HU222960B1 - Járókerék nyomás alatti folyadékot szállító szivattyúkhoz, főleg WESTCO-típusú szivattyúhoz, valamint szivattyú - Google Patents

Abstract

A találmány járókerék (42) nyomás alatti folyadékot szállítószivattyúkhoz, főleg WESTCO típusú szivattyúhoz. A járókeréknek (42)szivattyúházrészben kialakított körkörös szivattyúcsatorna (49)irányában elrendezett lapátjai (56), valamint a szivattyúházrésztömítőfelületeitől résszerű axiális terekkel elválasztotthomlokfelületei (42a, 42b) vannak. Lényege, hogy a járókerék (42)homlokfelületeinek (42a, 42b) beépített állapotban a szivattyúházrész(40) tömítőfelületeivel szemközti részein olyan hornyok (66) vannakkialakítva, amelyek a járókerék (42) homlokfelületei (42a, 42b) és aszivattyúházrész (40) tömítőfelületei közötti folyadékot a hornyok(66) forgásiránnyal szembeni oldalfalán (660) koncentráló és atömítőfelületek felé terelő kialakításúak. Továbbá afolyadékkoncentráló hornyok (66) egyenletes folyadéknyomás-eloszlástbiztosító kiképzésűek. Minden horony (66) két-két részből (661, 662)áll, ezek mindegyikének első és második vége van. A második vég ajárókerék forgásirányába tekintve az első véghez képest a kerületmentén eltolt helyzetű. A horony (66) egyik részének (661, 662) azegyik vége a járókerék (42) középpontjától sugárirányban jobban eltolthelyzetű, mint ugyanennek a résznek a másik vége. A két rész közül amásiknak a másik vége a járókerék (42) középpontjától sugáriránybanjobban eltolt helyzetű, mint az első vége. A hornyoknak (66) a kétrésze (661, 662) az első végeiknél egymással össze van kötve, és ezekegyütt képezik a közös hornyot (66), vagy ezek egymástólelkülönítetten vannak kialakítva, és a szemben fekvő homlokfelületeken(42a, 42b) kialakított hornyok egymással a járókeréken (42) keresztüliösszeköttetéstől mentes kialakításúak. A javasolt szivattyú, főlegWESTCO típusú szivattyú folyadékok nyomás alatti szállítására,amelynek részben körkörös szivattyúcsatornával ellátott szivattyúházavan. Ez szívócsonkkal és nyomócsonkkal van kapcsolatban, ésforgathatóan ágyazott járókerékkel van ellátva. Lényege, hogy aszivattyúház szemben fekvő falfelületei tömítőfelü- letekkel vannakellátva, amelyek a szivattyúcsatornától (49) – radiális iránybatekintve – befelé helyezkednek el, továbbá a járókerék (42) a fentikialakítású. ŕ

Description

kításúak. A javasolt szivattyú, főleg WESTCO típusú szivattyú folyadékok nyomás alatti szállítására, amelynek részben körkörös szivattyúcsatomával ellátott szivattyúháza van. Ez szívócsonkkal és nyomócsonkkal van kapcsolatban, és forgathatóan ágyazott járókerékkel van ellátva. Lényege, hogy a szivattyúház szemben fekvő falfelületei tömítőfelületekkel vannak ellátva, amelyek a szívattyúcsatomától (49) - radiális irányba tekintve - befelé helyezkednek el, továbbá a járókerék (42) a fenti kialakítású.

A találmány tárgya járókerék nyomás alatti folyadékot szállító szivattyúkhoz, főleg WESTCO típusú szivattyúhoz, valamint szivattyú, főleg gépjárművekhez való üzemanyag-tápszivattyú. Az alábbiakban „szivattyú” fogalom alatt főleg úgynevezett WESTCO, vagy VORTEX típusú, regeneráló- vagy kerület menti térfogat-kiszorításos szivattyút értünk.

Mint ismeretes, a WESTCO típusú szivattyú hagyományosan olyan járókerékkel van ellátva, amely tárcsa alakú és a teljes kerülete mentén bevágások sorozatával van ellátva. A szivattyúhatás a járókerék kerületének egy részét érintő szivattyúszakaszban érvényesül. Ennek a szivattyúszakasznak az egyik vége beömlőcsatornán keresztül a szivattyú szívócsonkjához, a másik vége viszont kiömlőcsatomán keresztül a szivattyú nyomócsonkjához kapcsolódik. A beömlőcsatoma és a kiömlőcsatoma között osztófal van kiképezve. Továbbá, a járókerék külső kerülete és az osztófal belső kerülete között kis radiális hézag van kialakítva. A járókerék radiális irányban tekintve belső végfelületrésze és a ház radiálisán belső felületrésze között rendkívül kis axiális tér (oldalsó rés) van hagyva.

A hagyományos WESTCO típusú szivattyúnál tehát lecsökkentették a járókerék és a ház közötti oldalsó hézagot, ezzel a szivattyúzási hatásfok némiképp növelhető volt, hiszen a folyadékveszteség csökkent. Másrészt azonban hiányosságként kell megemlíteni, hogy a fenti elrendezés következtében olyan nemkívánatos jelenségek lépnek fel, hogy a ház és a járókerék „összeragad”. Ha a járókeréknek ez a beszorulási jelensége fellép, akkor a súrlódási ellenállás a szivattyúban rendkívüli mértékben megnő, ami pedig a szivattyúzási hatásfokot jelentősen lerontja. A fenti okok miatt a járókerék és a ház közötti oldalirányú illesztési hézagok csökkentési lehetősége erősen korlátozott.

