NL1016283C1 - Verbeterde doeltreffend flexibel afgedichte tandwielpomp. - Google Patents

Description

- 1 - I 1

VERBETERDE DOELTREFFEND FLEXIBEL AFGEDICHTE TANDWIELPOMP

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verpompen van vloeistoffen en/of emulsies, te weten 5 vloeistoffen met vaste deeltjes erin, waarbij genoemde inrichting bestaat uit tegen elkaar draaiende tandwielen c.q. meevoer- of verdringingslichamen in een huis of pomphuis, veelal tandwielpomp of tandradpomp genoemd, waarbij genoemde tandwielen c.q. meevoer- of verdringingslichamen 10 van een elastische materiaal, bijvoorbeeld een thermoplastische elastomeer zoals een bepaalde soort rubber met overmaat in genoemde behuizing gemonteerd zijn.

Dergelijke tandwiel- of tandradpompen zijn bekend volgens het concept, dat deze bestaan uit een achtvormig pomp-15 huis met aan- en afvoervoorzieningen, waarin twee tandwielen of getande wielen zijn aangebracht. De tandwielen passen, zowel met de omtrek als met de eindvlakken nauwkeurig in het pomphuis. De tandwielen zijn gewoonlijk bevestigd op assen, waarvan een door het pomphuis naar buiten gaat en aangedre-20 ven wordt. De op te voeren vloeistof wordt in de tandholten langs de buitenwand meegevoerd en er ontstaat aldus een opvoerwerktuig geschikt voor kleine zuig- en pershoogte, omdat bij groot drukverschil er te veel lekkage op gaat treden door de voor vrijdraaien van de genoemde tandwielen 25 in het pomphuis noodzakelijke spleetruimten.

Aan de bekende tandwielpomp kleeft niet alleen het hiervoor beschreven nadeel maar tevens nadelen wanneer door genoemde pomp emulsies, zoals vloeistoffen met vaste deeltjes erin verpompt dienen te worden. Hierbij kunnen genoemde 30 deeltjes beklemd raken tussen de tandwielen en het pomphuis, waardoor de goede werking van de tandwielpomp in gevaar kan komen. Kortom, aan de bestaande bekende tandwielpompen kleven bezwaren ten aanzien van lekkage, terugstroming; klemmen, beschadigen door deeltjes in de vloeistof en is 35 tevens een hogere doseernauwkeurigheid niet mogelijk.

Uit literatuuronderzoek is voorts een Amerikaans oc-trooischrift, nummer 5 163 824, verleend op 17 november 1016283 « 1 - 2 - 1992, getiteld: "Rubber-Geared Pump with Shaftless Gear", uitvinder Harald H. Kantner, Evanston Illinois, naar voren gekomen.

Het betreft hier een tandwielpomp voor het verpompen 5 van uiterst geringe hoeveelheden vloeistof met zeer lage stroomsnelheden. De pomp omvat een behuizing voorzien van een holte met daarin een stel tegen elkaar roterende tandwielen, waarvan slechts een tandwiel op een tevens aangedreven as is geplaatst. De tandwielen zijn vervaardigd van 10 veerkrachtig materiaal met een omtreksdiameter van de tand-toppen, welke de diameter van de genoemde holte waarin deze roteren overstijgt. De breedte van de tandwielen overstijgt eveneens de diepte van genoemde holte, waardoor genoemde tandwielen stevig dienen te vervormen om te kunnen draaien 15 in de desbetreffende behuizing. Uit het octrooischrift blijkt, dat genoemde tandwielen van een thermoplastische elastomeer of rubber vervaardigd zijn. Door de overmaat van de flexibele tandwielen in de holte van de behuizing ontstaat bij toenemende snelheid aanzienlijke wrijving en 20 derhalve een omvangrijke weerstandskracht van genoemde kunststoffen tandwielen langs de bijbehorende behuizing, daar deze met een verregaand nauwpassende achtvorm de rubberen tandwielen omsluit (over circa 240 a 260 graden). Tevens vertonen de rubberen tandwielen over het volle zijvlak, dus 25 in de breedterichting, ook een overmaat waardoor de wrij-vingsweerstand vervolgens nog eens fors toeneemt.

Ook aan de hiervoor beschreven bekende Amerikaanse tandwielpomp kleven bezwaren ten aanzien van hoog oplopende wrijvingsweerstanden, daarbij zal het tandwiel dat niet op 30 een as is geplaatst extra problemen ten aanzien van vastlopen vertonen. Verder zal warmteontwikkeling, slijtage, verstopping e.d. op gaan treden en vooral bij toenemend toerental. Voorts kost het aandrijven via een as op een tandwiel van een thermoplastische elastomeer, zoals rubber, 35 een relatief hoog vermogen, dus veel energie. Op de onderdelen wordt veel kracht of spanning uitgeoefend waardoor ook de technische levensduur sterk afneemt.

