FI103603B - Epäkeskopumppu - Google Patents

Description

103603

Epäke skopumppu Tämä keksintö koskee epäkeskolaitteita, jotka käsittävät roottorin, jossa on n kappaletta siipilohkoja ja 5 joka on sijoitettu epäkeskisesti suuremman määrän siipilohkoja (esimerkiksi n + 1) käsittävään lohkorenkaaseen nähden ja sen sisäpuolelle. Nämä osat muodostavat kammio-ryhmän, jonka jokainen kammio on rajattu asianomaisten osien välisellä kosketusviivoilla ja kammiot ovat tilavuu-10 deltaan erilaisia; lähellä sitä kohtaa, jossa yksi roottorin siipilohko hammastuu täysin renkaan kahden siipilohkon väliin, kammioiden tilavuus on pienin ja suunnilleen tätä kohtaa kohtisuoraan vastapäätä olevassa kohdassa (riippuen siitä, onko roottorin siipilohkojen määrä pariton tai pa-15 rillinen luku) kammion tilavuus on suurin. Erillisten kammioiden tilavuus vaihtelee roottorin pyöriessä renkaaseen nähden.

US-patentissa 4 863 357 esitetyllä tavalla sekä staattori (kiinteä rengas) että roottori voidaan valmistaa 20 kartioina, joissa on nousultaan erilaiset spiraalin muotoiset siipilohkot, jolloin kammioiden aksiaalinen pituus on vakio, mutta niiden tilavuus pienenee kartioiden pienentyneestä siipilohkojen korkeudesta johtuen. Tätä rakennetta käytetään nestekompressorina nestevirtauksen suun-: 25 tautuessa pääasiassa akselia pitkin kartion suuresta pääs tä sen pieneen päähän. Tällainen kompressori edellyttää huomattavaa aksiaalista pituutta.

Lisäksi valmistetaan alareikämoottoreita, toisin sanoen aksiaalivirtauspumppuja, joissa käytetään putkien 30 muotoista staattoria, jossa on spiraalina moninkertainen sisäkierteitys ja joka hammastuu pääasiassa lieriön muotoiseen roottoriin, jossa on kierremäärältään erilainen monikierteinen ulkokierteitys. Tässäkin tapauksessa aksiaalinen pituus on pumpun tehon kannalta tärkeä tekijä, ja 35 virtaus tapahtuu pääsiassa akselia pitkin pumpun toisesta päästä toiseen.

103603 2

Monia epäkeskorakenteita käytetään polttomoottorien voitelupumppuina silloin, kun kompakti aksiaalinen mitoitus on tärkeä, ja joskus tuloaukon ja poistoaukon on oltava samassa aksiaalisessa päässä. Spiraalijärjestelyt 5 pumpun läpi menevään aksiaalivirtaukseen nähden eivät ole tällöin mahdollisia kummastakaan edellä mainitusta syystä, joten tavanomainen järjestely tällaisia pumppuja varten on, että käytetään roottoria ja rengasta, jotka ovat pris-mamaisia, ja rengas asennetaan pyörimään eri nopeudella 10 kuin roottori, jolloin se ei ole enää staattori, joten ei tarvita viipotintankotyyppistä käyttölaitetta. Tällaiseen järjestelyyn liittyy tietty aaltoileva paineteho, jota voidaan tasoittaa osittain järjestämällä poistoaukko, joka suuntautuu huomattavalle kaarisegmentille, niin että kam-15 mioryhmä on yhteydessä poistoaukkoon.

Osien välillä on säteen suunnassa tarvittava välys esimerkiksi, mutta ei yksinomaan niin sanottuna likavälyk-senä, mutta se on mahdollisimman pieni, niin että vältetään vuotaminen suurpainekammioista pienemmän paineen 20 omaaviin kammioihin ja jokainen kammio on mieluimmin rajattu kahdella renkaan ja roottorin välisellä kosketusvii-valla.

Tämäntyyppisiin pumppuihin liittyy kaksi erityistä ongelmaa, nimittäin melu ja paineen vaihtelu tai aaltoilu.

: 25 Ensin mainittu ei ole ongelma, toisin sanoen melu, johtuu välyksen pienentymisestä kammioiden siirtyessä imupuolelta painepuolelle ja päinvastoin, niin että roottorin jokaisen siipilohkon siirtyessä alhaisimman paineen omaavaan asentoon se lyö helposti renkaaseen. Toinen ongelma johtuu 30 taas kammioryhmän siirtymisestä samalle kohdalle aukkojen kanssa, ja paineen aaltoilun amplitudi on suuri ja taajuus pienin pienemmillä n-arvoilla (ja päinvastoin).