A fenti probléma kiküszöbölésére már sokféle javaslat született. Például a JP-58-19745 számú japán szabadalmi leírás olyan megoldást ismertet, amelynél a ház belső felületében horony van kialakítva, ezáltal olyan axiális erőkomponens jön létre, amely a járókerékre hat. Ezáltal a szivattyúzási hatásfok némiképp javul. Ismert továbbá a JP-58-2495 számú japán szabadalmi leírásból olyan szivattyú, amelynél a járókerék végfelületén spirál alakú hornyok vannak kialakítva annak érdekében, hogy csökkentsék a járókerékre ható nyomást. A JP-57-114195 számú japán használati minta leírása szerint a járókerék homlokfelületén spirál alakban elrendezett hornyokat alakítottak ki, és ugyanilyen hornyokat képeztek ki a ház belső felületén is. A JP-60-85284 számú japán szabadalmi leírás szerint a ház belső fala és a járókerék csúszófelülete között ék alakú rést alakítottak ki, és ezáltal kívánták csökkenteni a járókerék kopását.

Megjegyezzük azonban, hogy a fentiekben ismertetett járókerék-alakzatok a gyakorlati tapasztalatok szerint nem alkalmasak arra, hogy a járókerék homlokfelülete és a ház belső felülete között kellően egységes és összefüggő folyadékfilmet hozzanak létre, így tehát a járókerék és a ház „összeragadás”-ának, illetve befeszülésének veszélye fokozottan fönnáll. Különösen fennáll ez a veszély olyan esetekben, amelyeknél csavarvonalban elrendezett hornyokat alkalmaznak.

A járókerék homlokfelületén ugyanis az tapasztalható, hogy a tömítőfelület körzetén belül kifejezetten egyenetlen folyadékeloszlás figyelhető meg, ennek következtében pedig a járókerék az enyhe nyomáskülönbség hatására alaphelyzetéből ferde helyzetbe igyekszik kitérni.

A WO-A-9211459 számú szabadalmi leírásból olyan turbinához való önközpontosító járókerék is ismert, amelynek lapátjai a turbinaház gyűrűterébe nyúlnak, és amelynél a járókerék homlokfelületei kis axiális hézaggal helyezkednek el a ház tömítőfelületeitől. Továbbá, az US-4854830 szabadalmi leírás olyan üzemanyag-tápszivattyút ismertet, amelynél a járókerék kétoldali homlokfelületei átmenőnyílásokon keresztül össze vannak kapcsolva a kétoldali nyomáskülönbségek kiegyenlítése végett. Az EP-450362 számú szabadalmi leírás szerinti szivattyú tárcsaszerű járókerékkel van felszerelve, és ezen bemélyedések koncentrikus sorozata van kialakítva, de ezeknél a sugárvonal keresztülhalad a bemélyedésen. A résveszteség a középrésztől kifelé csökkenthető, mivel a résfolyadék a bemélyedésen keresztül halad.

A jelen találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, vagyis olyan tökéletesített megoldás létrehozása, amelynél a járókerék homlokfelülete és a szivattyúház belső felülete közötti illesztési hézagban lényegében egységes folyadékfilm hozható létre, ezáltal megakadályozható, hogy a járókerék előírt helyzetéből ferde helyzetbe kényszerüljön, ugyanakkor biztosítható, hogy a járókerék a szivattyúház belső felületén, a folyadékfilmen keresztül támaszkodjék, és ezáltal a ház és a járókerék befeszülésének veszélyét kiküszöböljük.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a járókerék homlokfelületén alkalmazott hornyok speciális kialakításával a kitűzött feladat megoldható, ugyanakkor a hagyományos szivattyúkhoz képest jelentősen javítható a szivattyúzási hatásfok.

A kitűzött feladatot olyan járókerékkel oldottuk meg, amely nyomás alatti folyadékot szállító szivattyúkhoz, főleg WESTCO típusú szivattyúhoz való, és amely járó2

HU 222 960 Bl keréknek szivattyúházban kialakított körkörös szivattyúcsatorna irányában elrendezett lapátjai, valamint a szivattyúház tömítőfelületeitől résszerű axiális terekkel elválasztott homlokfelületei vannak. Lényege, hogy a járókerék homlokfelületeinek beépített állapotban a szivattyúházrész tömítőfelületeivel szemközti részein olyan hornyok vannak kialakítva, amelyek a járókerék homlokfelületei és a szivattyúházrész tömítőfelületei közötti folyadékot a hornyok forgásiránnyal szembeni oldalfalán koncentráló és a tömítófelületek felé terelő kialakításúak. Továbbá, a folyadékkoncentráló hornyok lényegében egyenletes folyadéknyomás-eloszlást biztosító kiképzésűek. Minden horony két-két részből áll, ezek mindegyikének első és második vége van. A második vég a járókerék forgásirányába tekintve az első véghez képest a kerület mentén eltolt helyzetű. A horony egyik részének az egyik vége a járókerék középpontjától sugárirányban jobban eltolt helyzetű, mint ugyanennek a résznek a másik vége. Továbbá, a két rész közül a másiknak a másik vége a járókerék középpontjától sugárirányban jobban eltolt helyzetű, mint az első vége. A hornyoknak a két része az első végeiknél egymással össze vannak kötve és együtt képezik a közös hornyot, vagy ezek egymástól elkülönítetten vannak kialakítva, és a szemben fekvő homlokfelületeken kialakított hornyok egymással a járókeréken keresztüli összeköttetéstől mentes kialakításúak.

