NL1009756C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van een rotatie-inrichting alsmede met die werkwijze verkregen inrichting. - Google Patents

Werkwijze voor het vervaardigen van een rotatie-inrichting alsmede met die werkwijze verkregen inrichting. Download PDF

Info

Publication number
NL1009756C2
NL1009756C2 NL1009756A NL1009756A NL1009756C2 NL 1009756 C2 NL1009756 C2 NL 1009756C2 NL 1009756 A NL1009756 A NL 1009756A NL 1009756 A NL1009756 A NL 1009756A NL 1009756 C2 NL1009756 C2 NL 1009756C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
medium
rotor
stator
housing
channels
Prior art date
Application number
NL1009756A
Other languages
English (en)
Inventor
Augustinus Wilhelmus M Bertels
Uwe Stephan
Original Assignee
Vogel Willi Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vogel Willi Ag filed Critical Vogel Willi Ag
Priority to NL1009756A priority Critical patent/NL1009756C2/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL1009756C2 publication Critical patent/NL1009756C2/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08Centrifugal pumps
    • F04D17/16Centrifugal pumps for displacing without appreciable compression
    • F04D17/165Axial entry and discharge
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/181Axial flow rotors
    • F04D29/183Semi axial flow rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/444Bladed diffusers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/445Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/448Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps bladed diffusers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

WERKWIJZE VOOR HET VERVAARDIGEN VAN EEN ROTATIE-INRICHTING, ALSMEDE MET DIE WERKWIJZE VERKREGEN INRICHTING
De uitvinding betreft een werkwijze voor het - vervaardigen van een rotatie-inrichting, omvattende: z (a) een huis met een centrale, in hoofdzaak axiale eerste mediumdoorvoer en ten minste één in : 5 hoofdzaak axiale tweede mediumdoorvoer; (b) een zich in dat huis en tot buiten dat huis =
uitstrekkende rotor-as, die ten opzichte van dat huis I
roteerbaar gelagerd is en een in dat huis geaccomodeerde - rotor draagt, welke rotor met een centrale derde 10 mediumdoorvoer aan de genoemde eerste mediumdoorvoer z aansluit, welke derde mediumdoorvoer zich vertakt in een 1 aantal angulair equidistante rotorkanalen, die zich elk “
in een respectief althans min of meer radiaal hoofdvlak T
uitstrekken vanaf de derde mediumdoorvoer naar een 15 respectieve vierde mediumdoorvoer, waarbij de eindzone = van de derde mediumdoorvoer en de eindzone van de vierde ^ mediumdoorvoer zich elk in hoofdzaak axiaal uitstrekken - en elk rotorkanaal een gebogen vorm bezit, bijvoorbeeld ~ een algemene U-vorm of een algemene S-vorm bezit, een “ 20 middendeel vertoont dat zich in een richting met althans = een aanzienlijke radiële component uitstrekt, en elk rotorkanaal een stroombuis-dwarsdoorsnede-oppervlak, dat ~ wil zeggen een doorsnede dwars op elke lokale ~ hoofdrichting, vertoont, die in de richting van de derde “ 25 mediumdoorvoer naar de vierde mediumdoorvoer toeneemt vanaf een relatieve waarde 1 tot een relatieve van ten ~ minste 4.
(c) een in dat huis geaccomodeerde stator, omvattende: 30 (c.1) een eerste centraal lichaam dat een in zf
hoofdzaak omwentelingssymetrisch, bijvoorbeeld althans T
1 ü 0 3 7 5 6 . - 2 min of meer cilindrisch, althans min of meer conisch, gekromd of hybride gevormd buitenvlak met een vloeiende vorm bezit, dat samen met een binnenvlak van het huis een algemeen in hoofdzaak omwentelingssymetrische, 5 bijvoorbeeld cilindervormige mediumdoorvoerruimte met een radiële afmeting van ten hoogste 0,4x de straal van het genoemde buitenvlak begrenst, in welke mediumdoorvoerruimte een aantal angulair equidistante, paarsgewijs statorkanalen begrenzende, statorschoepen 10 zijn geaccomodeerd, welke statorschoepen elk aan hun naar de rotor gerichte, een vijfde mediumdoorvoer vormende eindzone een substantieel, in het bijzonder ten minste 60°, van de axiale richting afwijkende richting bezitten, en aan hun andere, een zesde mediumdoorvoer vormende 15 eindzone een weinig, in het bijzonder ten hoogste 15°, van de axiale richting afwijkende richting bezitten; welke vijfde mediumdoorvoeren voor mediumstroming in in hoofdzaak axiale richting aansluiten aan de vierde mediumdoorvoeren, en op in hoofdzaak dezelfde radiële 20 posities zijn geplaatst, en welke zesde mediumdoorvoeren in verbinding staan met de ten minste ene tweede mediumdoorvoer; (c.2) een tweede centraal lichaam, waarbij zich tussen de zesde mediumdoorvoer en de ten minste ene 25 tweede mediumdoorvoer een aantal, in de richting vanaf de zesde mediumdoorvoeren naar de ten minste ene tweede : mediumdoorvoer toelopende, door het buitenvlak van het 1 tweede centrale lichaam en het cilindervormige binnenvlak van het huis begrensde spruitstuk-kanalen uitstrekken; 30 waarbij een algemene mediumdoorstromingsbaan is gedefinieerd tussen de eerste mediumdoorvoer en de ten minste ene tweede mediumdoorvoer door respectievelijk de eerste mediumdoorvoer, de derde mediumdoorvoeren, de rotorkanalen, de vierde mediumdoorvoeren, de 35 statorkanalen, de zesde mediumdoorvoeren, de spruitstuk-kanalen, de tweede mediumdoorvoeren, en omgekeerd, met tijdens bedrijf in hoofdzaak vloeiende en continue overgangen tussen de genoemde delen; en 1 0 0 y 7 5 6 3 waarbij de opbouw zodanig is, dat er tijdens bedrijf een wederzijdse krachtkoppeling bestaat tussen de rotatie van de rotor, en aldus de rotatie van de as, enerzijds, en de druk in het de genoemde 5 mediumdoorstromingsbaan dóórstromende medium; waarin de rotor twee schotels omvat, die samen met tevens als afstandhouders dienende schotten de 4 rotorkanalen begrenzen; en waarin de schotels en de schotten uit ~ 10 plaatmateriaal bestaan, bijvoorbeeld eventueel met vezels -
gewapende kunststof, aluminium (legering), roestvaststaal I
of verenstaal. I
Bekend zijn in het algemeen werkwijzen voor het samenstellen van losse onderdelen tot een samengesteld 15 werkstuk. De bewerkingen zijn veelal ten dele door - machines uitgevoerd, waarna de onderdelen vaak worden : nabewerkt, hetgeen veelal met de hand plaatsvindt.
Het is verder bekend, voor bijvoorbeeld de " rotoren en de huizen van bekende centrifugaalpompen 20 gebruik te maken van gietbewerkingen. Gegoten metaal 4 heeft het grote nadeel, dat ingrijpende nabehandelingen " noodzakelijk zijn voor het tot de vereiste gladheid 4 brengen van de werkzame oppervlakken, terwijl bovendien ΐ speciale aandacht moet worden besteed aan het balanceren 4 25 van rotoren.
Nabewerkingen bij bekende technieken zijn in “ het algemeen niet alleen ingrijpend, maar veelal zeer lastig uit te voeren, omdat de diverse gewenste nabewerkingen in verband met nominale waarden en veelal 4 30 geringe toleranties door onderling afgestemde 4 nauwkeurigheidseisen zeer moeilijk realiseerbaar zijn. ~
Bekende werkwijzen hebben verder het nadeel, slechts met zeer veel inspanning en extra kosten te kunnen worden gewijzigd om een rotatie-inrichting met : 35 andere dimensioneringen te vervaardigen.
Het is een doel van de uitvinding, een I
werkwijze te bieden, die niet, dan wel in aanzienlijk 1005756 ί 4 mindere mate dan de bekende techniek, onderhevig is aan de genoemde nadelen.
In dit verband wordt allereerst opgemerkt, dat de hierboven beschreven rotatie-inrichting niet tot de 5 stand der techniek behoort maar van fundamenteel nieuw type is.
De basis-werkwijze volgens de uitvinding is gespecificeerd in bijgaande conclusie 1.
Begrepen dient te worden, dat een zeer 10 belangrijk aspect van de werkwijze volgens de uitvinding hierin is gelegen, dat gebruik wordt gemaakt van plaatmetaal voor het vervaardigen van de schotels en de schotten voor de rotor en de buitenmantel, eventueel de binnenmantel en de schoepen van de stator.
15 Praktisch, maar niet onder alle omstandigheden noodzakelijk, is de werkwijze volgens conclusie 2. Deze leidt tot een rotatie-inrichting, waarin de buitenmantel deel uitmaakt van het huis.
Praktische varianten zijn gegeven door de 20 conclusies 3 en 4.
De schotten kunnen op elke geschikte wijze met de schotels worden verbonden. Gedacht kan worden aan lijmen, solderen, schroeven, lip-/gatverbindingen, magnetische krachten of combinaties. Conclusies 5 geeft 25 echter een voorkeursuitvoering.
Geheel analoog geeft conclusie 6 een voorkeursuitvoering voor het verbinden van de schoepen met de buitenmantel en/of de binnenmantel.
Voor het vormen van de schotels komen diverse 30 werkwijzen in aanmerking. Conclusie 7 geeft een niet-limitatieve opsomming van een aantal praktische uitvoeringen.
Conclusie 8 geeft een voorkeursuitvoering, die een zeer gemakkelijk aan te brengen en betrouwbare 35 verbinding mogelijk maakt.
Een zeer goedkope en niettemin praktisch en technisch voordelige werkwijze is weergegeven in conclusie 9.
1009756 5
Conclusie 10 geeft een voorkeursuitvoering hiervan. Deze werkwijze kan bijvoorbeeld door stuiklassen : worden uitgevoerd.
Een zeer flexibele werkwijze is beschreven in 5 conclusie 11. Het gebruik van een manipulator in combinatie met programmeerbare centrale besturingsmiddelen geeft een zeer grote flexibiliteit.
Begrepen dient te worden, dat onder het begrip "manipulator" niet noodzakelijkerwijze één inrichting 10 dient te worden verstaan die op robot-wijze onderdelen I
kan opnemen en van de ene naar de andere plaats kan : verplaatsen, maar in het algemeen een geheel automatisch werkende en door een ingegeven programma bestuurde transport- en positioneringsautomaat, die uit meerdere 15 dergelijke eenheden kan bestaan.
Een specifieke werkwijze is gegeven in I
conclusie 12. Het zal duidelijk zijn, dat met de
maatregelen volgens conclusie 12 bereikt wordt, dat via I
de centrale besturingsmiddelen zeer eenvoudig kan worden 20 ingegrepen in het productieproces. In het bijzonder kan z geheel automatisch worden omgeschakeld van productie van Ξ een rotatie-inrichting naar productie van een andere " rotatie-inrichting.
