NO834213L - Tannhjulspumpe - Google Patents

Description

Hittil har det i forbindelse med pumping av fluider,

og spesielt væsker, vært benyttet tannhjulspumper eller skovlpumper, hhv. stempelpumper, med fast eller variabelt volum.

En av vanskelighetene ved de tidligere kjente tannhjulspumper er at de bare pumper et konstant volum. Andre problemer omfatter redusert virkningsgrad på grunn av slitasje. Vanligvis er skovlpumper med variabelt volum lite effektive. Stempelpumper er de eneste praktiske pumper utformet for å tilveiebringe variabelt volum og høy virkningsgrad. Disse er også de dyreste på grunn av de små fremstillingstoleranser som kreves. De er også følsomme overfor forurensninger i fluidet.

Skovlpumper kan være innrettet for levering av variabelt volum, men de er imidlertid like effektive på grunn av den innvendige mekanisme som kreves for regulering av eksen-trisiteten. De er ineffektive på grunn av de økede klaringer som kreves.

Skovlene i kjente pumper av skovltypen blir, fordi de tvinger fluidene sideveis på grunn av en eksentrisk krumning av huset, utsatt for betydelige tverrpåkjenninger på sidene av de respektive skovler, hvilket søker å vippe eller bøye skovlene, noe som bevirker øket friksjon, spesielt mot radiale bevegelser av skovlene som følge av variasjoner i hulrommets radius. Ved bruk av pumper av skovltypen, vil disse tverrpåkjenninger på skovlene bevirke indre påkjenninger som over-føres til rotoren og bevirker tidlig slitasje og sammenbrudd, ofte på grunn av høye belastningskrefter overført til rotor og skovler.

Et viktig trekk ved den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en tannhjulspumpe for fast og variabelt volum, hvor det benyttes ett eneste sfærisk tannhjul.

Et annet karakteristisk trekk følger i forbindelse med et sfærisk tannhjul som kan rotere i et sfærisk hulrom i et pumpehus, hvor det er anordnet en sfærisk kam som strekker seg over en bue på mindre enn 180°, og hvor det på det sfæriske tannhjul er anordnet en serie av periferisk adskilte tenner som strekker seg radialt og definerer en fler-h4t av aksialt forløpende pumpekamre..J

Som et ytterligere trekk er det anordnet en flerhet av separate tenner som strekker seg radialt, er svingbare og presses aksialt utad av sentrifugalkraften under rotasjon for inngrep med motstående kamflater for å frembringe en pumpevirkning.

Et ytterligere trekk ifølge oppfinnelsen omfatter separate og individuelle tenner som strekker seg radialt og er bevegelig montert i de individuelle aksialt forløpende pumpekamre og som er innrettet for svingebevegelser i disse kamre og i forhold til det sfæriske tannhjul med de individuelle tenner svingende i plan som går gjennom tannhjulets rotasjonsakse.

Et ytterligere trekk består i å tilveiebringe en for-bedret og ny sfærisk tannhjulspumpe med automatisk levert variabelt volum og hvor et sfærisk tannhjul roterer på en første akse og en sfærisk kam har en sentral akse som blir betegnet en andre akse og som skråner i spiss vinkel til den første akse for derved, ved rotasjon av det sfæriske tannhjul idet de individuelle separate tenner er i register med kamflatene, å oppnå en pumpevirkning av de separate tenner.

Et videre trekk omfatter utnyttelsen av sentrifugalkreftene som utvikles under rotasjonen av det sfæriske tannhjul, hvor de separate radialt forløpende tenner som er styrbart montert på det sfæriske tannhjul er innrettet for svingebevegelser i aksiale plan gjennom tannhjulets akse ettersom de respektive fremre kanter av de. individuelle radiale tenner reagerer på variasjoner i den sfæriske kams kamflater.

Et videre trekk tilveiebringer svingebevegelse av

dé separate radiale tenner på det sfæriske tannhjul under dannelse av en pumpevirkning i hvert av flerheten av aksialt forløpende pumpekamre i det sfæriske tannhjul.

Den foreliggende sfæriske tannhjulspumpe eliminerer de ulemper som hittil har vært forbundet med pumper av skovltypen, nemlig de tverrbelastninger som utøves på skovlene.