A találmány szerinti járókerék másik kivitelének szivattyúcsatomával együttműködő kerületi lapátjai és bemélyedései, valamint a szivattyúházrész tömítőfelületeitől résszerű axiális terekkel elválasztott homlokfelületei vannak. Lényege, hogy a járókerék olyan körtárcsaként van kialakítva, amelynél a járókerék homlokfelületeinek beépített állapotban a szivattyúházrész tömítőfelületeivel szemközti részein olyan hornyok vannak kialakítva, amelyek a járókerék homlokfelületei és a szivattyúházrész tömítőfelületei közötti folyadékot a középrészükön a járókerék radiális irányában koncentrálják és a tömítófelületek felé terelik.

Továbbá, a hornyok mindegyike a hossza mentén azonos szélességi mérettel és olyan ívelt középrésszel rendelkezik a járókerék sugárirányában, amely a kerület mentén a horony mellső végrészeitől - a járókerék forgásirányába tekintve - eltolt helyzetű.

A hornyok ilyen elrendezésének köszönhetően a járókerék és a szivattyúházrész tömítőfelületei közötti folyadék koncentrálódik a hornyok szélső részeinek hatására, így a folyadék a tömítőfelületek irányába áramlik. Ezek a hornyok úgy vannak megválasztva, hogy a folyadékkoncentráció lényegében egységes folyadéknyomás-elosztást biztosít a tömítőfelület középpontjára vonatkoztatva.

A találmány szerinti szivattyú, főleg WESTCO típusú szivattyú, folyadékok nyomás alatti szállítására való, amelynek részben körkörös szivattyúcsatomával ellátott szivattyúháza van, ez szívócsonkkal és nyomócsonkkal van kapcsolatban, és forgathatóan ágyazott járókerékkel van ellátva. Lényege, hogy a szivattyúház szemben fekvő falfelületei tömítőfelületekkel vannak ellátva, amelyek a szivattyúcsatomától - radiális irányba tekintve - befelé helyezkednek el, továbbá a járókerék a találmány szerinti kialakítású.

Előnyösen a szivattyúcsatomával ellátott szivattyúház a járókerék mindkét oldalát körülvevően van elrendezve, és magában foglalja a járókerék két homlokoldalával szemben fekvő tömítőfelületeket.

A találmány szerinti szivattyú lehet belső égésű motorokhoz való üzemanyag-tápszivattyú, amelynek motorrésze, ezzel összeépített szivattyúrésze, valamint a szivattyúrészben forgathatóan ágyazott és a motorrésszel hajtókapcsolatban lévő járókereke van, ez kétoldalt homlokfelületekkel van ellátva. Lényege, hogy a szivattyúrész szivattyúházrészének C szelvényű, a járókerék lapátjaival együttműködő kapcsolatban lévő szivattyúcsatomája, valamint a járókerék homlokfelületeivel résszerű axiális tereken keresztül szemben fekvő, a szállított folyadékot a szivattyúcsatomában megtartó tömítőfelületei vannak. A járókerék a jelen találmány szerinti kialakítású.

A találmány további előnyös továbbfejlesztéseit és előnyeit az alábbi részletes ismertetés és az aligénypontok tartalmazzák.

A találmányt részletesebben a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás néhány példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon: az 1. ábrán a találmány szerinti szivattyú járókerekének első példakénti kiviteli alakját oldalnézetben tüntettük fel;

a 2. ábra a találmány szerint kialakított WESTCO típusú szivattyú első példakénti kiviteli alakjának hosszmetszete;

a 3. ábrán diagram látható, amelyen a kiömlési nyomás és a szállított mennyiség közötti összefüggés, valamint a kiömlési nyomás és a villamosáram-felvétel viszonya látható;

a 4. ábra diagramján a kiömlési nyomás és a szivattyú hatásfokának viszonyát szemléltettük;

az 5. és 6. ábrán a találmány szerinti járókerék második és harmadik példakénti kiviteli alakja látható homloknézetben;

a 7. ábrán hagyományos WESTCO típusú szivattyújárókereke látható nézetben.

Az 1. és 2. ábrán látható példakénti kiviteli alak gépjárművek üzemanyag-tápszivattyújaként alkalmazható. Ez a szivattyú külön nem ábrázolt üzemanyagszűrővel felszerelve a gépjármű üzemanyagtartályában rendezhető el.

