SE444033B - Stromningsanordning med axiell genomstromning, anvendbar sasom kraftmaskin, arbetsmaskin eller stromningsmetanordning - Google Patents

Description

i. .áï íf-i v. _m s »y- .ag 'A 5) 7812179-s 2 detta, att det antal gängor som bildar det första elementets skruvyta är en mer än det antal gängor som ingår i det andra elementets skruvyta, och att det första och det andra elemen- tets gängstigning är olika.

Med hjälp av anordningen enligt uppfinningen kan energin hos en strömmande vätska omvandlas till mekaniskt arbete eller också kan arbetspotentialen hos det strömmande mediet ökas med hjälp av det för drivning använda mekaniska arbetet. Till följd av den statiska och dynamiska utjämningen mellan de roterande be- ståndsdelarna, samt det fullständiga bibehållandet av den voly- metriska principen är de roterande delarnas varvtal eller vinkel- hastighet alltid proportionell mot strömningshastigheten för det strömmande mediet. Anordningen är därför speciellt lämpad för yt- terst noggrann mätning av strömningshastigheten hos gaser och vät- skor.

Tvångsförbindningen utgörs med fördel av en kugçhjulsväxel som är belägen utanför de båda elementens profiler.

Den inre profilen på kamrotorns tvärsnitt bildas av en epicykloid zk, eller av två, med två parallella linjer förbundna cirkelsegment.

Den yttre profilen hos nämnda tvärsnitt bildas av den under den re- lativa rörelsen för det tillhörande kamrotortvärsnittet anliggande avrullningskurvan för den tangerade ytan. Om man betraktar cykloid- kurvans bågantal såsom gängutlopp, så kommer en kamrotor, vilken har en med kontinuerliga eller variabla utlopp försedd gängad yta att anpassas till en spindel vars gängor löper i sama riktning vars antal gängutlopp uppgår till :O = zk + 1, och vars gängstigning upp- går till (kontinuerlig eller 1 hk variabel). ho = ”x Till en kamrotor, vars tvärsnitt består av två, medelst två paral- lella räta linjer förbundna cirkelsegment, och vars inre skruvyta uppvisar två utlopp och en kontinuerlig eller variabel stigning hk i samma riktning. anpassas en spindel, som har cirkelformigt tvär- snitt. ett gängutlopp och en kontinuerlig eller variabel stigning h = 0,5 h 0 k' 7812179-5 Kamrotorn och spindeln är i första hand förbundna med varandra genom tvärsnittens i samma plan belägna profil. För ökning av det moment som skall överföras kan ett åt samma håll vridnings- överförande organ, lämpligen ett kugghjulspar, vars utväxling i = -- som exempelvis uppgår till i = 0.5 utformas såsom en separat tvångsförbindning. Både den axeltapp eller det axellager som stöder kamrotorn, och den tapp eller det axellager som stöder spindeln, är fast förbundna med det trycktâliga huset.

Formen på en kamrotor, vars inre gänga har ett enda utlopp zk = l, samt en spindel som har ett enda utlopp zo = zk + l = 2 har vardera ett tvärsnitt vars anpassning sker på det sätt som anges i det ungerska patentet nr 152 615, med den avvikelsen att vid nämnda patent är den epicykloidkurva som inifrån omger kamrotor- tvärsnittet bruten till följd av att genomströmningen är tangen- tiell.

Enligt uppfinningen är de i samma plan befintliga tvärsnitten av kamrotorn och spindeln förbundna på samma sätt som motsvarande byggdelar vid en konventionell, känd pump. Spindelns tvärsnitt ut- görs av en cirkel, men kamrotorns tvärsnitt utgörs emellertid av ett medelst två parallella räta linjer förbundet cirkelsegment, varvid längden av de parallella linjerna är lika med den relativa rörelsen för spindelcirkeln.

