FI72210C - Maetande pumpenhet. - Google Patents

Description

7221 0 MITTAAVA PUMPPUYKSIKKÖ

Esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen mittaava pumppuyksikkö, jonka erään 5 edullisen käyttöalueen muodostaa herkästi syttyvien nesteiden ts. polttoaineiden siirto ja mittaus.

Ongelmana kaikissa nesteiden siirtoa ja samanaikaista mittausta suorittavissa laitteissa on niiden mittatarkkuus. 10 Esimerkiksi polttoaineen jakelumittareiden täytty olla erittäin tarkkoja, koska ei ostaja eikä myyjä hyväksy prosenteissa laskettavia mittausepätarkkuuksia. Suurimmat syyt epätarkkuuksiin mittauksissa löytyvät paine-eroista, jotka aiheuttavat vuotoja ja vastaavia, ja pumpuissa pumpattavan 15 nesteen mukana kulkevasta höyrystä, joka sekin haittaa tarkkaa määrämittausta.

Aikaisemmin edellä mainittujen ongelmien poistoon tähtäävät vastaaviin tarkoituksiin käytetyt laitteet ovat olleet huo-20 mättävän monimutkaisia järjestelmiä. Esimerkiksisi Fl-pa-tenttijulkaisun 58204 mukainen nesteen annostelulaite käsittää kaksi pumppua ja yhden välisäiliön. Ajatuksena on, että kaikki vaikuttavat paine-erot eliminoidaan pumppaamalla ensiöpumpu11 a nestettä välisäi1iöön , jonka nestepinta 25 pysyy vakiokorkeudella silloinkin, kun toisiopumpulla syötetään nestettä edelleen. Pinnankorkeuden säätöön voidaan julkaisun mukaan käyttää joko ylijuoksutusputkea, uimuri-järjestelmää tai jotakin vastaavaa järjestelyä. Tällöin paineolosuhteiden ollessa vakioina saadaaan pumpattu neste-30 määrä laskemalla toisiopumpun työkierrosten lukumäärä ja kertomalla se kierrostilavuudella.

Edellä mainitun julkaisun mukainen ratkaisu siis poistaa paine-erojen vaikutuksen, mutta ei kuitenkaan poista sitä 35 mahdollisuutta, että toisiopumpussa voi syntyä kaasuja, 7221 0 jotka jo pieninä määrinä vaikuttavat huomattavasti mitta-tarkkuuteen. Toisaalta myöskin itse laite on monimutkainen, koska siinä on kaksi erillistä pumppua ja näiden välillä mahdollisesti uimurikammio.

5

Edellä esitetyt ongelmat on poistettu keksinnön mukaisella mittaavalla pumppuyksiköllä, jolle ominaiset piirteet käyvät ilmi patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosasta.

10 Keksinnön mukainen laite koostuu pumpusta, välisäiliöstä ja mittausosasta , jotka on järjestetty sama-akselisesti ainakin likipitäen pystysuoraan siten, että pumppu on päällimmäisenä ja mittausosa aiimmaiseana. Keksinnön ideana on, että pumppu imee nesteen säiliöstä ja syöttää sen välisäi-15 liöön, josta neste edelleen siirtyy eteenpäin pyörittäen mittalaitetta, jonka akselin kierrosluvusta voidaan määrittää pumpattu nestemäärä.

Seuraavassa erästä keksinnön mukaisen mittaavan pumppuyksi-20 kön edullista toteutusesimerkkiä selitetään yksityisskoh-taisemmin oheisiin kuvioihin viitaten, joista Kuvio 1 esittää pumppuyksikköä leikattuna pystysuunnassa; Kuvio 2 esittää kuvion 1 pumppuyksikkönä pumppua leikattuna linjaa A-B-C-D-E-F pitkin; 25 Kuvio 3 esittää kuvion 1 pumppuyksikön vai isä il iota leikattuna linjaa G-H pitkin; ja

Kuvio 4 esittää kuvion 1 pumppuyksikön mittausosaa leikattuna linjaa 3-K-L-M pitkin.

