PT98129B

PT98129B - Bomba de rotor de engrenagem aperfeicoada

Info

Publication number: PT98129B
Application number: PT98129A
Authority: PT
Inventors: Richard Robert Freeman
Original assignee: Concentric Pumps Ltd
Priority date: 1990-06-30
Filing date: 1991-06-27
Publication date: 1999-03-31
Also published as: EP0466351A1; PT98129A; IE68838B1; GB9113570D0; NO173256C; FI913171A0; IE912268A1; JPH0510275A; FI103910B1; JP2855296B2; FI913171A; EP0466351B1; US5145347A; NO912568L; DE69104563D1; DE69104563T2; ATE112817T1; NO173256B; DK0466351T3; ES2065621T3

Description

presente invento refere-se a bombas de rotor de engrenagem que compreendem um rotor lobulado macho engrenado com um anel tubular lobulado internamente. 0 anel tubular tem, pelo menos, mais um lóbulo do que o rotor, e as linhas de contacto entre aquelas duas partes definem os limites de câmaras que variam de volumes durante a rotação das partes. 0 volumes aumenta para, indução do fluído de trabalho através de um acesso de entrada durante, aproximadamente, 180 graus de rotação e diminui para, descarga de fluído através de um acesso de saí dai na outra metade do ciclo. Os eixos do rotor e do anel tubular situam-se num planes que intersecta as posiçães de 0 graus e de 180 graus.

Os acessos não se prolongam através da totalidade dos ISO graus, para uma zona de separação que é proporcionada entre os dois acessos em cada duas posiçUes diametrais, e sendo a zona de separação, aproximadamente, igual à dimensão circunferencial de uma câmara da bomba, para isolar a entrada da saída nas duas posiçSes.

Na patente U.S 3905727 uma bomba deste tipo tem ranhuras radiais nas faces de extremidades do anel tubular que se prolongam a partir de cada posição interlobular. Cada uma, por sua vez, constitui parte do único trajecto de escoamento que conduz aos acessos de saída e de entrada e a partir dos mesmos, respec tivamen te.

A EPA 242963 utiliza acessos abrindo directamente para as faces de extremidade das câmaras mas um dos acessos (a saída) está dividido por uma faixa como mostrada na Figura 2 dos desenhos, daquela especificação, que cria um ponto morto limitando ou evitando o escoamentos para evitar uma onda de pressão que assim ocorreria, tendo a face de extremidade do rotor ranhuras radiais que são de uma largura circunferencial em excesso em relação á largura da faixa, para permitir o escoamento da câmara para o acesso em volta da faixa através da ranhura, de

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-3modo que o escoamento pode ser continuo independentemente da posição »

Na BP Α2334Ξ3 os bordos principais dos lóbulos do rotor ou os bordas traseiras dos lóbulos do anel tubular são chanfrados de modo a ligarem todas as câmaras em conjunto através dos chanfros, para a finalidade de proporcionar um influxo rápido às câmaras.

inventor verificou que o ruído das bombas de rotor de engrenagem resultai das variaçSes de pressão nos volumes retidos.. Assim, se aí largura da zona de separação excede a largura da câmara, o volume dai câmara variará quando a mesma se move através dei zona de separação. Isto pode causar marte 1 agem durante a compressão, ou (o que também é mau) cavitação e a formação de bolhas na expansão. Contudo, existem efeitos dinâmicos no trabalho, quando a bamba está em utilização, que produzem resultados inesperados, quando se considera a geometria das partes estacionárias, e isto complica o projecto da zona de separação e altera a necessária simetria ou assimetria dos acessos, de modo que é raramente suficiente proporcionar uma zona de separação única com precisamente a largura da câmara. Se isto é feito, o ruído pode ainda ser emitido, e a eficiência da bomba pode ser de qualquer modo diminuída..

Os objectivos do invento são proporcionar bombas aperfeiçoa™ das.

De acordo com o invento o anel tubular de uma bomba de rotor de engrenagem é proporcionado, na sua face plana adjacente aos acessos de entrada e saída, com uma série? de ranhuras cada uma prolongando-se numa direcção circunferencial, e cada uma prolongando-se apenas parcialmente através do lóbulo correspondente dos lóbulos e intersectando um dos flancos de cada lóbulo.

A intersecção é realizada com uma face seleccionada do lóbulo virada na direcção de rotação, mas existem alternativas y

.Λ»·· rΗΒΗ/SB/F 9321 conio descri tas a seguir»

Devido âs ranhuras terem extremidades cegas segundo a largura do lóbulo, não existe ligação contínua entre câmaras»

SSo agora descritas, mais particularmente, as concretizações presentemente preferidas do invento, com referencia aos desenhos anexos, em ques as Figuras i — ·„ são alçados em corte de uma bomba rotativa de engrenagem, mostrando o rotor e o anel tubular, e apenas os acessos de entrada e saída?

a Figura 4 é um alçado lateral em corte, pela linha 4......4 da

Figura 1?

a Figura 5 é uma vista em perspectiva aumentada e fragmentada de um componente?

a Figura 6 é um corte pela linha 6-6 da Figura 3, similarmente numa escala ampliada?

a Figura 7 é uma vista pela linha 7-7 da Figura 4? e a Figura S é uma vista similar à Figura i de uma segunda concretização»

Voltando agora aos desenhos, a bomba compreende um corpo 10, que tem uma cavidade cilíndrica que serve de moente ao anel tubular 12, no qual é engrenado o rotor 14, suportado no veio lé accionado pelo carreto 18 e apoiado nos casquilhos 20» Sãc proporcionadas acessos de entrada e saída» Assumindo que e direcção de rotação é a da seta A, então a acesso de entrada mostrado pelo contorno 24 e a acesso de saída pelo contorno 26 na Fiqura 1»