Till följd av utformningen av skruvytorna på kamrotorn och spin- deln avviker kamrotortvärsnitten från de på ett avstånd dl befint- liga planen med en vinkel d*F. medan spindeltvärsnitten avviker .it-di \ 20 Kamrotortvärsnittet och spindeltvärsnittet vrids därför på längden dl en vinkel Ik relativt varandra. Eftersom (1 ° EE- U Ö Q med en vinkel En 7812179-s ' . tvärsnitten är förskjutna inbördes bildas, i motsvarighet till de kontinuerliga eller variabla gängstyrningarna, mellan kamro- tor och spindel hålrum av konstant eller varierande längd för de vätskor eller gasformiga medier som skall transporteras. Dessa hålrum, svarande mot skruvformen på kamrotorn och på spindeln, återkommer kontinuerligt, men åtskilda från varandra efter lika långa perioder.

För att tillförlitligt åtskilja inloppssidan och utloppssidan vid anordningen enligt uppfinningen bör både kamrotorn och spin- deln vara längre än de ovan nämnda hålrummen. I detta fall kan i viloläge för kamrotorn och spindeln teoretiskt något medium inte strömma igenom anordningen.

Under drift roterar kamrotorn med ett varvtal nk och spindeln med ett varvtal no = åk . nk till följd av tvångsförbindningen, el- ler utväxlingen hosodet organ som överför vridrörelsen, medan det volymelement som transporterar mediet i axelriktningen, utan vrid- rörelse utan ändring av form och volym rör”sig framåt. Dess hastig- het v = nk . hk = no . hc är antingen konstant eller variabel.

Anordningen enligt uppfinningen har inte någon del som utför en oscillerande rörelse. Såväl kamrotorn, vilken har flera utlopp, som spindeln vrider sig till följd av symmetrin hos sina tvärsnitt runt sin axel, varvid kamrotorn och spindeln bör vara dynamiskt ut- balanserade med avseende på tyngdpunkt eller urtag. uppfinningen förklaras i det följande närmare med hjälp av på bi- fogade ritning visade utföringsexempel, där: fig. 1 visar i längdsnitt en anordning enligt uppfinningen med en med ett gängutlopp försedd kamrotor och en dubbelgängad spin- del, _ fig. 2 visar snittet A - A i fig. 1, fig. 3 visar snittet B - B i figl 1, samt visar även med tunna lin- jer snittet C - C i fig. ,1, fig. 4 visar ett längdsnitt igenom en med impulsgivare försedd an- ordning enligt uppfinningen. fig. S visar i längdsnitt en anordning där kamrotorn har två gäng- utdopp och där spindeln är enkelgängad. fig. 6 visar ett längdsnitt igenom anordningen enligt uppfinningen 7s12179-5 där kuggar för drivning av kamrotorn saknas, och fig. 7 visar ett snitt D - D i fig. 6, varvid med tunna linjer visas ett snitt E - E i fig. 6.

I fig. 1 visas ett utföringsexempel av en anordning enligt uppfin- ningen, vilken med fördel kan användas antingen såsom pump, hyd- romotor, kompressor eller gasmotor.

Till ett för arbetstryck dimensionerat hus 1 är ett en kamrotor 2 stödjande axellager 3 och ett en spindel 4 stödjande axellager 5 (varvid spindeln har ellipsoidformat tvärsnitt) fast anslutna me- delst en inloppskon 6 och en strömlinjeformad hållarstång 7. En tillsammans med~kamrotorn 2 roterande kuggring 8 och en tillsam- mans med spindeln 4 roterande kuggring 9 säkerställer en vridrö- relse med hjälp av ett på en hjälpaxel 10 fastkilat kugghjulspar.

Tillsammans med kamrotorn 2 roterar även en mellandel 11, varige- nom fördelaktiga strömningsförhållanden åstadkommas mellan den cir- kelformade reduktionsöppningen 12 och den epicykloidformade öppning- en till kamrotorn 2.

