EP1286053A1 - Rotary pump with backflow - Google Patents

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Publication number
EP1286053A1
EP1286053A1 EP01120052A EP01120052A EP1286053A1 EP 1286053 A1 EP1286053 A1 EP 1286053A1 EP 01120052 A EP01120052 A EP 01120052A EP 01120052 A EP01120052 A EP 01120052A EP 1286053 A1 EP1286053 A1 EP 1286053A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
backflow
pump
edge
rotors
outlet
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.)
Withdrawn
Application number
EP01120052A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Volker Heumann
Christoph Vorwerk
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.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
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
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Priority to EP01120052A priority Critical patent/EP1286053A1/en
Priority to US10/064,821 priority patent/US6589034B2/en
Publication of EP1286053A1 publication Critical patent/EP1286053A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • F04C29/122—Arrangements for supercharging the working space
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0021—Systems for the equilibration of forces acting on the pump
    • F04C29/0035—Equalization of pressure pulses

Definitions

  • a rotary backflow pump of the type mentioned is known for example from EP 0 174 171 B1.
  • Such rotary backflow pumps are used especially in motor vehicles used to deliver air to the internal combustion engine.
  • the Air is drawn in between the Wings of the counter-rotating, axially parallel rotors and the pump housing included (transfer volume) and transported to the outlet side of the pump.
  • transfer volume the transfer volume
  • the outlet side is in the Usually under a higher pressure, so when opening the Transfer volume to the outlet side temporarily a backflow of the delivered fluid from the outlet side to the transfer volume starts.
  • the rotary backflow pump contains an inlet for a pumping fluid, which is in particular a gas such as can act as air, as well as an outlet for the pumped Fluid. It also contains two axially parallel, interlocking ones Rotors that work together in such a way that they one between the blades of the rotors and the pump housing included transfer volume of the fluid to be pumped from Convey the inlet side to the outlet side when rotating are driven. Finally, the rotary reverse flow pump a return flow arrangement through which fluid exchanged between inlet or outlet and transfer volume can be. This arrangement can in particular the outlet, so that under higher pressure in the Flow the outlet fluid back to the transfer volume can.
  • the pump is characterized in that the edge of the mentioned backflow opening arrangement a varying distance to the surface that is from the inside sealing housing contour is formed.
  • the edge of the backflow orifice assembly is not in one surface parallel to the inner contour of the housing, but at least it stands partially over such an area. Surprisingly it turns out that such a distance variation a damping of the edge of the backflow openings Has an influence on the noise development of the pump.
  • the exact The shape of the edge course can be based on experiments be optimized.
  • the backflow opening arrangement has at least one Backflow opening on whose edge a varying distance has relative to the inner housing contour. That means, that the edge of a single opening is already a variation in distance contains.
  • the said variation in the distance of the edge of the least a return flow opening from the inner housing contour preferably takes place continuously, i.e. without jumps.
  • the edge can be linear or ramped from a minimum distance to a maximum distance (and back).
  • the backflow opening arrangement can also contain two or more backflow openings, the edges of these backflow openings differing in distance to the inner housing contour.
  • the edge of each one However, opening can be a constant distance apart have this area.
  • FIG 1 is a rotary backflow pump 1 in cross section shown cut, this pump in particular as Roots loader or screw loader for the engine of a motor vehicle can serve.
  • the pump 1 consists essentially of two axially parallel rotors 8a, 8b, which are shown in the Example three wings each with one along axis 9a or 9b of the rotors have a helical course.
  • the invention is also suitable for rotors whose blades are axially parallel run or have two or more wings.
  • the two rotors 8a, 8b are in contact such that they with an opposite rotation between their wings and enclose a transfer volume and the housing with the corresponding direction of rotation of the rotors from the bottom Pump 1 to the top.
  • the rotors 8a, 8b are in cylindrical, partially overlapping Tubes, which are formed by the walls of the pump 1.
  • an inlet opening 7 (hidden in the figure) at the top an associated triangular outlet opening 2.
  • On the Side of the inlet 7 between the rotating rotors 8a, 8b essentially becomes trapped in a transfer volume with constant volume to the side of the outlet 2 transported and delivered there. Since the outlet side in the Usually is under a higher pressure, it happens with her Connection with the transfer volume to a return flow of the Fluids until pressure equalization is established.
  • two backflow openings 3a, 3b basically slit-shaped, the longitudinal extent of the slots approximately parallel to sealing edge of the rotor blades 8a, 8b.
  • the edge 4a, 4b of the openings 3a, 3b has a ramp-shaped course, wherein the minimum distance from the edge to the plane of the rotor axes 9a, 9b at the end 6 of the Slot of the return flow opening lies during the greatest distance of the edge to the plane of the rotor axes on the opposite End 5 of the slot can be found.
  • the backflow opening is approximately 650 Hz. Because the full roots loader consists of two interlocking Rotors 8a, 8b, each with its own backflow opening exists and the two resonators formed thereby excited in anti-phase doubles overall the noise frequency. For the loading unit shown it is about 1300 Hz.
  • FIG. 2 An alternative The configuration of a backflow opening arrangement 13 is shown in FIG 2 shown.
  • the backflow orifice assembly 13 by one or more Openings are formed, each with a chimney-like attachment having an edge 14a, 14b and 14c.
  • Figure 3 shows the positive effect of the invention Height variation of the edge of the backflow openings based on a Noise measurement.
  • the sound pressure is plotted in dB while on the horizontal axis the speed of the rotors 8a, 8b of the Rootsladers is applied in rpm.
  • Curve A shows the Sound pressure as found in a conventional roots loader without a height variation of the edge of the backflow openings results.
  • Curve B shows the sound pressure for an inventive Roots loader that according to the design 1 shows a ramp-shaped edge course of the return flow openings having.
  • Roots loader inlet or outlet The height variation of the edge of the backflow openings on Roots loader inlet or outlet is therefore an important one Design parameters of the loader from the root type, which to optimize the acoustic behavior can.