A 2. ábrán a 8 szivattyú valójában 10 szivattyúrészből, 12 motorrészből és 14 kiömlőrészből áll. A 10 szivattyúrészen 16 szívócsonk van kialakítva, ezen keresztül lép be a folyékony üzemanyag, és a 12 motorrész 18 motorkamráján, majd a 14 kiömlőrész 20 nyomócsonkján keresztül távozik a 8 szivattyúból.

A 12 motorrész permanens 24 mágnest és 26 armatúrát foglal magában, amelyek koaxiálisán vannak elrendezve hengeres 22 szivattyúburkolaton belül. A permanens 24 mágnes a 22 szivattyúburkolat belső falához van rögzítve. A 26 armatúrának 28 hajtótengelye van, amely 30 és 32 csapágyakban van forgathatóan ágyazva. Külön nem ábrázolt kefe csúszóérintkezéssel kapcsolódik a 26 armatúrához önmagában ismert módon,

HU 222 960 Bl és villamosán 34 fedélhez rögzített villamos 36 csatlakozáshoz kapcsolódik. A 34 fedél van ellátva a 14 kiömlőrész 20 nyomócsonkjával.

A 10 szivattyúrésznek 44 szivattyúháza van, amely a 22 szivattyúburkolat 22a nyílásában van rögzítve. A 44 szivattyúháznak 38 szivattyúfedele és belső 40 szivattyúházrésze van. A 40 szivattyúházrész belső 40a falfelülete és a 38 szivattyúfedél belső 38a falfelülete között 46 gyűrűtér van kiképezve. Ebben tárcsaszerű 42 járókerék forgathatóan van elrendezve. A 46 gyűrűtér kerületi részén C alakú 49 szivattyúcsatoma van kialakítva a 42 járókerék kerülete mentén.

A 42 járókerék a 28 hajtótengely végén van rögzítve, és azzal együtt forgathatóan van ágyazva a 30 és 32 csapágyakban. A 30 csapágy a 40 szivattyúházrészben van elrendezve. A 2. ábrán látható elrendezésből következik, hogy a 42 járókerék axiális irányban előre meghatározott mértékben elmozdítható. Ha a 42 járókereket a 28 hajtótengellyel együtt forgatjuk, akkor a 38 szivattyúfedél 16 szívócsonkján keresztül beszívott üzemanyag a 49 szivattyúcsatomán keresztül a 18 motorkamrába jut, a 40 szivattyúházrész külön nem ábrázolt kiömlésén keresztül.

A 40 szivattyúházrész belső 40a felülete és a 42 járókerék egyik 42a homlokfelülete, valamint a 38 szivattyúfedél belső 38a felülete és a 42 járókerék másik 42b homlokfelülete között axiális illesztési hézagszerű 54, illetve 55 terek képződnek, amelyek egymással lényegében azonos méretűek. Az 54 teret a 40 szivattyúházrész belső 40a falfelületén kialakított tömítőfelület és a 42 járókerék 42a homlokfelülete határolja, míg az 55 teret a 38 szivattyúfedél belső 38a felületén kialakított tömítőfelület és a 42 járókerék 42b homlokfelülete határolja. Ezek a tömítőfelületek körgyűrű alakzatúak, ezek radiális „i” méretét az 1. és 2. ábrákon külön is feltüntettük. Mivel az 54 és 55 terek lényegében szűk réseknek tekintendők, lényegében a 49 szivattyúcsatornán belül helyezkedik el a szállított üzemanyag.

A 42 járókerék a kerülete mentén egymással váltakozó 56 lapátok és 58 bemélyedések sorozatával van ellátva, amint az jól látható az 1. ábrán. A 42 járókeréknek a közepén tengelybefogadó 60 nyílás van kiképezve, amely alakzáróan kapcsolódik a 28 hajtótengely megfelelő részével. Továbbá, a 42 járókeréken axiális irányban átmenő 62, 63 és 64 nyílások vannak kialakítva, amelyeknek az a rendeltetésük, hogy a 42 járókerék két oldala közötti nyomáskülönbséget kiegyenlítsék.

A 42 járókerék 42a és 42b homlokfelületei a jelen esetben nyolc-nyolc C alakú 66 horonnyal vannak ellátva (1. ábra), és ezek a 42 járókerék tengelyközepével koncentrikus gyűrűsávban egymástól azonos távközre vannak elrendezve. A találmány szerint a 66 hornyok úgy vannak tájolva, hogy ha a 42 járókereket az 1. ábrán nyíllal jelölt irányban forgatjuk, akkor a 66 hornyokban az üzemanyag a hátrafelé összetartó középső részen koncentrálódik. A 66 hornyok U alakú keresztmetszetének mélységét célszerű 0,01 -0,1 mm közötti mérettartományban megválasztani.

Tekintettel arra, hogy a 42a és 42b homlokfelületek csúszófelületekként szerepelnek, ezek felületi simaságát célszerű 0,005 mm-es értékben meghatározni. Ennél a kiviteli alaknál a résszerű 54 és 55 terek méretét egységesen kb. 0,01 mm-re választottuk (azaz a kettő összege 0,02 mm), de ez adott esetben kisebb is lehet. Hangsúlyozzuk, hogy ez jóval kisebb, mint a hagyományos WESTCO típusú üzemanyag-tápszivattyúknál alkalmazott érték, amely általában 0,01 -0,02 mm (azaz a kettő együtt 0,02-0,04 mm).

