NO173256B - Gerotorpumpe - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører gerotorpumper, som omfatter en knastforsynt hannrotor i inngrep med en innvendig knastforsynt ring. Ringen har i det minste én knast mer enn rotoren, og kontaktlinjene mellom de to deler danner grensene av kammeret som varierer i volum under delenes rotasjon. Volumet øker for innsugning av arbeids-fluid gjennom innløpsporten over omtrent 180° av omdrein-ingen og minsker for utstøtning av fluid gjennom utløpspor-ten i den andre halvdel av syklusen. Aksene av rotoren og ringen ligger i et plan som skjærer 0°- og 180°-posisjonene.

Portene strekker seg ikke helt over 180° fordi et felt er anordnet mellom de to porter i to diametralt motstående posisjoner, og feltet er omtrent likt den sirkumferensielle dimensjon av et pumpekammer for å isolere innløpet fra utløpet ved de to posisjoner.

I US patent 3.905.727 har en pumpe av denne type radiale spor i ringens endeflater, hvilke spor strekker seg fra stillinger mellom knastene. Hvert spor danner i sin tur en del av den eneste strømningsbane som fører til og fra hhv. utløpsporten og innløpsporten.

EP-A-242963 benytter porter som åpner direkte til en-deflatene av kamrene, men én av portene (utløpsporten) er delt av et steg som vist på fig. 2 av tegningene i denne henvisning og som danner et dødpunkt som begrenser eller forhindrer strømning. For å unngå en trykktopp som ellers ville oppstå, har rotorens endeflater radiale spor som har en sirkumferensiell bredde som er større enn bredden av steget for å tillate strømning fra kammeret inn i porten rundt steget via sporet, slik at strømningen kan være kontinuerlig uansett stilling.

I GB-A-233423 er de fremre kanter på rotorknastene eller de bakre kanter på ringknastene avskrådd for å forbinde alle kamre via de avskrådde partier for å gi rask innstrømning i kamrene.

JP-A-61 138893 foreslår et blindtendende spor som strekker seg til den bakre flate av hver av knastene på hannrotoren for å hindre tilbakestrømning av olje ved å avlaste trykket i tilførselskamrene.

CH-A-493740 foreslår et sirkumferensielt forløpende spor i pumpehusveggen som strekker seg fra hver av innløps- og utløpsportene som en forlengelse av disse og er beregnet for forbindelse med en rekke pumpekamre for å utligne trykket i disse.

Oppfinneren har oppdaget at støy fra gerotorpumper skyldes trykkvariasjoner i innestengte volumer. Dersom feltbredden overstiger kammerbredden, vil kammervolumet således variere når det beveger seg forbi feltet. Dette kan bevirke en trykkhammer, eller også kavitasjon og bobledannelse ved ekspansjon (noe som også er uheldig). Imidlertid er det dynamiske effekter i arbeid når pumpen er i bruk som gir uventede resultater, geometrien av de stasjonære deler tatt i betraktning, og dette kompliserer utformningen av feltet og endrer den forønskede symmetri eller asymmetri av portene, slik at det skjelden er tilstrekkelig å tilveiebringe et enkelt felt som har nøyaktig kammerbredde. Dersom dette gjøres, kan man fortsatt få støy, og pumpens virk-ningsgrad kan synke på andre punkter.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe forbedrede pumper.

Ifølge oppfinnelsen er ringen av en gerotorpumpe på sin plane flate inntil innløps- og utløpsportene forsynt med en rekke spor som hvert strekker seg i den sirkumferensielle retning, og som hvert strekker seg kun delvis over den tilsvarende knast og skjærer én av flankene av hver knast.

Skjæringen er med en forutbestemt flate på knasten i forhold til rotasjonsretningen, men det eksisterer alternative

muligheter, slik det skal forklares nedenfor.

Da sporene ender blindt i knastenes bredderetning, vil det ikke foreligge noen kontinuerlig forbindelse mellom kamrene.

Foretrukne utførelser av oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til de vedføyede tegninger, hvor: Fig. 1 - 3 er oppriss, delvis i snitt, av en gerotorpumpe og viser rotoren og ringen, samt innløps- og utløpsportene; Fig. 4 er et aksialsnitt tatt langs linjen 4-4 på fig. 1; Fig. 5 er et fragmentært perspektivisk riss av en bestanddel i større målestokk; Fig. 6 er et snitt langs linjen 6-6 på fig. 5, likeledes i større målestokk;

Fig. 7 er et snitt langs linjen 7-7 på fig. 4; og

Fig. 8 er et riss i likhet med fig. 1 av et andre utførel-seseksempel.

På tegningene omfatter pumpen et hovedhus 10 som har et sylindrisk hulrom som danner lager for en ring 12, med hvilken det står i inngrep med rotor 14 som bæres på en aksel 16, som drives av et tannhjul 18 og er lagret i hylser 20. Innløps- og utløpsporter er anordnet. Forutsatt at rotasjonsretningen er som angitt med pilen A, er innløpspor-ten vist ved den brutte linje 24 og utløpsporten ved den brutte linje 26 på fig. 1.