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Abstract

The pump (1) acts as a supercharger. The fluid flows from an inlet (7) through rotors (8a, 8b) to an outlet (2) and also partly back through the backflow apertures (3a, 3b). The edges (4a, 4b) of the backflow apertures have a varying spacing from the inside of the pump casing, while maintaining the necessary wall thickness.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationsrückströmpumpe, enthaltend

  • einen Einlass für ein zu pumpendes Fluid;
  • einen Auslass für das zu pumpende Fluid;
  • zwei achsparallele, ineinandergreifende Rotoren zur Förderung eines zwischen den Flügeln der Rotoren und dem Pumpengehäuse eingeschlossenen Transfervolumens vom Einlass zum Auslass;
  • eine Rückströmöffnungsanordnung, durch welche Fluid mit dem Transfervolumen ausgetauscht werden kann und welche vorzugsweise im Bereich des Auslasses angeordnet ist.
The invention relates to a rotary return flow pump containing
  • an inlet for a fluid to be pumped;
  • an outlet for the fluid to be pumped;
  • two axially parallel, interlocking rotors for conveying a transfer volume enclosed between the blades of the rotors and the pump housing from the inlet to the outlet;
  • a backflow opening arrangement through which fluid can be exchanged with the transfer volume and which is preferably arranged in the region of the outlet.