Az 1. ábrán látható, hogy a C alakú 66 hornyok a 42 járókeréknek a 42a és 42b homlokfelületei közötti középsíkra vonatkoztatva szimmetrikusan helyezkednek el. A C alakú 66 hornyok a 42 járókerék 42a és 42b homlokfelületeinek azon a részein vannak kiképezve, amelyek a 40 szivattyúházrész és a 38 szivattyúfedél tömítőfelületeivel szemben helyezkednek el. így a 66 hornyok nem közlekednek azzal a térrel, amely a 28 hajtótengelyt, illetve a 49 szivattyúcsatomát foglalja magában. Ezáltal megakadályozzuk, hogy üzemanyag juthasson a 28 hajtótengelyt befogadó térből a 49 szivattyúcsatornába, vagy viszont, ezzel pedig tovább javítható a szivattyúzási hatásfok. Továbbá, a C alakú 66 hornyok középső 663 része lényegében a tömítőfelületnek az

1. ábrán vékony szaggatott vonallal jelölt 1 szélességű gyűrűsávjának C középkorén helyezkedik el.

A 42 járókerék gyors forgatásakor a C alakú 66 hornyok nagy sebességű viszonylagos elfordulást végeznek a 38 szivattyúfedél belső 38a felületéhez és a 40 szivattyúházrész belső 40a falfelületéhez képest. Ilyenkor a C alakú 66 hornyokban lévő üzemanyag a viszkozitása révén a C alakú 66 hornyokban elmozdul és felütközik a 66 hornyok áramlási iránnyal szemközti 660 oldalfalain. A 42 járókerék axiális irányú sebességkomponensei a 40 szivattyúházrész irányába mutatnak, aminek következtében olyan erő ébred, amely axiális irányban törekszik elmozdítani a 38 szivattyúfedelet vagy a 42 szivattyúházrészt.

Mivel a C alakú 66 hornyok mindegyikének a forgásirányba tekintve hátrafelé összetartó oldalsó 661 és 662 részeiben lévő üzemanyag a középső 663 részen koncentrálódik, és azután ütközik fel az áramlási iránnyal szemközti hátsó 660 oldalfalon, onnan pedig a tömítőfelületek felé áramlik, ezzel a résszerű 54 és 55 terekben lévő üzemanyagot igen intenzíven kiszorítjuk, és az 1. ábrán vékony eredmény vonallal jelölt C középkor irányába kényszerítjük. Az 1. ábrán jól látható, hogy az oldalsó 661 és 662 részek a végei egymással össze vannak kötve.

Mivel a 38 szivattyúfedelet és a 40 szivattyúházrészt axiálisan terhelő erő képződik a C alakú 66 hornyokban a 42 járókerék 42a és 42b homlokfelületeinél, ennek reakcióereje megakadályozza, hogy a 42 járókerék befeszüljön a 38 szivattyúfedélbe, illetve a 40 szivattyúházrészbe. Még akkor is, ha az 54 és 55 tereket igen szűk résként alakítjuk ki, a találmány szerinti megoldásnál a fenti okok miatt a beszorulási (befeszülési) jelenség alig képzelhető el. Mivel a találmány szerinti megoldással az üzemanyagrés-veszteség csökkenthető, ezáltal a szivattyúzási hatásfokot tovább javítottuk.

Az 1. és 2. ábra szerinti kivitelnél, annak következtében, hogy a résszerű 54 és 55 terekben lévő üzemanya4

HU 222 960 Bl got a C alakú 66 hornyokban gyűjtjük össze, és azt igen hatásosan kényszerítjük a tömítőfelület C középköre irányába, ennek hatására egyenletes üzemanyagfilm képződik a 42 járókerék és a tömítőfelületek között. Ennek az intézkedésnek a következtében viszont még akkor is növelhető meglepő módon a szivattyúzási hatásfok, ha a résszerű 54 és 55 terek axiális méretét tovább csökkentjük.

Az 5. ábrán az 1. ábra szerinti 42 járókeréknek olyan kiviteli változatát tüntettük fel, amelynél a C alakú 66 hornyok helyett V alakú 72 hornyokat alakítottunk ki a 42 járókerék 42a és 42b homlokfelületein. A V alakú 72 hornyok oldalsó részeit itt is 661 és 662 hivatkozási számokkal jelöltük. A 72 hornyok az 5. ábrán jól látható módon úgy vannak elrendezve, hogy a 42 járókerék nyíllal jelölt irányba történő forgatásakor az üzemanyag a V alakú 72 hornyokban a csúcs felé fog áramlani. A 42 járókerék 42a és 42b homlokfelületein ugyanez a jelenség fog lejátszódni. A V alakú 72 hornyok csúcsai itt a vékony eredményvonallal jelölt C középkörön helyezkednek el, az oldalsó 661 és 662 száraik végei pedig a vékony eredmény vonallal jelölt belső és külső körökön belül.

