DE1956755A1

DE1956755A1 - Roots pump

Info

Publication number: DE1956755A1
Application number: DE19691956755
Authority: DE
Inventors: Beek Eugen H
Original assignee: BEEK EUGEN H
Current assignee: BEEK EUGEN H
Priority date: 1969-11-12
Filing date: 1969-11-12
Publication date: 1971-05-13

Description

Wälzkolbenpumpe Die Erfindung betrifft eine Wälzkolbenpumpe mit einem exzentrisch in einem Gehäuse abwälzenden zylindrischen Kolben und bezweckt, eine solche Pumpe derart auszubilden, daß sie zum Anlaufen nur ein geringes Antriebsmoment benötigt, während ihr Förderdruck begrenzbar ist. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung vom Kräfte spiel zwischen der in der Pumpe wirksamen Fliehkraft oder einer die Fliehkraft verstärkenden Federkraft und dem Druck im Förderraum der Pumpe aus und schlägt vor, den hohlen Wälzkolben über einen mit der Antriebswelle umlaufenden Wälzkörper anzutreiben, der ihn aufgrund seiner Fliehkraft bzw. Federkraft in Anlage mit dem Pumpengehäuse hält. Dabei kann man die Fliehkraft auf den Wälzkörper in der Weise wirken lassen, daß man ihn in einem Hebelgelenk, welches an der Antriebswelle befestigt ist,oder in einem Schieber lagert, der über einen gabelförmigen Mitnehmer drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist. Den hohlen Wälzkolben kann man er findungsgemäß derart gestalten, daß er im Radialschnitt ein U-förmiges Profil besitzt und damit in der Pumpe größere seitliche Dichtflächen erzeugt. Roots pump The invention relates to a Roots pump with a eccentric cylindrical piston rolling in a housing and intended to be a to design such a pump that it only has a low drive torque to start required while their delivery pressure can be limited. To solve this problem goes the invention of the forces play between the effective centrifugal force in the pump or a spring force increasing the centrifugal force and the pressure in the pumping chamber of the pump and suggests moving the hollow Roots over a rotating with the drive shaft To drive rolling elements, which because of its centrifugal force or spring force in the plant with the pump housing. You can use the centrifugal force on the rolling element in the way to let it work in a lever joint on the drive shaft is attached, or stored in a slide that has a fork-shaped driver is rotatably connected to the drive shaft. You can do the hollow Roots design according to the invention in such a way that it has a U-shaped profile in radial section thus creating larger lateral sealing surfaces in the pump.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Trennschieber, welcher Saug- und Druckseite dichtend voneinander trennt, aus zwei keilförmigen Einzelschiebern zusammengesetzt, welche sich mit Hilfe von Federn aufgrund der Keilwirkung seitlich an das Pumpengehäuse und den Pumpendeckel und radial an den Wälzkolben dichtend anpressen. Eine andere Ausführung schlägt erfindungsgemäß vor, daß ein Drehschieber nach dem Radius des Pumpengehäuses gekrümmt ist und mit Hilfe einer Feder gegen den Wälzkolben dichtend angepreßt wird. Der Förderdruck der Pumpe wird dadurch begrenzt, daß sich in ihrem Förderraum ein Druck ausbildet, der den Andruck übersteigt, mit dem der Antrieb (iber den Wälzkörper den Wälzkolben in Anlage an dem Gehäuse hält, so daß sich der Kolben von der Gehäusewandung abhebt und damit den Saugraum mit dem Druckraum des Gehäuses unter Aufhebung der Förderwirkung verbindet.In a further embodiment of the invention, the slide gate, which sealingly separates the suction and pressure side from each other, from two wedge-shaped Composed of individual slides, which are located with the help of springs due to the wedge effect laterally on the pump housing and the pump cover and radially on the Roots press tightly. Another embodiment proposes according to the invention that a Rotary valve is curved according to the radius of the pump housing and with the help of a Spring is pressed sealingly against the Roots piston. The delivery pressure of the pump is limited by the fact that a pressure is formed in their conveying chamber, which the pressure with which the drive (via the rolling element the roots holds in contact with the housing, so that the piston lifts off the housing wall and thus the suction chamber with the pressure chamber of the housing, canceling the conveying effect connects.

