HU202631B - Eccentric scroll pump - Google Patents

Description

A találmány olyan excentrikus csigaszivattyúra vonatkozik, amelynek szivattyúháza és a szivattyúházban elasztomer anyagból készült állórésze van.

Ismeretes, hogy az excentrikus csigaszivattyúknál az állórésznek és a csigadugattyúnak egymáshoz képest kettős mozgást kell végeznie. Az egyik egy bolygómozgás, a másik egy legördülő mozgás.

Az eddig gyártott excentrikus csigaszivattyúknál egy kivétellel - az állórész rögzítve van a szivattyúházban, és a bolygó és legördülő mozgást a csigadugattyú végzi. Ahhoz, hogy ez a bonyolult mozgás létrejöhessen, a csigadugattyú kitérő tengelykapcsolattal - kardántengellyel - van a meghajtó motorral összekötve. Ezeknél a kialakításoknál a csigaszivattyú élettartamát meghatározó egyik kritikus elem éppen a kitérő tengelykapcsolat

A probléma megoldására már voltak korábban is próbálkozások. Ennek eredményeképpen született meg az az általunk is gyártott - egy kivételként említett T/50937 közzétételi számú excentrikus csigaszivattyú, amelynél a csigadugattyú az elméleti tengelyvonalában fixen van csapágyazva. Itt a bolygómozgás problémáját úgy oldották meg, hogy az állórészhez a szívóoldal felőli végénél egy őt körülvevő külső rugalmas hüvely csatlakozik, amely nagyjából olyan hosszú, mint az állórész, és a hüvely a nyomóoldal felé kúposán bővül, és a nyomóoldal felőli vége van a szivattyúházban rögzítve. Ez a hüvely lényegében egy olyan rugalmas felfüggesztést biztosít az állóiésznek, amely a bolygómozgást megengedi.

Ez a megoldás a kardántengely alkalmazását valóban szükségtelenné teszi, ugyanakkor egy másik, eddig nem ismert problémát okoz. A hüvellyel felfüggesztett állórész nem képes tökéletesen követni a csigadugattyú mozgását, mert a mozgási szabadsága a szívóoldal felé haladva egyre csökken. Emiatt az állórész itt olyan mértékű deformációt szenved, amely számottevő tömítetlenséghez vezet. így az állórész ténylegesen csak egy kis szakaszon szállít.

A találmányunknak az a célja, hogy az állórész bolygómozgását úgy biztosítsa, hogy az állórész és a csigadugattyú tömítettsége a teljes hosszon egyenletes legyen. A találmányunkhoz az a felismerés vezetett, hogy ha az állórész mindkét végén jól deformálódó, és tökéletesen záró elemmel - membránnal - függesztjük fel, akkor az állórész képes lesz önmagával párhuzamosan elmozdulni.

A találmány tehát excentrikus csigaszivattyú, amelynek szivattyúháza, és a szivattyúházban elasztomer anyagból készült állórésze van, és a kialakítása olyan, hogy az állórész két végén, vele azonos anyagból egyegy membrángyűrű, a membrángyűrű szélén pedig befogóperem van kialakítva, a befogóperem a szivattyúházban van rögzítve, a membrángyűrűnek a befogóperem nélkül mért szélessége, és a szivattyúház belső felülete és az állórész külső palástja közötti távolság legalább akkora, mint a csigaszivattyúra jellemző excentricitás.

A találmány szerinti csigaszivattyú egyik előnyös kiviteli alakjánál az állórész végein kialakított membrángyűrűk nyitott felükkel egymás felé fordított fél-tóruszok.

A találmány szerinti csigaszivattyú másik előnyös kiviteli alakja olyan, hogy a fél-tórusz alakú membrángyűrűk belsejében bordák vannak kialakítva.

A találmány szerinti csigaszivattyú harmadik előnyös kiviteli alakja az, amelynél az állórész végein kialakított membrángyűrűk egymástól távolodva bővülő kúpok.

A találmány szerinti csigaszivattyú negyedik előnyös kiviteli alakjánál az állórész és a membrángyűrűk egyetlen darabban vannak kialakítva.

A találmány szerinti csigaszivattyú ötödik előnyös kiviteli alakja az, amelynél az állóiész egyik végén hengeres csatlakozó felület van, a membrángyűrű belső átmérőjén egy persely van kialakítva, és a membrángyűrű perselye az állórész hengeres csatlakozó felületére illeszkedik.

A találmány szerinti csigaszivattyú hatodik előnyös kiviteli alakjánál a nyomóoldalon lévő membrángyűrű furattal át van törve.

A találmány szerinti csigaszivattyú egy további előnyös kiviteli alakja olyan, hogy az állórészt a membrángyűrűk közötti szakaszán fémköpeny veszi körül.

Végül a találmány szerinti csigaszivattyú egyik előnyös kiviteli alakja az is, amelynél az állórész külső palástján a saját anyagából kialakított radiális nyúlványok vannak, amelyek a szivattyúház falában kialakított furatokba illeszkednek.

