greift in diesem Fall das zweite Ver- drangerelement 59 in das erste Verdrangerelement 57 ein.
Im Gegensatz zu dem in Figur 4 gezeigten Verdranger 55 weist dieses Ausfuhrungsbeispiel keine Feder 67 auf. Vielmehr wird die zur Ringflache 10 gerichtete Zentrifugalkraft des umlaufenden Verdrangers 55 ge¬ nutzt, um das zweite Verdrangerelement 59 an die Ringflache 17 anzudrucken. Um dabei zu verhindern, daß das erste Verdrangerelement 57 ebenfalls durch die Zentrifugalkraft zur Ringflache 17 hinbewegt wird, ist eine in radialer Richtung wirkende Zwangsfuhrung zwischen diesem ersten Verdrangerele¬ ment 57 und dem Ventilring 75 vorgesehen. Die Zwangsfuhrung 93 ist so ausgebildet, daß in zumin¬ dest auf zwei Umfangsseiten des ersten Verdranger¬ elements 57 ausgebildete Nuten 95 jeweils ein ent¬ sprechender Fortsatz 97 des Ventilrings 75 ein¬ greift.
In dem in Figur 5b gezeigten Schnitt entlang der Schnittlinie b-b ist der Ventilring 75 vollständig gezeigt. Daraus ist ersichtlich, daß er über ebene Flachen 99 verfugt, die an zwei gegenüberliegenden Seiten durch Seitenwande 101 überragt werden, die ihrerseits die Fortsatze 97 tragen. Durch die be¬ reits beschriebene Zwangsfuhrung des Verdrangerele¬ ments 55 ist jedoch eine parallel zur Seitenwand 101 gerichtete Verschiebung möglich, wie dies durch den Doppelpfeil in Figur 5b angedeutet ist. Ansonsten entspricht die Funktion dieses Ventil¬ rings derjenigen des in Figur 4 bereits beschriebe¬ nen Ventilrings.
In Figur 6 ist eine weitere Ausgestaltungsvariante der in Figur 1 gezeigten Pumpe dargestellt.
Da dieses Ausfuhrungsbeispiel im wesentlichen dem in Figur 3 gezeigten entspricht, wird auf eine nochmalige Beschreibung der mit gleichem Bezugszei¬ chen bezeichneten Teile verzichtet.
Bei der in Figur 6 gezeigten Pumpe besteht der Un¬ terschied lediglich darin, daß die Medienzufuhrung nicht über die Antriebswelle 13 zentral, sondern über einen Ringmantelabschnitt 110 dezentral er¬ folgt.
Dieser Ringmantelabschnitt 110 erstreckt sich von der Stirnseite 9 des Pumpengehauses bis zu der Ringflache 17, wobei er direkt am Stator des Pum¬ penmotors entlang gefuhrt ist. In der Stirnseite 9 des Gehäuses ist eine Bohrung 21 vorgesehen, durch die das zu fordernde Medium in den Ringabschnitt 110 eintreten kann. Selbstverständlich können auch mehrere solcher Bohrungen 21 vorgesehen sein.
Am gegenüberliegenden Ende des Ringabschnitts 110 ist eine radial nach innen verlaufende Verbindung 112 durch die Ringflache 17 hindurch in den Raum 23 ausgebildet. Die Verbindung 112 kann in Form von über den Umfang der Ringflache 17 verteilte Bohrun¬ gen oder Durchbruche ausgebildet sein. Selbstver- standlich kann die Befullung des Raumes 23 mit dem zu fordernden Medium auch axial im Bereich des Rings 89 erfolgen.
Somit wird im Vergleich zu der in Figur 3 gezeigten Pumpe, das Medium nicht zentral über eine Hohlwelle 21 sondern dezentral über den Ringabschnitt 110 in den Raum 23 eingeleitet. Die eigentliche Funktion des Forderns verändert sich jedoch dadurch nicht.
In Figur 7 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel ei¬ ner Pumpe gezeigt, die im wesentlichen der in Figur 2 gezeigten Ausfuhrungsform entspricht. Auch hier ist die Ringflache 17 ortsfest angeordnet, wahrend sich der Exzenter 39 dreht und für die Hubbewegung des Verdrangers 55 sorgt.
Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Me- dienfuhrung anders ausgestaltet ist. So fließt das Medium wie bisher durch die Hohlwelle 13, wird dann jedoch -wie durch einen Pfeil angedeutet- radial nach außen in einen Einlaßbereich 131 gelenkt. Von dort gelangt es in die Verdrangerkammer 63, wobei es zuvor ein nur schematisch angedeutetes Ruck¬ schlagventil 133 passiert. Beim Ausstoßen des Medi¬ ums aus der Verdrangerkammer 63 wird ein ebenfalls nur schematisch angedeutetes Ruckschlagventil 135 geöffnet, so daß ein Stromungspfad in einen Aus¬ laßbereich 137 geöffnet wird.
Figur 7 laßt deutlich erkennen, daß die Medienfuh- rung parallel zu der Hohlwelle und quer zur Längsachse des Verdrangers 55 zumindest zwischen Einlaßbereich 131 und Auslaßbereich 137 erfolgt.
Vom Auslaßbereich 137 strömt das Medium dann vor¬ zugsweise radial nach innen und anschließend durch eine zentrale Bohrung 139 nach außen.
Die zuvor genannten Pumpen lassen sich in vielfal¬ tiger Weise einsetzen. So ist beispielsweise der Einsatz als Bohrlochpumpe aufgrund der guten Eigen¬ schaften hinsichtlich der Forderung von Gas-Flus- sigkeitsgemischen denkbar. Aber auch als Umwälzpum¬ pen in der Heizungstechnik oder als Injektionspum¬ pen in der Medizin sind die genannten Ausfuhrungs- beispiele verwendbar. Selbst für hohe Drücke können die zuvor genannten Pumpen eingesetzt werden, wobei aus Sicherheitsgründen jedoch jeweils Rückschlag¬ ventile in den Ein- und Auslaßkanälen vorgesehen sein sollten.
Bei sehr hohen Drucken wird jedoch eine Schlitz¬ steuerung ohne Ventile, wie sie beispielsweise in Figur 1 oder 3 gezeigt wird, bevorzugt.
An dieser Stelle soll noch erwähnt werden, daß sich durch Umkehr der Medienstrome die zuvor beschriebe¬ nen Pumpen auch als Motoren verwenden lassen.
Im übrigen können einzelne Merkmale der genannten Ausfuhrungsbeispiele beliebig miteinander kombi¬ niert werden.