Az üzemanyagnak az első példakénti kiviteli alaknál már említett kiszorítási jelensége ezeknél a V alakú 72 hornyoknál is hasonlóképpen megtörténik a 42 járókerék és a 38 szivattyúfedél közötti 54 térben, valamint a 42 járókerék és a 40 szivattyúházrész közötti 55 térben. A 42 járókeréknek a 38 szivattyúfedélbe vagy a 40 szivattyúházrészbe való beszorulási veszélyét tehát itt is teljes mértékben kiküszöböltük. Ez pedig annak a következménye, hogy a V alakú 72 hornyokból az üzemanyagot kikényszerítjük a 38 szivattyúfedél és a 40 szivattyúházrész irányába,

A 6. ábrán a találmány szerinti 42 járókerék harmadik példakénti kiviteli alakja látható. Itt 84 hornyok lineáris (egyenes vonalú) 84a és 84b részekből álló horonypárokból vannak kialakítva a 42 járókerék 42a és 42b homlokfelületein. A 84a és 84b részekből álló horonypárok úgy vannak elrendezve, hogy azok a radiális középvonalra tükörszimmetrikus helyzetűek és radiálisán kifelé összetartóak. A 84 hornyok horonypárszerű 84a és 84b részei a kerület mentén azonos osztásban helyezkednek el. A 84a részek a 42 járókerék forgásirányához képest a külső részükön hátrafelé lejtősek, ugyanakkor a 84b részek a 42 járókerék forgásirányához képest a külső végükkel ferdén előrenyúló helyzetűek. Ily módon tehát a 42a és 42b homlokfelületeken a 84a és 84b részek különböző irányú ferdeséggel rendelkeznek a 42 járókerék forgásirányához képest. [A 84a és 84b részek egyik végét α-val, a másik (külső) végét ó-vel jelöltük.] Ezzel étjük el azt a hatást, hogy az 54 és 55 terekben lévő üzemanyag a 42 járókerék forgatásakor a tömítőfelületek irányába kényszeráramlást végez.

A 6. ábrán látható kiviteli alaknál a 42 járókerék 42a és 42b homlokfelületein a hat 84 horony 84a és 84b részei tükörszimmetrikus elrendezésűek. Az ily módon kialakított 42 járókereket beépíthetjük a 2. ábrán feltüntetett 8 szivattyúba anélkül, hogy különösebben gondot kellene arra fordítani, hogy a 42 járókerék melyik oldala kerül az egyik vagy másik szivattyúoldalra.

Ebből a szempontból tehát olyan tökéletesített szerkezetet hoztunk létre, amelynél a 42 járókerék bármelyik oldala kapcsolatba hozható a 38 szivattyúfedél belső 38a felületével, illetve a 40 szivattyúházrész belső 40a falfelületével anélkül, hogy ez a legkisebb mértékben is hátrányosan befolyásolná a szivattyú működőképességét.

Adott esetben olyan kivitel is lehetséges, amelynél az első és második példakénti kiviteli alakoknál alkalmazott C alakú 66 hornyok, illetve a V alakú 72 hornyok a 42 járókerék forgásirányához képest egymással képest szemben vannak elrendezve. Például kiváló üzemanyagkipréselési hatást érünk el azáltal is, ha ilyen C alakú 66 hornyokat és V alakú 72 hornyokat kombinációban alkalmazunk, ugyanakkor leegyszerűsödik a szivattyú összeszerelési művelete, mert hiszen a 42 járókerék tetszés szerinti helyzetben beépíthető.

A C alakú 66 hornyok, vagy a V alakú 72 hornyok adott esetben helyettesíthetők olyan egymástól független horonyrészekkel is, amelyek ezek két részének megfelelően vannak elrendezve. Továbbá a hornyok adott esetben W alakúra vagy hasonló bármely más módon is kiképezhetők.

A fentiekben ismertetett példakénti kiviteli alakoknál a 42 járókerék 42a és 42b homlokfelületein C alakú 66 hornyok vagy V alakú 72 hornyok kényszerítették az 54 és 55 terekben elhelyezkedő üzemanyagot a tömítőfelületek felé, amihez figyelembe kellett venni a 42 járókerék homlokfelület-végrészein fellépő kerületi sebességkülönbséget a megfelelő tömítőfelülethez képest. Továbbá, a horonyszélességet és a horonymélységet úgy kell megválasztani, hogy a kisebb kerületi sebességnél fellépő üzemanyag-kiszorítási erő a 42 járókerék belső részén lényegében megegyezzen a 42 járókerék külső részén a nagyobb kerületi sebesség következtében fellépő értékkel.

A 3. és 4. ábrákon az első és második példakénti kiviteli alakok szállítási hatásfoka jól kivehető. A 3. ábrán a vízszintes tengelyre a szállítási nyomást, a bal oldali függőleges tengelyre a szállítási mennyiséget, a jobb oldali függőleges tengelyre pedig az áramfelvételt vittük fel. A diagramokon folytonos vonallal a találmány szerinti első példakénti kiviteli alakot, hosszabb szaggatott vonallal a második kiviteli alakot, rövidebb szaggatott vonalakkal a hagyományos 1. példát, valamint vékony eredményvonallal a hagyományos 2. példát szemléltettük. A 4. ábra diagramján hasonlóképpen a vízszintes tengelyre a szállítási nyomást, a függőleges tengelyre pedig a szivattyúzási hatásfokot mértük fel.