1016283 - 3 - I *

De doelstelling van de onderhavige uitvinding betreft een verbeterde doeltreffend flexibel afgedichte tandwielpomp te verschaffen, waaraan de hiervoor beschreven nadelen niet kleven en waarvan de werking beter is, het toepassingsgebied 5 groter, de aandrijving minder vermogen vergt en de technische levensduur langer is, terwijl de productiekosten aanvaardbaar zijn binnen de heersende marktverhoudingen.

Hiertoe is een tandwielpomp op zeer inventieve wijze overeenkomstig de uitvinding zodanig verder ontwikkeld 10 gekenmerkt doordat, genoemde tandwielen c.q. meevoer- of verdringingslichamen bijzonder elastisch en vervormbaar zijn uitgevoerd en met overmaat over een beperkt gedeelte van het traject met geleidelijke overgangen in de holte van het pomphuis zijn aangebracht, waarbij genoemde overmaat tevens 15 geldt voor een deel van de zijkanten van genoemde tandwielen c.q. meevoer- of verdringingslichamen, waarbij genoemde vervormbaarheid of flexibiliteit van de overmaatgedeelten van genoemde tandwielen c.q. meevoer- of verdringingslichamen verder verhoogd kan worden middels profilering.

20 Het voordeel is, dat een zeer nauwkeurig doserende voor verschillende vloeistoffen en emulsies aanpasbare inrichting met lager energiegebruik, minder slijtage, langere technische levensduur, tandwiel- of tandrandpomp is verkregen.

Voorts is de inrichting overeenkomstig de uitvinding 25 zodanig verder ontwikkeld, dat genoemde tandwielen c.q.

meevoer- of verdringingslichamen voor het verkrijgen van genoemde bijzondere vervormbaarheid vervaardigd zijn uit een thermoplastische elastomeer, zoals bijvoorbeeld de rubber-soort met de merknaam SANTOPRENE, waarbij evenwel genoemde 30 rubbersoort aanpasbaar is aan bijvoorbeeld verdere of andere agressieve eigenschappen van de te verpompen vloeistoffen c.q. emulsies.

Het voordeel is een zeer elastisch en flexibel prima afsluitend binnenwerk voor de tandwielpomp, waarmee allerlei 35 soorten vloeistoffen c.q. emulsies te verpompen zijn.

Verder is de inrichting overeenkomstig de uitvinding zodanig verder ontwikkeld, dat genoemde tandwielen c.q.

J 0 16283 - 4 - meevoer- of verdringingslichamen voor het verkrijgen van genoemde bijzondere vervormbaarheid vervaardigd zijn uit een hard materiaal, een zogenaamde harde kern, en voor de over-maatgedeelten voorzien zijn van een laag of schil thermo-5 plastische elastomeer, zoals bijvoorbeeld de rubbersoort met de merknaam SANTOPRENE, waarbij eveneens evenwel genoemde rubbersoort aanpasbaar is aan bijvoorbeeld agressieve eigenschappen van de te verpompen vloeistoffen c.q. emulsies.

Het voordeel is hetzelfde als bij conclusie 2 en daar-10 enboven kunnen de tandwielen opnieuw gecoverd worden, waardoor de kosten voor langdurig gebruik lager worden.

Dan is de inrichting overeenkomstige uitvinding zodanig verder ontwikkeld, dat genoemde overmaat tussen tandwielen c.q. meevoer- of verdringingslichamen onderling en 15 met de binnenwand van het pomphuis over een beperkt radiaal gebied A-A kan plaatshebben om de ontstane contactdruk dienstbaar te maken voor vloeistofafdichting en om zodoende ook warmteontwikkeling en slijtage te minimaliseren en dat genoemde overmaat tussen de zijkanten van de tandwielen c.q. 20 meevoer- of verdringingslichamen met de binnenwand van het pomphuis over de concentrische cirkelringen B en C kan plaatshebben om dezelfde reden als hierboven genoemd werd en dat een profilering als vergroot weergegeven in figuur 3 aangebracht is op de elastische radiale overmaatvlakken in 25 het rubberen oppervlak van de tandwielen.

De voordelen hiervan zijn de laagstmogelijke wrijvings-weerstand bij een zeer effectief werkende tandwielpomp.

De uitvinding is hieronder nader toegelicht aan de hand van de voorkeur genietende uitvoeringsvormen in de tekening. 30 Hierbij toont: figuur 1 een langsdoorsnede van de tandwielpomp overeenkomstig een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; figuur 2 een doorsnede over de lijn II-II van figuur 1; 35 en figuur 3 een aanzicht van de aangebrachte rubberen profilering voor de overmaat van de tandwielen van de tand- 1016283 - 5 - wielpomp overeenkomstig een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm van de uitvinding.

In figuur 1 is de langsdoorsnede van de tandwielpomp 1 overeenkomstig een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm 5 weergegeven. De betreffende tandwielpomp 1 omvat een tweetal in elkaar grijpende specifieke tandwielen 2 en 3 met aangegeven draairichtingen om de vloeistof of emulsie te verpompen. De bijzonder elastische en vervormbare tandwielen 2 en 3 zijn massief van een thermoplastisch elastomeer, zoals 10 rubber, of er is op een gedeelte van de omtrek een laag of schil van genoemd thermoplastische elastomeer of rubber aangebracht op een harde kern om flexibel ingedrukt te bewegen ten opzichte van elkaar en een gedeelte van de wand over de bogen A-A en de zijkanten over de cirkelvormige 15 ringen B en C. De holte 4 van het pomphuis 5 is vormgegeven zoals in figuur l is geschetst om het beperkte overmaatge-deelte A-A aan te geven inclusief de geleidelijke overgangen daar naar toe.