Claims

Ansprüche
1. Pumpe zum Fordern eines Mediums, insbesondere eines Gas-Flussigkeitsgemisches mit einem Gehäuse (3) einer innerhalb des Gehäuses sich erstreckende Ringflache (17) ; einem bezuglich der Ringflache (17) exzentrisch angeordneten Exzenter (39) , und wenigstens einem Verdranger (55) , der zwischen Ringfläche (17) und Exzenter (39) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdranger (55) ortsfest zur Ringflache gehalten ist und daß der Exzenter (39) um die Mittelachse (44) der Ringflä¬ che drehbar und/oder die Ringflache (17) gegenüber dem Exzenter (39) drehbar gelagert ist.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläche (17) über eine Hohlwelle (13) antreibbar ist, wobei die Hohlwelle (13) als Medi¬ umzuführung dient.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Ringflache (17) über eine Welle (13) antreibbar ist, und daß die Medienzufuhrung in einem dezentralen Abschnitt (110) innerhalb und/oder außerhalb des Gehäuses erfolgt.
4. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdranger (55) frei umlaufend ausgebildet ist.
5. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdranger (55) in Reibschluß mit der Ringflache (17) steht.
6. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdranger (55) ein radial zur Ringflache (17) bewegliches erstes Ver¬ drangerelement (57) und ein an der Ringflache an¬ liegendes zweites Verdrangerelement (59) aufweist.
7. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdranger (55) ein am Exzenter (39) dichtend anliegendes mit dem er¬ sten Verdrangerelement (57) zusammenwirkendes Dich¬ tungselement (61; 73) aufweist.
8. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (61) ein konkaver Dichtungsschuh ist.
9. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Verdrangerelement (57) und dem zweiten Verdränger¬ element (59) eine Feder (67) angeordnet ist.
10. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Bohrungen und/oder Durchbruchen (77) versehener Ventilring (75) den Exzenter (39) umschließt, wobei das Dich¬ tungselement (61) des Verdrangers (55) am Ventil¬ ring anliegt. -2.6-
11. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in einer Ebene liegende Verdranger vorgesehen sind.
12. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (39) eine axiale Öffnung aufweist, die mit einer Öffnung der Hohlwelle zusammenwirkt, so daß das Medium axial in den Exzenter (39) einbringbar ist.
13. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (39) in seiner Umfangsflache zumindest eine Auslaßoffnung (49) und zumindest eine mit der axialen Öffnung verbundene Einlaßöffnung (49) aufweist, welche Ein¬ laßöffnung mit einer weiteren stromabwärts liegen¬ den Öffnung verbunden ist.
14. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (39) mit einem das Gehäuse abschließenden Deckel (7) verbun¬ den ist.
15. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßoffnung und/oder der Einlaßöffnung ein Rückschlagventil (81) zugeordnet ist.
16. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verdranger¬ element (57) in radialer Richtung am Ventilring (75) gehalten ist.
17. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verdranger¬ element (57) eine Nut (95) aufweist, in die ein entsprechender Fortsatz (97) des Ventilrings (75) eingreift.
18. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in mehreren Ebenen angeordnete Verdränger (55) vorgesehen sind.
19. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle als Ro¬ torwelle eines Elektromotors ausgebildet ist, wobei die Hohlwelle die Ankerwicklungen (31) aufweist.
20. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ebene jeweils ein Exzenterabschnitt (85) zugeordnet ist, wobei die Exzenterabschnitte bezüglich der Ringfläche (17) unterschiedliche Exzentrizitäten aufweisen.
21. Verwendung einer Pumpe nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche, als Motor.
EP96900297A 1995-01-05 1996-01-04 Pumpe zum fördern eines mediums Ceased EP0813653A1 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19500247 1995-01-05
DE19500247 1995-01-05
DE19504380 1995-02-10
DE19504380A DE19504380C2 (de) 1995-01-05 1995-02-10 Pumpe zum Fördern eines Mediums
PCT/EP1996/000014 WO1996021107A1 (de) 1995-01-05 1996-01-04 Pumpe zum fördern eines mediums