I den foreliggende pumpe oppstår ingen tverrbelastninger som virker på de individuelle tenner. På grunn av deh:'svingende ipumpevirkning av de separate tenner blir enhver tversgående |sk|jærkraft forhindret, i motsetning til ved skovlpumper .Jlvor_ Høye belastningskrefter utøves på skovlene. Under pumpearbeidet blir belastningskreftene overført til hele det sfæriske hulroms flate.

Ifølge et ytterligere trekk er det i pumpehusets sfæriske hulrom anordnet et hemisfærisk tannhjul med en serie av radialt forløpende tenner som definerer individuelle pumpekamre mellom seg, og hvor en flerhet av adskilte radialt forløpende separate tenner er svingbart og bevegelig anbragt i pumpekamrene under rotasjon av det sfæriske tannhjul. Disse tenner reagerer på variasjoner i den hemisfæriske kams kamflater for å oppnå en pumpevirkning som trekker væske fra et innløp i pumpehuset nær inntil hulrommet og leverer trykkvæske gjennom et utløp i huset ved en kontinuerlig pumpevirkning.

Et videre trekk består i at under pumpearbeidet er

det et normalt spissvihklet forhold mellom det sfæriske tannhjuls rotasjonsakse og kammens sentrale akse, idet vinkelforholdet mellom disse akser automatisk reguleres for

å modifisere volumet av de pumpede væsker, og idet pumpevolumet, når vinkelen mellom de respektive akser reduseres, reduseres tilsvarende, og når vinkelforholdet er redusert

til null er pumpevolumet null.

Et ytterligere trekk består i automatisk innstilling av den hemisfæriske kam for bevegelse i ett plan,mens en vinkel-regulering som reduserer vinkelen mellom de ovennevnte to akser skjer automatisk som reaksjon på det krevede volum for en forbruker.. Pumpen er normalt innstilt for levering av en maksimumsmengde av væske. Etter en reduksjon i kravet til væskemengde blir noe av trykkvæsken fra utløpskanalen levert til en kompensatoranordning på pumpen, slik at stempelet i denne blir i stand til å vippe den sfæriske kam for proporsjonalt å redusere vinkelen mellom de respektive ovennevnte akser samt redusere pumpevolumet tilsvarende.

Et videre trekk medfører at hvis pumpebehovet skulle falle til null, blir det fulle trykk pådratt kompensasjons-anordningen med det resultat at stempelet som reagerer på dette trykk mekanisk beveger den hemisfæriske kam og kamflatene til en sentral nøytral stilling som eliminerer pumpe-iolumet. Omvendt følger at når kravet til pumpevæske øker.... progressivt, vil trykket på stempelet gravis bli redusert proporsjonalt og tillate fjærforspenningen i kompensator-anordningen-å bevege kammen for således gradvis å øke. vinkelen mellom de ovennevnte akser automatisk og øke væske-volumet som pumpes.

Et ytterligere trekk består i varmebehandling av pumpehuset og dettes sfæriske hulrom og det sfæriske tannhjul og dettes slipning for å tilveiebringe effektive lagerflater med lang levetid mellom pumpens hulromsflate og det sfæriske tannhjul og de separate tenner som er montert på dette.

Disse og andre formål og trekk vil fremgå av den følgende beskrivelse og krav i forbindelse med de vedføyede tegninger, hvor

fig. 1 er et frontriss av tannhjulspumpen med variabelt volum ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser sideriss av pumpen,

fig. 3 viser grunnriss av pumpen,

fig. 4 viser vertikalsnitt av tannhjulspumpen etter linjen 4 - 4 på fig. 3,

fig. 5 er et skjematisk perspektivriss av det sfæriske tannhjul og den sfæriske kam i driftsstilling, slik det vil være montert i et sfærisk sete i pumpen ifølge oppfinnelsen,

fig. 6 viser grunnriss av pumpehuséts nedre parti etter linjen 6 - 6 på fig. 4,

fig. 7 viser sideriss av det sfæriske tannhjul ifølge oppfinnelsen samt drivakselen,

fig. 8 viser grunnriss av det samme,

fig. 9 viser delsnitt i større målestokk av et parti av de radiale tenner ifølge fig. 7,

fig. 10 viser grunnriss av den sfæriske kam på fig. 4, fig. 11 viser sideriss av én av de separate radiale tenner ifølge ifg. 4 og 5, med den indre med sfærisk uttagning forsynte ende av tannen i inngrep med en kule innsatt mellom det sfæriske tannhjul og den sfæriske kam, og vist med stiplede linjer.

fig. 12 viser grunnriss av det samme,

fig. 13 viser enderiss av den separate tann vist på fig. 12, L. fig. 14 viser et innvendig enderiss av en separ atmann, 1 I fig. 15 viser perspektivriss av den separate tann, og

fig. 16 viser perspektivriss av den separate tann på fig. 15, noe modifisert, idet de motstående side er delvis krummet for å definere koniske segmenter.