30 Kuvion 1 mukaisesti mittaava pymppuyksikkö koostuu pääasiassa kahdesta osasta: pumppusta 1 ja mittausosasta 2, jotka muodostavat yhtenäisen kokonaisuuden, joka on järjestetty ainakin likipitäen pystysuoralle akselille N-N siten, että pumppu 1 muodostaa kokonaisuuden yläosan ja mittaus-35 osan 2 alaosan. Pumppu 1 ja mittausosa 2 on yhdistetty 7221 0 toisiinsa edullisimmin välisäi1iöl1ä 3 tai vastaavalla vä-liosalla tai-kanaval1 a. Pumpun 1 akseli 4 on ainakin likipitäen pystysuorassa ja se on laakeroitu ensimmäisestä päästään pumppuyksikön ensimmäiseen päätylevyyn 5 ja toi-5 sesta päästään tässä tapauksessa välisäiliöön 3. Pumpun akselin toinen pää voidaan myös laakeroida esim. mittausosaan 2. Akselin 4 ensimmäiseen päähän yhdistetään tarvittava pumpun 1 käyttölaite kuten sähkömoottori tai vastaava.

10 Kuvion 1 mukaisessa keksinnön toteutusesimerkissä pumppuna 1 on siipipumppu, joka käsittää siipipyörän 6 siipineen 24 ja pumppukammion 36. Siipipyörä 6 on sijoitettu pumppukam-mioon 36, jota rajaavat pumppuyksikön ensimmäinen päätylevy 5, painerengas 7 ja välisäiliön 3 välirengas 14 tai vastaa-13 va pohjaosa. Pumppukammio 36 on sy1interimäinen tila, johon siipipyörä 6 on laakeroitu epäkeskeisesti. Siipipyörän 6 siivet 24 on asennettu säteittäisiin uriin 24a liikkuvasti niin, että ne puristuvat aina pumppukammion sisäseinämää eli painerenkaan 7 sisäpintaa vasten. Pumppuyksikön pääty-20 levyssä 5 on tulokanava 8, jota kautta pumppukammio 36 on yhdistettävissä nestesäi1iöön 33.

Mittausosan akseli 10 on laakeroitu ensimmäisestä päästään välisäiliöön 3 ja toisesta päästään pumppuyksikön toiseen 25 päätylevyyn 9. Mittausosan akselin 10 toinen pää voidaan laakeroida myös esim. pumpun 1 pohjaosaan. Mittausosan akseli 10 sijaitsee ainakin likipitäen pystysuorassa ja edullisesti samankeskisenä pumpun 1 akselin 4 kanssa. Mittaus-osa 2 muodostuu kuvion 1 toteutusesimerkissä siipipyörästä 30 tai roottorista 11 ja siipineen 30 ja mittauskammiosta 37. Siipipyörä 11 on asennettu vapaasti pyörivästi mittauskam-mioon 37, jota rajaavat välisäiliön 3 pohja tai vastaava kansiosa, painerengas 12 ja pumppuyksikön toinen päätylevy 9. Mittauskammio 37 on sylinterimäinen tila, johon siipi-35 pyörä 11 on laakeroitu epäkeskeisesti eli syl interimäinen

7221 O

4 tiJa on akseliin N-N nähden epäkeskeisessä asemassa samalla tavalla kuin pumppukammio 36. Siipipyörän 11 siivet 30 on asennettu sateittaisiin uriin 30a liikkuvasti niin, että ne puristuvat painerenkaan 12 sisäpintaa vasten. Kuten edellä 5 esitetystä käy ilmi mittauskammio 37 siipipyörineen 11 on rakenteeltaan samanlainen kuin pumppukammio 31 siipipyöri-neen 6. Päätylevyssä 9 on kanava 13, jolla tai jonka jatkeen avulla laite on liitetty käyttöventtiiliin 35 ja esim. annostelusuuttimeen.

10

Pumpun 1 ja välisäiliön 3 välissä sijaitsee välirengas 14, jossa on aukko eli virtaustie 27 pumppukammiosta 36 väli-säiliöön 3. Samassa vä1irenkaassa 14 on myös rengasura 15, joka ulottuu jonkin verran siipipyörän 6 säteittöisten 15 urien 24a sisäpäiden etäisyyttä ulommaksi siipipyörän 6 keskiöstä.

Tämä rengasura 15 on yhdistetty porauksella tai aukolla 16 välisäiliöön 3, jolloin tämän paine, ts. pumpun painepuolen 20 paine, vaikuttaa myös siipien 6 sisäpäihin puristaen niitä vasten painerengasta 7. Lisäksi pumppu 1 on tiivistetty rengastiivisteillä 17 ja 18.

Rengasuraa 15 vastaava ura 19 on järjestetty myös välisäi-25 lion 3 alapinnalle. Tämä ura 19 ulottuu jonkin verran mit-tausosan 2 siipipyörän 11 säteittäisten urien 30a sisäpäiden etäisyyttä ulommaksi siipipyörän 11 keskiöstä. Tämä ura 19 on yhdistetty välisäiliöön 3 porauksella tai aukolla 20, joten myös mittausosan 2 siipipyörän 11 siipien 30 sisäpäi-30 hin vaikuttaa välisäiliön 3 paine ja puristaa siipiä 30 vasten painerengasta 12. Myös mittausosa 2 on pumppua 1 vastaten tiivistetty rengastiivisteillä 21 ja 22.