A partir, por exemplo, da Figura 3 pode ser observado que a largura da zona de separação 30 ultrapassa ligeiramente a largura da câmara 32, onde a largura da zona de separação é definida como o corpo sólido entre os dois acessos e a largura da câmara é a distância entre as duas linhas de contacto entre o rotor 14 e o anel tubular 12, isto é nos pontos 34, 36»

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anel tubular,, nesta representação tem seis lóbulos e o rotor cinco. Os números poclem variar,, mas fê'm, normalmente,, a relação de n e n-H. 0 rotor, como mencionado, fas contacto ds linha entre cada um dos seus lóbulos e o anel tubular e esta linha de contacto separa efectivamente uma série de câmaras de trabalho. As linhas estão antes da cristã ou radialmente no ponto mais interno de cada lóbulo do anel tubular, no lado de entrada, e depois da cristã, no lado de saída, e naturalmente vice-versa para a posição das linhas nos lóbulos do rotor. Observar-se-á que as câmaras de trabalho aumentam em volume, quando varrem o acesso de entrada e aspiram assim o fluído para dentro das câmaras, e diminuem de volume, quando passam através do acesso de saída e expelem assim o fluido através do acesso de saída.

De acordo com o invento, são proporcionadas ranhuras 108 na extremidade do anel tubular que corresponde ao acesso de saída. Estas ranhuras podem ser concêntricas ao perímetro do anel tubular e situam-se dentro do diâmetro de um círculo 110, contendo a face exterior dos acessos, sendo abertas a partir das faces frontais dos lóbulos (prcjecçffes convexas) Figuras 1-7, ou da face traseira, Figura 8, terminando parcialmente através de cada lóbulo de modo a serem de extremidade cega.

efeito da disposição das Figuras 1-7 será agora explicado» Na Figura 1 a câmara 112 tem o tamanho máximo (volume varrido máximo). 0 acesso de entrada 24 está ligado â câmara através de área 114» A próxima câmara (adiante) 116 está a diminuir em volume, mas está aberta para descarga (saída) através da área 118»

Na posição de intervenção, por exemplo, como na Figura 2, enquanto a câmara 112 diminui, depois de ser cortada a entrada, devido è linha de contacto 36 ter passado a face de do acesso de entrada, e antes que a própria comunicar com o acesso de saída, a compressão indesejável do volume retido na câmara 112 é evitada pela ranhura

124, que mantém a comunicação entre a câmara 112 e o acesso de e x t r e m i d a de 12 0 câmaras pudesse

—Ó— entrada até ser atingida a posição mostrada na Figura 3, isto é, até que a linha de controlo 34 (a linha de contacto/vedação entre o rotor e o anel tubular) passe a face de extremidade 128 da acesso de saída para permitir a descarga do fluído a alta pressão.

□ bordo dianteiro., que intersecta as ranhuras das Figuras 17, não tem significado em qualquer outra posição.

Assim, o efeito dei ranhura é para evitar a pressão de retenção e a compressão indesejada na ãrea da zona de separação, e assim reduzir o ruído»

A bomba da Figura 8 é assumida como sendo construída de modo gera1men te si m i1a r dos acessos, e por ao das Figuras 1-7, diferindo apenas no perfil as ranhuras intersectarem a face traseira de

cada lóbulo» Depois da explicação anterior, será suficientemente claro, como mostrado, que a ranhura 140 intersectará o acesso de saída através do tempo, quando a câmara de volume arrastado máximo 142 diminui em volume, antes da saída ser ligada, devido á linha 34 passar a face 128, evitando assim outra vez a retenção da pressão e o ruído» As ranhuras traseiras não t'ám outro efeito ou resu11ado significatiνo»

Ambas as extremidades axiais do anel tubular podem ser ranhuradas, especialmente se a bomba tem acessos em ambas as extremidades.

Claims

1 - Bomba de rotor de engrenagem aperfeiçoada, compreendendo um anel tubular, tendo Q±i 1 óbulos fêmea montados para rotação em volta de um primeiro eixo num corpo de bomba com um acesso de saída formado numa face adjacente a uma extremidade axial do anel tubular, tendo o rotor macho n lóbulos montados para rotação em volta de um segundo eixo paralelo ao dito primeiro eixo, estando o dito rotor engrenado no dito anel tubular, de modo a formar uma série de n câmaras de trabalho entre os lóbulos, câmaras que aumentam e diminuem de volume, á medida que as partes rodam através de sucessivas meias rotaçães, estando cada câmara rodeada por linhas de contacto entre os lóbulos, e caracterizada por a face de extremidade do anel tubular adjacente à face do corpo da bomba, que está munida com os ditos acessos de saída, ter uma ranhura de extremidade cega que se prolonga numa direcção circunferencial pareiaImente através de c a d a 1 o b u 1 o .

2 - Bomba de rotor de engrenagem aperfeiçoada de acordo corn a reivindicação 1, caracterizada por as ranhuras prolongarem-se a partir da extremidade traseira de cada lóbulo, tendo em atenção a di recç ão de rotação.

3 - Bomba de rotor de engrenagem aperfeiçoada de acordo com a reivindicação í, caracterizada por as ranhuras prolongarem-se a partir da extremidade dianteira de cada lóbulo, tendo em atenção a direcção de rotação.

4 - Bomba de rotor de engrenagem aperfeiçoada de acordo com a reivindicação i, caracterizada por o corpo da bomba ter acessos em ambas as extremidades axiais do conjunto de rotor de engrenagem, e o dito anel tubular ser ranhurado de um modo semelhante em ambas as extremidades.