Det vil forstås at tegningene bare illustrerer fore-trukne utførelser av oppfinnelsen, og at andre utførelser er tenkelige innenfor rammen av de etterfølgende patentkrav.

Under henvisning til tegningene, og spesielt til

fig. 1 - 5, omfatter den foreliggende sfæriske tannhjulspumpe 11 et hus som har et nedre husparti 13, samtidig som fig. 1, 2 og 3 viser en monteringsflens 15 med en uttagning 17 for feste til en egnet understøttelse.

Inne i huset er det anordnet et sfærisk sete definert vedet hemisfærisk sete 19 i det nedre parti 13, som, som vist på fig. 6, har et bueformet innløp 21 som strekker seg over mindre enn 180°, og motstående og adskilt fra dette et tilsvarende bueformet utløp 23. Inn- og utløpet er utformet i det nedre parti, nær det hemisfæriske sete 19 for kommunikasjon med dette. En væskeinnløpskanal 25, vist på fig.

1, 4 og 6, står ved sin ene ende i forbindelse med innløpet 21, og er ved sin andre ende forbundet med en ledning 27

fra et væskereservoar under bruk av en fitting 29 på den ytre ende av innløpskanalen 25.

En utløpskanal 31 utformet i det nedre parti står ved sin ene ende i forbindelse med det bueformede utløp 23 og er ved sin andre ende via en fitting 35 forbundet med et rør 33 for tilførsel av trykkvæske av et på forhånd bestemt volum for levering til en trykkilde, som kan ha fast eller vari-erende volumkrav for de væsker som pumpes. Det nedre parti 13 har en tversgående endeflate 37 som står vinkelrett på aksen 58, fig. 4.

Pumpehuset omfatter et øvre parti 39, fig. 1, 2, 3 og 4. Det sfæriske hulrom er videre definert av et hemisfærisk sete 41 i det øvre parti, som står i motstående innretting med det hemisfæriske sete 19 i det nedre parti. Det øvre parti har en korresponderende endeflate 43 som er innrettet med endeflaten 37 av det nedre parti og på egnet måte er tettende festet til denne ved hjelp av en flerhet skruer

■I I i 45--og tapper 47. En egnet O:ringtetning er innsatt deri'- —•

mellom.

Et kompensatorlegeme 49 som tilveiebringer automatisk justering av pumpens tilførselsmengde ligger over det øvre parti 39 og fastholdes til dette ved hjelp avskruer 51. Disse skruer strekker seg, som vist på fig. 2, gjennom kompensatorlegemet gjennom det øvre parti 39 og er gjenget ned i det nedre parti 13 for å tilveiebringe en husenhet.

Roterbart anbragt i det sfæriske sete 19 - 41 er

et sfærisk tannhjul 53/som i den viste utførelse har hemisfærisk form og helt omsluttes av det nedre husparti.

Som vist på fig. 1, 4 og 5, omfatter det sfæriske tannhjul en aksial drivaksel 55 som strekker seg gjennom en boring 56 (fig. 4) i det nedre husparti, gjennom korresponderende rullelagre 63, en tetning 65 og ut av huset.

En egnet kile 57 er påsatt den ytre ende av drivakselen 55 for tilkobling til motorens 59 utgangsaksel 61, som skjematisk vist på fig. 1. Den sentrale lengdeakse 58 for drivakselen 55 for det sfæriske tannhjul vil i flere forbindelser heretter bli betegnet en første akse, idet den er rotasjonsaksen for drivakselen 55 og det sfæriske tannhjul 53.

Det sfæriske tannhjul, som er vist i detalj på fig.

