HU219963B - Folyadékszivattyú - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya folyadékszivattyú, különösen villamos tüzelőanyag-szivattyú. Az oldalcsatornás kivitelű folyadékszivattyúnál, amelynekvan egy beáramlási nyílással (12) rendelkező szívófedele (11), egykiáramlási nyílással (14) rendelkező közbenső háza (13), egy, aszívófedél (11) és a közbenső ház (13) közé zárt szivattyú-járókereke(15), valamint a szívófedél (11) és a közbenső ház (13) egymássalszemben lévő felületeiben (111, 131) kialakított koncentrikusoldalcsatornái (21, 22), amelyekbe a beáramlási nyílás (12) és akiáramlási nyílás (14) torkollik, zajcsökkentés céljából és anyugodtabb járás elérése érdekében egyrészt a kiáramlási nyílás (14)geometriáját olyannak választják, hogy annak az oldalcsatornát (22) aközbenső házban (13) a végoldalon határoló nyílásfala (141) legalábbaz oldalcsatorna környezetében a közbenső háznak (13) a belsőfelületétől (131) kezdve kifelé konkáv görbületű, másrészt aszívófedélben (11) lévő oldalcsatorna végének geometriáját úgyalakítják ki, hogy az oldalcsatornának (21) meredeken emelkedővégoldala (211) van. ŕ

Description

A találmány tárgya folyadékszivattyú, különösen villamos tüzelőanyag-szivattyú.

A folyadékszivattyúnak van egy beáramlási nyílással rendelkező szívófedele, egy kiáramlási nyílással rendelkező közbenső háza, egy, a szívófedél és a közbenső ház közé zárt, forgatva hajtott szivattyú-járókereke több járólapáttal a folyadék elmozdítására, és egy szivattyúkamrája, amelyet két, mindenkor a szívófedélnek és a közbenső háznak a szivattyú-járókerék felé néző sík felületeiben elhelyezett, a szivattyútengelyhez képest koncentrikus, a beáramlási nyílástól a kiáramlási nyílásig terjedő hornyokként kialakított oldalcsatoma képez. A beáramlási nyílás a szívófedélben elhelyezett oldalcsatoma elejébe, a kiáramlási nyílás a közbenső házban elhelyezett oldalcsatoma végébe torkollik.

Egy ilyen, oldalcsatoma-szivattyúnak is nevezett villamosán hajtott tüzelőanyag-szállító szivattyú az US-PS 5 310 308 számú amerikai szabadalmi leírásból ismert. Az ilyen folyadékszivattyúkban jelentős zajok keletkeznek, amelyek frekvenciái a szivattyú-járókerék fordulatszámától és a szivattyú-járókeréken lévő járólapátok fordulatszámától függnek. Ezeket a zajokat főleg a szivattyú kiáramlási nyílásánál fellépő folyadéklökések okozzák, amelyek a szivattyú-járókerék járólapátjain át átadódnak a szivattyúházra.

A találmány szerinti folyadékszivattyú folyamatosan szélesedő nyílás-keresztmetszetű kiáramlási nyílása a közbenső házban elhelyezett oldalcsatomától a közbenső háznak a szivattyú-járókeréktől távolabb eső, külső felületéig nyúlik. A kiáramlási nyílásnak az oldalcsatomát a végoldalon határoló nyílásfala legalább az oldalcsatoma környezetében, a közbenső háznak a szivattyú-járókerék felé néző belső felületétől kezdve konkáv görbületű. A szívófedélben vakon végződő oldalcsatornának, az oldalcsatoma alapjától a szívófedélnek a szivattyú-járókerék felé néző belső felületéig meredeken emelkedő végoldala van.

A találmány szerinti folyadékszivattyúnak az US-PS 5 310 308 számú amerikai szabadalmi leírással összehasonlítva az az előnye, hogy a kiáramlási nyílásnak és az oldalcsatoma szívófedélben lévő végének kedvező geometriája a kiáramlási nyílásban és a szívófedélben folyadéklökést okozó torlónyomás keletkezését jelentősen csökkenti. A kiáramlási nyílás lekerekítésével a torlónyomás kialakulását a kiáramlási nyílásban csökkentjük, illetve majdnem teljesen kiküszöböljük, és az oldalcsatoma végének meredek hajlításával a szívófedélnél kialakuló folyadéklökést jelentősen csökkentjük. Összességében ezáltal a szivattyú lényegesen nyugodtabb járását éljük el.