Eksempelvis av fig. 3 kan det ses at feltbredden 30 er litt større enn kammerbredden 32, idet feltbredden er definert som det massive legeme mellom de to porter og kammerbredden er avstanden mellom de to kontaktlinjer mellom rotoren 14 og ringen 12, dvs. ved punktene 34, 36.

Ringen har i denne illustrasjon seks knaster og rotoren fem. Antallet kan varieres, men forholder seg vanligvis som n og n+1 . Rotoren har som nevnt linjekontakt mellom hver av sine knaster og ringen, og disse linjekontakter adskiller effektivt en rekke arbeidskamre. Linjene befinner seg før toppen eller det radialt innerste punkt på hver ringknast på innløpssiden, og etter toppen på utløpssiden, og naturligvis omvendt for rotorknastenes linjer. Det vil ses at arbeids-kamrene øker i volum når de sveiper over innløpsporten og suger derved fluid inn i kamrene, og minsker i volum når de passerer over utløpsporten og således presser fluid ut gjennom utløpsporten.

Ifølge oppfinnelsen er det på enden av ringen anordnet spor 108 som sammenfaller med utløpsporten. Disse spor kan være konsentriske med ringens omkrets og ligger innenfor diameteren av en sirkel 110 som inneholder ytterflaten av portene, og åpner fra de fremre flater av knastene (konvekse fremspring), figurene 1-7, eller den bakre flate, fig. 8, idet de strekker seg et stykke langsetter hver knast slik at de ender blindt.

Effekten av arrangementet på fig. 1-7 skal nå forklares. På fig. 1 har kammeret 112 maksimal størrelse (maksimalt sveipet volum). Innløpsporten 24 er forbundet med kammeret via arealet 114. Det neste (foranliggende) kammer 116 minsker i volum, men åpner til utløpet via arealet 118.

I den mellomliggende stilling, f.eks. som på fig. 2, mens kammeret 112 minsker etter at det er avskåret fra innløpet fordi kontaktlinjen 36 har passert endeflaten 120 av innløpsporten, og før selve kammeret kan kommunisere med utløpsporten, unngås en uønsket kompresjon av det innestengte volum i kammeret 112 ved hjelp av sporet 124, som opprettholder forbindelse mellom kammeret 112 og innløps-porten inntil den stilling som er vist på fig. 3 er nådd, dvs. inntil kontrollinjen 34 (kontakt- eller tetningslinjen mellom rotoren og ringen) passerer endeflaten 128 av utløpsporten for å muliggjøre utstøtning av høytrykksfluid.

Den fremre kant som skjærer sporene på fig. 1-7 har ingen betydning i noen annen stilling.

Effekten av sporet er således å unngå trykkinnestengning og uønsket kompresjon i feltområdet og således redusere støy.

Pumpen på fig. 8 antas å være konstruert stort sett på lignende måte som pumpen på fig. 1-7 og adskiller seg kun ved profilen av portene og ved at sporene skjærer den bakre flate av hver knast. Etter foregående forklaring turde det være tilstrekkelig å påpeke at sporet 140, som vist, vil skjære utløpsporten i det tidsrom når det maksimalt store kammer 142 minsker i volum før utløpet forbindes på grunn av linjen 34 som passerer flaten 128, slik at trykkinnestengning og støy unngås. De bakre spor har ingen annen effekt av betydning.

Begge de aksiale ender av ringen kunne være forsynt med spor, f.eks. dersom pumpen har porter ved begge ender.

Claims (4)

1. Gerotorpumpe omfattende en ring (12) som har n+1 hunnknaster montert for rotasjon om en første akse i et pumpehus (10) med en utløpsport (26) utformet i en flate inntil en aksial ende av ringen (12), en hannrotor (14) som har n knaster montert for rotasjon om en andre akse parallell med førstnevnte akse, hvilken rotor (14) står i inngrep med nevnte ring (12) for å danne en rekke på n arbeidskamre mellom knastene, hvilke kamre øker og minsker i volum når delene roterer gjennom påfølgende halve omdrein-inger, idet hvert kammer er avgrenset av kontaktlinjer mellom knastene, karakterisert ved at endeflaten av ringen (12) inntil pumpehusets (10) flate som er forsynt med nevnte utløpsporter (26), har blindtendende spor (108) som strekker seg i den sirkumferensielle retning henover en del av hver knast.

2. Gerotorpumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at sporene (108) strekker seg fra den bakre ende av hver knast sett i rotasjonsretningen.

3. Gerotorpumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at sporene (108) strekker seg fra den fremre ende av hver knast sett i rotasjonsretningen.

4. Gerotorpumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at pumpehuset (10) har porter (24, 26) ved begge aksiale ender av gerotorsettet, og at ringen (12) likeledes er forsynt med spor (108) i begge ender.