5, 7 og 8, omfatter en serie kileformede radiale slisser 71. Sideveggene 7 2 konvergerer innad for å danne en serie av sirkulært anordnede/periferisk adskilte/radiale tenner 79

i det sfæriske tannhjul 53. De indre ender av de konvergerende slisser 71 ender i en hemisfærisk uttagning 73 som

er innrettet til å oppta en stålkule 75, vist med stiplede linjer på fig. 7 og vist montert på fig. 1 og 4.

De radiale slisser 71 defineres videre ved skrånende bunnvegger 77, som sammen med de konvergerende vegger 72

av tilgrensende sfæriske tenner definerer individuelle, aksialt forløpende pumpekamre 99, hovedsakelig av trekantet form, i det sfæriske tannhjul.

De sfæriske tenner 79 som strekker seg radialt innad, som vist på fig. 5, mot sentrum av det sfæriske tannhjul 53, har sfærisk form ved sine ytre ender for å korrespondere

med eller utgjøre en del av det sfæriske tannhjuls legeme fbr å passe til det nedre huspartis hemisfæriske sete 19j.

<!>En flerhet av separate, uavhengige, radialt forløpende tenner 81, fig. 4, 5,.8 og 11 - 15, er innsatt mellom de respektive radialt forløpende tenner 79 av tannhjulet og er bevegelig posisjonert i pumpekamrene 99.

En separat, enkelt radial tann 81 er individuelt vist

i perspektiv på fig. 15, og omfatter konvergerende sidevegger 83, fig. 12. 14 og 15, en flat bunnvegg 85, fig. 12 - 15, og en tversgående buet toppvegg 87, som også er vist på.fig. 5. Den tversgående, buede toppvegg 87 vil, idet den strekker seg innad, konvergere i forhold til den flate bunnvegg 85

av den separate radiale tann, mens de respektive topp-, bunn-og sideflater ender i sfærisk utformede konkave endeflater 89 innrettet for samvirkende register med et parti av kulen 75, vist på fig. 4, 11 og 12.

Etter, montering, som vist på fig. 4, har hver av de separate tenner 81 en sfærisk utformet ytterflate1 91 innrettet for samvirkende register med den tilsvarende utformede flate av det sfæriske sete 19 i det nedre husparti.

En langstrakt, bueformet, sfærisk utformet uttagning

93 er utformet i den sfæriske ytterflate 91 av hver tann, som, som vist, er i motstående register med tilsvarende flater av det sfæriske hulrom 19 - 41 i huset.

En trykkanal 95 er utformet i den radiale tann med

en åpning ved den sfæriske uttagning 93 og med et trykkutløp 97 sentralt ved bunnveggen 85 av tannen.

Trykkanalens 85 trykkutløp 97 kommuniserer med pumpe, kammeret 99, fig. 5, og er innrettet for suksessiv og progres-siv kommunikasjon med det respektive innløp 21 og utløp 23 under kontinuerlig rotasjon av det sfæriske tannhjul.

En sfærisk kam 101 er anordnet og festet i det hemisfæriske hulrom 41 i det øvre husparti 39 av pumpehuset, hvilken kam har stort sett hemisfærisk form og strekker seg over en bue mindre enn 180°, f.eks. 150°, som vist på fig. 10, og som dessuten vist på fig. 4.

Den sfæriske kam 101,som vist perspektivisk på fig. 5, har en flerhet av radialt forløpende, kontinuerlig utformede kamflater 103. De korresponderende kamflater er Jskrådd radialt innad mot det sentrale parti av den sfæriske jkam 101. Disse kamflater skråner vanligvis i spiss vinkel med hensyn på endeflaten definert ved tannen 79 av det sfæriske tannhjul.

Den sfæriske kam 101, som på fig. 4 er vist dreiet til sin ekstreme pumpestilling, er på fig. 10 vist i opp-rettstående stilling, med en sentral akse 104, som for normal pumping er anordnet med variabel spiss vinkel med hensyn på det sfæriske tannhjuls akse 58, som vist på fig. 4. Den sentrale akse 104 av den sfæriske kam, som vil

bli betegnet en andre akse, skråner i spiss vinkel til aksen 58. Denne skråstilling kan ligge mellom null og ca. 20°.