Eine Rotationsrückströmpumpe der eingangs genannten Art ist zum Beispiel aus der EP 0 174 171 B1 bekannt. Derartige Rotationsrückströmpumpen werden insbesondere in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um Luft zum Verbrennungsmotor zu fördern. Die Luft wird dabei an der Einlassseite der Pumpe zwischen den Flügeln der gegenläufig rotierenden, achsparallelen Rotoren und dem Pumpengehäuse eingeschlossen (Transfervolumen) und zur Auslassseite der Pumpe befördert. Während des Fördervorganges erfolgt keine Kompression des Transfervolumens und damit keine Druckerhöhung. Die Auslassseite steht jedoch in der Regel unter einem höheren Druck, so dass bei der Öffnung des Transfervolumens zur Auslassseite hin vorübergehend ein Rückfluss des geförderten Fluides von der Auslassseite zum Transfervolumen einsetzt.A rotary backflow pump of the type mentioned is known for example from EP 0 174 171 B1. Such rotary backflow pumps are used especially in motor vehicles used to deliver air to the internal combustion engine. The Air is drawn in between the Wings of the counter-rotating, axially parallel rotors and the pump housing included (transfer volume) and transported to the outlet side of the pump. During the conveying process there is no compression of the transfer volume and thus no pressure increase. However, the outlet side is in the Usually under a higher pressure, so when opening the Transfer volume to the outlet side temporarily a backflow of the delivered fluid from the outlet side to the transfer volume starts.

Die Art und Menge dieses Rückflusses wird bei den bekannten Rotationsrückströmpumpen durch entsprechend ausgelegte Anordnungen von Rückströmöffnungen beeinflusst beziehungsweise gesteuert. Die Rückströmöffnungen dienen insbesondere einer Verminderung der Erzeugung von Geräuschen und Vibrationen (NVH: noise, vibration, harshness), indem diese einen längeren Druckausgleich ermöglichen. Zur Optimierung dieses Zieles werden im Stand der Technik verschiedene Positionen, Längen und Breiten der in der Regel schlitzförmigen Rückströmöffnungen vorgeschlagen. In diesem Zusammenhang wird zum Beispiel in der EP 0 174 171 B1 eine etwa V-förmige Kontur der Rückströmöffnungen offenbart. Der Rand der bekannten Rückströmöffnungen befindet sich stets in einer Fläche parallel zu der innen abdichtenden Gehäusekontur.The type and amount of this reflux is well known Rotary backflow pumps through appropriately designed arrangements influenced or controlled by backflow openings. The backflow openings serve in particular one Reduce the generation of noise and vibrations (NVH: noise, vibration, harshness) by making them longer Allow pressure equalization. To optimize this goal are different positions, lengths in the prior art and widths of the generally slit-shaped backflow openings proposed. In this context, for example in EP 0 174 171 B1 an approximately V-shaped contour of the backflow openings disclosed. The edge of the known backflow openings is always in a surface parallel to the inside sealing housing contour.

Es zeigt sich jedoch, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Maßnahmen zur Geräuschminderung noch zu keinem befriedigenden Ergebnis führen. Messungen des dynamischen Drukkes am Auslass von als Rootslader vor Brennkraftmaschinen eingesetzten Rotationsrückströmpumpen zeigen verschiedene Resonanzen im Drehzahlbereich der Pumpe, welche auch im Fahrzeug ohne messtechnische Hilfsmittel wahrnehmbar sind. Diese Resonanzen treten auf, wenn die Grundordnungen des Rootsladers (z.B. 3., 6., 9., 12. und harmonische Ordnungen) einen bestimmten Eigenmodus innerhalb des Rootsladers anregen. Dieser Eigenmodus wird durch die akustische Kopplung des Transfervolumens der Rotationsrückströmpumpe, welches sich auf Umgebungsdruck befindet, mit dem unter Druck stehenden Einlasssystem des Motors über die Rückströmöffnungen angeregt.It turns out, however, that those known from the prior art Noise reduction measures are still unsatisfactory Result. Dynamic pressure measurements at the outlet of as a roots loader in front of internal combustion engines Rotary backflow pumps used show different resonances in the speed range of the pump, which is also in the vehicle are perceptible without measuring aids. This Resonances occur when the basic orders of the roots loader (e.g. 3rd, 6th, 9th, 12th and harmonic orders) one to stimulate a certain self-mode within the roots loader. This Self-mode is achieved through the acoustic coupling of the transfer volume the rotary return flow pump, which is based on ambient pressure with the pressurized intake system of the motor via the return flow openings.