In figuur 2 is een doorsnede over de lijn II-II van 20 figuur 1 weergegeven. Vooral de afdichting van de cirkelvormige ring B en C is hier duidelijk te zien. Een as 6 drijft tenminste een van de tandwielen 2 of 3 aan.

In figuur 3 is de profilering 7 van de overmaat van de rubbercontactvlakken van de tandwielen weergegeven, waarbij 25 zowel in radiale als in transversale zin voor een vloeistof-afdichting met het pomphuis 5 wordt gezorgd.

Tenslotte dient nadrukkelijk vermeld te worden, dat hiervoor een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm is beschreven en dat verdere modificaties mogelijk zijn, zonder 30 dat de beschermingsomvang van dit octrooischrift wordt verlaten.

1016283

Claims (8)

1. Inrichting voor het verpompen van vloeistoffen en/of emulsies, te weten vloeistoffen met vaste deeltjes erin, 5 waarbij genoemde inrichting bestaat uit tegen elkaar draaiende tandwielen c.q. meevoer- of verdringingslichamen in een huis of pomphuis, veelal tandwielpomp of tandradpomp genoemd, waarbij genoemde tandwielen c.q. meevoer- of verdrin-gingslichamen van een elastische materiaal, bijvoorbeeld 10 thermoplastische elastomeer, zoals een bepaalde rubbersoort met overmaat in genoemde behuizing gemonteerd zijn, met het kenmerk, dat genoemde tandwielen (2, 3) c.q. meevoer- of verdringingslichamen bijzonder elastisch en vervormbaar zijn uitgevoerd en met overmaat over een beperkt gedeelte van het 15 traject (A-A) met geleidelijke overgangen in de holte (4) van het pomphuis (5) zijn aangebracht, waarbij genoemde overmaat tevens geldt voor een deel van de zijkanten (B,C) van genoemde tandwielen (2, 3) c.q. meevoer- of verdringingslichamen, waarbij genoemde vervormbaarheid of flexibi-20 liteit van de overmaatgedeelten van genoemde tandwielen c.q. meevoer- of verdringingslichamen verhoogd kan worden middels profilering (7).

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat genoemde tandwielen (2,3) c.q. meevoer- of verdringingsli- 25 chamen voor het verkrijgen van genoemde bijzondere vervorm baarheid vervaardigd zijn uit een thermoplastische elastomeer, zoals bijvoorbeeld de rubbersoort met de merknaam SANTOPRENE, waarbij evenwel genoemde rubbersoort aanpasbaar is aan bijvoorbeeld andere agressieve eigenschappen van de 30 te verpompen vloeistoffen c.q. emulsies.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat genoemde tandwielen (2, 3) c.q. meevoer- of verdringingslichamen voor het verkrijgen van genoemde bijzondere vervormbaarheid vervaardigd zijn uit een hard materiaal, een zoge- 35 naamde harde kern, en voor de overmaatgedeelten voorzien zijn van een laag of schil thermoplastische elastomeer, zoals bijvoorbeeld de rubbersoort met de merknaam SANTOPRE- 1016283 ' - 7 - * NE, waarbij eveneens genoemde rubbersoort aanpasbaar is aan bijvoorbeeld andere agressieve eigenschappen van de te verpompen vloeistoffen c.q. emulsies.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat 5 genoemd hard materiaal een metaal is, zoals messing, staal, aluminium e.d. of een kunststof zoals PVC, PE e.d.

5. Inrichting volgens de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat genoemde overmaat tussen tandwielen (2, 3) c.q. meevoer- of verdringingslichamen onderling en met de 10 binnenwand van het pomphuis (5) over een beperkt radiaal gebied A-A kan plaatshebben om ontstane contactdruk dienstbaar te maken voor vloeistofafdichting en om zodoende ook warmteontwikkeling en slijtage te minimaliseren.

6. Inrichting volgens de voorafgaande conclusies, met 15 het kenmerk, dat genoemde overmaat tussen de zijkanten van de tandwielen c.q. meevoer- of verdringingslichamen met de binnenwand van het pomphuis over de concentrische cirkelrin-gen B en C kan plaatshebben om dezelfde redenen als in conclusie 5.

7. Inrichting volgens conclusie 1-6, met het kenmerk, dat een profilering (7) als vergroot weergegeven in figuur 3 aangebracht is in de elastische radiale overmaatvlakken van het rubberen oppervlak van de tandwielen.

8. Inrichting volgens conclusie 1-6, met het kenmerk, 25 dat genoemd pomphuis van een buigvast materiaal vervaardigd is zoals een metaal, te weten gietijzer, aluminium, messing e.d. of zoals bijvoorbeeld een kunststof, te weten PVC of PE e.d. 1