A diagramokból kitűnnek a hagyományos 1. és 2. példák kedvezőtlenebb paraméterei a találmány szerinti első és a második példakénti kiviteli alakokhoz képest. Az 1. példánál olyan hagyományos járókereket alkalmaztunk, amelynek nem voltak hornyai a homlokfelületein. A 2. példánál olyan járókereket alkalmaztunk, amelynél hagyományos módon a 42 járókerék 42a és 42b homlokfelületein csavarvonal alakban elrendezett 80 hornyok voltak kialakítva önmagában ismert módon (7. ábra). A JP-58-24.955 és a JP-57-114.195 számú japán szabadalmi leírásoknak felel meg a 2. példa

HU 222 960 Bl szerinti járókerék-kialakítás. Ezek a spirális vagy csavarvonalszerű 80 hornyok a 42 járókerék mindkét homlokfelületén vannak kialakítva. A gyakorlati tapasztalatok szerint a járókerék két oldalán olyan nyomáskülönbségek lépnek fel ennél az elrendezésnél, aminek következtében kifejezetten egyenetlen folyadékeloszlás figyelhető meg a járókerék két oldalán.

A 3. ábra diagramjából látható, hogy az első és második találmány szerinti kiviteli alakoknál viszonylag nagyobb a szállítási teljesítmény, de kisebb az áramfelvétel azonos szállítási nyomásra vonatkoztatva, mint az

1. és 2. példa hagyományos konstrukcióinál.

A 4. ábra diagramja világosan mutatja, hogy a találmány szerinti első és második példakénti kiviteli alakok járókereke jóval nagyobb szivattyúzási hatásfokot biztosít - azonos szállítási nyomásra vonatkoztatva -, mint a hagyományos konstrukciókat reprezentáló 1. és

2. példáknál.

A találmány szerinti első és második példakénti kiviteli alakoknál a szivattyúzási veszteség csökkenése azért kisebb, mint a hagyományos megoldásoknál, mert ezt megakadályozza a találmány szerinti V alakú 72 hornyok, illetve a C alakú 66 hornyok alkalmazása. Összehasonlításként megjegyezzük, hogy a 2. példánál használt spirális 80 hornyok esetében a szivattyúzási hatásfok igen erősen lecsökken, ha a szállítási nyomást növeljük.

Különösen a 2. példa esetében jól érzékelhető, hogy mivel a 80 hornyok lényegében egy irányban helyezkednek el, ezért az 54 és 55 terekben lévő üzemanyag lényegében excentrikusán elhelyezkedő körzetben koncentrálódik. Ennek következtében nem tud egységes folyadékfilm kialakulni a járókerék és a ház között, aminek következtében számolni kell a befeszülés veszélyével. összevetve ezt a találmány szerinti első és második példakénti kiviteli alakkal, a C alakú 66 hornyok vagy a V alakú 72 hornyok az üzemanyagot a radiális C középkor körzetében koncentrálják, és egyenletesen kiszorítják. Ennek megfelelően a gyakorlati tapasztalatok szerint egységes folyadékfilm tartható fenn az illeszkedő felületeken, következésképpen a 42 járókerék mindig megfelelő kenést kap, azaz annak beszorulási veszélyét teljes mértékben kiküszöböltük.

A találmány szerint tehát a 42 járókerék mindkét 42a és 42b homlokfelületén kialakított 66, 72 vagy 84 hornyok sajátos kialakítása révén a folyadékot az illeszkedő felületek felé kényszerítjük, mégpedig egyenletes folyadékelosztásban. Ennek következtében a folyadékfilm megszakítás nélkül fennmarad a 42 járókerék mindkét homlokfelülete és a ház illeszkedő felületei között, amivel az üzembiztonságot és az élettartamot jelentősen javítottuk.