Conclusie 13 heeft betrekking op een werkwijze, I
25 waarmee effectief kwaliteitsbewaking wordt gerealiseerd.
Een eventuele foutmelding kan resulteren in het afkeuren :i van bepaalde vervaardigde onderdelen of een alarmsignaal _ genereren, waardoor een bedienende persoon in het = productieproces kan ingrijpen.
30 Conclusie 14 geeft een indicatie van de zeer geringe mogelijke toleranties die met het ^ productieprocédé volgens de uitvinding gerealiseerd kunnen worden. —
Een zeer specifieke werkwijze is in conclusie 35 15 gegeven. ~~
Tevens richt de uitvinding zich op een z: werkwijze, waarin de rotor wordt vervaardigd uit = plaatmetaal, dat in ten minste twee lagen op elkaar is “ 1009758 = 6 gelegd in een matrijs met een vormholte met een met de gewenste vorm van de rotor overeenkomende vorm, welke twee lagen lokaal aan elkaar worden gehecht, bijvoorbeeld door puntlassen, en wel op de met de scheidingen tussen 5 de kanalen overeenkomende zones, tussen welke twee lagen plaatmetaal medium onder druk wordt toegelaten voor het onder plastische vervorming doen expanderen van het plaatmetaal tegen de wand van de genoemde vormholte voor vorming van de rotor.
10 Tenslotte richt de uitvinding zich op een rotatie-inrichting verkregen door toepassing van één der hiervoor gespecificeerde werkwijzen.
Ter toelichting van het principe volgens de uitvinding volgt nu een uiteenzetting met betrekking tot 15 rotatie-inrichtingen.
Rotatie-inrichtingen zijn in vele uitvoeringen bekend.
Bekend is bijvoorbeeld een centrifugaalpomp met een axiale invoer en een te verpompen vloeistof radiaal 20 onder invloed van centrifugale krachten naar buiten slingerende rotor met schoepen en één of meer bijvoorbeeld in hoofdzaak tangentiële afvoeren.
Verder is bekend een axiale compressor met in cascade gerangschikte groepen rotor- en statorschoepen.
25 De structuur omvat vele duizenden uiterst complex gevormde onderdelen, die bovendien aan hoge eisen van maatnauwkeurigheid en mechanische sterkte moeten voldoen. Een voorbeeld hiervan is een gasturbine, waarbij in dit geval gasvormig medium onder druk door een daarvoor 30 bestemde bron wordt afgegeven en wordt gericht op de i schoepen van een rotor, zodanig dat deze rotor met kracht | wordt aangedreven voor bijvoorbeeld het roterend aandrijven van een machine, zoals een elektrische generator.
35 Deze bekende inrichtingen vertonen stromings- instabiliteiten, in het bijzonder bij geringe debieten. Deze veroorzaken veelal een onbalans in de . rotorbelasting, die aanleiding geeft tot zware 1003755 7 trillingen, onbeheersbare toerentalvariaties en zeer zware mechanische belastingen van lagers, assen en schoepen. ^
Alle bekende rotatie-inrichtingen bezitten nog 5 verdere technische tekortkomingen.
Bijvoorbeeld is vaak het rendement relatief ~ laag en sterk afhankelijk van het toerental.
Bovendien zijn de bekende inrichtingen meestal Γ volumineus, zwaar en duur.
10 Bij het toepassen van giettechnieken voor het I
vervaardigen van een rotor moeten de schoepen een zekere : minimale wanddikte bezitten, die aanleiding geeft tot Γ ongewenste verkleiningen van het effectieve doorstroomvolume en verliezen door loslating en 15 zogvorming. Bovendien beperkt de schoepwanddikte en de 1 noodzakelijke schoepenvorm het aantal te accommoderen schoepen. Verder lijdt de giettechniek onvermijdelijk tot ongewenste oppervlakte-ruwheid en onbalans als gevolg van onbedoelde en onbeheersbare dichtheidsverschillen, 20 bijvoorbeeld als gevolg van insluitsels.
Verder is de treksterkte van gegoten metalen en legeringen beperkt.
Bekende centrifugaalpompen lijden verder aan zogenaamde slip, het verschijnsel, dat de stroming slecht 25 aanligt aan de zuigzijde van het stroomkanaal, dat wordt begrensd door naburige schoepen. Door de expansiehoek tussen de schoepen is er sprake van een slipgebied of een gebied met "dood water", waarin zich een grootschalige stationaire wervel bevindt, waardoor de doorstroming in Z
30 dat gebied nul is. Hierdoor is de uitgangsdruk van de z centrifugaalpomp sterk pulserend.
Verder zijn bekende inrichtingen zodanig opgebouwd, dat ze tijdens bedrijf veel lawaai produceren.
Alle als bijvoorbeeld waterpomp werkende 35 bekende inrichtingen bezitten een beperkte = drukcapaciteit. Bijvoorbeeld voor toepassingen als brandweerpomp worden daarom vaak pompen met elkaar in cascade geplaatst om de vereiste druk, ook wel uitgedrukt 1 U U 3 i b δ « 8 als opvoerhoogte van het te verpompen water, te realiseren.
Bij de bekende rotatie-inrichtingen wordt het verder soms als een nadeel ervaren, dat mediuminvoer en 5 mediumuitvoer niet dezelfde richting vertonen, maar bijvoorbeeld haaks op elkaar gericht zijn. Onder bepaalde omstandigheden kan het gewenst zijn, althans de mogelijkheid te hebben, de invoer en de uitvoer dezelfde richting te geven.
10 Bekende inrichtingen zijn verder niet in staat, te werken met media met sterk uiteenlopende viscositeiten.
Bij bekende inrichtingen lopen de stromingssnelheden van de doorstromende media tijdens het 15 doorstromen door een inrichting zeer sterk uiteen. Als gevolg van de optredende versnellingen treedt geluidproductie en rendementsverlies op. In dit verband zou het gewenst zijn, de doorstroomsnelheid van doorstromend medium door een rotatie-inrichting onder 20 alle omstandigheden bijvoorbeeld binnen gebied van 0,2-5 x een richtwaarde gelijk te houden.
Het is een doel van de uitvinding, een rotatie-inrichting te verschaffen, die de bovengenoemde problemen en beperkingen van de stand der techniek niet of althans 25 in mindere mate bezit.
Het is een verder doel van de uitvinding, een werkwijze voor het vervaardigen van een rotatie-inrichting alsmede een daarmee verkregen rotatie-inrichting te verschaffen, die regelbaar is over een ten 30 opzichte van de stand der techniek sterk vergroot werkgebied.
In verband met het bovenstaande verschaft de uitvinding in het algemeen de werkwijze als hierboven gespecificeerd.
35 Toepassing van plaatmateriaal voor vervaardiging van de schotels en de schoepen volgens conclusie 19 heeft het voordeel, dat de rotor zeer licht kan zijn. Plaatmateriaal kan verder zeer licht, glad en 1009758 9 maatgetrouw zijn. De keuze van het materiaal zal verder worden bepaald door overwegingen van slijtvastheid (afhankelijk van het passerende medium), buigstijfheid, mechanische sterkte, en dergelijke. Voor de rotor, 5 waarvan de schotels de beschreven dubbel-gekromde vorm vertonen, is het van belang, dat de hoofdvorm behouden blijft, ook als het materiaal aan centrifugale krachten wordt onderworpen als gevolg van hoge rotatiesnelheden.
In dit verband wordt er de aandacht op gevestigd, dat de 10 schoepen, die tussen de schotels zijn aangebracht en daarmee star gekoppeld zijn, in aanzienlijke mate tot de verstijving van de rotor bijdragen. Ook om deze reden is = het van belang, een groot aantal schoepen te gebruiken.
Tevens kan een rotor met zeer hoge maatnauwkeurigheid en 15 verwaarloosbare intrinsieke onbalans worden vervaardigd.
De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen. In de tekeningen tonen: Ξ figuur 1 gedeeltelijk in dwarsdoorsnede, gedeeltelijk in opengewerkt zijaanzicht, een eerste 20 uitvoeringsvoorbeeld van een rotatie-inrichting; figuur 2 een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht van de inrichting volgens figuur ï 1 dat geschematiseerd is voor het weergeven van de ruimtelijke opbouw; 25 figuur 3 een variant van een spruitstuk; figuur 4 een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht van een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een rotatie-inrichting; figuur 5A een uitgeslagen aanzicht van een deel 30 van een stator met statorkanalen begrenzende __ statorschoepen; _ figuur 5B een uitgeslagen aanzicht van een statorschoep; figuur 5C een met figuur 5A corresponderend 35 aanzicht van twee statorschoepen ter toelichting van de geometrische verhoudingen; “ figuur 5D een gerectilineariseerd aanzicht van het statorkanaal volgens figuur 5C; 1009755 10 figuur 5E een grafiek van de kanaalbreedte als functie van de kanaalafstand; figuur 5F de ingesloten hoek als functie van de kanaalafstand; 5 figuur 6A een schematische dwarsdoorsnede van een derde uitvoeringsvoorbeeld van een rotatie-inrichting; figuur 6B een met figuur 6A corresponderend aanzicht van een variant.