Det er størrelsen av den spisse vinkel mellom den første

akse 58 og den andre akse 104 som bestemmer mengden av væske som leveres gjennom utløpskanalen 31 og utløpsrøret 33 til

en forbruker. Den foreliggende pumpe omfatter en automatisk innretning hvorved vinkelforholdet mellom de respektive akser 58 og 104 automatisk kan justeres hvis det skulle forekomme bortfall av den krevede mengde med derav følgende krav om reduksjon av pumpet væskemengde. Følgelig er det i huset anordnet en innretning som er forbundet med den hemisfæriske kam 101 for vinkelinnstilling av kammen i ett enkelt plan. Dette reduserer den spisse vinkel mellom aksene 58 og 104 og reduserer følgelig mengden av den væske som pumpes gjennom utløpskanalen 31.

Kamflaten 103 består av en flerhet av kamflater som strekker seg hovedsakelig radialt innad og ender i den hemisfæriske uttagning 105, som er innrettet til å oppta kulen 75 som er innsatt mellom kammen 101 og det sfæriske tannhjul 53. For å tvinge den hemisfæriske kam til å

rotere i et enkelt plan er det anordnet et par førings-

tapper 109, fig. 4, som fastholdes i tilsvarende konvergerende vinkelrelaterte slisser 11 i det øvre husparti.

Endene av tappene strekker seg inn i en buet sliss 107, som er utformet i den sfæriske kam, og som strekker seg over en bue pa ca. 115 .

En langstrakt styretapp 113 strekker seg inn i og er festet i en radial boring 115 i kammen 101 og forløper langs den andre akse 104, dvs. kammens sentrale akse, og strekker seg ut av det øvre husparti 39 og inn i kompensatorlegemets

.4i_styrekammer 117, vist på fig. 1, 2, 3 og 4. Komepsatclr-__

legemet omfatter en sylinder bestående av en boring 123 og et bevegelig anordnet styrestempel 119 hvis sfæriske ende 121 står i inngrep med én side av styretappen 113.

En kanal 125 kommuniserer ved den ene ende med boringen 123 av sylinderen, og forbinder ved sin annen ende kommuniserende trykkanaler 127 og 129 som står i forbindelse med utløskanalen 31. Kanalen 127 er utformet i det øvre parti 39 og trykkanalen 129 er utformet i det nedre parti 13. En O.ring 131 er innsatt mellom de nevnte partier for avtetning av trykkkanalene 125, 127 og 129.

Fjærforspenningsmidler er anordnet på den motsatte side av tappen 113. I den viste utførelse omfatter for-spenningsmidlene en kule 133 i styrekammeret 117 av kompensatorlegemet 49, og en trykkfjær 135 omsluttes av legemets 49 boring 137 og ligger med sin ene ende mot kulen .133.

Den motsatte ende av fjæren er festet til en sirkulær sleide 139 som er bevegelig anordnet i boringen 137 og avtettet i denne ved hjelp av en O-ring 141. En fjær-innstillingsskrue 143 er skrudd inn i en forsenkning 145

og står med sin indre ende i operativt inngrep med sleiden 139. Ved justering av skruen 143 kan fjærens 135 trykk modifiseres for å bestemme størrelsen av det trykk som må pådras gjennom kanalene 125, 127 og 129 for å bevirke rotasjonsjustering av styrekammen 101.

Et kraftdrevet sfærisk tannhjul 53 hvis drivaksel

55 er lagret i huset langs den første akse 58, fig. 4, har hemisfærisk form og omsluttes helt av det hemisfæriske hulrom 19 av det nedre husparti 13. De korresponderende radialt forløpende tenner 79 som utgjør en del av det sfæriske tannhjul 53 er fortsettelser av den sfæriske flate av det sfæriske tannhjul 53 for samvirkende register med det sfæriske hulrom 19.

De motstående sidevegger 71 av tennene 79 som konvergerer mot sentrum av det sfæriske tannhjul definerer en serie av periferisk adskilte pumpekamre 99. Mellom disse tenner er det svingbart eller vippbart montert en flerhet av separate radiale tenner 81 som har konvergerende form i plan så som vist på fig. 12, for samvirkende inngrep i pumpekamrene, mellom tennene 79, montert i det sfæriske sete 19 - 41. De indre konkave sfæriske ender 89 av tennene 81 står

alltid i inngrep med stålkulen 75, som er anbragt sentralt mellom det sfæriske tannhjul og den sfæriske kam, på den første akse 58 og i det punkt hvor den første akse skjærer den andre' akse, dvs. kammens 101 sentralakse 104.