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0813653A1 true EP0813653A1 (de) 1997-12-29

Family

ID=26011470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP96900297A Ceased EP0813653A1 (de) 1995-01-05 1996-01-04 Pumpe zum fördern eines mediums

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5911561A (de)
EP (1) EP0813653A1 (de)
AU (1) AU4390396A (de)
WO (1) WO1996021107A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10131804A1 (de) * 2000-07-29 2002-02-07 Bosch Gmbh Robert Pumpenaggregat für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage
JP5777379B2 (ja) * 2011-04-05 2015-09-09 株式会社日立産機システム 空気圧縮機
DE102012208189A1 (de) * 2012-05-16 2013-11-21 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpe
DE102014224539A1 (de) * 2014-12-01 2016-06-02 Krones Aktiengesellschaft Pumpvorrichtung und Verfahren zur Förderung von zähflüssigen Medien, insbesondere von Klebstoffen

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE526946A (de) *
GB506195A (en) * 1938-01-19 1939-05-24 Charles Hyland Improvements in revolving cylinder-reciprocating piston pumps
NL100828C (de) * 1960-06-14
CH406853A (de) * 1961-04-28 1966-01-31 Schweizerische Lokomotiv Kolbenpumpe
US3345916A (en) * 1965-11-17 1967-10-10 Tobias Jaromir High efficiency hydraulic apparatus
US3750533A (en) * 1968-07-27 1973-08-07 Hydraulic Drive Ag Hydraulic pumps or motors
GB1378546A (en) * 1972-06-20 1974-12-27 Hydrostatic Transmissions Ltd Fluid pressure machines
CH571645A5 (de) * 1973-11-27 1976-01-15 Sulzer Ag
JPH0216370A (ja) * 1988-07-01 1990-01-19 Kayaba Ind Co Ltd ラジアルピストンポンプ
JP2528999B2 (ja) * 1990-04-04 1996-08-28 康雄 喜多 回転型流体エネルギ変換装置
DE69130222D1 (de) * 1990-06-29 1998-10-22 Whitemoss Inc Verstellbarer rotor für eine radialkolbenfluidmaschine
SE509959C2 (sv) * 1993-11-18 1999-03-29 Pressmaster Tool Ab Hydraulpump
DE19513987C2 (de) * 1995-04-13 1998-10-08 Bosch Gmbh Robert Verstellbare, hydrostatische Radialkolbenmaschine
GB9525028D0 (en) * 1995-12-06 1996-02-07 Unipat Ag Hydrostatic piston machine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9621107A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO1996021107A1 (de) 1996-07-11
US5911561A (en) 1999-06-15
AU4390396A (en) 1996-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19631974A1 (de) Flügelzellenmaschine
EP1019637B1 (de) Radialer schwenkmotor
DE4311997A1 (de) Hydraulikmotor
DE3839689C2 (de) Baukastenartig aufbaubares, elektromotorisch angetriebenes hydraulisches Pumpenaggregat
EP2510192B1 (de) Hydrostatische radialkolbenmaschine
DE19915739A1 (de) Mengenregelbare Flügelzellenpumpe
EP0813653A1 (de) Pumpe zum fördern eines mediums
EP1785622B1 (de) Hydraulische Pumpe
DE19504380C2 (de) Pumpe zum Fördern eines Mediums
DE3542938C2 (de)
DE3242983A1 (de) Regelbare fluegelzellenpumpe
EP4217610B1 (de) Motor-pumpe-einheit
EP0509077B1 (de) Kolbenpumpe, insbesondere radialkolbenpumpe
DE3139561C2 (de)
DE4417161A1 (de) Verdichter in Hypotrochoidenbauweise
DE4428410C2 (de) Kompakte Regeleinheit für eine Flügelzellenpumpe
DE1812635A1 (de) Radialkolbenpumpe
DE3727281C2 (de)
EP1518055A1 (de) Flüssigkeitsringpumpe
DE3322549A1 (de) Fluegelzellenpumpe mit veraenderlichem foerderhub fuer hydraulische betriebsmittel insbesondere von kraftfahrzeugen
EP1226338B1 (de) Drehkolbenmaschine
DE102004005468B4 (de) Rotationskolbenmaschine
DE3245974C2 (de)
DE19742882C1 (de) Radialer Schwenkmotor
DE571668C (de) Drehkolbenverdichter, Pumpe usw. mit umlaufendem Gehaeuse

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19970731

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT CH DE ES LI

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

17Q First examination report despatched

Effective date: 19980130

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: KATHMANN, PETER, B.

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 19981114