A találmány részletesebben néhány kiviteli példa segítségével ismerhető meg a mellékelt rajzok alapján, ahol az 1. ábra a találmány szerinti csigaszivattyút hosszmetszetben, a 2. ábra egy másik kivitel állórészét félmetszet, félnézetben, a 3/a és 3/b ábrák az előbbi két kivitel állórészének Igyel illetve II-vel jelölt félkeresztmetszetét, a 4. ábra egy harmadik kivitel állórészét félmetszet - félnézetben mutatja be.

Az 1. ábrán egy excentrikus csigaszivattyú tulajdonképpen folyadékszállító része látható. Az 1 állórész elasztomer anyagból készült, belső felülete ismert módon kétbekezdésű menetként van kialakítva. Külső hengeres palástját egy 6 fémköpeny alkotja.

Az 1 állórész 12 és 13 végén a saját anyagából egyegy 2 és 3 membrángyűrű van kialakítva. Ezek egy-egy olyan fél-tóruszt alkotnak, amelyek a nyitott felületükkel egymás felé vannak fordítva. A 2 és 3 membrángyűrű külső részén egy-egy 4 és 5 befogóperem van. A 4 és 5 befogóperem van befogva a 7 szivattyúházba.

Az 1 állórész belsejében helyezkedik el a 8 csigadugattyú, amelynek e excentricitása jellemző a csigaszivattyúra.

A 7 szivattyúház belső felülete és az 1 állórész külső palástja t távolságban helyezkedik el egymástól. Ez a t távolság nagyobb, mint az e excentricitás.

A 2 és 3 membrángyűrű m szélessége alatt ennél a kialakításnál a fél-tórusz meridiánkörének átmérőjét kell érteni. Az m szélesség szintén nagyobb mint az e excentricitás.

A 7 szivattyúház, az 1 állórész és a 2 és 3 membrángyűrű egy zárt 10 üreget alkot Az 1 állórész N nyomóoldal felőli 3 membrángyűrűje egy 9 furattal át van törve. így a 10 üreg az S szívóoldaltól el van választva, de az N nyomóoldallal össze van kötve.

A találmány szerinti csigaszivattyú a következőképpen működik:

A 8 csigadugattyú a szivattyúházban (nem ábrázolt

HU 202 631 Β módon) csapágyakkal mereven meg van fogva, így bolygómozgást nem végezhet. Helyette forgásával az 1 állórészt kényszeríti arra, hogy a szükséges bolygómozgást elvégezze.

A 2 és 3 membrángyűrű alkalmas arra, hogy az 1 állórész radiális irányú mozgásait fölvegye. Ezért szükséges az, hogy mind a t távolság, mind az m szélesség nagyobb legyen, mint az e excentricitás.

Miután az 1 állórész mindkét végén meg van fogva egy-egy 2 ill. 3 membrángyűrűvel, amelyek teljesen azonos deformációra képesek, ezért önmagával párhuzamosan fog elmozdulni a 8 csigadugattyú forgásának hatására. így ugyanolyan tömítettséget kapunk, mint a hagyományos excentrikus csigaszivattyúknál.

A 9 furaton át az 1 állórészt elhagyó túlnyomásos folyadék az N nyomóoldalról át tud áramlani a 10 üregbe, illetve az N nyomóoldal és a 10 üreg között hidraulikus kapcsolat van. így a 10 üregben is uralkodik a túlnyomás, amely a 2 és 3 membrángyűrűt tehermentesíti. Ha az 1 áilórészen nincs fémköpeny, a túlnyomás az 1 állórész és a 8 csigadugattyú kopásának utánállítását is biztosítja.

A 2. ábrán csak a találmány szerinti csigaszivattyú 1 állórészének egy másik változata látható. Az 1 állórész 13 végén az előbb leírt módon van kialakítva a 3 membrángyűrű az 5 peremmel. Az 1 állórész 12 végén egy 14 hengeres csatlakozó felület van. A 2 membrángyűrűhöz a belső átmérőjén egy 15 persely csatlakozik A 2 membrángyűrű ezzel a 15 persellyen van felrögzítve az 1 állórész 14 hengeres csatlakozó felületére. A 2 membrángyűrű anyaga egyébként megegyezik az 1 állórész anyagával. A rögzítés pl. ragasztással történhet.

Ennek a kialakításnak az az előnye, hogy könnyebb a gyártószerszámot elkészíteni.

Ha az m szélesség nagy, és az 1 állórészt terhelő csavarónyomaték is nagy, a membrángyűrűk a nagy igénybevételtől könnyen elszakadhatnak. Ezért a 16 illetve 17 bordával meg vannak erősítve. Ezek a 16 illetve 17 bordák - a 3/b ábrán látható módon - radiálisán vannak elhelyezve, de más, pl. egymást keresztező tangenciális elrendezés is megfelel. A 3/a ábrán összehasonlításképpen az 1. ábra szerinti 2 illetve 3 membrángyűrű belró kialakítása látható.

Ugyancsak a csavarónyomaték felvételére szolgál egy a 2. ábrán látható másik megoldás is. Az 1 állórész külső felületén a saját anyagából 11 nyúlványok vannak radiálisán kiképezve. Ezek - nem ábrázolt módon - a szivattyúház megfelelő furatába nyúlnak bele. így bordaszerűen elfordulás ellen megtámasztják az 1 állórészt.

