PT99456B - Bomba de rotor de engrenagem - Google Patents

Description

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Este invento refere-se a bombas do tipo compreendendo um rotor macho com n lóbulos, que está localizado internamente num anel tubular fêmea, tendo n+1 lóbulos e engrenado no mesmo. Estes dois formam um conjunto rotor de engrenagem, que é accionado, quer pelo anel tubular, quer pelo rotor, e os dois rodam relativamente um ao outro e em torno de eixos paralelos. É formada uma série de câmaras entre os lóbulos, e cada câmara prolonga-se entre duas linhas de contacto entre o rotor e o anel tubular. Estas linhas assentam geralmente nos picos, ou porções de raio máximo dos lóbulos do rotor, e movimentam-se ao longo do anel tubular, à medida que as partes rodam a velocidades diferentes. Por isso, as câmaras aumentam de tamanho, à medida que prosseguem de uma posição adjacente a um plano, contendo ambos os eixos, e adjacente ao ponto de total engrenamento entre um lóbulo macho e um recesso fêmea, entre lóbulos (ou vice-versa), em direcção a uma posição diametralmente oposta, num local onde apenas se encontram cristãs (porções de raio máximo) dos lóbulos, quer do rotor, quer do anel tubular. Este percurso é o curso de aspiração e o fluido é aspirado para as câmaras, à medida que as mesmas seguem este percurso, desde um acesso de entrada numa extremidade axial das câmaras.

De modo semelhante, à medida que as câmaras prosseguem o seu percurso, no lado oposto do dito plano, voltando para o seu ponto de partida, diminuem e expulsam fluido através de um segundo acesso ou saída.

Como já foi constatado, as bombas, do tipo mencionado nos dois parágrafos anteriores, são bem conhecidas e existem em muitas variantes.

Com os motores de combustão interna, a direcção de rotação do veio principal (por exemplo, o veio de manivelas do motor) é normalmente unidireccional devido às exigências de sincronização das válvulas e de sincronização da ignição e, por isso, uma bomba deste tipo, utilizada, por exemplo, como a bomba de óleo de

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-3lubrificação, e accionada a partir de um tal veio de manivelas é igualmente unidireccional. Mas com algumas máquinas rotativas, por exemplo, alguns tipos de compressores, a direcção da rotação não é importante e pode variar de um ciclo de funcionamento para outro. Se uma bomba de engrenagem for utilizada com uma tal máquina, o efeito na bomba da alteração de direcção de rotação é o de expulsar o fluido através da entrada, e aspirar através da saída: isto é, normalmente, inaceitável.

É, por isso, conhecido na arte anterior proporcionar meios para mudarem a excentricidade de um eixo de rotor de engrenagem em relação ao outro, de acordo com a direcção, em que o anel tubular ou o rotor são accionados. Normalmente, a mudança é de 180° no inverso, isto é, de um lado do eixo estacionário para o outro. Isto permite que as entradas e saídas permaneçam inalteradas e proporcionem fluxo unidireccional através da bomba, independentemente da direcção de accionamento reversível.

Foram avançados muitos esquemas diferentes, para provocarem a mudança automática. Assim, é conhecida a montagem do anel tubular num anel excêntrico que é, por sua vez, móvel angularmente numa cavidade de corpo de bomba, e a colocação de uma mola de lâmina entre o anel tubular e o anel excêntrico, de modo a criar uma resistência de atrito de arrastamento entre os dois. Quando o anel tubular roda numa direcção, este arrasta o anel excêntrico para uma posição contra a paragem e fixa, desse modo, a posição dos eixos. Quando a direcção de accionamento é invertida, a mola arrasta o excêntrico na direcção oposta e, deste modo, altera as posições dos eixos. As dificuldades com esta concepção são as perdas de potência causadas pela resistência de atrito de arrastamento, que é efectiva durante todo o funcionamento, embora só seja necessária durante o arranque, e o espaço adicional exigido para acomodar o componente adicional, isto é, o anel excêntrico.

Uma outra aproximação localizou o anel tubular num anel transportador, que é livremente articulado, e utiliza o anel transportador para mudar a posição das partes em relação a um

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-4veio de transmissão de modo a obter-se o resultado exigido mas, mais uma vez, são exigidos componentes extra e volume adicional e o funcionamento não é considerado fiável.

objectivo do presente invento é resolver o problema e proporcionar melhorias e, em particular, reduzir, quer o número de componentes necessários, quer o volume exigido.