10 figuur 7 een perspectivisch plof-aanzicht vanaf de onderzijde van de interne structuur met rotor en stator van een vierde uitvoeringsvoorbeeld van een rotatie-inrichting, met weglating van het huis en de onderste rotorschotel; 15 figuur 8 vanaf de bovenzijde van de stator volgens figuur 7, met weglating van het huis en de rotor; figuur 9 een perspectivisch plof-aanzicht vanaf de onderzijde, corresponderend met figuur 7, van de rotor; 20 figuur 10A een met figuur 8 corresponderend perspectivisch aanzicht van het statordeel van een vijfde uitvoeringsvoorbeeld, waarbij het spruitstuk anders is uitgevoerd,· figuur 10B een met figuur 10A corresponderend 25 aanzicht van een variant; figuur IOC een met figuur 10B corresponderend aanzicht van een variant; figuur 10D een grafische weergave van het verband tussen de tangentiële afstand tussen twee 30 schoepen en de axiale positie; figuur 10E de kanaalbreedte als functie van de ! kanaalpositie; figuur 10F een grafische weergave van de ingesloten hoek als functie van de kanaalpositie; 35 figuur 11 een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht van een deel van een zesde uitvoeringsvoorbeeld van een rotatie-inrichting; ; 1009756 11 figuur 12A een gedeeltelijk schematisch perspectivisch aanzicht van een matrijs voor het vormen van rotorschoepen; figuur 12B een dwarsdoorsnede volgens de lijn 5 B-B in figuur 12A; figuur 12C een geschematiseerd plof-aanzicht van een inrichting voor het vervaardigen van een statorschoep; figuur 12D een perspectivisch aanzicht van de 10 inrichting volgens figuur 12C; figuur 13A een sterk geschematiseerd plof-aanzicht van een inrichting voor het samenstellen van een rotor volgens figuur ikfiguur 13B een schematisch gedeeltelijk 15 perspectivisch aanzicht van een opstelling van een aantal 1 geleidingsblokken in de vervaardigingsfase van een stator; figuur 13C een onder figuur 13B getekend, gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht van de 20 volgens figuur 13B vervaardigde stator; figuur 13D een samenstel van warmte en _ elektriciteit geleidende blokken conform figuur 13B;
figuur 14 een schematische grafiek ter vergelijking van het rendement als functie van het 25 relatieve debiet van een bekende rotatie-inrichting en "I
een inrichting volgens de onderhavige octrooiaanvrage; figuur 15 de door een inrichting volgens de uitvinding te genereren druk als functie van het debiet bij verschillende toerentallen in vergelijking met een 30 bekende pomp; figuur 16 een met figuur 15 corresponderende _ grafische weergave van een andere uitvoering; figuur 17 een perspectivisch aanzicht van een _ verder uitvoeringsvoorbeeld van de rotatie-inrichting = 35 volgens de uitvinding; figuur 18 een opengewerkt perspectivisch aanzicht van de inrichting volgens figuur 17; 1009756 12 figuur 19 een plof-aanzicht van de inrichting volgens figuur 17; figuur 20 een perspectivisch aanzicht van de motor; 5 figuur 21 een perspectivisch aanzicht van de stromingskanalen-eenheid, die zich uitstrekken tussen de zesde mediumdoorvoer en de tweede mediumdoorvoer; en figuur 22 een bovenaanzicht van de eenheid volgens figuur 21.
10 figuur 23 een schematische voorstelling van een werkwijze voor het geheel automatisch vervaardigen van een rotatie-inrichting conform de leer van de uitvinding.
Figuur 1 toont een rotatieinrichting 1. Deze omvat een huis 2 met een centrale, axiale eerste 15 mediumdoorvoer 3 en drie axiale tweede mediumdoorvoeren 4, 5, 6. Verder omvat de inrichting 1 een zich in het genoemde huis 2 en tot buiten dat huis 2 uitstrekkende as 7, die ten opzichte van het huis 2 roteerbaar gelagerd is en een in het huis 2 geaccomodeerde rotor 8 draagt, die 20 hierna zal worden gespecificeerd. De rotor 8 sluit met i een centrale derde mediumdoorvoer 9 aan de eerste J mediumdoorvoer 3 aan. De derde mediumdoorvoer 9 vertakt zich in een aantal angulair equidistante rotorkanalen 10, die zich elk in een respectief, althans min of meer - 25 radiaal hoofdvlak uitstrekken vanaf de derde mediumdoorvoer 9 naar een respectieve vierde mediumdoorvoer 11. De eindzone van de derde mediumdoorvoer 9 en de eindzone van de vierde mediumdoorvoer 11 strekken zich elk in hoofdzaak in 30 axiale richting uit. Zoals figuur 1 toont, vertoont elk rotorkanaal 10 een algemene flauwe S-vorm, ongeveer correspondeerd met een halve cosinus-functie en vertoont een middendeel 12, dat zich in een richting uitstrekt met althans een aanzienlijke radiële component. Elk 35 rotorkanaal vertoont een dwarsdoorsnede-oppervlak, dat zich vergroot vanaf de derde mediumdoorvoer naar de vierde mediumdoorvoer.
^ 1009756 i 13
Verder omvat de rotatie-inrichting 1 een in het huis 2 geaccomodeerde stator 13. Deze stator 13 omvat een eerste centraal lichaam 14 en een tweede centraal lichaam 23 .
5 Het eerste centrale lichaam 14 bezit aan zijn aan de rotor 8 grenzende zone een cilindervormig buitenvlak 15, dat samen met een cilindervormig binnenvlak 16 van het huis 2 een algemeen cilindervormige mediumdoorvoerruimte 17 met een radiële afmeting van ten 10 hoogste 0,2x de straal van het cilindervormige buitenvlak 15 begrenst, in welke mediumdoorvoerruimte 17 een aantal angulair equidistante, paarsgewijs statorkanalen 18 begrenzende statorschoepen 19 zijn geaccomodeerd, welke statorschoepen 19 elk aan hun naar de rotor 8 gerichte, 15 een vijfde mediumdoorvoer 24 vormende eindzone 20 een substantieel, in het bijzonder ten minste 60° van de axiale richting 21 afwijkende richting bezitten, en aan hun andere, een zesde mediumdoorvoer 25 vormende eindzone 7 22 een weinig, in het bijzonder ten hoogste 15°, van de 20 axiale richting 21 afwijkende richting bezitten, welke vijfde mediumdoorvoeren 24 aansluiten aan de vierde mediumdoorvoeren 11, en welke zesde mediumdoorvoeren 25 in verbinding staan met de drie tweede mediumdoorvoeren 1 4, 5, 6.
25 Het tweede centrale lichaam is zodanig uitgevoerd, dat zich tussen de zesde mediumdoorvoer 25 en de tweede mediumdoorvoeren 4, 5, 6 drie, in de richting vanaf de zesde mediumdoorvoeren 25 naar de tweede mediumdoovoeren 4, 5, 6 toelopende spruitstuk-kanalen 26 30 uitstrekken. Deze spruitstuk-kanalen worden tevens begrensd door het buitenvlak. 2 9 van het tweede centrale lichaam 23 en het cilindervormige binnenvlak 16 van het huis 2. ----- ^
In figuur 1 is een algemene 35 mediumdoorstromingsbaan 27 met pijlen aangeduid. Deze baan 27 is gedefinieerd tussen de eerste mediumdoorvoer 3 en de tweede mediumdoorvoeren 4, 5, 6 door respectievelijk: de eerste mediumdoorvoer 3, de derde 1 GO 97 56 14 / 4 mediumdoorvoeren 9, de rotorkanalen 10, de vierde mediumdoorvoeren 11, de statorkanalen 18, de zesde mediumdoorvoeren 25, de spruitstuk-kanalen 26, de tweede mediumdoorvoeren 4, 5, 6, met in hoofdzaak vloeiende 5 overgangen tussen de genoemde delen. Opgemerkt wordt, dat in figuur 1 de stroming van het medium volgens pijlen 26 is weergegeven in overeenstemming met een pompwerking van de inrichting 1, waartoe door niet-getekende motormiddelen de as 7 roterend wordt aangedreven. Zou via 10 de mediumdoorvoeren 4, 5, 6 medium onder druk met kracht in de tweede mediumdoorvoeren 4, 5, 6 worden toegelaten, dan zou de mediumstroming omgekeerd zijn en zou door de hierna te beschrijven opbouw van de inrichting 1 de rotor 8 roterend worden aangedreven, tevens onder roterende 15 aandrijving van de as 7.
De opbouw van de inrichting is zodanig, dat er tijdens bedrijf een wederzijdse krachtkoppeling bestaat tussen de rotatie van de rotor 8, en aldus de rotatie van de as, enerzijds, en de snelheid en druk in het de 20 genoemde mediumdoorstromingsbaan 27 doorstromende medium.
In het algemeen kan derhalve de inrichting werken als pomp, in welk geval de as 7 wordt aangedreven en het medium wordt verpompt volgens de pijlen 27, of als turbine/motor, in welk geval de mediumstroming omgekeerd 25 is en het medium de drijvende kracht levert.
Figuur 2 toont in sterk geschematiseerd opengewerkt perspectief de inrichting 1. Duidelijk is, dat de spruitstuk-kanalen 26 zijn gevormd door een tweede centraal lichaam 23, dat te beschouwen is als een 30 inzetstuk, dat zich boven het eerste centrale lichaam 14 bevindt en drie de spruitstuk-kanalen 26 vormende i uitsparingen 30 vertoont. Deze uitsparingen vertonen afgeronde vormen en sluiten aan hun onderzijde aan aan de zesde mediumdoorvoeren 25 voor het naar de tweede 35 mediumdoorvoeren 4, 5, 6 geleiden van het medium volgens de pijlen 27.
Figuur 3 toont het inzetstuk 23 in gedeeltelijk I weggebroken perspectivisch aanzicht. In dit willekeurige 1C0 97 U' 15 uitvoeringsvoorbeeld is het inzetstuk 23 uit plaatmetaal gevormd. Het kan echter ook uit andere geschikte materialen bestaan, zoals massieve, eventueel gewapende kunststof en dergelijke.
5 Figuur 4 toont een inrichting 31, die functioneel overeenstemt met de inrichting 1. De inrichting 31 omvat een aandrijfmotor 28.
Zoals in figuur 4 duidelijker dan in figuur 1 kan worden gezien, is in de als mediuminvoer dienende 10 derde mediumdoorvoer 9 een invoerpropeller 32 met een I
aantal propellerbladen 33 aangebracht.
Vooruitlopend op de bespreking van de rotor volgens figuur 9, die overeenkomt met de rotor 8 volgens figuur l, wordt nu reeds opgemerkt, dat de rotor 34 in de 15 inrichting 31 volgens figuur 4 een aantal additionele verstijvingsschoren 35 vertoont die in de rotor 8 ξ ontbreken.
Zoals in figuur in 9 is getoond, omvat rotor 8 1 een aantal separate onderdelen, die op hierna te 7 20 beschrijven wijze met elkaar zijn geïntegreerd. De rotor 8 omvat een onderschotel 36, een bovenschotel 37, twaalf relatief lange schotten 38 en twaalf daarmee verweven z geplaatste relatief korte schotten 39, die op de getoonde wijze equidistante begrenzingen vormen van respectieve 25 rotorkanalen 10. De schotten 38, 39 vertonen elk een z gebogen vorm en haaks omgezette randen 40, 41 voor :c mediumdichte koppeling met de schotels 36, 37. De schotten 38, 39 zijn bij voorkeur door lassen met de = schotels verbonden en vormen aldus een geïntegreerde 30 rotor. In de centrale derde mediumdoorvoer 9 is de invoerpropeller 32 geplaatst. Deze vertoont twaalf ~ bladen, die zonder rheologisch noemenswaardige overgang “ aansluiten aan de lange rotorschotten 38. In het midden van de invoerpropeller 32 is een naar beneden toe 35 toelopend stroomlijnelement 42 geplaatst.