Kuviosta 2 nähdään pumppu 1 leikattuna kuvion 1 linjaa A-B-35 C-D-E-F pitkin. Kuviossa on viitenumerolla 8 esitetty pum-

II

5 7 2 21 0 pun 1 imuaukko ja tulokanava. Siipipyörä 6 näkyy kokonaisena siipineen 24 ja akselin 4 reikineen 25. Viitenumerolla 26 on esitetty välisäiliön 3 yläpinnassa oleva rengastii-visteen 17 ura, jonka sisäpuolelle jää välirengas 14. Väli-5 renkaassa on nähtävissä pumpun 1 paineaukot 27, jotka johtavat painenesteen välisäiliöön 3. Kuviosta nähdään myös neljä kappaletta reikä 28, joiden kautta pumppuyksikkö pul-tataan yhdeksi kokonaisuudeksi.

10 Kuviossa 3 esitetään välisäiliö 3 leikattuna välikanavan 23 keskilinjan korkeudelta kuvion 1 linjaa G-H pitkin. Kuviossa näkyvät välisäiliön 3 virtausaukot 29, jotka johtavat mittausosaan 2, ja aukko 20, joka johtaa välisäi1iöstä 3 mittausosan 2 siipipyörän 11 viereiseen rengasuraan 19.

1 5

Kuviossa 4 on esitetty mittausosa 2 leikattuna kuvion 1 linjaa 3-K-L-M pitkin. Mittausosan siipipyörä 11 tai roottori näkyy kokonaisena siipineen 30 ja akselin 10 reikineen 31. Kuvion oikealla puolella näkyy paineaukko 32, joka joh-20 taa lähtökanavan 13 kautta käyttöventtiiliin 35.

Keksinnön mukainen mittaava pumppuyksikkö toimii seuraavasti. Kun pumppu 1 käynnistyy, se imee nestettä tulokanavaa 8 pitkin säiliöstä 33. Pumppu 1 painaa siipipyörän 6 siipien 25 24 avulla nesteen aukkojen 27 kautta välisäiliöön 3, josta neste virtaa edelleen välikanavan 23 kautta vastusvasta-venttiiliin 34 ja paineen noustua riittävästi venttiilin 34 kautta takaisin säiliöön 33, mikäli lähtökanavan 13 jatkeeseen sijoitettu käyttöventtiili 35 on kiinni. Välisäiliön 3 30 paine johtuu myös aukkojen 16 ja 20 kautta rengasuriin 15 ja 19 ja sitä tietä siipipyörien 6 ja 11 uriin 24a ja 30a ja siipien 24 ja 30 sisäpäihin tasoittaen siten siipien päiden välille muutoin syntyvän paine-eron. Kun lähtökanavan 13 tai sen jatkeen käyttöventtii1i 35 avataan neste 35 purkautuu lähtökanavan 13 kautta edelleen ulos mittaavasta 6 "7 0 9 1 f · pumppuyksiköstä lähtien välisäiliön 3 virtausaukoista 29 pyörittäen siipipyörää 11 ja poistuen paineaukosta 32 I äh— tökanavaan 13. Tällöin kutakin siipipyörän 11 kierrosta vastaa tarkoin tunnettu nestemäärä ja laskemalla tai 3 mittaamalla mittausosan 2 akselin 10 kierrosten lukumäärä saadaan pumpattu nestemaäräselvi11 e . Kierrosten laskemiseen voidaan käyttää esimerkiksi aikaisemmin tunnettuja elektronisia laskureita, joilla saadaan myös kierrosten osat mukaan.

10

Lisäksi on huomattava, että koska siipipyörien 6 ja 11 siipien päiden väliset paine-erot on tasattu, nämä eivät vaikuta mittaustulokseen aiheuttamalla vuotoja. Edelleen, koska yksikkö on pystyasennossa ja, koska vastusvastaventtii-13 Iin 34 välikanavan 23 poistoaukko 23a ulottuu välisäiliön 3 yläpinnan tasalle, purkautuvat höyrykuplat poistokanavaan 23 joutumatta mittausosaan 3. Myöskään siipipyörässä 11 ei pääse syntymään kaasukuplia, koska se pyörii vapaasti mittausosan läpi kulkevassa nestevirtsuksessa.