Vor diesem Hintergrund bestand eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Konstruktion einer Rotationsrückströmpumpe vorzuschlagen, welche zu einer geringeren Entwicklung von Betriebsgeräuschen führt.Against this background, there was an object of the present Invention therein, an improved design of a rotary backflow pump propose which one to a lesser Development of operating noise leads.

Diese Aufgabe wird durch eine Rotationsrückströmpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is accomplished with a rotary backflow pump Features of claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.Advantageous refinements are contained in the subclaims.

Die Rotationsrückströmpumpe enthält einen Einlass für ein zu pumpendes Fluid, bei dem es sich insbesondere um ein Gas wie etwa Luft handeln kann, sowie einen Auslass für das gepumpte Fluid. Ferner enthält diese zwei achsparallele, ineinandergreifende Rotoren, welche derart zusammenwirken, dass diese ein zwischen den Flügeln der Rotoren und dem Pumpengehäuse eingeschlossenes Transfervolumen des zu pumpenden Fluides von der Einlassseite zur Auslassseite fördern, wenn sie drehend angetrieben werden. Schließlich weist die Rotationsrückströmpumpe eine Rückströmöffnungsanordnung auf, durch welche Fluid zwischen Einlass bzw. Auslass und Transfervolumen ausgetauscht werden kann. Diese Anordnung kann insbesondere bei dem Auslass angeordnet sein, so dass unter höherem Druck im Auslass befindliches Fluid zum Transfervolumen zurückströmen kann. Die Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rand der genannten Rückströmöffnungsanordnung einen variierenden Abstand zu der Fläche hat, die von der innen abdichtenden Gehäusekontur gebildet wird. The rotary backflow pump contains an inlet for a pumping fluid, which is in particular a gas such as can act as air, as well as an outlet for the pumped Fluid. It also contains two axially parallel, interlocking ones Rotors that work together in such a way that they one between the blades of the rotors and the pump housing included transfer volume of the fluid to be pumped from Convey the inlet side to the outlet side when rotating are driven. Finally, the rotary reverse flow pump a return flow arrangement through which fluid exchanged between inlet or outlet and transfer volume can be. This arrangement can in particular the outlet, so that under higher pressure in the Flow the outlet fluid back to the transfer volume can. The pump is characterized in that the edge of the mentioned backflow opening arrangement a varying distance to the surface that is from the inside sealing housing contour is formed.

Anders als bei bekannten Rotationsrückströmpumpen liegt somit der Rand der Rückströmöffnungsanordnung nicht in einer Fläche parallel zur inneren Gehäusekontur, sondern er steht zumindest teilweise über eine derartige Fläche hervor. Überraschenderweise zeigt es sich, dass eine derartige Abstandsvariation des Randes der Rückströmöffnungen einen dämpfenden Einfluss auf die Geräuschentwicklung der Pumpe hat. Die genaue Form des Randverlaufes kann dabei anhand von Versuchen optimiert werden.In contrast to known rotary return flow pumps, the edge of the backflow orifice assembly is not in one surface parallel to the inner contour of the housing, but at least it stands partially over such an area. Surprisingly it turns out that such a distance variation a damping of the edge of the backflow openings Has an influence on the noise development of the pump. The exact The shape of the edge course can be based on experiments be optimized.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Rotationsrückströmpumpe weist die Rückströmöffnungsanordnung mindestens eine Rückströmöffnung auf, deren Rand einen variierenden Abstand relativ zu der inneren Gehäusekontur aufweist. Das bedeutet, dass der Rand einer einzigen Öffnung bereits in sich eine Abstandsvariation enthält.According to a preferred embodiment of the rotary return flow pump the backflow opening arrangement has at least one Backflow opening on whose edge a varying distance has relative to the inner housing contour. That means, that the edge of a single opening is already a variation in distance contains.