GB-hakemusjulkaisu 20 22 708 kuvaa laitteen, joka on ensisijaisesti tarkoitettu kaasukompressoriksi tai höy-35 rystimeksi. Tässä julkaisussa puhutaan hyvin useista eri 3 103603 mahdollisuuksista ja erikoisesti spiraalimaisilla siipi-lohkoilla varustetun epäkeskokokoonpanon muodostamisesta. Julkaisun piirustusten kuviosta 2 arvioiden spiraalikulma on noin 60°, mikä tarkoittaa sitä, että yhden siipilohkon 5 huipun toinen pää on 60° vaihe-erossa saman siipilohkon toisesta päästä. Roottorin ja renkaan yli 200° suuruiselle kaaren alueelle on yhdessä päässä tehty sivulevyihin leikkauksia tuloaukon järjestämiseksi, ja sisääntuloaukon suhteen epäsymmetrisesti sijaitsevalle alueelle on tehty ka-10 pea poistoaukko. Virtaus on tai voi olla aksiaalista.

US-patenttijulkaisu 2 830 542 esittää nestepumpun, joka voi olla epäkeskopumppu, jossa rengas ja roottori on tehty kahdesta aksiaalisesti vierekkäisestä osasta, jotka ovat toistensa suhteen hieman vaihe-erossa valmistustole-15 ranssien kompensoimiseksi. Vain toinen vierekkäisistä osista on akselikäyttöinen, kun taas toista osaa käytetään muiden osien välittämällä käytöllä.

Keksinnön tavoitteena on saada aikaan parannuksia.

Tähän päästään keksinnön mukaisella epäkeskopum-20 pulla, joka käsittää siipilohkoilla varustetun renkaan, joka on sisäisesti tartunnassa siipilohkoilla varustetun roottorin kanssa, jossa roottorissa on vähemmän siipiloh-koja kuin renkaalla, renkaan ja roottorin ollessa pyöriviä samansuuntaisten akseleiden ympäri pumpun rungossa olevas-: 25 sa sylinterimäisessä tilassa, mainitun rungon käsittäessä kiinteät tulo- ja poistoaukot, jotka on sovitettu aksiaalisesti renkaaseen nähden väliaineen päästämiseksi pumpun työkammioihin ja sen poistamiseksi pumpun työkammioista, jotka on sovitettu roottorin ja renkaan väliin, roottorin 30 ja renkaan siipilohkojen kiertyessä pituussuunnassaan spiraaleina, jolle on tunnusomaista, että tulo- ja poistoaukot on sovitettu symmetrisesti roottorin akselin ja renkaan akselin käsittävään tasoon, molempien aukkojen ollessa sovitettuna samaan roottorin ja renkaan aksiaaliseen 35 päähän, ja että kierrekulma on sellainen, että jokaisen 4 103603 siipilohkon toinen pää on 5β - 15° vaihe-erossa saman sii-pilohkon toisesta päästä.

Kierteen kaltevuuskulma riippuu muista parametreistä, joihin kuuluu epäkeskoyksikön aksiaalinen pituus, ja 5 kierre on yleensä sellainen, että jokaisen siipilohkojen välisen kammion toinen aksiaalinen pää on siirretty vain hyvin pienellä siipilohkon osalla erilleen vastakkaisesta päästä.

Erittäin tärkeä asia on, että keksinnön uskotaan 10 vähentävän melutasoa, koska sen sijaan, että siipilohko lyö koko pituudeltaan toiseen siipilohkoon suurimman paineen omaava kohta pyörii kierteisesti ja liikkuu aksiaalisesta hajottaen näin aika-arvon vastaavalla tavalla.

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin viittaamalla 15 oheisiin piirustuksiin, jossa kuvio 1 on leikkaus tyypillisestä epäkeskopumpusta, kuvio 2 on perspektiivikuva pumpun renkaasta, kuvio 3 on tasokuva renkaasta, kuviot 4 ja 5 vastaavat kuvioita 2 ja 3 ja esit-20 tävät pumpun roottoria, ja kuvio 6 on sivukuva roottorista.

Kuvion 1 esittämä pumppu käsittää rungon 10, jossa on lieriön muotoinen syvennys, johon on laakeroitu rengas 12 akselissa 14 pyöriväksi. Roottori 16 on asennettu taas : 25 akselissa 18 pyöriväksi. Kuvatussa esimerkissä roottorissa on viisi siipilohkoa ja renkaassa on kuusi siipilohkoa. Roottoria tai rengasta käytetään käyttölaitteella (ei esitetty), esimerkiksi aksiaalisesti suunnatulla akselilla, ja pyöriminen siirretään epäkeskoyksikön toiseen osaan, 30 mutta eri nopeudella.

Rungon päätyseinämässä on tuloaukko ja poistoaukko, jotka esitetään katkoviivoilla. Jos oletetaan, että pyörimissuunta vastaa nuolen A suuntaa, aukko 20 on tuloaukko ja aukko 22 on poistoaukko.

35 5 103603

Osien väliin on muodostettu ryhmä kammioita 30, 32, 34, 36 ja 38. Kammioiden määrä vastaa roottorin siipiloh-kojen määrää. Epäkeskon pyöriessä kammion 30 tilavuus kasvaa sen mennessä kohtien 32, 34 läpi, ja tilavuus pienenee 5 sen mennessä kohtien 36 ja 38 läpi. Laajennusaikana nestettä imetään pumppuun ja supistusaikana nestettä poistetaan pumpusta vastaavien aukkojen kautta.