In het bijzonder figuur 4 toont duidelijk de werking van de als bijvoorbeeld vloeistofpomp werkende inrichting 31. Door aandrijving van as 7 met meeneming 1 ü ü υ ( 5 6 ' i 16 van rotor 34 wordt door de werking van propeller 32 vloeistof de rotorkanalen 10 ingeperst. Mede als gevolg van de optredende centrifugale versnelling wordt er een sterke pompwerking verkregen, die zich laat vergelijken 5 met die van centrifugaalpompen. Centrifugaalpompen echter werken met fundamenteel anders gevormde rotorkanalen. De uit de rotorkanalen 10 stromende vloeistof vertoont een sterke rotatie en heeft de vorm van een annulaire stroming met zowel een tangentiële of rotatie-10 richtingscomponent als een axiale richtingscomponent. De statorschoepen 19 nemen de rotatiecomponent weg en leiden de aanvankelijk axiaal ingevoerde stroming weer in axiale richting de spruitstuk-kanalen 26 binnen, waar de deelstromen worden verzameld en worden toegevoerd 15 respectieve mediumafvoeren 4, 5, 6. Desgewenst kan op de in figuur 2 getoonde wijze door middel van een vereniging van de drie afvoeren 4, 5, 6 tot één leiding 43 het medium via één leiding verder worden verpompt. Vooruitgrijpend op figuur 10 wordt opgemerkt, dat ook 20 andere uitvoeringen mogelijk zijn, waarbij ook de afvoer zich in nagenoeg exact axiale richting uitstrekt.
Figuur 5A toont, dat de statorschoepen 19 aan hun invoerzijde een omgebogen rand 44 vertonen. Deze rand heeft een rheologische functie. Hij zorgt voor een 25 vloeiende, gestroomlijnde overgang van de door de snel roterende rotor 34 afgegeven sterk roterende mediumstroming naar de statorkanalen 18.
De beschreven rotoren bestaan in deze uitvoering uit roestvaststalen onderdelen, met verwijzing I 30 naar figuur 9 de schotels 36, 37, de schotten 38, 39, de propeller 32.
Figuur 5A toont in uitgeslagen vorm het buitenvlak 15 van het eerste centrale lichaam en de statorschoepen 19.
35 Figuur 5B toont volgens de gebroken lijn B-B in figuur 5a een aanzicht van een schot 19.
Figuur 5C toont een stel samen een statorkanaal 18 begrenzende statorschoepen 19.
1009758 17
Figuur 5D toont een uitslag van het kanaal 18 met de bepaling van de onderlinge hoeken conform de elkaar opvolgende lijnen 46, die, zoals figuur 5D toont, alle onderlinge afstanden langs de hartlijn bezitten van 5 ongeveer 5ππη, althans in deze uitvoering. De uitloopbreedte van elk statorkanaal is, zoals in figuur 5C is aangegeven, ongeveer 15mm. Figuur 5D toont de verschillende posities met de daarbij behorende halve hoeken tussen de schoepen 19 op de aangegeven posities. - 10 Figuur 5E toont de kanaalbreedte als functie - van de posities volgens de figuren 5C en 5D.
Figuur 5F toont de ingesloten hoek conform de weergave in figuur 5D. Het is van belang op te merken, dat deze hoek nergens de rheologisch belangrijke waarde 15 van circa 15° overschrijdt en zelfs onder de waarde van :: 14° blijft.
In figuur 1 en figuur 4 is duidelijk te zien, dat de respectieve rotoren 8, 34 in het gebied van de derde mediumdoorvoer en de vierde mediumdoorvoer ten z 20 opzichte van het huis 2 zijn afgedicht door respectieve - labyrint-afdichtingen 45, 46. De as is ten opzichte van het huis gelagerd door middel van ten minste twee lagers, waarvan in de figuren 1 en 4 er slechts één is getekend. ~
Dit lager is aangegeven met verwijzingsgetal 47. Z
25 Figuur 6A toont een rotatie-inrichting met een ~ iets andere opbouw. In deze structuur is er sprake van een continue eenheid van spruitstuk-kanalen, daar sprake is van een ruimte 49 die door een tweede centrale lichaam 50 wordt begrensd samen met de wand 51 van het huis 52. — 30 Aldus is er sprake van slechts één mediumafvoer 4.
Figuur 6B toont een rotatie-inrichting 48', T
waarvan de opbouw nagenoeg geheel overeenkomt met de _ opbouw van de inrichting 48 volgens figuur 6A. Anders dan zz in de inrichitng 48 omvat de inrichting 48' een 35 elektromotor. Deze omvat een aantal met het verwijzingsgetal 90 aangeduide statorwikkelingen, die stationair zijn opgesteld, en een rotoranker 91, dat vast — verbonden is met de bovenschotel 37 van rotor 8.
1009756 18 * \
De aansluitdraden van de statorwikkelingen zijn niet getekend. Ze kunnen zich zeer geschikt omhoog uitstrekken via de ongebruikte ruimte binnen de statorschoepen 19 en op een gewenste geschikte positie 5 uit de inrichting 48' uittreden.
Figuur 7 toont de interne structuur van rotor 8 met weglating van de onderste schotel 36. Verwezen wordt in dit verband naar figuur 9. Van belang in deze figuur is in het bijzonder de opbouw van het tweede centrale 10 lichaam 53. In het bijzonder een vergelijking met figuur 2 maakt duidelijk, waarin deze uitvoering verschilt van de opbouw van inrichting 1. Het tweede centrale lichaam 53 is voorzien van drie inzetstukken 54 die uitsparingen 55 begrenzen, die de uitstroomopeningen van de 15 statorkanalen 18 verbinden met mediumafvoeren 4, 5, 6. De uitsparingen 55 zijn voorzien van stroomgeleidingsschotten, die weliswaar verschillende vormen hebben, maar gemakshalve alle met het verwijzingsgetal 56 zijn aangeduid. Door deze opbouw 20 wordt eveneens een zeer rustige wervelingen-vrije stroming gerealiseerd.
Figuur 8 toont de stator 57 volgens figuur 7 vanaf de andere zijde.
Figuur 10A toont een deel van een vijfde 25 uitvoeringsvoorbeeld. De stator 61 is in hoge mate regelmatig en symmetrisch opgebouwd en verschilt in die zin van de uitvoeringsvormen die in het bijzonder ï duidelijk zijn getekend in de figuren 2 en 7. In de uitvoering volgens de figuur 10A worden spruitstuk-30 kanalen 62 op analoge wijze gevormd aan de statorkanalen 18. De spruitstuk-kanalen 62 worden enerzijds begrensd door een in de richting van afvoer 4 toelopend vlak 63 van een tweede centraal lichaam 64 en anderzijds door het binnenvlak van een niet-getekend huis. De kanalen 62 35 worden onderling van elkaar gescheiden door scheidingsschotten 65. Zoals getekend verenigen zich gemiddeld ongeveer 2,7 statorkanalen tot één spruitstuk-kanaal 62.
1009758 19
Figuur 10B toont een variant van figuur 10A. De stator 61' volgens figuur 10B is in zoverre afwijkend van de uitvoering volgens figuur 10A, dat de kanalen 62' van elkaar worden gescheiden door een vlak 63' en schotten 5 65' met andere vormen dan de betreffende onderdelen in de stator 61. Het gevolg hiervan is, dat de mediumdoorvoer : 93' volgens figuur 10B een grotere doortocht vertoont dan de mediumdoortocht 93 figuur 10A. Het snelheidsverschil over de kanalen 62' is derhalve kleiner dan het 10 snelheidsverschil over de kanalen 62. Onder omstandigheden kan dit gewenst zijn.
Figuur IOC toont een verdere variant, waarin de stator 61'' niet alleen de relatief lange schotten 19, maar ook daarmee verweven geplaatste kortere schotten 19' 15 omvat. Het effect hiervan zal worden uitgelegd aan de hand van de hiernavolgende figuren 10D, 10E en 10F. Voor het overige komt de stator 61'' in hoofdzaak overeen met de stator 61'. Er wordt op gewezen, dat de onderste eindzones van de schotten 19 en 19' omgevouwen zijn.
20 Hierdoor is een goede stroomlijnvorm met vergrote stijfheid, sterkte en erosiebestendigheid verzekerd.
Figuur 10D toont de tangentiële afstand tussen de naburige schotten 19 en 19' volgens figuur IOC en de schotten 19 volgens de figuren 10A en 10B. De tangentiële ü 25 afstand is weergegeven als functie van de axiale positie.
De curven I en II corresponderen met naburige schotten.
Figuur 10E heeft betrekking op de uitvoering volgens figuur IOC. De grafiek geeft de kanaalbreedte als Π functie van de kanaalpositie. Duidelijk is de invloed van 30 de verweven plaatsing van relatief lange en relatief korte schotten. Deze invloed is herkenbaar aan de sprong in de grafiek. Zou deze sprong niet aanwezig zijn, dan Π zou het met II aangeduide deel vloeiend aansluiten aan r: het met I aangeduide deel, waardoor de kanaalbreedte in 35 het gebied II substantieel groter zou worden. Dit zou sterk ten koste gaan van het langwerpige karakter van de ^ statorkanalen en daarmee de prestaties van de inrichting in kwestie beïnvloeden.
1009758 20
Figuur 10F toont de ingesloten hoek als functie van de kanaalpositie. Een vergelijking met figuur 5F toont aan, dat door de keuze van de verweven plaatsing van korte en lange schotten de ingesloten hoek die 5 volgens figuur 5F bijna 14° bedraagt, in de structuur volgens figuur IOC altijd kleiner is dan 10°.
Figuur 11 toont een zesde uitvoeringsvoorbeeld. De rotatie-inrichting 66 omvat een rotor 67 met een aantal rotorkanalen 68 die door plaatmetalen wanden 10 worden begrensd. Deze rotor kan zijn gevormd door explosief vervormen, door middel van interne medium druk, door middel van een rubberpers of andere geschikte bekende technieken. Spruitstuk-kanalen 69 worden begrensd door in het getekende gebied zich ongeveer 15 schroeflijnvormig uitstrekkende schotten 70.
Figuur 12 toont, op welke wijze de ruimtelijk zeer gecompliceerd gevormde statorschoepen 19 kunnen worden vervaardigd uit respectieve stroken roestvaststaal.
20 Figuur 12A toont zeer schematisch een matrijs 71 voor het uit een platte strook staal van bepaalde lengte vormen van een statorschoep 19. De matrijs omvat twee ten opzichte van elkaar met kracht roteerbare matrijsdelen 72, 73, die in een gesloten rotatiestand 25 twee naar elkaar gerichte scheidingvlakken vertonen, waarvan de vormen in hoofdzaak identiek zijn, welke ( vormen overeenkomen met de vorm van een schoep 19. Het scheidingsvlak in kwestie bevindt zich op de met 74 aangeduide positie, waar conform de realiteit bij het 30 vormen van een schoep 19 een dergelijke schoep is ingetekend, waarbij de aangrenzende delen van de matrijsdelen 72, 73 weggebroken zijn getekend. Aan de onderzijde is het betreffende scheidingsvlak 75 zichtbaar, dat zich voortzet conform de vorm de schoep 35 19. Pijlen 76 geven de relatieve roteerbaarheid van matrijsdelen 72, 73 weer. Geleidingsblokken 76, 77 dienen als geleiding van de matrijsdelen 72, 73 tijdens de 1003758 21 i rotatie. De genoemde middelen voor roterende aandrijving van de matrijsdelen 72, 73 zijn niet getekend.