Die genannte Variation des Abstandes des Randes der mindestens einen Rückströmöffnung von der inneren Gehäusekontur erfolgt vorzugsweise kontinuierlich, also ohne Sprünge. Insbesondere kann der Rand linear beziehungsweise rampenförmig von einem minimalen Abstand zu einem maximalen Abstand (und zurück) verlaufen.The said variation in the distance of the edge of the least a return flow opening from the inner housing contour preferably takes place continuously, i.e. without jumps. In particular the edge can be linear or ramped from a minimum distance to a maximum distance (and back).

Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann die Rückströmöffnungsanordnung auch zwei oder mehr Rückströmöffnungen enthalten, wobei die Ränder dieser Rückströmöffnungen verschiedenen Abstand zur inneren Gehäusekontur haben. Der Rand jeder einzelnen Öffnung kann indes in sich einen konstanten Abstand zu dieser Fläche aufweisen.According to another embodiment, the backflow opening arrangement can also contain two or more backflow openings, the edges of these backflow openings differing in distance to the inner housing contour. The edge of each one However, opening can be a constant distance apart have this area.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
eine schematische Perspektive einer erfindungsgemäßen Rotationsrückströmpumpe;
Fig. 2
eine alternative Ausgestaltung der Rückströmöffnungen einer Pumpe gemäß Figur 1; und
Fig. 3
Messungen des Schalldrucks in Abhängigkeit von der Pumpendrehzahl für eine erfindungsgemäße Rotationsrückströmpumpe und für den Stand der Technik.
The invention is explained in more detail below using the figures as an example. Show it:
Fig. 1
a schematic perspective of a rotary return flow pump according to the invention;
Fig. 2
an alternative embodiment of the backflow openings of a pump according to Figure 1; and
Fig. 3
Measurements of the sound pressure as a function of the pump speed for a rotary return flow pump according to the invention and for the prior art.

In Figur 1 ist eine Rotationsrückströmpumpe 1 im Querschnitt angeschnitten dargestellt, wobei diese Pumpe insbesondere als Rootslader oder Schraubenlader für den Motor eines Kraftfahrzeuges dienen kann. Die Pumpe 1 besteht im Wesentlichen aus zwei achsparallelen Rotoren 8a, 8b, welche im dargestellten Beispiel jeweils drei Flügel mit einem entlang der Achse 9a bzw. 9b der Rotoren schraubenförmigen Verlauf aufweisen. Die Erfindung ist auch für Rotoren geeignet, deren Flügel achsparallel verlaufen bzw. die zwei oder mehr Flügel aufweisen. Die beiden Rotoren 8a, 8b stehen derart in Kontakt, dass diese bei einer gegenläufigen Rotation zwischen ihren Flügeln und dem Gehäuse ein Transfervolumen einschließen und dieses bei entsprechender Drehrichtung der Rotoren von der Unterseite der Pumpe 1 zur Oberseite befördern. Die Rotoren 8a, 8b befinden sich in zylindrischen, sich teilweise überlappenden Röhren, welche durch die Wände der Pumpe 1 gebildet werden.In Figure 1 is a rotary backflow pump 1 in cross section shown cut, this pump in particular as Roots loader or screw loader for the engine of a motor vehicle can serve. The pump 1 consists essentially of two axially parallel rotors 8a, 8b, which are shown in the Example three wings each with one along axis 9a or 9b of the rotors have a helical course. The The invention is also suitable for rotors whose blades are axially parallel run or have two or more wings. The two rotors 8a, 8b are in contact such that they with an opposite rotation between their wings and enclose a transfer volume and the housing with the corresponding direction of rotation of the rotors from the bottom Pump 1 to the top. The rotors 8a, 8b are in cylindrical, partially overlapping Tubes, which are formed by the walls of the pump 1.