A találmány egyik előnyös kiviteli alakja szerint a szívófedélben és a közbenső házban lévő oldalcsatornáknak, a szivattyú-járókeréknél tengelyirányban egymással szemben lévő végrészeiben mindenkor a sugárirányú oldalcsatoma-szélességet meghaladó kiszélesedésük van. Ennél a szerkezeti kialakításnál a még meglévő kis örvények betolódnak az így létrehozott kiszélesedési terekbe, amelyeket nyomástárolóként alkalmazunk. A folyadéklökések amplitúdóit tovább csökkentjük, és messzemenő zajcsökkenést érünk el.

A találmány egy további előnyös kiviteli alakja szerint a szívófedélben, illetve a közbenső házban lévő oldalcsatoma a kiszélesedési tér végén átmegy egy, az oldalcsatoma végéig nyúló zárócsatomába, amelyet a kisebb horonymélységgel folytatódó csatornaszakasz képez. A zárócsatoma horonymélységét kisebbre, előnyös módon fele akkorára választjuk, mint az oldalcsatoma horonymélységét. A zárócsatomának két, hegyesszögben haladó horonyoldala van, amelyek alaptávolsága megegyezik az oldalcsatoma sugárirányú szélességével, és a zárócsatomák a szivattyú-járókeréknél ismét egybevágóan tengelyirányban egymással szemben vannak. A két azonos zárócsatoma gondoskodik arról, hogy a folyadék az oldalcsatoma végén folyamatosan áramoljon a kiáramlási nyíláshoz, és a szivattyú-járókerék zárási művelete hosszabb legyen. Ez az áramlás enyhe megtörését okozza a csatorna végrészénél, miáltal a folyadéklökés amplitúdói vagy a hirtelen növekedés csökken, illetve kiküszöbölődik.

Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben, ábráink segítségével, amelyek közül az

1. ábra egy vázlatosan ábrázolt tüzelőanyag-szivattyú hosszmetszete, a

2. ábra az 1. ábra szerinti tüzelőanyag-szivattyú egy részletének metszete az oldalcsatornák végrészén, a 6. ábra VII-VII metszetvonalának megfelelő metszetvezetéssel, a

3. ábra a tüzelőanyag-szivattyú szívófedelének a szivattyú-járókerék felé néző oldala felülnézetben, egy második kiviteli alak szerint, a

4. ábra egy metszet a 3. ábra szerinti IV-IV vonal mentén, az

5. ábra egy metszet a 3. ábra szerinti V-V vonal mentén, a

6. ábra a tüzelőanyag-szivattyú közbenső házának a szivattyú-járókerék felé néző oldala felülnézetben, a második kiviteli alak szerint, a

7. ábra egy metszet a 3. ábra szerinti VII-VII vonal mentén, a

8. ábra a tüzelőanyag-szivattyú közbenső házának a szivattyú-járókerék felé néző oldala felülnézetben, egy harmadik kiviteli alak szerint, a

9. ábra a tüzelőanyag-szivattyú szívófedelének a szivattyú-járókerék felé néző oldala felülnézetben, a harmadik kiviteli alak szerint, a

10. ábra egy metszet a 9. ábra szerinti X-X vonal mentén, a

11. ábra egy metszet a 9. ábra szerinti XI-XI vonal mentén.

