SE463931B

SE463931B - ROTATING WATER PUMP

Info

Publication number: SE463931B
Application number: SE8700769A
Authority: SE
Inventors: F Martinis
Original assignee: Gilardini Spa
Priority date: 1986-02-25
Filing date: 1987-02-24
Publication date: 1991-02-11
Also published as: IT8667144A1; SE8700769D0; GB2187232A; GB8703898D0; FR2594897A1; IT1187933B; SE8700769L; IT8667144A0; DE3705526A1; BR8701131A; GB2187232B; ES2005859A6

Description

465 931 z 10 15 20 25 30 35 gränsande exempel med hänvisning till bifogad ritning, där: fig. l är en tvärsnittsvy från sidan av en pump enligt före- liggande uppfinning, och fig. 2 och 3 är tvärsnitt längs linjerna II-II respektive III-III i fig. l. 465 931 z 10 15 20 25 30 35 with reference to the accompanying drawing, in which: Fig. 1 is a cross-sectional side view of a pump according to the present invention, and Figs. 2 and 3 are cross-sections along the lines II-II and III-III in Fig. 1.

Pig. l visar en pumpenhet för vätskor. isynnerhet bränsle till bilmotorer med den allmänna beteckningen 1. vilken enhet om- fattar en elektrisk motor 2 vars hus är fäst i en roterande pump 3 enligt föreliggande uppfinning. vilken pump har en impeller 4 av plastmaterial. med en central del 5 som löper inuti en cylindrisk kammare 3, som begränsas av övre och undre ändlock 7 respektive 8. och en omkretsring ll. Hotorns 2 hölje är fäst medelst skruvar 12 till det övre ändlocket 7, som har ett axiellt genomgående hål 13 genom vilket motorns 2 utgående axel 14 passerar. Hålet 13 har ett övre parti 15 av sexkantigt tvärsnitt (fig. 3) och ett nedre parti 16 av cylindriskt tvär- snitt. Axeln 14 är cirkelcylindrisk och tangerar sidoytorna längs partiet 15. Detta medför att rotationsfriktionen blir låg och att axeln 14 kan centreras utan hjälp av lager. Impel- lern 4 är cylindrisk och koaxiell med axeln 14 som driver denna. med en hastighet av exempelvis 6000 varv per minut.Pig. 1 shows a pump unit for liquids. in particular fuel for car engines with the general designation 1. which unit comprises an electric motor 2 whose housing is attached to a rotary pump 3 according to the present invention. which pump has an impeller 4 of plastic material. with a central part 5 running inside a cylindrical chamber 3, which is delimited by upper and lower end caps 7 and 8, respectively, and a circumferential ring 11. The housing of the threat 2 is fastened by means of screws 12 to the upper end cover 7, which has an axially through hole 13 through which the output shaft 14 of the motor 2 passes. The hole 13 has an upper portion 15 of hexagonal cross-section (Fig. 3) and a lower portion 16 of cylindrical cross-section. The shaft 14 is circular-cylindrical and tangential to the side surfaces along the portion 15. This means that the rotational friction becomes low and that the shaft 14 can be centered without the aid of bearings. The impeller 4 is cylindrical and coaxial with the shaft 14 which drives it. at a speed of, for example, 6000 revolutions per minute.

Impellern 4 har en övre del 17 inuti partiet 16 (där koppling- en mellan denna del 17 och axelns 14 fria ände formas). Den centrala delen 5 har större diameter än delen 17 och den nedre delen 18 har en diameter som är mindre än den hos delen 5.The impeller 4 has an upper part 17 inside the portion 16 (where the coupling between this part 17 and the free end of the shaft 14 is formed). The central part 5 has a larger diameter than the part 17 and the lower part 18 has a diameter which is smaller than that of the part 5.

Andlocken 7 och 8, ringen ll och impellern 4 är gjorda i plastmaterial. och isynnerhet ändlocket 8 och ringen ll är gjorda i ett stycke. ändlocket 8 omfattar en platta 21 från vars periferi ringen ll sträcker sig uppåt och är fast förbun- den med ändlocket 7. Plattan 21 har ett centralt hål 22 med en nedåtriktad rörstuts 23 med impellerns 4 nedre del 18 däri.The end caps 7 and 8, the ring 11 and the impeller 4 are made of plastic material. and in particular the end cap 8 and the ring 11 are made in one piece. the end cap 8 comprises a plate 21 from which the periphery ring 11 extends upwards and is fixedly connected to the end cap 7. The plate 21 has a central hole 22 with a downwardly directed pipe socket 23 with the lower part 18 of the impeller 4 therein.