Når drivakselen 55 på aksen 58 roteres ved hjelp av motoren 59, skjematisk vist på fig. 1, via en egnet kobling samt kilen 57 med en tilsvarende rotasjon av det sfæriske tannhjul 53 i det sfæriske sete, vil sentrifugalkreftene som virker på de separate radialt forløpende tenner 81 bevirke at disse tvinges aksialt utad for stadig operativt inngrep med kammens 101 kamflater 103. Disse kamflater er hovedsakelig stasjonære i forhold til det roterende sfæriske tannhjul.

Følgelig blir de individuelle separate, radiale tenner 81 eller segmenter, ved rotasjon av det sfæriske tannhjul, bevegelig og i virkeligheten svingbart montert i de respektive pumpekamre 99 som defineres mellom de sfæriske tenner 79. Disse separate tenner er hver svingbar i forhold til den sentrale kule 75 og bevegelig i plan som asserer gjennom den første akse 58. Dette bevirker en pumpevirkning i de respektive kamre 99, hvilken varierer i størrelse,. avhengig av bevegelsesretningen av de respektive tenner 81. Således vil på den ene side av pumpen, nær det sfæriske hulrom 19, væské fra innløpsledningen 27 bevege seg gjennom innløps-kanalen 25 og gjennom innløpet 21, fig. 6, og trykkvæske bli levert via det tilsvarende utløp 23 via utløpskanalen 31 og gjennom røret 33 for å tilfredsstille den på forhånd bestemte væskemengde som leveres av pumpen 11. Da den pumpevirkning som oppnås er direkte avhengig av vinkelforholdet mellom aksen 58 og sentralaksen 104 av kammen 101, som vist på fig. 4, oppnås maksimal pumpevirkning ved en spiss vinkel mellom disse akser på maksimalt ca. 20°, som et eksempel. Trykket fra fjæren 135 i kompensatorlegemet 4 9 virker på kulen 133 og trykker tappen 113 til den ekstreme vinkelstilling vist, mot stempelet 119 i sylinderen 123.

Når pumpen leverer et maksimalt volum gjennom kanalen '31I , er trykket i de kommuniserene trykkanaler 129 , 127 og !

i 125 utilstrekkelig til å bevege stempelet 119 mot fjæren 135 og kulen 133. Skulle kravet til den på forhånd bestemte væskemengde gjennom utløpet 31 og røret 3 3 synke, vil trykket i utløpskanalen 31 overføres via kanalene 129, 127 og 125 til sylinderkammeret 123 for å virke på stempelet 119. Dette bevirker at stempelet 119 beveger seg mot høyre en begrenset strekning mot virkningen av kulen og fjæren 135, hvorved vinkelen mellom aksene 58 og 104 reduseres. Dette tilveiebringer reduksjon i pumpet fluid-eller væskemengde som forlater kanalen 31.

Det pumpede volum minker proporsjonalt med dreie-bevegelsen av tappen 113, som er tvunget til dreiebevegelse i ett enkelt plan på grunn av funksjonen av de korresponderende føringstapper 109, fig. 4.

Hvis kravet til trykkfluid eller -væske gjennom røret 33 faller helt bort, blir det tilgjengelige fluid som er pumpet ført gjennom kanalene 129, 127 og 125 inn i sylinderen 123 og bevirker maksimal bevegelse av stempelet 119 til høyre for stillingen på fig. 4. Dette bevirker en. tilsvarende maksimal bevegelse av tappen 113 til høyre, slik

at kamaksen 104 faller sammen med den første akse 58 for drivakselen for det sfæriske tannhjul. På dette stadium er det ingen pumpevirkning. De respektive pumpetenner 81 har her ikke lenger noen resiprokerende bevegelse, eller i det minste en så begrenset bevegelse at ved enhver dannet pumpevirkning, vil et eventuelt fluidumtrykk som oppstår ved utløpskanalen 31 overføres til sylinderen 123 i kompensatorlegemet 49. På samme tid er det pumpede volum gjennom utløpskanalen 31 null.