20

Eräänä edullisena käyttösovellutuksena keksinnön mukaisella laitteella on polttoaineen mittaus- ja jakelulaite. Tällöin voidaan järjestää niin, että pumppu 1 käynnistyy, kun käy t-töventtii1i11ä 35 varustettu suutin otetaan telineestä ja 25 edelleen kun käyttöventtii1i 35 avataan, mittausosan 2 sii-pipyörä 11 lähtee pyörimään mitaten polttoaineen määrän.

On syytä huomata, että edellä on esitetty vain eräs edullinen toteutusesimerkki keksinnön mukaiselle mittaavalle 30 pumppuyksiköl1 e. On hyvinkin mahdollista, että siipipumpun sijasta käytettäisiin jotakin muuta pumpputyyppiä. Samoin on mahdollista joissakin erikoistapauksissa jättää välisäi-liö 3 kokonaan pois ja korvata se pumppua 1 ja mittausosaa 2 yhdistävällä kanavalla, josta tarpeelliset liitännät on 35 järjestetty vastusvastaventtii 1 i 1 1 e 34 ja muille mahdolli-

II

7221 O

7 sille toiminnan kannalta välttämättömille laitteille. Edelleen mittausosaa 2 voidaan muunnella tarpeen vaatiessa. Joissakin tapauksissa myöskään vastusvastaventtii1iä 34 ei tarvita, vaan pumppu voidaan käynnistää suoraan käyttövent-3 tiilin avulla. Siten edellä esitetyllä ei ole pyritty rajoittamaan keksintöä siitä, mikä on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa, jotka määrävät keksinnön suojapiirin 1 aaj uuden .

10

Claims (5)

8 '7091 P PATENTTIVAATIMUKSET ' *- z 1 u

1. Mittaava pumppuyksikkö, joka käsittää pumpun (1) ja mittausosan (2), joka pumppu (1) on siipipumppu, joka kä-5 sittää siipipyörän (6) siipineen (24) ja pumppukammion (36), ja joka mittausosa (2) käsittää vapaasti pyörivän siipipyörän (11) siipineen (30) ja mi11au skammion (37), jotka pumppu (1) ja mittausosa (2) muodostavat yhtenäisen kokonaisuuden, joka on järjestetty ainakin likipitäen pys-10 tysuoralle akseleille (N-N) siten, että pumppu (1) muodos taa pumppuyksikön yläosan ja mittausosa (2) alaosan, t u n -n e t t u siitä, että pumpun (1) ja mittausosan (2) väliin on sijoitettu välisäiliö (3) tai vastaava, joka on yhdistetty aukoilla tai kanavilla (27, 29) mainittuihin pumppuun (1) ja mittausosaan (2) ja että pumpun (l) painepuo 1 e 11a on 15 yhteys välikanavan (23) ja vastusvastaventtiilin (34) kaut ta takaisin nestesäiliöön (33), josta nestettä on tarkoitus annostella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittaava pumppuyksikkö, tunnettu siitä, että pumppukammio (36) on sylinteriin äinen tila, johon siipipyörä (6) on laakeroitu epäkes-keisesti ja jonka siipipyörän (6) siivet (24) on asennettu säteittäisiin uriin (24a) liikkuvasti ja joihin uriin (24a) 25 on yhteys pumpun painepuolelta rengasuran (15), aukon (16), välisäiliön (3) tai vastaavan ja aukkojen (27) kautta niin, että siivet (24) puristuvat nesteen paineen vaikutuksesta pumppukammion (36) sisäseinämää vasten.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen mittaava pumppu- yksikkö, tunnettu siitä, että välikanava (23) on yhdistetty välisäiliön (3) ylimpään kohtaan. 35 II 7 9 9 1 Γ: 9

4. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen mittaava pumppuyksikkö, tunnettu siitä, että mittauskammio (37) on sy1interimäinen tila, johon siipipyörä (11) on laakeroitu epäkeskeisesti ja jonka siipipyörän (11) siivet 3 (30) on asennettu säteittäisiin uriin (30a) liikkuvasti, ja joihin uriin (30a) on yhteys pumpun (.1) painepuolelta ren-gasuran (19), aukon (20), välisäiliön (3) tai vastaavan kautta niin, että siivet (30) puristuvat nesteen paineen vaikutuksesta mittauskammion sisäseinämää vasten.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen mittaava pumppuyksikkö, t u n n e t t u siitä, että mittausosan (2) siipipyörän (11) akselille (10) on järjestetty tämän kierroksia laskeva mittari, jonka avulla mittausosan läpi kulkeva nestemäärä 25 määritetään. LO •7 9 9 1 n