Rörstutsens 23 fria ände utgör en inloppsöppning 19 för bränslet. och är därför försedd med ett filter 24 däri. Pump- enheten l är lämpligen monterad inuti en tank nära dess botten, som antyds med streckade linjer 25 i fig. l. 10 15 20 25 30 35 s 465 931 Såsom framgår av fig. l och 2. sträcker sig ett axiellt hål 26 genom impellern 4, närmare bestämt genom dess delar 5 och 18, vilket hål är öppet nertill och från vilket. i del 5. sträcker sig sex radiella genomgående hål 27. Delens 5 diameter är mindre än kammarens 6 innerdiameter för att begränsa en ring- spalt 28 mellan delen 5 och ringen ll i kammaren 6. Mellan överytan hos impellerns 4 del 5 och ändlockets 7 underyta. och mellan delens 5 underyta och plaftans 21 överyta finns ett spel som ej får understiga 0,2 mm så att ingen friktion upp- står på grund av bränslets viskositet, vilket skulle minska pumpens 3 verkningsgrad. I plattans 21 övre yta nära hålets 22 kant finns ett säte för ett axiallager 31 som uppbär impel- lerns 4 del 5. Spelet mellan impellerns 4 nedre del 18 och rörstutsens 23 centrala hål 2 får ej överstiga 0,1 mm för att åstadkomma tillräcklig tätning för ringspalten 28.The free end of the nozzle 23 forms an inlet opening 19 for the fuel. and is therefore provided with a filter 24 therein. The pump unit 1 is suitably mounted inside a tank near its bottom, which is indicated by dashed lines 25 in Fig. 1. As shown in Figs. 1 and 2, an axial hole 26 extends through the impeller 4, more precisely through its parts 5 and 18, which hole is open at the bottom and from which. in part 5. six radial through holes 27 extend. The diameter of the part 5 is smaller than the inner diameter of the chamber 6 to define an annular gap 28 between the part 5 and the ring 11 in the chamber 6. Between the upper surface of the part 5 of the impeller 4 and the lower surface 7 of the end cap 7 . and between the lower surface of the part 5 and the upper surface of the plate 21 there is a clearance which must not be less than 0.2 mm so that no friction arises due to the viscosity of the fuel, which would reduce the efficiency of the pump 3. In the upper surface of the plate 21 near the edge of the hole 22 there is a seat for an axial bearing 31 which supports the part 5 of the impeller 4. The clearance between the lower part 18 of the impeller 4 and the central hole 2 of the pipe nozzle 23 must not exceed 0.1 mm to provide sufficient sealing. for the ring gap 28.