På den annen side, hvis det skulle foreligge et øket krav om trykkvæske, vil trykket i den væske som føres gjennom kanalene 129, 127 og 125 bli redusert proporsjonalt og tillate fjæren 135 og kulen 133 å bevege seg mot venstre under tilsvarende bevegelse av stempelet 119 inntil trykket i kammeret 123 er lik det fjærtrykk som dannes. Nå er det dannet et spisst vinkelforhold mellom aksene 104 og 58 således en viss pumpevirkning, slik at væske under trykk nå leveres gjennom utløpskanalen 31. Når det kreves maksi-■ malt volum gjennom utløpskanalen 31, vil trykket i de tilL-_...

t svarende trykkanaler 129, 127 og 125 bli redusert til den verdi hvor fjæren 135 påvirkes til å bevege stempelet 119 til den ytterste stilling, vist på fig. 4. Således er

den maksimale spisse vinkel innstilt mellom den første og den andre akse 58 og 104 for pumping av maksimalt volum gjennom utløpskanalen 31 og røret 33..

Husdelene inklusive det sfæriske tannhjul er varme-behandlet og hulrommet er slipt, med en Rockwell-hårdhet c-skala på 58 - 60, hvilket tilveiebringer et godt og effek-tivt opplagringsforhold mellom de bevegelige deler av pumpen ifølge oppfinnelsen. Det er funnet at pumpen ifølge oppfinnelsen har en variabel kapasitet på mellom 0 og 3 800 1 pr. minutt. Trykket kan gå opp til ca. 700 kp/cm 2, avhengig av den aktuelle konstruksjon.

Det viktigste og særegne ved oppfinnelsen er at de separate og uavhengige radiale tenner 81 beveger seg i plan som går gjennom den første akse 58. Således vil alle belastninger på de respektive individuelle tenner over-føres til hele pumpehuset.

Trykkvæskene som går gjennom de individuelle tenner

81 og gjennom kanalene 95 og 97 tilveiebringer ekstra krefter mellom, det sfæriske hulrom 19, 41 og de ytre ender av de respektive separate tenner for å redusere friksjons-kontakten med disse for for ytterligere å tvinge de individuelle tenner radialt innad til kontakt med kulen 75.

Det er også tenkelig å la kamaksen 104 fortsette å bevege seg forbi innretting med aksen 58. I dette tilfelle blir pumperetningen reversert med bevegelse av væske fra 31 til 25, som vist på fig. 4.

For tydelighets skyld er det nedre husparti på fig.

1, 2 og 4 vist dreiet 90° fra sin normale stilling.

Skjønt veggene 72 som definerer de sfæriske tenner

på fig . ■ 7 og 8 synes flate, vil disse flater i aktuell bruk være buet og definere koniske segmenter. De tilsvarende motstående sider 83 av de separate tenner 81, fig. 15, er utformet på samme måte. Dette er mer detaljert vist på

fig. 15, hvor de koniske flater 147, 149 av de separate tenner 81 er innrettet for samvirkende register med den tilsvarende, komplementære koniske flate av veggene 72 a\ j

tennene 79 .

Den foreliggende tannhjulspumpe kan også virke som motor ved å reversere gangen. Ved å innføre trykkvæske

til enten innløpet 25 eller utløpet 31 vil pumpedriften

bli reversert slik at den fungerer som en motor for drift av akselen 55.

I overensstemmelse med beskrivelsen av driften av tannhjulspumpen med variabelt volum, er driften som motor den samme, med unntagelse av at det sfæriske tannhjul roteres med sin aksel 55 for å tilveiebringe et dreie-moment for denne. Det blir derfor ansett som ekvivalent at ved den foreliggende variable tannhjulspumpe vil denne ved reversering av driften i virkeligheten være en tannhjulsmotor eller en fluidummotor.

Claims (10)

1. Sfærisk tannhjulspumpe omfattende et hus med åpning som har en første langsgående akse, et sfærisk sete, et innløp og et utløp i huset nær setet, og innløps- og ut-løpskanaler som kommuniserer med innløpet resp. utløpet og respektivt er innrettet for forbindelse med en væskekilde og en forbruker,karakterisert vedet sfærisk tannhjul som omsluttes roterbart i det nevnte sete og omfatter en flerhet av periferisk adskilte,radiale tenner og en aksial drivaksel som strekker seg gjennom og er lagret i huset langs den nevnte akse, idet tennene definerer en endeflate i rett vinkel til denne akse, en sfærisk kam som strekker seg over en bue mindre enn 180° og er justerbart anbragt i det nevnte sete og som har en radial kamflate og en andre langsgående akse i spiss vinkel til nevnte første akse, idet de sfæriske tenner definerer en flerhet av radialt forløpende pumpekamre nær inntil og progressivt forbundet med nevnte innløp og utløp , idet hvert kammer har en bunnvegg, en flerhet av separate symmetriske radiale tenner som er anbragt i og er roterbare med det sfæriske tannhjul alternerende med de nevnte sfæriske tenner, idet hver av de separate tenner har en radial toppvegg som normalt presses mot kamflatene ved rotasjon av tannhjulet og en bunnvegg som resiprokerende beveger seg i pumpekammeret i forhold til dettes bunnvegg ved rotasjon av de radiale tenner over kamflatene.