An der Unterseite oder Rückseite der Pumpe 1 befindet sich eine Einlassöffnung 7 (in der Figur verdeckt), an der Oberseite eine zugehörige, dreieckige Auslassöffnung 2. Auf der Seite des Einlasses 7 zwischen den sich drehenden Rotoren 8a, 8b in einem Transfervolumen eingeschlossene Luft wird im Wesentlichen bei konstantem Volumen zur Seite des Auslasses 2 transportiert und dort abgegeben. Da die Auslassseite in der Regel unter einem höheren Druck steht, kommt es bei ihrer Verbindung mit dem Transfervolumen zu einem Rückstrom des Fluides, bis ein Druckausgleich hergestellt ist. Zur Beeinflussung der Geräuschentwicklung des Rückstroms ist es bekannt, eine Rückströmöffnungsanordnung 3 aus schlitzförmigen oder andersartig geformten Rückströmöffnungen 3a, 3b neben dem Auslass 2 vorzusehen.At the bottom or back of the pump 1 is an inlet opening 7 (hidden in the figure) at the top an associated triangular outlet opening 2. On the Side of the inlet 7 between the rotating rotors 8a, 8b essentially becomes trapped in a transfer volume with constant volume to the side of the outlet 2 transported and delivered there. Since the outlet side in the Usually is under a higher pressure, it happens with her Connection with the transfer volume to a return flow of the Fluids until pressure equalization is established. To influence the noise of the reverse current is known a backflow opening arrangement 3 of slit-shaped or other shaped backflow openings 3a, 3b next to to provide the outlet 2.

Während im Stand der Technik bisher lediglich die Länge, Breite und Position der Rückströmöffnungen variiert wurde, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, auch die Höhe des Randes 4a, 4b der Rückströmöffnungen 3a, 3b zu variieren. Der Rand 4a, 4b verläuft daher nicht in der Fläche, die sich durch die Pumpengehäusekontur zuzüglich der konstruktiv erforderlichen Gehäusewandstärke ergibt.While in the prior art only the length, Width and position of the backflow openings was varied, is proposed according to the invention, including the height of the edge 4a, 4b of the return flow openings 3a, 3b to vary. The Edge 4a, 4b therefore does not run in the area that is due to the pump housing contour plus the design required Housing wall thickness results.

So sind bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform die beiden Rückströmöffnungen 3a, 3b grundsätzlich schlitzförmig, wobei die Längserstreckung der Schlitze in etwa parallel zur abdichtenden Kante der Rotorenflügel 8a, 8b ist. Der Rand 4a, 4b der Öffnungen 3a, 3b hat einen rampenförmigen Verlauf, wobei der minimale Abstand des Randes zur Ebene der Rotorenachsen 9a, 9b an dem dem Auslass 2 zugewandten Ende 6 des Schlitzes der Rückströmöffnung liegt, während der größte Abstand des Randes zur Ebene der Rotorenachsen am gegenüberliegenden Ende 5 des Schlitzes zu finden ist.So are in the embodiment shown in Figure 1 two backflow openings 3a, 3b basically slit-shaped, the longitudinal extent of the slots approximately parallel to sealing edge of the rotor blades 8a, 8b. The edge 4a, 4b of the openings 3a, 3b has a ramp-shaped course, wherein the minimum distance from the edge to the plane of the rotor axes 9a, 9b at the end 6 of the Slot of the return flow opening lies during the greatest distance of the edge to the plane of the rotor axes on the opposite End 5 of the slot can be found.