Med hänvisning till fig. l och 2 anordnas i pumpen 3 en ut- loppsöppning 32 radiellt med kammaren 6. öppningen 32 är bildad av ett första ihåligt parti 33 i en radiell del 43 av ändlocket 8 som täcks upptill av en del 44 av ändlocket 7 och har ett andra ihåligt parti 34 som bildas av en hylsdel 45 hos ändlocket 8 koaxiellt med delen 43. Utloppsöppningen 32 är an- ordnad för förbindelse medelst hylsan 45 med ett icke visat rör för bränsletillförsel till motorn. En skiljevägg 35 med minskande tvärsnittsarea är anordnad mitt framför utloppsöpp- ningen 32. Isynnerhet sträcker sig skiljeväggen 35 från ring- spalten 28 till utloppsöppningens 32 inre, som under den in- ledande delen av partiet 33 är uppdelad i två kanaler. I änd- locket 7. efter skiljeväggen 35 finns anordnat ett andningshål 60 av mindre diameter, exempelvis l mm. Pumpen 3 är en centrifugalpump i och med att impellerns 4 rotation kastar vätska från hålen 27 mot ringspalten 28 och vätskan strömmar därifrån genom öppningen 32 till förbränningsmotorn. Det ut- gående flödet från hålen 27 ger upphov till ett undertryck däri som suger in bränslet genom inloppsöppningen 19 till hålen 27 genom hålet 26. Det bör noteras att pumpen 3 utför sin pumpverkan när impellern 4 roterar antingen medsols eller motsols. Skiljeväggen 35 gör pumpen 3 självfyllande eftersom 10 15 20 25 30 35 463 951 4 eventuell luft i kammaren 6 mot utloppsöppningen 32 och snabbt ut genom hålet 60 eftersom skiljeväggen 35 avbryter luft- cirkulationen kring ringspalten 28.Referring to Figs. 1 and 2, in the pump 3 an outlet opening 32 is arranged radially with the chamber 6. the opening 32 is formed by a first hollow portion 33 in a radial part 43 of the end cap 8 which is covered at the top by a part 44 of the end cap 7 and has a second hollow portion 34 formed by a sleeve portion 45 of the end cap 8 coaxial with the portion 43. The outlet opening 32 is arranged for connection by the sleeve 45 to a pipe (not shown) for fuel supply to the engine. A partition 35 with decreasing cross-sectional area is arranged right in front of the outlet opening 32. In particular, the partition 35 extends from the annular gap 28 to the interior of the outlet opening 32, which below the initial part of the portion 33 is divided into two channels. In the end cap 7 after the partition wall 35, a breathing hole 60 of smaller diameter is arranged, for example 1 mm. The pump 3 is a centrifugal pump in that the rotation of the impeller 4 throws liquid from the holes 27 towards the annular gap 28 and the liquid flows from there through the opening 32 to the internal combustion engine. The outflow from the holes 27 gives rise to a negative pressure therein which sucks the fuel through the inlet opening 19 to the holes 27 through the hole 26. It should be noted that the pump 3 performs its pumping action when the impeller 4 rotates either clockwise or counterclockwise. The partition 35 makes the pump 3 self-filling because any air in the chamber 6 towards the outlet opening 32 and quickly out through the hole 60 because the partition 35 interrupts the air circulation around the annular gap 28.

Fördelarna som uppnås av den ovan beskrivna utföringsformen av föreliggande uppfinning är uppenbara av det som har sagts.The advantages obtained by the above-described embodiment of the present invention are apparent from what has been said.

Bl.a. behöver ej pumpen 3 ha snäva toleranser och den kan göras i plastmaterial. Dessutom utsätts impellern 4 varken för radiella stötar tack vare att en ring av bränsle finns kring delen 5, eller axiella stötar eftersom impellern 4 är själv- centrerande på grund av vätskan mellan delens S övre och nedre ytor. Det bör också noteras att pumpen 3 är självfyllande och självdränerande. tack vare skiljeväggen 35 som möjliggör ut- trängning av eventuella luftmängder som kan ha sugits in exempelvis när fordonet svänger vid hög hastighet och bränsle- nivån i tanken är ganska låg. I normaldrift uppstår ett laminärt bränsleflöde i pumpen 3 längs ringspalten 28 mot ut- loppsöppningen 32. som är helt olikt det turbulenta flödet som uppstår i pumpar med impellrar av skove1tYP. och detta ökar pumpens 3 verkningsgrad för samma dimensioner. Den vätska som finns i ringspalten 28 och tränger sig via partiet 16 in i hålets 13 parti 15 medför en avkylning av elmotorns 2 axel 14.Bl.a. the pump 3 does not need to have tight tolerances and it can be made of plastic material. In addition, the impeller 4 is not subjected to radial shocks due to a ring of fuel around the part 5, or axial shocks because the impeller 4 is self-centering due to the liquid between the upper and lower surfaces of the part S. It should also be noted that the pump 3 is self-filling and self-draining. thanks to the partition 35 which enables the expulsion of any air volumes that may have been sucked in, for example when the vehicle is turning at high speed and the fuel level in the tank is quite low. In normal operation, a laminar fuel flow occurs in the pump 3 along the annular gap 28 towards the outlet opening 32. which is completely different from the turbulent flow that occurs in pumps with paddle type type impellers. and this increases the efficiency of the pump 3 for the same dimensions. The liquid which is present in the annular gap 28 and penetrates via the portion 16 into the portion 15 of the hole 13 causes a cooling of the shaft 14 of the electric motor 2.

Slutligen är det uppenbart att pumpen 3 som beskrivits och visats här kan varieras inom ramen för skyddsomfånget för föreliggande uppfinning.Finally, it is obvious that the pump 3 described and shown here can be varied within the scope of the present invention.