Az 1. ábrán hosszmetszetben és vázlatosan ábrázolt tüzelőanyag-szivattyúnak - egy általános folyadékszivattyú példájaként - van 11 szívófedele a 12 beáramlási nyílással, 13 közbenső háza a 14 kiáramlási nyílással és 15 szivattyú-járókereke nagyszámú 16 járólapáttal. A járókerék forgásbiztosan van rögzítve egy elektromotor által hajtott 17 szivattyútengelyen. A 15 szivattyújárókerék all szívófedél és a 13 közbenső ház között van befogva. Ehhez az utóbbinak van egy koaxiális,

HU 219 963 Β kör alakú 18 mélyedése, és ebbe van behelyezve a 15 szivattyú-járókerék. All szívófedél a 13 közbenső házon támaszkodik, és lezárja a 18 mélyedést. A 17 szivattyútengely folyadékzáróan van átvezetve all szívófedélben lévő 19 furaton. A szivattyú oldalcsatomaszivattyúként van kialakítva, amelynél a szivattyúkamrát a 11 szívófedélben, illetve a 13 közbenső házban lévő, két 21,22 oldalcsatoma képezi. A 21, illetve 22 oldalcsatomákat a 20 szivattyútengellyel koncentrikus horony valósítja meg, amelyet all szívófedélnek, illetve a 13 közbenső háznak a 15 szivattyú-járókerék felé néző sík 111, illetve 131 felületén van kialakítva. Ez a horony mindenkor a 12 beáramlást nyílástól a 14 kiáramlási nyílásig terjed. Az 1. ábrán a 12 beáramlást nyílás és a 14 kiáramlási nyílás a jobb ábrázolás kedvéért síkmetszetben látható. A valóságban a 21, 22 oldalcsatomák mindenkor több mint 330°-os kerületi szögben teijednek ki, ahogy ez a 3., 6., 8. és 9. ábrán látható. A két 21, 22 oldalcsatoma a 15 szivattyú-járókeréknél egybevágóan tengelyirányban egymással szemben van. A 12 beáramlást nyílás annak elején, a 21 oldalcsatomába, a 14 kiáramlási nyílás annak végén, a 22 oldalcsatomába torkollik.

A 21,22 oldalcsatomák geometriájának sajátos kialakításával a 14 kiáramlást nyílásnak megfelelő végrészükben és a 14 kiáramlási nyílás geometriájának sajátos kialakításával lényeges zajcsökkenést érünk el. Ez a geometria a 2. ábrán látható, amely a szivattyú hosszmetszetét mutatja a 14 kiáramlási nyílás környezetében, ahol is a metszetvezetés megfelel a 6. ábra szerinti VII-VII metszetvonalnak. Ahogy ott felismerhető, a 14 kiáramlási nyílás folyamatosan szélesedő nyíláskeresztmetszettel a 13 közbenső házban elhelyezett 22 oldalcsatoma alapjától a 13 közbenső háznak a 15 szivattyú-járókeréktől távolabb eső, külső 132 felületéig nyúlik. A 14 kiáramlási nyílásnak a 22 oldalcsatomát a végoldalon határoló 141 nyílásfala legalább az oldalcsatoma környezetében a 13 közbenső háznak a 15 szivattyú-járókerék felé néző belső 131 felületétől kezdve konkáv görbületű, úgyhogy a 22 oldalcsatomából és a 21 oldalcsatomából a 14 kiáramlási nyílásba beáramló tüzelőanyag-mennyiség lekerekítéssel találkozik, miáltal a 14 kiáramlási nyílásban sem folyadéklökés, sem henger alakú örvény nem tud keletkezni. Kiegészítőleg a 141 nyílásfallal szemben lévő, a 22 oldalcsatoma horonyalapjától a kiáramlási nyílás nyíláséléig teijedő 142 nyílásfal is ugyanabban az irányban ferde, mint a 141 nyílásfal, és adott esetben szintén görbe. Ezáltal itt sem tud örvény leválni, ami járulékos zajkeletkezést okozna. A tüzelőanyag-áramlást a 2. ábrán a 23 áramlási nyilak jelzik. All szívófedélben lévő, a 14 kiáramlási nyílás környezetében vakon végződő 21 oldalcsatomának kiegészítőleg van egy 211 végoldala, amely a 21 oldalcsatoma alapjától all szívófedélnek a 15 szivattyú-járókerék felé néző belső 111 felületéig meredeken emelkedik. A 21 oldalcsatomát képező horonynak általában - ahogy a 22 oldalcsatomát képező horonynak is - körszelet alakú keresztmetszete van, ahogy ez például az 5. ábrán látható.