In de open stand van de matrijs, die in figuur 12A niet is getekend, wordt een rechte roestvaststalen 5 strook ingelegd. Deze strook is geheel vlak en recht.
Vervolgens worden de matrijsdelen onderling geroteerd, zodanig dat de vormvlakken elkaar naderen. Daardoor vindt een aangrijping van de strook plaats onder gelijktijdige - vervorming daarvan. In dit verband wordt verwezen naar - 10 figuur 12B, waar de met elkaar samenwerkende matrijsdelen 72, 73 zijn getoond. Zoals duidelijk zal zijn, vertoont matrijsdeel 73 aan zijn aan steuncilinder 77 grenzende ' ^ onderzijde een uitsparing 78 overeenkomstig de omgezette onderrand 79 van strook 19, terwijl aan de bovenzijde een t 15 vergelijkbare uitsparing 80 aanwezig blijft tussen het bovenvlak van matrijsdeel 72 en matrijsdeel 73 bij het sluiten van de vormholte. De uiteindelijke sluiting van " de vormholte wordt uitsluitend bepaald door de dikte van het metaal van schoep 19. De uitsparing 80 correspondeert 20 met de bovenste omgezette rand 81.
De figuren 12C en 12D tonen een alternatieve inrichting of matrijs 871 voor het uit een platte strook staal 801 met de in figuur 12D getoonde gebogen vorm van bepaalde lengte vormen van een statorschoep 819. De 25 matrijs 871 omvat twee ten opzichte van elkaar met kracht :
roteerbare matrijsdelen 872, 873, die in een gesloten -I
rotatiestand twee naar elkaar gerichte scheidingsvlakken vertonen, waarvan de vormen in hoofdzaak identiek zijn, welke vormen overeenkomen met de vorm van een schoep 819.
30 De onderlinge rotatie van de genoemde matrijsdelen 872, 873 kan plaatsvinden door rotatie van matrijsdeel 873 door middel van handgreep 802, waarbij matrijsdeel 872 stationair blijft, doordat het als één geheel is gevormd met een gestel 803, dat aan een werkblad is bevestigd.
35 Een tweede handgreep 804 is bevestigd aan een in ___ hoofdzaak cilindrisch element 805 dat van een min of meer ’ 1 driehoekige opening 806 is voorzien die dient voor het plaatsen van strook 801 en het uitnemen van een gevormde .. -v "? r* C' i 3 ü 22 schoep 819. Door middel van een in een spiebaan 807 passende spie 808 zijn de respectieve onderdelen 805 en 814 voor rotatie met elkaar gekoppeld.
De genoemde scheidingsvlakken 810, 811 doen 5 dienst voor het aan strook 801 verlenen van de dubbel gekromde hoofdvorm, echter zonder de omgezette randen 812, 813 die dienen voor het aan respectieve cilindrische lichamen verbinden van een schoepvervorming van een stator. Nadat deze vorm is verkregen door rotatie door 10 middelhandgreep 802 kunnen de omgezette randen 812, 813 worden gevormd door een vervolgrotatie door handgreep 804. Tijdens deze vervolgrotatie vindt het bedoelde omzetten van de genoemde randen plaats door rotatie van centraal deel 814, dat zoals vermeld voor rotatie is 15 gekoppeld met element 805 en is voorzien van een omzetrand 815. Een tweede omzetrand 816 is aangebracht aan de binnenzijde van element 805.
Aldus kan door een zeer eenvoudige bewerking met de inrichting 871 uit de voorgevormde metalen strook | 20 801 een schoep 819 worden vervaardigd.
} Opgemerkt wordt dat strook 801 is vervaardigd door lasersnijden. Hierdoor is een zeer nauwkeurig en spaan- en braamvrij plaatmetalen element te verkrijgen, dat vrij is van interne spanningen. De versmalde eindzone 25 820 kan conform pijl 823 worden omgebogen tot de met 820' aangeduide positie. Daarmee is schoep 819 gereed om te dienen als onderdeel van een stator. Een dergelijke stator is bijvoorbeeld weergegeven in figuur 13C.
Figuur 13A toont een mogelijke en zeer 30 praktische vervaardigingswijze van rotor 8. Uitgegaan wordt van onderschotel 36, bovenschotel 37 en de daartussen te plaatsen en daarmee hecht te verbinden rotorschotten 38, 39 (zie ook figuur 9).
In het plof-aanzicht volgens figuur 13A is 35 tevens weergegeven, dat in de driedimensionaal gevormde schotten 38, 39 kettingen van corresponderend gevormde, elektriciteit en warmte geleidende blokken 82 kunnen Γ worden opgenomen. Deze blokken zijn door draden 83 tot 1009756 23 respectieve kettingen verenigd en kunnen dienen voor het geleiden van de stroom, die via een bovenelektrode 84 en een onderelektrode 85 door respectievelijk schotel 37, blokken 82, schotten 38, 39, onderschotel 36 en 5 onderelektrode 85 kunnen worden geleid door een elektrische voeding 86. Door middel van niet-getekende aandrukmiddelen worden de schotelvormige elektroden 84, 85, waarvan de respectieve vormen overeenstemmen met respectievelijk bovenschotel 37 en onderschotel 36, met ] 10 kracht naar elkaar gedrukt onder corresponderende aandrukking van de genoemde en in figuur 3A op afstand van elkaar getekende onderdelen. Geprofileerde, als aandrukpunten dienende zones 86 zijn in bovenelektrode 84 aangebracht. Corresponderende zones 87 zijn in de 15 onderelektrode aangebracht. Tijdens het doorleiden van een voldoend grote stroom zal via de aandrukzones 86, 87, die met de schotten 38, 39 geregistreerd zijn, een grote stroom door de betreffende stroombaan worden geleid.
Hierdoor vindt een effectief puntlassen van de schotten 20 38, 39 aan schotels 36, 37 plaats. De bijvoorbeeld koperen blokken 82 zijn essentieel voor een goede stroomgeleiding zonder nadelige thermische effecten voor de schotten 38, 39. Nadat aldus een puntlas-bewerking is voltooid, kunnen door aan de draden 83 te trekken de 25 betreffende kettingen van blokken worden verwijderd. Na deze bewerking is de rotor in principe gereed. Zoals figuur 1 toont, kan aan bovenschotel 37 nog een bevestigingschijf 90 worden vastgelast. Met kap 91 vormt deze de bevestiging van de rotor aan as 7. De rotor _ 30 volgens figuur 4 is na de puntlas-bewerking als hiervoor z beschreven aan de hand van figuur 13 voorzien van schoren iï 35, waarna as 37 is bevestigd.
Figuur 13B toont sterk vereenvoudigd en met weglating van een aantal onderdelen een opstelling 830 35 voor het vervaardigen van een stator 831 zoals weergegeven in figuur 13C. Voor een goed begrip van de
opstelling volgens figuur 13B wordt eerst verwezen naar Z
figuur 13C. De stator 831 omvat een cilindrische
1009756 S
24 binnenwand 832 en een cilindrische buitenwand 833. Deze wanden zijn in dit uitvoeringsvoorbeeld van roestvaststaal vervaardigd. De buitenwand 833 is relatief dik, terwijl de binnenwand 832 relatief dun is. De 5 statorschoepen 819 (zie figuur 12) met relatief grote lengte en de daarmee verweven geplaatste schoepen 819' met geringere lengte zijn in de gewenste stand geplaatst en zijn met de omgezette randen 812 en 813 door lassen bevestigd aan respectievelijk binnenwand 832 en 10 buitenwand 833. Het zal daarmee duidelijk zijn, dat de vormen van deze omgezette randen 812 en 813 nauwkeurig moeten aansluiten aan de betreffende cilindrische oppervlakken. De in figuur 12 getoonde inrichtingen zijn daarop speciaal ontworpen.
15 Figuur 13B toont, met weglating van de cilinders 832, 833 een opstelling van equidistant geplaatste kettingen van koperen blokken, die gemakshalve alle met 834 zijn aangeduid en die de in figuur 13D getoonde vorm vertonen, overeenkomstig de vorm van 20 schoepen respectievelijk 819 en 819'. Door middel van een veter 835 zijn de blokken mechanisch met elkaar verbonden en elektrisch van elkaar gescheiden. Een rubberen kussen 836 vertoont een zodanige vorm, dat de totale structuur 837, bestaande uit blokken 834, veter 835 en kussen 836, 25 nauwkeurig past tussen de schoepen 819, 819' van een stator 831. De blokken 834 vertonen een algemene U-vorm. Hierdoor kunnen de randen 812, 813 elektrisch geleidend en thermisch geleidend met elkaar worden verbonden, zonder dat de elektrische geleiding plaatsvindt via de 30 middenplaat van een schoep 819. Vergelijking van de figuren 13B en 13C toont de relatieve plaatsing van blokken 834 en schoepen 819, 819' aan.
Figuur 13B is in die zin vereenvoudigd getekend, dat slechts de voorste groep kettingen 837 is 35 getoond, terwijl bovendien de cilindrische mantels 832, 833 voor de duidelijkheid zijn weggelaten. Buiten de buitenmantel 833 is een buitenelektrode 838 geplaatst, terwijl binnen de binnenmantel 832 een binnenelektrode 1009756 2 5 839 is geplaatst. Deze elektroden zijn ingericht voor het simultaan doorleiden van stromen door puntlaszones, die alle gemakshalve met 840 zijn aangeduid. Daartoe zijn de elektroden 838, 839 met een stroombron 841 verbonden. Na 5 het rangschikken van de schoepen 819, 819' met tussenplaatsing van de kettingen 837 over de gehele omtrek met plaatsing van zowel binnencilinder 832 als ‘ buitencilinder 833 worden de binnenelektroden 839 en buitenelektroden 838 geplaatst, waarna de stroomdoorgang 10 wordt geëffectueerd, die ten gevolge heeft dat op de : stroomdoorgangsplaatsen de omgezette randen 812, 813 worden gepuntlast aan binnencilinder 832 en buitencilinder 833. Vervolgens worden de respectieve = kettingen 837 aan de bovenzijde aan veters 835 uit de 15 structuur getrokken, waarna de stator 831 gereed is.