De acordo com o invento, uma bomba compreende um rotor macho com n lóbulos, localizado num rotor fêmea tendo n+1 lóbulos e engrenado no mesmo, de modo a formarem uma série de câmaras entre os lóbulos, cada uma limitada pelas linhas de contacto entre os lóbulos de rotor e o anel tubular, caracterizada por o dito rotor ser apoiado rotativamente num cubo, que é cilíndrico em torno de um eixo principal e que está montado, para movimento articulado, em torno de um eixo excêntrico ao eixo principal e por serem proporcionados meios limitadores para controlarem a extensão do movimento articulado, de modo que nos limites do movimento, o dito eixo principal é deslocado de 180° em torno do eixo de excentricidade.

accionamento é, de preferência, transmitido pelo anel tubular, porque isto simplifica as coisas, mas é igualmente possível proporcionar accionamento ao rotor nas posições alternativas, ocupadas de acordo com a direcção de accionamento.

invento será agora descrito, mais em particular, com referência aos desenhos anexos, em que:

a figura 1 é uma vista em alçado por debaixo de um corpo de bomba para alojar um conjunto de bomba de engrenagem;

a figura 2 é uma vista em alçado e em corte do mesmo, mas com algumas partes removidas para maior clareza;

a figura 3 é uma concretização alternativa; e a figura 4 é uma vista em perspectiva de um excêntrico

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-5utilizado nas várias concretizações.

Voltando em primeiro lugar à figura 1, esta mostra os acessos de entrada e saída 10, 12, relativos à câmara circular limitada pela linha 14 que, em utilização, contém o anel tubular (não mostrado) do conjunto de rotor de engrenagem. Estes acessos têm comunicação com passagens de fluxo, que podem conduzir, por exemplo, a um acesso de entrada 16 e a um acesso de saída 18. Está igualmente indicado um eixo central 20, que é concêntrico com a superfície 14, e um corte 20 prolongando-se arqueadamente por cerca de 180 °, em torno do centro 20.

Na figura 2 é mostrado o anel tubular do conjunto de bomba 30, que está lobulado internamente com n+1 lóbulos e está ligado para accionamento por meio da projecção coaxial 32, que pode, por exemplo, ser engatada na extremidade de um veio de manivelas 34 por meio de planos ou uma chaveta e escatel. 0 rotor, não mostrado, tendo n lóbulos, está localizado internamente no anel tubular e tem um furo concêntrico apoiado rotativamente no cubo 36.

cubo é cilíndrico e tem um eixo principal. Por isso, o rotor roda em torno desse eixo, quando o anel tubular é accionado.

cubo 36 (ver igualmente a figura 4) está, na figura 2, apoiado rotativamente em torno da pino de fulcro 38, que é excêntrico em relação ao eixo principal do cubo, e este pino pode ser fixo, por exemplo, num encaixe de accionamento, num furo na parede de extremidade do anel tubular e/ou na face paralela do componente de tampa 40.

O pino limitador 42 é suportado pelo cubo 36.

Em funcionamento, o anel tubular é accionado, e este transmite movimento ao rotor, ainda que a uma velocidade diferente, de modo que o rotor gira no cubo 36. A diferença de pressão entre um lado e o outro da bomba, devido à direcção de rotação obriga o

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-6- ώ cubo 36 a rodar em torno do pino de fulcro 38, até que o pino limitador 42 atinja uma ou outra extremidade do recesso 22 de acordo com a direcçao da diferença de pressão. Quando a direcção de rotação do anel tubular muda, o cubo 36 movimenta-se automaticamente em volta, para reposicionar o rotor e levar o pino limitador 42 de uma extremidade para a outra do recesso.

O arranjo da figura 3 difere apenas por o cubo 36 ser apoiado no pino de articulação 48, gue tem uma cabeça 50 e por o anel tubular ter meios de accionamento 52, engatando no veio de ressaltos, ou semelhante.

Deverá ser considerado pelos peritos da arte, que o pino 38 poderia ser construído integralmente com o cubo 36, através, por exemplo, de uma técnica de moldagem por pó. Bem como o pino 42. Alternativamente, poderiam ser utilizados meios de accionamento do anel tubular, proporcionando, por exemplo, o anel tubular com dentes de engrenagem externos e transmitindo movimento através de um trem de pinhões.

Alternativamente, o rotor pode ser accionado, munindo, por exemplo, o rotor com uma porção projectando-se através do corpo de bomba.

Claims (4)

1 - Bomba de rotor de engrenagem compreendendo um rotor macho com n lóbulos, localizado num rotor fêmea tendo n+1 lóbulos e engrenado no mesmo, de modo a formarem uma série de câmaras entre os lóbulos, cada uma limitada pelas linhas de contacto entre os lóbulos de rotor e o anel tubular, caracterizada por o dito rotor ser apoiado rotativamente num cubo, que é cilíndrico em torno de um eixo principal e que está montado, para movimento articulado, em torno de um eixo excêntrico ao eixo principal e por serem proporcionados meios limitadores para controlarem a extensão do movimento articulado, de modo que nos limites do movimento, o dito eixo principal é deslocado de 180° em torno do eixo de excentricidade.

2 - Bomba de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o dito cubo estar montado num pino de fulcro, fixo numa parede de extremidade do anel tubular.

3 - Bomba de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o dito cubo estar articulado num pino de fulcro fixo num componente de tampa, formando uma parede de extremidade da cavidade da bomba, contendo o conjunto de rotor de engrenagem.

4 - Bomba de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, caracterizada por o cubo suportar um pino limitador que corre numa abertura prolongando-se arqueadamente, entre encostos de extremidade para limitar o percurso de articulação do cubo.