A 3-7. ábrák egy tüzelőanyag-szivattyú 11 szívófedelét és 13 közbenső házát különböző nézetekben és metszeti ábrázolásokban mutatják, amelyeknél a 21, 22 oldalcsatomák geometriája a végrészen a fent ismertetett tüzelőanyag-szivattyúhoz képest módosítva van, hogy még jobb zajcsökkenést és a tüzelőanyag-szivattyú még nyugodtabb járását érjük el. Ahogy a 6. ábrán látható, a 13 közbenső házban lévő 22 oldalcsatoma a végrészén horonykiszélesítés révén tengelyirányban és sugárirányban a 25 kiszélesedési térrel van ellátva, amelynek sugárirányú szélessége nagyobb, mint a 22 oldalcsatornáé. A 22 oldalcsatomában lévő 25 kiszélesedési tér az oldalcsatoma végéig nyúlik, amelybe a 14 kiáramlási nyílás 141 és 142 nyílásfalával torkollik. Ez a 25 kiszélesedési tér nyomástárolóként szolgál, ami a nyomáscsúcsok csökkenését okozza.

A tüzelőanyag-szivattyú 8-11. ábrákon különböző nézetekben és metszeti ábrázolásokban mutatott harmadik kiviteli alakja szerint a zárócsatomavégek geometriáját a 14 kiáramlási nyílás környezetében a második kiviteli alak szerinti tüzelőanyag-szivattyúhoz képest tovább módosítottuk. E szerint a 13 közbenső házban van egy 25 kiszélesedési tér (8. ábra), ahogy ezt a 6. ábrához tartozó leírásban ismertettük, és a 11 szívófedélben van egy ugyanúgy kialakított 24 kiszélesedési tér (9. ábra). A két 24, 25 kiszélesedési tér a 15 szivattyújárókeréknél tengelyirányban egymással szemben helyezkedik el. Mindegyik 24, illetve 25 kiszélesedési tér végén all szívófedélben (9. ábra), illetve a 13 közbenső házban lévő mindegyik 21, illetve 22 oldalcsatoma átmegy egy, az oldalcsatoma végéig nyúló 26, illetve 27 zárócsatomába. Mindegyik 26, illetve 27 zárócsatomát egy folytatódó csatornaszakasz képezi, amelynek horonymélysége kisebb, mint a 21, illetve 22 oldalcsatornáé, és előnyös módon fele akkora. All szívófedélben lévő 26 zárócsatomát a 10. ábrán hosszmetszetben ábrázoltuk. A 13 közbenső házban lévő 27 zárócsatorna azonos módon van kialakítva. Mindegyik 26, illetve 27 zárócsatomának hegyesszöget bezáró 261 és 262, illetve 271 és 272 horonyoldalai vannak, amelyek alaptávolsága megegyezik a 21, illetve 22 oldalcsatorna sugárirányú szélességével. A 26, 27 zárócsatomák egybevágóan vannak kialakítva, és a 15 szivattyú-járókeréknél tengelyirányban helyezkednek el egymással szemben. Ezek a 26, 27 zárócsatomák hozzájárulnak a szivattyú zajának messzemenő csökkentéséhez, mivel gondoskodnak arról, hogy a tüzelőanyag az oldalcsatorna végén folyamatosan áramoljon a 14 kiáramlási nyíláshoz, és ezáltal a 15 szivattyú-járókerék zárási művelete hosszabb legyen. Ez az áramlás enyhe megtörését okozza a csatorna végrészén, ami a folyadéklökés amplitúdóinak jelentős csökkenését okozza.

A 14 kiáramlási nyílás 141 nyílásfala, ami a 22 oldalcsatomát a 27 zárócsatomával a végoldalon határolja ennél a tüzelőanyag-szivattyúnál is, a 2. ábrán látható ív alakban görbített módon van kialakítva. Ugyanez érvényes a 14 kiáramlási nyílás másik, 142 nyílásfalára, amely - mint a 2. ábrán - ferde, adott esetben ív alakban meg van görbítve. All szívófedélben lévő 21 oldalcsatomának az áramlási csatornát a 26 zárócsatomával határoló 211 végoldala meredeknek van kialakítva, mint a 2. ábrán lévő tüzelőanyag-szivattyúnál (10. ábra).