Figuur 14 toont een grafische weergave van het rendement "EFF" uitgedrukt in een percentage als functie ! van het relatieve debiet Q van respectievelijk een inrichting volgens de stand der techniek (grafiek I), 20 zoals gemeten aan een inrichting van het hiervoor beschreven type volgens figuur 1 (grafiek II) en “ tenslotte volgens de figuren 7, 8, 9, 10. Het zal duidelijk zijn, dat de rendementskromme van de structuur volgens de uitvinding substantieel hoger ligt dan die 25 volgens de stand der techniek en een aanzienlijk vlakker verloop vertoont. In het bijzonder is de verbetering bij lagere toerentallen spectaculair. Deze verbetering verklaart, dat één inrichting voor vele zeer - uiteenlopende toepassingen inzetbaar is. Bij de stand der i 30 techniek zijn voor verschillende toepassingen veelal andere inrichtingen vereist.
Figuur 15 toont eveneens de prestaties van een C
inrichting volgens de uitvinding die als pomp werkt. De in figuur 15 getekende grafieken betreffen de pompdruk 35 als functie van het debiet van een inrichting volgens de - uitvinding, in vergelijking met een acht-traps standaard- - centrifugaalpomp met een dimensionering die vergelijkbaar - is met de dimensionering van de inrichting volgens de υ ΰ 9 7 5 6 j 26 uitvinding. De met cirkelvormige meetpunten aangeduide grafiek I betreft de meting aan een bekende pomp NOVA PS 1874. De overige grafieken betreffen metingen aan een pomp volgens de uitvinding met respectievelijk de 5 volgende toerentallen: 1500, 3000, 4000, 5000, 5500, 6000 toeren per minuut.
Figuur 16 toont meetresultaten in een vergelijking tussen twee typen pompen volgens de uitvinding en twee typen pompen volgens de stand der 10 techniek. De grafieken I en II hebben betrekking op een acht-traps centrifugaalpomp van gebruikelijk type bij 3000 toeren per minuut. Grafiek I betreft een inlaat van 58mm terwijl grafiek II een inlaat van 80mm betreft.
De getrokken grafieken met de indicaties 15 respectievelijk 1500, 3000, 4000, 5000, 6000 toeren per minuut hebben betrekking op een één-traps inrichting volgens de uitvinding met een behuizing van 170mm diameter, een rotordiameter van 152mm en een inlaatdiameter van 38mm. De met onderbroken lijnen 20 getekende grafieken hebben eveneens betrekking op een één-traps inrichting volgens de uitvinding met een behuizing met een diameter van 170mm, een rotordiameter van 155mm, en inlaatdiameter van 60mm.
De lijnen respectievelijk III en IV duiden de 25 respectieve cavitatiegrenzen aan van het eerste type pomp volgens de uitvinding als beschreven en het tweede type pomp volgens de uitvinding als beschreven.
Uit het voorgaande blijkt, dat de beschreven nieuwe structuur van een rotatie-inrichting substantieel 30 betere resultaten levert dan vergelijkbare bekende inrichtingen. Met name onder verwijzing naar de figuren 15 en 16 wordt er nogmaals de aandacht op gevestigd, dat de vergelijkingen betrekking hebben op een één-traps inrichting volgens de uitvinding en een acht-traps 35 inrichting volgens de stand der techniek, dat wil zeggen acht in cascade geschakelde bekende rotatie-inrichtingen.
Voor het omkeren van de werking van een pomp tot een motor of omgekeerd, zal in het algemeen enige
- : O O
I y O O ^ 0 Ό i 27 aanpassing van de dimensionering van statorkanalen en rotorkanalen gewenst zijn.’
Figuur 17 toont een eenheid 901, omvattende een rotatie-inrichting 902 en een motor 903. De eenheid is 5 ontworpen om als pomp te werken. Aan de onderzijde bevindt zich een als invoer dienst doende eerste mediumdoorvoer 904 en aan de zijkant bevindt zich de als afvoer dienst doende tweede mediumdoorvoer 905.
Figuur 18 toont schematisch de opbouw van de 10 eenheid 901, In afwijking van de uitvoering volgens bijvoorbeeld figuur 4, waarin de eenheid bestaat uit een r motor en een daarmee in principe onlosmaakbaar verbonden pomp, is de eenheid 901 opgebouwd uit twee separate componenten. Daartoe vertoont de motoras 906 een naar 15 buiten toe toelopend einde met aan het einde een konische schroefdraad 907, terwijl rotoras 908 een corresponderende complementaire vorm vertoont. Op deze wijze zijn motor 903 en pomp 902 losneembaar en krachten overbrengend met elkaar gekoppeld, terwijl niettemin een “ 20 zeer gemakkelijke losneembaarheid verzekerd is. In het bijzonder op de structuur van een onderdeel van pomp 902 zal hierna nog worden ingegaan aan de hand van figuren 21 en 22.
Figuur 19 toont in plof-aanzicht, op welke _ 25 wijze de samenstellende hoofdcomponenten met elkaar verbonden zijn en met elkaar samenhangen. Het is van belang op te merken, dat de bovenste component 909 van pomp 902, waarin zich de stator bevindt, anders is opgebouwd dan de betreffende onderdelen in de hiervoor _ 30 beschreven en getoonde uitvoeringsvoorbeelden. Rotor 910 _ en invoercomponent 911 komen overeen met de eerder beschreven uitvoeringen.
Figuur 20 toont motor 903 met aan de onderzijde = een koppelstuk 912 voor koppeling met een 35 corresponderende koppelbus 913 aan uitvoercomponent 909.
De figuren 21 en 22 tonen een onderdeel 914 van uitvoercomponent 909. Onderdeel 914 omvat een plaatmetalen trechter 915 met een centrale opening 916.
1009756 | 28 / «
In de trechter 915 zijn stroomgeleidingsschotten tegen de wand aan gebracht, die op de in figuur en 21 22 getoonde wijze zijn gerangschikt en weliswaar verschillende vormen bezitten, maar gemakshalve alle met het 5 verwijzigingsgetal 917 zijn aangeduid. De schotten 917 zijn leden van één parametrische familie.
Binnen de trechter 915 bevindt zich een binnentrechter 918, eveneens van plaatmetaal, zodanig dat de stroomgeleidingsschotten 917 door de respectieve 10 trechters 915 en 918 worden begrensd en aldus stroomgeleidingskanalen 919 vormen. Deze stroomgeleidingskanalen 919 monden alle uit in afvoer 905 en verzekeren een beheerst stromingspatroon met zeer geringe wrijvingsverliezen. De stroomgeleidingsschotten 15 917 kunnen zijn vervaardigd op een wijze, die verwant is aan de wijze waarop de statorschoepen en/of de rotorschotten kunnen worden vervaardigd. Met betrekking tot mogelijke vervaardigingsmethoden wordt in dit verband verwezen naar de figuren 12 en 13.
20 De opbouw van de eenheid 901 behoeft niet . verder te worden besproken. Aan de hand van bespreking van de voorgaande uitvoeringsvoorbeelden zal zowel opbouw als werking duidelijk zijn.
Functioneel komen de stroomgeleidingskanalen 25 919 overeen met de spruitstukkanalen 62 en 62' volgens respectievelijk figuren 10A en 10B. In afwijking van , figuur 10 is de opbouw van eenheid 903 zodanig, dat afvoer 905 zich aan de zijkant van de eenheid 903 uitstrekt. Dit vereenvoudigt de opbouw van de kritische 30 koppeling tussen motor 903 en pomp 902. Wel wordt nog opgemerkt, dat in dit verband ook de uitvoering volgens bijvoorbeeld de figuren 1, 2 en 4 zou kunnen worden toegepast.
Figuur 23 toont zeer schematisch een inrichting 35 die in staat is tot het uitvoeren van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding voor het vervaardigen van een nieuwe rotatie-inrichting als hiervoor ?! gespecif iceerd.
n 1009756 29
Voor een goed begrip van de voordelen van de uitvinding volgt nu eerste een kort overzicht van de bekende technieken voor het vervaardigen van bekende rotatie-inrichtingen.
5 Dergelijke inrichtingen, zoals pompen, ; turbines, compressoren en combinaties worden grotendeels vervaardigd op basis van metaal-, keramiek- en/of kunststof-technologie, zoals gieten, spuitgieten, persen en smeden voor het vervaardigen van vaak zeer : 10 gecompliceerd ruimtelijk gevormde onderdelen. Dergelijke - onderdelen vertonen ten gevolge van de toegepaste technologie onvermijdelijk maatafwijkingen, ongewenste aangietdelen en dichtheidsvariaties. Voordat tot het assembleren van de onderdelen tot een rotatie-inrichting 15 kan worden overgegaan dienen de onderdelen in kwestie daarom intensieve mechanische, meestal verspanende bewerkingen te ondergaan, terwijl bij roterende delen, eventueel samengesteld tot rotoren, nauwkeurige balancering noodzakelijk is.
20 Stempels, en mallen voor de bekende technologieën worden vaak via een trial and error methode “ of langs empirische weg tot een aanvaardbaar kwaliteitsniveau gebracht. Vooral gietmallen zijn daardoor zwaar en kostbaar en vragen zeer veel tijd, 25 voordat tot productie-inzet kan worden besloten. i
De cyclustijd tijdens productie kan onder 1 omstandigheden bij de bekende technieken ook zeer lang zijn in verband met het vermijden van excessieve ~
krimpspanningen zoals die zich bij afkoeling kunnen I
30 voordoen.
De totale inspanning, zowel met betrekking tot ontwerp als feitelijke productie van een bepaalde inrichting is dan ook zodanig groot, dat in de praktijk een beperkte en eenmaal vastgekozen ontwerplijn met 35 betrekking tot ontwerpdrukken, debietbereiken en andere prestaties op de markt wordt gebracht. Voor praktische ~ toepassing van dergelijke rotatie-inrichtingen zal daarom altijd een prijs-/prestatie-compromis nodig zijn of 1009756 : 30 dienen speciale off-design voorzieningen te worden toegevoegd in plaats van een principiële benadering, volgens welke exact aan de ontwerpspecificaties kan worden voldaan.
5 De bekende technieken vereisen onveranderlijk grote wanddikten, waardoor rotatie-inrichtingen meestal relatief zwaar zijn en daardoor speciale voorzieningen vereist zijn met betrekking tot transport, plaatsing en bevestiging.
10 De bestaande technieken leggen tevens beperkingen op aan de voor goede stromingstechnische vormgeving gewenste uitvoering, waardoor in de praktijk aan prestaties, bijvoorbeeld rendement, wordt ingeboet. Vaak moet men dan ook zijn toevlucht nemen tot 15 cascadering, waaraan de bekende gecompliceerde en kostbare doorverbindingen van stromingstrajecten, afdichtingen, lageringen en aandrijfassen inherent zijn.
Inrichtingen voor de vervaardiging van conventionele rotatie-inrichtingen worden daarom altijd 20 voor grootschalige serieproductie ingericht.