Claims (10)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Járókerék nyomás alatti folyadékot szállító szivattyúkhoz, főleg WESTCO típusú szivattyúhoz, amely járókeréknek (42) szivattyúházrészben kialakított körkörös szivattyúcsatoma (49) irányában elrendezett lapátjai (56), valamint a szivattyúházrész tömítőfelületeitől résszerű axiális terekkel elválasztott homlokfelületei (42a, 42b) vannak, azzal jellemezve, hogy a járókerék (42) homlokfelületeinek (42a, 42b) beépített állapotban a szivattyúházrész (40) tömítőfelületeivel szemközti részein olyan hornyok (66; 72; 84a, 84b) vannak kialakítva, amelyek a járókerék (42) homlokfelületei (42a, 42b) és a szivattyúházrész (40) tömítőfelületei közötti folyadékot a hornyok (66; 72; 84a, 84b) forgásiránnyal szembeni oldalfalán (660) koncentráló és a tömítőfelületek felé terelő kialakításúak, továbbá a folyadékkoncentráló hornyok (66; 72; 84a, 84b) lényegében egyenletes folyadéknyomás-eloszlást biztosító kiképzésűek; továbbá minden horony (66; 72; 84a, 84b) két részből (661, 662; 84a, 84b) áll, ezek mindegyikének első és második vége van; a második vég a járókerék forgásirányába tekintve az első véghez képest a kerület mentén eltolt helyzetű; a horony (66; 72; 84a, 84b) egyik részének (661, 662; 84a, 84b) az első vége a járókerék (42) középpontjától sugárirányban jobban eltolt helyzetű, mint ugyanennek a résznek a másik vége, továbbá a két rész közül a másiknak a másik vége a járókerék (42) középpontjától sugárirányban jobban eltolt helyzetű, mint az első vége; a hornyoknak (66; 72; 84a, 84b) a két része (661, 662; 84a, 84b) az első végeiknél egymással össze vannak kötve és együtt képezik a közös hornyot (66), vagy ezek egymástól elkülönítetten vannak kialakítva, és a szemben fekvő homlokfelületeken (42a, 42b) kialakított hornyok (84a, 84b) egymással a járókeréken (42) keresztüli összeköttetéstől mentes kialakításúak.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti járókerék, azzal jellemezve, hogy a hornyok (66; 72; 84) kerületét a homlokfelületeknek (42a, 42b) a tömítőfelületekkel szembeni része teljesen körülveszi.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti járókerék, azzal jellemezve, hogy a hornyok (72; 84a, 84b) két-két oldalsó része lineáris kialakítású.
4. 4. A 3. igénypont szerinti járókerék, azzal jellemezve, hogy a hornyok (72) lineáris oldalsó részeinek az első végei a tömítőfelületek radiális középkörének (C) körzetében helyezkednek el.
5. 5. A 4. igénypont szerinti járókerék, azzal jellemezve, hogy a lineáris részek egymással az első végeiken vannak összekötve, és így ezek közös V alakú hornyot (72) képeznek, amelynek nyílásrésze a járókerék (42) forgásiránya felé nyitott.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti járókerék, azzal jellemezve, hogy a hornyok részei egymással közös C alakú hornyot (66) képzőén össze vannak kötve, amelynek a nyílásrésze a járókerék (42) forgásiránya felé nyitott.
7. 7. Járókerék nyomás alatti folyadékot szállító szivattyúkhoz, főleg WESTCO típusú szivattyúhoz, amely járókeréknek szivattyúházrészben kialakított körkörös szivattyúcsatomával együttműködő kerületi lapátjai és bemélyedései, valamint a szivattyúházrész tömítőfelületeitől résszerű axiális terekkel elválasztott homlokfelületei vannak, azzal jellemezve, hogy a járókerék (42) körtárcsaként van kialakítva, amelynél a járókerék (42) homlokfelületeinek (42a, 42b) beépített állapotban a szivattyúházrész (40) tömítőfelületeivel szemközti részein olyan hornyok (66; 72; 84a, 84b) vannak kialakítva,

   HU 222 960 Bl amelyek a járókerék (42) homlokfelületei (42a, 42b) és a szivattyúházrész (40) tömítőfelületei közötti folyadékot a középső részükön (663) a járókerék (42) radiális irányában koncentráló és a tömítőfelületek felé terelő kialakításúak, továbbá a hornyok (66; 72; 84a, 84b) mindegyike a hossza mentén azonos szélességi mérettel és olyan ívelt középrésszel (663) rendelkezik a járókerék (42) sugárirányában, amely a kerület mentén a horony mellső végrészeitől - a járókerék (42) forgásirányába tekintve - eltolt helyzetű.
8. 8. Szivattyú, főleg WESTCO típusú szivattyú, folyadékok nyomás alatti szállítására, amelynek részben körkörös szivattyúcsatomával ellátott szivattyúháza van, ez szívócsonkkal és nyomócsonkkal van kapcsolatban, és forgathatóan ágyazott járókerékkel van ellátva, azzal jellemezve, hogy a szivattyúház (38,40) szemben fekvő falfelületei tömítőfelületekkel vannak ellátva, amelyek a szivattyúcsatomától (49) - radiális irányba tekintve - befelé helyezkednek el, továbbá a járókerék (42) az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti kialakítású.
9. 9. A 8. igénypont szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy a szivattyúház a szivattyúcsatomával (49) ellátott szivattyúház a járókerék (42) mindkét oldalát körülvevően van elrendezve, és magában foglalja a járókerék (42) két homlokoldalával (42a, 42b) szemben fekvő tömitőfelületeket.
10. 10. Szivattyú, főleg belső égésű motorokhoz való üzemanyag-tápszivattyú, amelynek motorrésze, ezzel összeépített szivattyúrésze, valamint a szivattyúrészben forgathatóan ágyazott és a motorrésszel hajtókapcsolatban lévő járókereke van, ez kétoldalt homlokfelületekkel van ellátva, azzal jellemezve, hogy a szivattyúrész (10) szivattyúházrészének (40) C szelvényű, a járókerék (42) lapátjaival (56) együttműködő kapcsolatban lévő szivattyúcsatomája (49), valamint a járókerék (42) homlokfelületeivel (42a, 42b) résszerű axiális tereken (54, 55) keresztül szemben fekvő, a szállított folyadékot a szivattyúcsatomában (49) megtartó tömítőfelületei vannak, ahol a járókerék (42) az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti kialakítású.