Poistopaineen, joka ilmaistaan graafisesti pyöri-missykliin nähden, todetaan olevan maksimiarvossaan, kun 10 kammion 38 ohittaa poistoaukon 22 loppuosan (pyörimissuunnassa), ja se on minimiarvossaan, kun roottorin ja renkaan välinen kosketusviiva 42 menee kammion 38 takapäässä tämän pisteen ohi. Paine kasvaa jälleen maksimiarvoon ja laskee sitten minimiarvoon, kun seuraava kosketusviiva menee pis-15 teen ohi. Tämä aiheuttaa edellä mainitun aaltoilun.

Kuvioon 1 viittaamalla edellä selostettu pumppu on kauttaaltaan tavanomainen pumppu ja vastaa aikaisempaa rakennetta. Sekä roottori, että rengas ovat prismamaisia, ja niiden vastakkaiset aksiaaliset päät ovat muodoltaan ja » 20 mitoitukseltaan aivan samanlaisia ja kummassakin päässä suorilla viivoilla yhdistetyt kehäpisteet ovat tasoissa, jotka käsittävät pääasiassa asianomaisen osan pyörimisakselin.

Keksinnön mukaan rengas ja roottori eivät ole pris-: 25 mamaisia ja niiden päätypintojen ollessa samanlaisia kum mankin osan spiraalirakenteen nousukulma on sama. Näin ollen kuvio 1 voisi olla poikkileikkaus mistä tahansa akselin 18 kohdasta.

Valittu nousukulma on osien aksiaaliseen pituuteen 30 nähden sellainen, että mahdollista täydellistä vaiheen : muutosta varten saadaan tarvittavan pieni nousukulman osa.

Näin ollen kuusi siipilohkoa käsittävää rengasta varten 60° kierrekääntyminen saa aikaan yhden vaihemuutoksen. Kuvion 3 esittämällä tavalla käytetään noin 10°. Tätä suu-35 ruusluokkaä olevat ja 5° - 15° arvot ovat suositettavia, mutta myös muut ovat mahdollisia.

103603 6

Kierteisyyden vaikutuksena voidaan näin ollen pitää sitä, että suurimman paineen omaava kammio 38 ulottuu kehän suunnassa (esitetyssä esimerkissä) 10° osalle. Tästä johtuen tämän kammion mennessä vyöhykkeen läpi, ennen kuin 5 seuraava sulkuviiva katkaisee syötön, suurpaineisen nesteen syöttö voi tapahtua aikaisempaan rakenteeseen verrattuna huomattavasti laajemmalle jakautuneella pyörähdys-syklin osalla. Tämä saa aikaan tasoitusvaikutuksen.

Melun vähentämiseen liittyvä ilmiö edellyttää melko 10 monimutkaista selostusta, mutta aivan yksinkertaisesti ilmaistuna se johtuu paineen tasaamisesta. Nesteen jokainen painehuippu kohdistaa yhtä suuren ja vastakkaisen reaktion pyöriviin osiin, niin että painehuipun ollessa jakautunut 10° osalle kaarta eikä kohdistuessa siihen, 15 melkein suoraan pumpun osien minimoidulla mekaanisella reaktioilla vältetään melun syntyminen tai sitä vähennetään vastaavasti.

Claims (2)

103603

1. Epäkeskopumppu, joka käsittää siipilohkoilla varustetun renkaan (12), joka on sisäisesti tartunnassa 5 siipilohkoilla varustetun roottorin (16) kanssa, jossa roottorissa on vähemmän siipilohkoja kuin renkaalla, renkaan ja roottorin ollessa pyöriviä samansuuntaisten akseleiden (14, 18) ympäri pumpun rungossa (10) olevassa sy-linterimäisessä tilassa, mainitun rungon käsittäessä kiin-10 teät tulo- ja poistoaukot (20, 22), jotka on sovitettu aksiaalisesti renkaaseen nähden väliaineen päästämiseksi pumpun työkammioihin (30 - 38) ja sen poistamiseksi pumpun työkammioista (30 - 38), jotka on sovitettu roottorin (16) ja renkaan (12) väliin, roottorin ja renkaan siipilohkojen 15 kiertyessä pituussuunnassaan spiraaleina, tunnettu siitä, että tulo- ja poistoaukot (20, 22) on sovitettu symmetrisesti roottorin (16) akselin (18) ja renkaan (12) akselin (14) käsittävään tasoon, molempien aukkojen (20, 22) ollessa sovitettuna samaan roottorin (16) ja renkaan 20 (12) aksiaaliseen päähän, ja että kierrekulma on sellai nen, että jokaisen siipilohkon toinen pää on 5* - 15° vaihe-erossa saman siipilohkon toisesta päästä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen epäkeskopumppu, tunnettu siitä, että vaihe-eron suuruusluokka on : 25 10°. 103603 s