De werkwijze volgens de uitvinding, die toepasbaar is voor de nieuwe rotatie-inrichting als hiervoor gespecificeerd, maakt gebruik van dun plaatmateriaal. Deze keuze maakt in tegenstelling tot de 25 beschreven stand der techniek een buitengewoon grote ontwerp- en productieflexibiliteit mogelijk, waardoor een volledig geautomatiseerde aanmaak van gereedschappen, van onderdelen, evenals van productie en assemblage mogelijk wordt.
30 Hart van de inrichting is een centrale besturingseenheid, die in figuur 23 als computer 701 is weergegeven. Op deze basis kunnen ook zeer kleine series of zelfs enkele exemplaren van de rotatie-inrichtingen economisch worden gegenereerd en worden vervaardigd op 35 on-line basis.
De werkwijze volgens de uitvinding biedt de mogelijkheid, exact te voldoen aan de gegeven ontwerpspecificaties, zonder dat compromissen •f n ^ O, 7 '1 6 \ U u ^ υ 31 noodzakelijk zijn in verband met de bovenbeschreven technieken. Nabewerkingen kunnen ofwel geheel achterwege blijven of kunnen plaatsvinden op basis van bijvoorbeeld CNC-besturing.
5 Een speciale ontwikkelingsvisie op het tot I
stand brengen van stromingsdoorgangen heeft het beeld opgeleverd, dat de geometrieën in de nieuwe rotatie-inrichting volgens de uitvinding, hoewel noodzakelijkerwijze van empirische aard, wel met succes 10 parametrisch kunnen worden afgebeeld in plaats van met zeer grote verzamelingen ruimtelijke coördinaatpunten, zoals voor conventionele rotatie-inrichtingen noodzakelijk is. Bijvoorbeeld kan een nieuwe pomp bijvoorbeeld met een zeer beperkt aantal empirisch 15 bepaalde parameters (ongeveer 20) continu en vloeiend worden gegenereerd, zodat ook de zeer nauwkeurige aanmaak van gereedschappen en een veelvoud van zeer gladde, lichte en nauwkeurig vervaardigde onderdelen snel en inzichtelijk kan worden gemaakt, waarbij tevens variaties 20 mogelijk zijn zonder de noodzaak, bepaalde stappen geheel opnieuw te beginnen. De gebruikelijk punt voor punt afbeeldingen zouden velen tienduizenden getallen vereisen en vooral problematisch blijven voor het garanderen van het voor hoog rendementen noodzakelijke continue en - 25 vloeiende verloop van de vele dubbel-gekromde en op elkaar afgestemde en nauwkeurig op elkaar passende onderdelen.
De centrale computer 701, die geladen is met een basisprogramma, waarin een gebruiker door middel van 30 een toetsenbord 702 gewenste parameterwaarden kan — invoeren, dient voor het besturen van een aantal — gereedschapsmachines, die alle zeer schematisch zijn _ aangeduid. Het betreft een inrichting 703 voor het door — middel van lasersnijden uit plaatmateriaal vormen van 35 hierna te beschrijven onderdelen, een draai- en freesbank ~ 704, een rondzet- en lasinrichting 705, een assemblage- — inrichting 706, een assemblage-inrichting 707, een — assemblage-inrichting 708 en een modelleergereedschap 1009756 32 709. Terwille van de overzichtelijkheid van figuur 17 zijn niet overal besturingslijnen met de genoemde bewerkingsstations vanaf de computer 701 getekend.
De aandacht wordt erop gevestigd, dat terwille 5 van de overzichtelijkheid van de tekening tevens is afgezien van het weergeven van één of meer robots of manipulatoren, die eveneens met computer 701 zijn verbonden voor het positioneren van te bewerken onderdelen in de verschillende bewerkingsstations, het 10 wegnemen van gerede onderdelen en het tussen de verschillende stations transporteren van onderdelen. Verder is afgezien van het tekenen van meetinrichtingen, die op verschillende plaatsen tussen of ter plaatse van de bewerkingsstation zijn opgesteld om na te gaan of de 15 diverse te bewerken en bewerkte onderdelen voldoen aan gestelde normen. Daartoe zijn de betreffende meetinrichtingen verbonden met de computer 701. De van de meetinrichtingen afkomstige meetsignalen worden door de computer 701 vergeleken met de corresponderende, vooraf 20 ingegeven nominale waarden en de bijbehorende toleranties. Wordt door de computer geconstateerd, dat een bepaalde waarde buiten het gegeven tolerantiebereik ligt, dan wordt het onderdeel in kwestie afgekeurd en bijvoorbeeld uitgestoten, ofwel wordt er een alarmsignaal 25 afgegeven, waardoor een bedienende persoon in de gelegenheid is, in het productieproces in te grijpen.
De frees- of draaibank 704 is ingericht voor . het vervaardigen van matrijsdelen, die schematisch zijn weergegeven en de verwijzingsgetallen 710, 711 en 712 30 dragen. Deze kunnen paarsgewijs worden geplaatst in een pers 713 voor het op basis van metalen platen 714 en ringen 715 vervaardigen van bijvoorbeeld schotels 716, 717, 718, die deel uit maken van een rotor 719 of het onderste deksel 720 van het huis van de te vervaardigen 35 inrichting.
De lasersnij-inrichting 703 snijdt uit metalen plaatmateriaal de genoemde platen 714, ringen 715, 1009756 33 rotorschotten 721 en stroken 722 voor het door middel van modelleerinrichting 709 vormen van statorschoepen 723.
Metalen platen 724 worden door inrichting 705 omgebogen en met de daardoor aangrenzend geplaatste 5 randzones door lassen, in het bijzonder stuiklassen, tot respectievelijk buitenmantel 725 en binnenmantel 726 gevormd. De assemblage-inrichting 707 voegt de schotelstructuren 716, 717, 718 met een aantal schotten 721 samen tot een rotor, in welk verband wordt verwezen I
10 naar figuur 13A.
De lasersnij- inrichting 703 is tevens ingericht voor het vervaardigen van plaatmetalen schijf 727 die dient als bovenste deksel van het huis van de te vervaardigen inrichting en daartoe dient te worden 15 verbonden met buitenmantel 725, die tevens het ' cilindrische buitendeel van het huis vormt. Het onderste . = deel of deksel van het huis wordt gevormd door het reeds beschreven schotelvormige element 720.
De metalen plaat 727 vertoont een centrale 20 doorgang 728 voor doorlating van as 729 van rotor 719, alsmede drie angulair equidistant geplaatste uitsparingen 730 in de omtrek, die aansluiten aan aansluitstukken 731 voor koppeling met buisstompen 732. De onderdelen 727, 731 en 732 worden door de assemblage-inrichting 706 25 correct ten opzichte van elkaar gepositioneerd en door lassen vast met elkaar verbonden. De assemblage-inrichting 708 assembleert de bovendeksels 727, 731, 732 met huis 725.
Voor de opbouw van het beschreven dekseldeel 30 727, 731, 732 wordt verwezen naar figuur 7.
De figuren 13B, 13C en 13D tonen de principiële = opbouw van stator 733, die is samengesteld uit de schoepen 723, die worden vastgelast aan binnenmantel 726.
Vervolgens wordt buitenmantel 725 daar overheen 35 geschoven, waarna de aldus vervaardigde eenheid wordt — samengebracht met rotor 719, 729 en deksel 720. Deksel 720 kan eveneens op geschikte wijze met buitenmantel 725 worden verbonden. Dit kan op geschikte wijze 1009756 . - 1 34 plaatsvinden, bijvoorbeeld door lassen of door middel van een schroefverbinding.
Het zal duidelijk zijn, dat figuur 23 slechts zeer schematisch en oriënterend een mogelijke uitvoering 5 van de vervaardigingswijze volgens de uitvinding illustreert. Binnen het kader van de uitvinding zijn nog vele alternatieven mogelijk.
Opgemerkt wordt, dat figuur 23 geen betrekking heeft op de inrichting 901, die is getoond in en 10 beschreven aan de hand van de figuren 17-22.