Utloppsöppningen 32 från kammaren 6 kan exempelvis vara radi- ell, tangentiell eller sidoordnad pä något annat sätt. El- motorn 2_kan vara av likströmstyp eller annan typ. Kopplingen mellan axeln 14 och impellern 4 kan ta varierande utformning.The outlet opening 32 from the chamber 6 can, for example, be radial, tangential or laterally arranged in some other way. The electric motor 2_can be of direct current type or other type. The coupling between the shaft 14 and the impeller 4 can take varying shapes.

Detta gäller även impellern 4 under förutsättningen att åtminstone ett hål och en radiell ledning 27 kvarstår. Denna ledning 27 kan lämpligen ha ökande diameter mot impellerns 4 periferi. från exempelvis 2.5 mm vid dess inre ände till 3,5 mm vid dess yttre ände för att undvika hastighetsökningar i den mot ringspalten 28 slungade vätskan, vilket kunde ge upp- hov till turbulens. Detta förhindrar även tryckförluster i v; s 463 951 pumpen. Pumpen 3 kan vara nedsänkt i tanken eller utanför själva tanken så länge den är monterad under vätskans fria yta. Slutligen kan pumpen 3 pumpa alla sorters vätska och kan därför användas för att pumpa varje sorts bränsle (bensin, dieselbränsle, alkohol etc.).This also applies to the impeller 4 provided that at least one hole and a radial conduit 27 remain. This line 27 may suitably have an increasing diameter towards the periphery of the impeller 4. from, for example, 2.5 mm at its inner end to 3.5 mm at its outer end to avoid velocity increases in the liquid thrown towards the annular gap 28, which could give rise to turbulence. This also prevents pressure losses in v; s 463 951 pumps. The pump 3 can be immersed in the tank or outside the tank itself as long as it is mounted below the free surface of the liquid. Finally, pump 3 can pump all kinds of liquid and can therefore be used to pump any kind of fuel (petrol, diesel fuel, alcohol, etc.).

Claims

46 7 O 4 931 Patent claims

A rotary fuel pump (3) for an engine of a motor vehicle, comprising: an outer body (7, cylindrical chamber 8, 11) defining a substantially (6) from which an outlet opening (32) extends, which outer plug comprises a plate (21) with a central through hole (22) from the outer edge of which a pipe socket extends, which pipe socket constitutes an inlet opening (19), a substantially cylindrical impeller (4) arranged to be driven by an electric motor (2), which impeller consists of a first cylindrical part (5) arranged inside the cylindrical chamber (6), an annular gap (28) being formed between the first part (5) of the impeller (4) and the outer body (7, 8, 11), and a second part (18) extending coaxially from the first part (5) of the impeller (4) through the central through hole (22), the second part (18) of the impeller having an axial hole (26) whose one end during the use of the pump is in hydraulic connection with a fuel tank, and the other end of which is in hydraulic connection with at least a radial hole (27) provided within the first part (5) of the impeller and opening towards the annular gap (28), and a partition wall (35) extending from the outer body (7, 8, 11) into gap (28), characterized in that the clearance between the flat surfaces of the first part (5) of the impeller (4) and the outer body (7, 21) is at least 0.2 m so that no significant frictional forces arise due to the viscosity of the fuel, that the radial clearance of the second part (18) of the impeller (4) within the central through hole (22) does not exceed 0.1 m so as not to cause significant sealing defects at the annular gap (28), 463 931 that the impeller (4) first cylindrical part (5) is supported in the cylindrical chamber (6) by an axial bearing (31) with its seat around the central through hole (22) in the inner surface of the plate (21), that the partition wall (35) extends towards the outlet opening. (32) inner, and that the outer body (7, 8, 11) and the impeller (4) are made of plastic material.

Pump according to Claim 1, characterized in that the electric motor (2) has an output shaft (14) which is fixedly connected to the impeller (4).

Pump according to claim 2, characterized in that the outer body (7) has an axial hole (13) through which the shaft (14) passes and which has a portion (15) with a hexagonal cross-section.

Pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first part (5) of the impeller is provided with six evenly distributed radial holes (27).

Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the radial holes (27) increase in cross section towards the outside of the impeller (4).

Pump unit (1), characterized in that it comprises electric motor drive means (2) and a rotary pump (3) according to any one of the preceding claims.