Claims (8)

1. Folyadékszivattyú, különösen villamos tüzelőanyag-szivattyú, amelynek van egy beáramlási nyílással (12) rendelkező szívófedele (11), egy kiáramlási nyílással (14) rendelkező közbenső háza (13), egy, a szívófedél (11) és a közbenső ház (13) közé zárt, forgatva hajtott szivattyú-járókereke (15) több járólapáttal (16) a folyadék elmozdítására, és egy szivattyúkamrája, amelyet két, mindenkor a szívófedélnek (11) és a közbenső háznak (13) a szivattyú-járókerék (15) felé néző sík felületeiben (111,131) elhelyezett, a szivattyútengelyhez (20) képest koncentrikus, a beáramlási nyílástól (12) a kiáramlási nyílásig (14) teijedő hornyokként kialakított oldalcsatoma (21, 22) képez, ahol is a beáramlási nyílás (12) a szívófedélben (11) elhelyezett oldalcsatoma (21) elejébe, a kiáramlási nyílás (14) a közbenső házban (13) elhelyezett oldalcsatoma (22) végébe torkollik, azzal jellemezve, hogy a kiáramlási nyílás (14) folyamatosan szélesedő nyíláskeresztmetszettel a közbenső házban (13) elhelyezett oldalcsatomától (22) a közbenső háznak (13) a szivattyú-járókeréktől (15) távolabb eső, külső felületéig (132) nyúlik, és a kiáramlási nyílásnak (14) az oldalcsatornát (22) a végoldalon határoló nyílásfala (141) legalább az oldalcsatoma környezetében a közbenső háznak (13) a szivattyú-járókerék (15) felé néző belső felületétől (131) kezdve konkáv görbületű, és hogy a szívófedélben (11) vakon végződő oldalcsatomának (21) az oldalcsatoma (21) alapjától a szívófedélnek (11) a szivattyú-járókerék (15) felé néző belső felületéig (111) meredeken emelkedő végoldala (211) van.

2. Az 1. igénypont szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy a konkáv görbületű nyílásfallal (141) szemben lévő, az oldalcsatoma (22) alapjától a kiáramlási nyílás (14) nyíláséléig terjedő nyílásfal (142) a szemben lévő nyílásfal (141) irányában ferde, adott esetben görbe.

3. Az 1. vagy a 2. igénypont szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy a közbenső házban (13) lévő oldalcsatomának (22) és/vagy a szívófedélben (11) lévő oldalcsatomának (21) a végrészükön mindenkor van egy kiszélesedést tere (24, 25), amelynek sugárirányú szélessége nagyobb, mint az oldalcsatomáé (21, illetve 22).

4. A 3. igénypont szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy a kiszélesedési terek (24,25) mindenkor az oldalcsatoma végéig nyúlnak.

5. A 3. igénypont szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy mindegyik oldalcsatoma (21, illetve 22) mindegyik kiszélesedési tér (24, illetve 25) végén átmegy egy, az oldalcsatoma végéig nyúló zárócsatomába (26, illetve 27), amelyet kisebb horonymélységgel folytatódó csatornaszakasz képez.

6. Az 5. igénypont szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy a zárócsatoma (26, illetve 27) horonymélysége kisebb, előnyös módon fele akkora, mint az oldalcsatoma (21, illetve 22) horonymélysége.

7. Az 5. vagy a 6. igénypont szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy a zárócsatomának (26, illetve 27) hegyesszöget bezáró horonyoldalai (261,262, illetve 271, 272) vannak, amelyek alaptávolsága körülbelül megegyezik az oldalcsatoma (21, illetve 22) sugárirányú szélességével.

8. Az 5-7. igénypontok bármelyike szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy a zárócsatomák (26, 27) egybevágóan vannak kialakítva, és a szivattyú-járókeréknél (15) tengelyirányban helyezkednek el egymással szemben.