2. Tannhjulspumpe ifølge krav 1,karakterisert vedat de radiale tenner strekker seg aksialt-fra det sfæriske tannhjul og er plasert i de respektive pumpekamre for dreiebevegelse i plan gjennom den nevnte første akse.

3. Tannhjulspumpe ifølge krav 1, karakter-- j sert ved at huset omfatter et åpningsforsynt nedre partij. som har et hemisfærisk første sete, hvor det sfæriske tannhjul omsluttes av og er roterbart i det nedre husparti, samt et øvre parti med et hemisfærisk andre sete, og at den sfæriske kam omsluttes av og er justerbart festet i dette øvre parti.

4. Tannhjulspumpe ifølge krav 1,karakterisert vedat kamflatene skråner i spiss vinkel til det sfæriske tannhjuls endeflate.

5. Tannhjulspumpe ifølge krav 1,karakterisert vedat den spisse vinkel mellom nevnte første og andre akse er justerbar, idet den maksimale vinkel tilveiebringer levering av maksimal væskemengde, mens en reduksjon av vinkelen reduserer mengden tilsvarende, og en reduksjon av vinkelen til null stanser all levering.

6. Tannhjulspumpe omfattende et hus med åpning som har en første langsgående akse, et sfærisk sete, et innløp og et utløp i huset nær setet, innløps- og utløpskanaler som kommuniserer med innløpet resp. utløpet og er innrettet for forbindelse med en væskekilde resp., en forbruker,karakterisert ved et sfærisk tannhjul som roterbart omsluttes av setet og omfatter en flerhet av periferisk adskilte radiale tenner og en drivaksel som strekker seg gjennom og er lagret i huset langs den nevnte akse, en sfærisk kam som strekker seg over en bue mindre enn 180° og er justerbart anbragt i setet og som har radiale kamflater og en andre langsgående akse i spiss vinkel til den første akse, idet de sfæriske tenner definerer en flerhet av radialt forløpende aksiale pumpekamre nær inntil og progressivt forbundet med nevnte innløp og utløp, en flerhet av separate, symmetriske radiale tenner som er an-feKS^tci ogrer roterbare med tannhjulet alternerende med nevnte sfæriske tenner, idet hver av de separate tenner normalt presses mot kamf låtene v:erd rotas jon av tannhjulet og resiprokerende beveger seg i et pumpekammer ved rotasjon i j av:de radiale tenner over kamflatene.

7. Tannhjulspumpe ifølge krav 1,karakterisertved at sidene av de sfæriske tenner og de korresponderende sider av de separate tenner konvergerer innad.

8. Fremgangsmåte for pumping av væsker, omfattende å rotere et hemisfærisk tannhjul i et sfærisk sete i et pumpehus på en første akse,karakterisert vedå posisjonere en hemisfærisk kam i setet, hvilken kam har en andre akse som skråner i spiss vinkel til den første akse^samt radiale kamflater, å montere en flerhet av separate, periferisk adskilte, radiale tenner på tannhjulet, og ved sentrifugalkraft å.presse tennene til kontinuerlig operativt inngrep med kamflatene ved rotasjon av tannhjulet, og å resiprokerende dreie de separate tenner for vippende resiprokerende bevegelse i radiale plan gjennom den første akse.9

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8,karakterisert ved å automatisk redusere den spisse vinkel mellom de nevnte akser i avhengighet av kravet til pumpet volum.ved pumpens utløpskanal, og å redusere pumpevolumet i overensstemmelse med kravet fra forbrukeren som er forbundet med pumpen.

10. Tannhjulspumpe ifølge krav 7,karakterisert vedat sidene av de sfæriske tenner og de tilsvarende sider av de separate tenner er utformet korresponderende for å definere komplementære koniske flatesegmenter.