ί 1009756

Claims (16)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een rotatie-inrichting (1), omvattende: (a) een huis (2) met een centrale, in hoofdzaak axiale eerste mediumdoorvoer (3) en ten minste één in 5 hoofdzaak axiale tweede mediumdoorvoer (4) (5) (6); (b) een zich in dat huis (2) en tot buiten dat " huis (2) uitstrekkende rotor-as, die ten opzichte van dat huis (2) roteerbaar gelagerd is en een in dat huis (2) geaccomodeerde rotor (8) draagt, welke rotor (8) met een 10 centrale derde mediumdoorvoer (9) aan de genoemde eerste mediumdoorvoer (3) aansluit, welke derde mediumdoorvoer (9) zich vertakt in een aantal angulair equidistante rotorkanalen (10), die zich elk in een respectief althans I min of meer radiaal hoofdvlak uitstrekken vanaf de derde I 15 mediumdoorvoer (9) naar een respectieve vierde mediumdoorvoer (11), waarbij de eindzone van de derde mediumdoorvoer (9) en de eindzone van de vierde mediumdoorvoer (11) zich elk in hoofdzaak axiaal i uitstrekken en elk rotorkanaal (10) een gebogen vorm 20 bezit, bijvoorbeeld een algemene U-vorm of een algemene S-vorm bezit, een middendeel (12) vertoont dat zich in een richting met althans een aanzienlijke radiële component uitstrekt, en elk rotorkanaal (10) een stroombuis-dwarsdoorsnede-oppervlak, dat wil zeggen een 25 doorsnede dwars op elke lokale hoofdrichting, vertoont, die in de richting van de derde mediumdoorvoer naar de vierde mediumdoorvoer toeneemt vanaf een relatieve waarde (I 1 tot een relatieve van ten minste 4. (c) een in dat huis (2) geaccomodeerde stator 30 (13), omvattende: (c.1) een eerste centraal lichaam (14) dat een ~ in hoofdzaak omwentelingssymetrisch, bijvoorbeeld althans :_ min of meer cilindrisch, althans min of meer conisch, gekromd of hybride gevormd buitenvlak (15) met een 1009756 - r vloeiende vorm bezit, dat samen met een binnenvlak (16) van het huis (2) een algemeen in hoofdzaak omwentelingssymetrische, bijvoorbeeld cilindervormige mediumdoorvoerruimte (17) met een radiële afmeting van 5 ten hoogste 0,4x de straal van het genoemde buitenvlak (15) begrenst, in welke mediumdoorvoerruimte (17) een aantal angulair equidistante, paarsgewijs statorkanalen (18) begrenzende, statorschoepen (19) zijn geaccomodeerd, welke statorschoepen (19) elk aan hun naar de rotor (8) 10 gerichte, een vijfde mediumdoorvoer (24) vormende eindzone (20) een substantieel, in het bijzonder ten minste 60°, van de axiale richting (21) afwijkende richting bezitten, en aan hun andere, een zesde mediumdoorvoer (25) vormende eindzone (22) een weinig, in 15 het bijzonder ten hoogste 15°, van de axiale richting (21) afwijkende richting bezitten; welke vijfde mediumdoorvoeren (24) voor mediumstroming in in hoofdzaak axiale richting aansluiten aan de vierde mediumdoorvoeren (11), en op in hoofdzaak dezelfde radiële posities zijn 20 geplaatst, en welke zesde mediumdoorvoeren (25) in verbinding staan met de ten minste ene tweede mediumdoorvoer (4) (5) (6); (c.2) een tweede centraal lichaam, waarbij zich tussen de zesde mediumdoorvoer (26) en de ten minste ene 25 tweede mediumdoorvoer (4) (5) (6) een aantal, in de richting vanaf de zesde mediumdoorvoeren (26) naar de ten minste ene tweede mediumdoorvoer (4) (5) (6) toelopende, door het buitenvlak (29) van het tweede centrale lichaam (23) en het cilindervormige binnenvlak (16) van het huis 30 (2) begrensde spruitstuk-kanalen (26) uitstrekken; I waarbij een algemene mediumdoorstromingsbaan (27) is gedefinieerd tussen de eerste mediumdoorvoer (3) en de ten minste ene tweede mediumdoorvoer (4) (5) (6) : door respectievelijk de eerste mediumdoorvoer (3), de 35 derde mediumdoorvoeren (9), de rotorkanalen (10), de i vierde mediumdoorvoeren (11), de statorkanalen (18), de ' zesde mediumdoorvoeren (25), de spruitstuk-kanalen (26), de tweede mediumdoorvoeren (4) (5) (6), en omgekeerd, met 1009756 tijdens bedrijf in hoofdzaak vloeiende en continue overgangen tussen de genoemde delen; en waarbij de opbouw zodanig is, dat er tijdens bedrijf een wederzijdse krachtkoppeling bestaat tussen de 5 rotatie van de rotor (8), en aldus de rotatie van de as (7), enerzijds, en de druk in het de genoemde mediumdoorstromingsbaan (27) doorstromende medium; waarin de rotor twee schotels omvat, die samen : met tevens als afstandhouders dienende schotten de 10 rotorkanalen begrenzen; en waarin de schotels en de schotten uit plaatmateriaal bestaan, bijvoorbeeld eventueel met vezels gewapende kunststof, aluminium (legering), roestvaststaal of verenstaal, 15 welke werkwijze de volgende, in geschikte volgorde uit te voeren stappen omvat: (A) het verschaffen van een huis; (B) het verschaffen van een rotor; (C) het verschaffen van een stator; 20 (D) het assembleren van het huis, de rotor en z de stator tot een rotatie-inrichting van het vermelde type ; (E) het uitvoeren van stap (A) door (E.l) het verschaffen van een _ 25 buitenmantel, een daaraan mediumdicht aansluitbare eerste mediumdoorvoer en ten minste één daaraan mediumdicht aansluitbare tweede mediumdoorvoer; (F) het uitvoeren van stap (B) door (F.1) het verschaffen van de twee schotels 30 en de schotten en het tot een rotor assembleren van die schotels en die schotten; (G) het uitvoeren van (C) door (G.l) het verschaffen van een eerste centraal lichaam, de met ruimte daaromheen passende 35 buitenmantel en de tussen het eerste centrale lichaam en de buitenmantel passende, met ten minste één daarvan te verbinden schoepen en het assembleren tot een stator daarvan door de schoepen in hoofdzaak zonder tussenruimte 1009756 Ξ tussen het buitenvlak van het centrale lichaam en het binnenvlak van de buitenmantel te positioneren en met ten minste één daarvan te verbinden; (G.2) het verschaffen van een tweede 5 centraal lichaam en een daaromheen met ruimte passende binnenmantel en het rond elkaar plaatsen daarvan; (H) het uitvoeren van stap (D) door (H.l) het passend in elkaar plaatsen en met elkaar koppelen van de met de stappen (E) ,(F) en (G) 10 verkregen eenheden tot de rotatie-inrichting.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de buitenmantel deel uitmaakt van het huis.
3. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de schotels, de mantels, de schotten en de schoepen worden 15 vervaardigd van plaatmetaal.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarin de schotels, de mantels, de schotten en/of de schoepen uit plaatmetaal worden gevormd door lasersnijden, gevolgd door een modelleerbewerking.
5. Werkwijze volgens conclusie 3, waarin de schotten met de schotels worden verbonden door puntlassen.
6. Werkwijze volgens conclusie 3, waarin de schoepen met de buitenmantel en/of de binnenmantel worden 25 verbonden door puntlassen.
7. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de schotels worden gevormd door dieptrekken, walsen, forceren, hydrovormen, explosief vormen, vacuümvormen, I persen, bijvoorbeeld door middel van een rubberpers.
8. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de schotten en/of de schoepen van twee omgezette - langsrandzones zijn voorzien en via die langsrandzones met ten minste één van de schotels respectievelijk de buitenmantel en/of de binnenmantel worden verbonden.
9. Werkwijze volgens conclusie 3, waarin elke mantel wordt gevormd door het buigen van een metalen I plaat en het aan elkaar hechten van de daardoor 1009156 aangrenzend geplaatste randzones door lijmen, solderen of lassen.
10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarin de randzones zonder overlap met hun respectieve langsranden 5 tegen elkaar worden geplaatst.
11. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin gebruik wordt gemaakt van een manipulator voor het tussen ~ bewerkingsstations transporteren en het op de r bewerkingsstations positioneren en daaruit verwijderen I 10 van te bewerken respectievelijk bewerkte onderdelen en voor het besturen van bewerkingsstations, welke ^ manipulator wordt bestuurd door programmeerbare centrale _ = besturingsmiddelen.
12. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de 15 bewerkingsstations tevens een door de centrale = besturingsmiddelen bestuurde frees-inrichting omvatten voor het vervaardigen van mallen, die dienen voor het _ vervaardigen van de schotels. _
13. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de ^ 20 centrale besturingsmiddelen meetsignalen ontvangen van jï meetinrichtingen, die zijn geplaatst en ingericht voor — het meten van relevante waarden van te bewerken en/of = bewerkte onderdelen, zoals materiaaldikten en afmetingen, — en de centrale besturingsmiddelen zijn ingericht voor het . “7 25 vergelijken van die meetsignalen met corresponderende — vooraf gekozen nominale waarden en het afgeven van een “ foutmelding bij constatering van een buiten een gekozen s tolerantie liggend verschil tussen gemeten waarde en ^ nominale waarde . 7Z
14. Werkwijze volgens conclusie 13, waarin de relatieve tolerantie voor de afmetingen van de rotorschotten, dat wil zeggen de verhouding tussen de --- absolute tolerantie en de diameter van de rotor, maximaal 0,6 x 10 3 bedraagt.
15. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de ^ rotor wordt vervaardigd uit plaatmetaal, dat in ten minste twee lagen op elkaar is gelegd in een matrijs met == een vormholte met een met de gewenste vorm van de rotor - 1009756 overeenkomende vorm, welke twee lagen lokaal aan elkaar worden gehecht, bijvoorbeeld door puntlassen, en wel op de met de scheidingen tussen de kanalen overeenkomende zones, tussen welke twee lagen plaatmetaal medium onder 5 druk wordt toegelaten voor het onder plastische vervorming doen expanderen van het plaatmetaal tegen de wand van de genoemde vormholte voor vorming van de rotor.
16. Rotatie-inrichting, verkregen door toepassing van een werkwijze volgens één der voorgaande 10 conclusies. k k k k k ] i= 1 009756 lam
NL1009756A 1998-07-28 1998-07-28 Werkwijze voor het vervaardigen van een rotatie-inrichting alsmede met die werkwijze verkregen inrichting. NL1009756C2 (nl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1009756A NL1009756C2 (nl) 1998-07-28 1998-07-28 Werkwijze voor het vervaardigen van een rotatie-inrichting alsmede met die werkwijze verkregen inrichting.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1009756 1998-07-28
NL1009756A NL1009756C2 (nl) 1998-07-28 1998-07-28 Werkwijze voor het vervaardigen van een rotatie-inrichting alsmede met die werkwijze verkregen inrichting.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1009756C2 true NL1009756C2 (nl) 2000-02-04

Family

ID=19767575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1009756A NL1009756C2 (nl) 1998-07-28 1998-07-28 Werkwijze voor het vervaardigen van een rotatie-inrichting alsmede met die werkwijze verkregen inrichting.

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL1009756C2 (nl)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE967862C (de) * 1944-09-18 1957-12-19 British Thomson Houston Co Ltd Diagonalverdichter mit beschaufelter Leitvorrichtung zunehmenden Querschnitts fuer gasfoermige Stroemungsmittel
US4355951A (en) * 1980-05-02 1982-10-26 Internorth, Inc. Full admission pitot pump

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE967862C (de) * 1944-09-18 1957-12-19 British Thomson Houston Co Ltd Diagonalverdichter mit beschaufelter Leitvorrichtung zunehmenden Querschnitts fuer gasfoermige Stroemungsmittel
US4355951A (en) * 1980-05-02 1982-10-26 Internorth, Inc. Full admission pitot pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1102936B1 (en) Rotation device
US20210039194A1 (en) Method of manufacturing a component of a rotary machine and component manufactured using said method
EP3164605B1 (en) Manufacturing of a turbomachine impeller by assembling a plurality of tubular components
EP2282062B1 (en) Supersonic compressor comprising radial flow path
US8579603B2 (en) Centrifugal pump
JP2016513209A (ja) セクタセグメントからインペラを作製する方法
EP0733807B1 (en) Multistage centrifugal compressor
CN208619176U (zh) 一种3d打印成型的径流式空心叶轮结构
EP3409895B1 (en) Nozzle casing component for a steam turbine
CN109356868A (zh) 一种具有三元流叶轮的高速磁悬浮鼓风机
NL1009756C2 (nl) Werkwijze voor het vervaardigen van een rotatie-inrichting alsmede met die werkwijze verkregen inrichting.
US11732720B2 (en) Turbomachine inner housing
NL1009754C2 (nl) Werkwijze voor het vervaardigen van een schoep of schot van plaatmetaal.
NL1009758C2 (nl) Rotatie-inrichting met aandrijfmotor.
NL1009755C2 (nl) Gascompressor.
NL1009760C2 (nl) Inrichting voor het vergroten van de druk in een mediumstroom.
NL1009757C2 (nl) Mediumtransmissie.
WO2022103868A1 (en) Efficient fan assembly
CN209294063U (zh) 一种单壳体多级泵
CN104033395B (zh) 真空泵
JP2010196680A (ja) 両吸込ポンプ
Zaher Approximate method for calculating the characteristics of a radial flow pump
CN118242281A (zh) 一种具有双层流道的低振动低流阻循环管道泵
WO2019229434A1 (en) Impeller and method of manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20030201