Es hat sich gezeigt, dass die dargestellte Höhenvariation des Randes 4a, 4b der Rückströmöffnungen 3a, 3b einen positiven Einfluss auf die Geräuschentwicklung der Pumpe 1 ausübt. Die Entstehung der Geräusche an der Pumpe 1 kann im Modell ansatzweise dadurch erklärt werden, dass das Transfervolumen zwischen den Rotoren 8a, 8b und dem Pumpengehäuse sowie die Verengung der Rückströmöffnungen 3a, 3b wie ein Helmholtzresonator wirkt. Die Resonanzfrequenz dieses Resonators kann berechnet werden (vgl. William C. Elmore, Mark A. Heald: "Physics of Waves", Dover Publications, New York, ISBN 0-486-64926-1, Seite 148ff). Für einen Rotor und die zugeordnete Rückströmöffnung liegt sie im gewählten Beispiel bei etwa 650 Hz. Da der vollständige Rootslader aus zwei ineinandergreifenden Rotoren 8a, 8b mit jeweils einer eigenen Rückströmöffnung besteht und die beiden hierdurch gebildeten Resonatoren in Anti-Phase erregt werden, verdoppelt sich insgesamt die Geräuschfrequenz. Für die dargestellte Ladeeinheit beträgt sie somit etwa 1300 Hz.It has been shown that the height variation of the Edge 4a, 4b of the backflow openings 3a, 3b a positive Influence on the noise of pump 1 exerts. The The generation of noises at the pump 1 can begin in the model be explained by the fact that the transfer volume between the rotors 8a, 8b and the pump housing and the Narrowing the backflow openings 3a, 3b like a Helmholtz resonator acts. The resonance frequency of this resonator can can be calculated (see William C. Elmore, Mark A. Heald: "Physics of Waves", Dover Publications, New York, ISBN 0-486-64926-1, page 148ff). For a rotor and the associated one In the selected example, the backflow opening is approximately 650 Hz. Because the full roots loader consists of two interlocking Rotors 8a, 8b, each with its own backflow opening exists and the two resonators formed thereby excited in anti-phase doubles overall the noise frequency. For the loading unit shown it is about 1300 Hz.

Wie erwähnt können die akustischen Effekte durch den in Figur 1 dargestellten rampenförmigen Verlauf des Randes 4a, 4b der Öffnungen positiv beeinflusst werden. Eine alternative Ausgestaltung einer Rückströmöffnungsanordnung 13 ist in Figur 2 dargestellt. Anstelle der schlitzförmigen Öffnungen mit einem rampenförmigen Rand gemäß Figur 1 wird gemäß Figur 2 die Rückströmöffnungsanordnung 13 durch eine oder mehrere Öffnungen gebildet, die jeweils einen schornsteinartigen Aufsatz mit einem Rand 14a, 14b und 14c aufweisen.As mentioned, the acoustic effects can by the in figure 1 shown ramp-shaped course of the edge 4a, 4b of the openings can be positively influenced. An alternative The configuration of a backflow opening arrangement 13 is shown in FIG 2 shown. Instead of the slit-shaped openings with a ramp-shaped edge according to FIG. 1 becomes according to FIG. 2 the backflow orifice assembly 13 by one or more Openings are formed, each with a chimney-like attachment having an edge 14a, 14b and 14c.

Figur 3 zeigt die positive Auswirkung der erfindungsgemäßen Höhenvariation des Randes der Rückströmöffnungen anhand einer Geräuschmessung. Auf der vertikalen Achse des dargestellten Diagramms ist der Schalldruck in dB aufgetragen, während auf der horizontalen Achse die Drehzahl der Rotoren 8a, 8b des Rootsladers in U/min aufgetragen ist. Kurve A zeigt dabei den Schalldruck, wie er sich bei einem herkömmlichen Rootslader ohne eine Höhenvariation des Randes der Rückströmöffnungen ergibt. Kurve B zeigt dagegen den Schalldruck für einen erfindungsgemäßen Rootslader, der entsprechend der Ausgestaltung von Figur 1 einen rampenförmigen Randverlauf der Rückströmöffnungen aufweist.Figure 3 shows the positive effect of the invention Height variation of the edge of the backflow openings based on a Noise measurement. On the vertical axis of the The sound pressure is plotted in dB while on the horizontal axis the speed of the rotors 8a, 8b of the Rootsladers is applied in rpm. Curve A shows the Sound pressure as found in a conventional roots loader without a height variation of the edge of the backflow openings results. Curve B, however, shows the sound pressure for an inventive Roots loader that according to the design 1 shows a ramp-shaped edge course of the return flow openings having.