A membrángyűrű nem csak az eddig megismert féltórusz alakú lehet. Erre mutat példát a 4. ábra. Az 1 állórész 12 és 13 végéhez olyan 2 illetve 3 membrángyűrű csatlakozik, amelyek kúp alakúak és egymástól távolodva bővülnek. A 2 és 3 membrángyűrű szélén az eddig megismert módon megtalálható a 4 és 5 befogóperem.

Ebben az esetben a 2 illetve 3 membrángyűrű m szélességén az 1 állórész külső felülete és a 4 illetve 5 befogóperem közötti távolságot kell érteni, azaz ennek kell nagyobbnak lennie az e excentricitásnál.

A 4. ábrán látható, hogy sem a 2., sem a 3 membrángyűrű nincs áttörve. Sűrűn folyó anyagok, vagy nagy mennyiségű szilárd szennyeződést tartalmazó közegek szállítása esetén ugyanis az 1 állórész előbb megismert előfeszítését nem lehet alkalmazni. Ilyenkor a 10 üreget a 7 szivattyúházon keresztül vezetett csatornán semleges közeggel lehet feltölteni és túlnyomás alá helyezni.

A találmány szerinti kialakításnak az eddig megismert előnyein túl egy a szállítási teljesítmény szempontjából jelentős előnye is van: Mivel az 1 állórész a 8 csigadugattyú által meghatározott pályán szabadon mozoghat, több állórész egymás után építésével többfokozatú csigaszivattyúk állíthatók össze. A membrángyűrűkkel lezárt terek az egyes állórészek álal létrehozott nyomáskülönbségekkel vannak csak terhelve, az eddigi gyakorlattól eltérően kialakíthatók magasabb nyomásviszonyokra alkalmas excentrikus csigaszivattyúk is.

A találmány szerinti megoldással olyan különleges igények is kielégíthetők, mint az állórész fűtése vagy hűtése. Az állórész és a szivattyúház közötti üreg úgy is kialakítható, hogy benne a szükséges nyomáson fűtő vagy hűtő folyadék áramoljon.

Végül általános előnyként említhető meg az, hogy jelentős mértékben csökken a csigaszivattyúra jellemző, hátrányos vibráció, mivel a tengelyvonalon kívül összetett mozgást végző kiegyensúlyozatlan tömegek jelentősen csökkentek. Ez az általános élettartamban és a környezeti ártalmat okozó zajszint területén is javulást jelenet.

Claims (9)

1. Excentrikus csigaszivattyú, amelynek szivattyúháza és a szivattyúházban elasztomer anyagból készült állórésze van, azzal jellemezve, hogy az állórész (1) két végén (12,13) vele azonos anyagból egy-egy membrángyűrű (2, 3), a membrángyűrű (2, 3) szélén pedig egy befogóperem (4,5) van kialakítva, a befogóperem (4,5) van a szivattyúházban (7) rögzítve, a membrángyűrűnek (2,3) a befogóperem (4,5) nélkül mért szélesróge (m) és a szivattyúház (7) belső felülete és az állórész (1) külső palástja közötti távolság (t) legalább akkora, mint a csigaszivattyúra jellemző excentricitás (e).

2. Az 1. igénypont szerinti csigaszivattyú, azzal jellemezve, hogy az állórész (1) végein (12,13) kialakított membrángyűrűk (2, 3) nyitott felületükkel egymás felé fordított fél-tóruszok.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti csigaszivattyú azzal jellemezve, hogy a fél-tórusz alakú membrángyűrűk (2,3) belsejében bordák (16) vannak kialakítva.

4. Az 1. igénypont szerinti csigaszivattyú, azzal jellemezve, hogy az állórész (1) végein (12, 13) kialakított membrángyűrűk (2,3) egymástól távolodva bővülő kúpok.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti csigaszivattyú, azzal jellemezve, hogy az állórész (1) és a membrángyúrűk (2,3) egyetlen darabban vannak kialakítva.

6. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti csigaszivattyú, azzal jellemezve, hogy az állórész (1) egyik végén (12) hengeres csatlakozó felület (14) van, a membrángyűrű (2) belső átmérőjén egy persely (15) van kialakítva és a membrángyűrű (2) perselye (15) az állórész (1) hengeres csatlakozó felületére (14) illeszkedik.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti csigaszivattyú, azzal jellemezve, hogy a nyomóoldalon (N) lévő membrángyűrű (3) furattal (9) át van törve.

8. Az 1-7. igénypontok bánnelyike szerinti csigaszi3

HU 202 631 Β vattyú azzal jellemezve, hogy az állórészt (1) a membrángyűrűk (2,3) közötti szakaszán fémköpeny (6) veszi körül.

9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti csigaszivattyú, azzal jellemezve, hogy az állórész (1) külső palástján a saját anyagából kialakított radiális nyúlványok (11) vannak, amelyek a szivattyúház (7) falában kialakított furatokba illeszkednek.