För samma ändamål tjänar den tillsammans med spindeln roterande spindelhalsen 13, med vars hjälp säkerställs fördelaktiga ström- ningsförhållanden mellan inloppskonen 6 och det ellipsoidformade tvärsnittet för spindeln 4. Spindelhalsen (spindeltappen) 13 och kuggkransen 9 är förbundna medelst skovlar 14. Skovlarna 14 är ut- formade med en viss gängstigning, vilket erfordras för att minska mängden av den i axelriktningen och mellan skovlarna riktade och virvlande strömningen. Hjälpaxeln 10 är försedd med en axeltapp 15, som, beroende på användningsområdet för anordningen, kan användas såväl för att mottaga som avge mekaniskt arbete.

Enligt fig. 4 är en anordning enligt uppfinningen utformad såsom strömningsmätanordning. Härvid utgörs förbindningen mellan kamro- torn 2, som har ett enda utlopp, och spindeln 4 av ett kugghjul 16 (som har ett kuggantal z) samt av ett ytterligare, invändigt kug- gat kugghjul 17 (som har ett kuggantal 22). Det på axeln 19 lag- rade kugghjulet 16 och mellandelen 11 är inbördes förbundna me- delst skovlar 18. Spindeln 4 är tillsamans med det invändigt kug- gade kugghjulet 17 lagrat på axeltappen 20. Impulsgivaren, som be- står av en på mellandelen 11 monterad skiva 21 och av en givare 22, är avsedd för en teckenriktig fjärrindikering av den mot volymen 7812179-5 a av det strömmande mediet proportionella rotationen.

I fig. 5 visas ett utföringsexempel av en anordning enligt upp- finningen, vilken är försedd med en spindel med ett enda utlopp och med en kamrotor med två utlopp, och vilken kan användas så- som pump, kompresscr eller såsom sprutmaskin. Utväxligen i = nl/no = = 0,5 mellan kamrotorn 2 och spindeln 4 säkerställs även med hjälp av de på hjälpaxeln 10 fastkilade kugghjul som driver kamrotorn 2 och spindeln 4. Funktionen hos den beskrivna anordningen följer av anordningens uppbyggnad.

Då genom kamrotorn strömmar ett medium som har kinetisk energi el- ler tryckenergi. så kan via den med spindeln medelst kugghjul för- bundna utgående axeln drivas en arbetsmaskin, eller omvänt: då axel- tappen via en växel drivs av en lämplig kraftmaskin, så kan arbets- potentialen hos det_genomströmmande mediet höjas. Anordningen en- ligt uppfinningen kan i lämpligt utförande och med lämplig dimen- sionering, eventuellt kompletterad med andra, i och för sig kända byggelement, användas såsom vätskepump, plastsprutmaskin, turbin, kompressor eller luftningsanläggning, hydromotor, gasbortsugare, gasmotor, eller såsom en mätanordning för strömmande medier.

Claims (2)

1. 7812179-5 Patentkrav l. Strönningsanordning ned axiell genonströnning. anvandbar aleon kraftnaakln. arbetanaakin eller atrönnlngenltanordnlng och arbetande enligt volynkonprinoringeprinclpen, dl: ett första elenent (A) är roterbart relativt ett andra elenent (2) och ned en utvändig_skruvyta sanverkar ned en på det andra elenentet (2) anordnad invändig skruvyta. k 8 n n e t e c k - n a d av att båda elenenten (2. 4) är roterbara relativt ett hus (l). son onger det andra elenentet (2). varvid det nellan de bida elenenten finns en-tvlngatdrbindning. aon latadkonar att det första elenentet (4) roterar ned en llgre vinkelnaa- tignet än det andra elenentet (2). nen lt sanna bill con detta. att det antal gängor (20) son bildar det företa ele- nentets (4) skruvyta är en ner än det antal gIngor_(zí+~son ingår i det andra elenentets (2) ekrnvyta. och att det första och det andra elenentets gängstigning är olika.

2. Strönningsanordning enligt krav 1. k 8 n n e t e c k n a d av att tvingeförbindningen utgöra av en kuggbjulavlxel. ned ntvaxlingen i - :O/zk. och belägen utanför de båda ele- nentene (2. 4) profiler.