Bei der Resonanzdrehzahl von 6500 U/min bei der 12. Ordnung des Rootsladers (für beide Rotoren) wird die Druckfluktuation am Auslass des Rootsladers signifikant reduziert. Die geringere Rootslader-Anregung im Drehzahlbereich zwischen 8500 U/min und 12000 U/min stellt einen zusätzlichen Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung dar.At the resonance speed of 6500 rpm at the 12th order of the roots loader (for both rotors) is the pressure fluctuation significantly reduced at the outlet of the roots loader. The lesser Roots loader excitation in the speed range between 8500 rpm and 12000 rpm represents an additional advantage the embodiment of the invention.

Die Höhenvariation des Randes der Rückströmöffnungen am Rootsladereinlass oder -auslass stellt somit einen wichtigen Konstruktionsparameter des Laders vom Rootstyp dar, welcher zur Optimierung des akustischen Verhaltens abgestimmt werden kann.The height variation of the edge of the backflow openings on Roots loader inlet or outlet is therefore an important one Design parameters of the loader from the root type, which to optimize the acoustic behavior can.

Claims (4)

Rotationsrückströmpumpe (1), enthaltend a) einen Einlass (7) für ein zu pumpendes Fluid; b) einen Auslass (2) für das zu pumpende Fluid; c) zwei achsparallele, ineinandergreifende Rotoren (8a, 8b) zur Förderung eines zwischen den Flügeln der Rotoren und dem Pumpengehäuse eingeschlossenen Transfervolumens vom Einlass (7) zum Auslass (2) ; d) eine Rückströmöffnungsanordnung (3, 13), durch welche Fluid mit dem genannten Transfervolumen ausgetauscht werden kann und welche vorzugsweise im Bereich des Auslasses angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (4a, 4b; 14a-c) der Rückströmöffnungsanordnung einen variierenden Abstand relativ zu der Fläche aufweist, die von der inneren Pumpengehäusekontur zuzüglich der konstruktiv erforderlichen Wandstärke gebildet wird. Rotary backflow pump (1) containing a) an inlet (7) for a fluid to be pumped; b) an outlet (2) for the fluid to be pumped; c) two axially parallel, intermeshing rotors (8a, 8b) for conveying a transfer volume enclosed between the blades of the rotors and the pump housing from the inlet (7) to the outlet (2); d) a backflow opening arrangement (3, 13) through which fluid with the transfer volume mentioned can be exchanged and which is preferably arranged in the region of the outlet,
characterized in that the edge (4a, 4b; 14a-c) of the backflow opening arrangement has a varying distance relative to the surface which is formed by the inner pump housing contour plus the structurally required wall thickness. Rotationsrückströmpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückströmöffnungsanordnung (3) mindestens eine Rückströmöffnung (3a, 3b) aufweist, deren Rand (4a, 4b) einen variierenden Abstand relativ zu der Fläche hat, die von der inneren Pumpengehäusekontur zuzüglich der konstruktiv erforderlichen Wandstärke gebildet wird. Rotary backflow pump according to claim 1, characterized in that the backflow opening arrangement (3) has at least one backflow opening (3a, 3b), the edge (4a, 4b) of which has a varying distance relative to the surface, which is from the inner pump housing contour plus the structurally required wall thickness is formed. Rotationsrückströmpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des Randes (4a, 4b) der genannten Rückströmöffnung (3a, 3b) kontinuierlich variiert.Rotary backflow pump according to claim 2, characterized in that the distance of the edge (4a, 4b) of said backflow opening (3a, 3b) varies continuously. Rotationsrückstrompumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstromöffnungsanordnung (13) mindestens zwei Rückstromöffnungen aufweist, deren Ränder (14a - c) verschiedenen Abstand zu der Ebene haben, in der die Achsen (9a, 9b) der Rotoren (8a, 8b) liegen.Rotary backflow pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the backflow opening arrangement (13) has at least two backflow openings, the edges (14a - c) of which are at different distances from the plane in which the axes (9a, 9b) of the rotors (8a , 8b).
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