Die Erfindung ist im. nachstehenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt im einzelnen: Die Wälzkolbenpumpe mit dem Wälzkörper, welcher in einem Hebelgelenk gelagert ist, Fig. 1 im Querschnitt Fig. 2 im Axialschnitt Fig. 3 im Querschnitt mit einer die Fliehkraft verst ärkenden Federkraft Fig. 4 Die Wälzkolbenpumpe mit dem Wälzkörper, welcher in einem Schieber mit einem gabelförmigen Mitnehmer gelagert ist, im Querschnitt Fig. 5 Den Drehschieber Fig. 6 Den Wälzkolben mit U-förmigem Profil in Ansicht und Fig. 7 im Querschnitt.The invention is in. below using an exemplary embodiment explained in more detail. The drawing shows in detail: The Roots pump with the rolling element, which is mounted in a lever joint, FIG. 1 in cross section, FIG. 2 in axial section 3 in cross section with a spring force reinforcing the centrifugal force The Roots pump with the rolling element, which is in a slide with a fork-shaped The driver is mounted, in cross section Fig. 5 The rotary valve Fig. 6 The Roots piston with a U-shaped profile in view and FIG. 7 in cross section.

Im zylindrischen Arbeitsraum des Pumpengehäuses 11 ist als Verdrängungskörper ein Wälzkolben 1, 17 exzentrisch angeordnet. Er hat die Gestalt eines zylindrischen Ringes und liegt frei beweglich im Gehäuse 11, jedoch an den Stirnseiten (Fig. 2) in dichter Anlage an der Gehäusewand und am Pumpendeckel 12. Gleichachsig zum Gehäuse 11 ragt in dieses eine von einem nicht dargestellten Motor in Drehung versetzbare Welle 5 herein; sie trägt ein Hebelgelenk 3, 4, in dessen einem Hebelarm 3 ein Wälzkörper 2 gelagert ist. Die Abmessungen dieser Anordnung sind so gewählt, daß das Hebelgelenk 3, 4 in leicht eingeknickter Stellung den Wälzkörper 2 in Anlage an dem Wälzkolben 1, 17 hält. Bei Umdrehung der Antriebswelle 5 wälzt der Wälzkörper 2, welcher in vorliegender Ausführung von einem Rollenpaar dargestellt wird, nach Erreichung einer Drehzahl, die den Teilen 2 und 3 eine ausreichende Fliehkraft erteilt, den Wälzkolben 1, 17 unter exzentrischer Bewegung an der Innenwand des Gehäuses 11 ab. Dabei bildet sich ein Saugraum, in den die Förderflüssigkeit durch eine Öffnung 9 angesaugt wird, während sie durch den umlaufenden Wälzkolben 1, 17 laufend durch die Gehäuseöffnung 10 unter Druck in eine hier angeschlossene Leitung oder dergleichen gefördert wird. Zur Trennung des jeweiligen Saugraumes von dem Druckraum dient ein im Gehäuse 11 geführter Schieber 7, der durch zwei Federn 8 ständig in dichter Anlage an dem Wälzkolben 1, 17 gehalten wird; der Schieber 7 ist mit einer schrägen Fuge (Fig. 2) in zwei Teile getrennt, deren jeder von einer der Federn 8 zur seitlichen Abdichtung gegen die Wände des Arbeitsraumes gedrückt wird.In the cylindrical working space of the pump housing 11 is a displacement body a Roots 1, 17 arranged eccentrically. It has the shape of a cylindrical Ring and is freely movable in the housing 11, but on the front sides (Fig. 2) in close contact with the housing wall and the pump cover 12. Coaxial to the housing 11 protrudes into this one which can be set in rotation by a motor (not shown) Wave 5 in; it carries a lever joint 3, 4, in one of which a lever arm 3 has a rolling element 2 is stored. The dimensions of this arrangement are chosen so that the lever joint 3, 4, in a slightly bent position, the rolling elements 2 in contact with the roots 1, 17 holds. When the drive shaft 5 rotates, the rolling element 2, which in FIG present embodiment is represented by a pair of roles, after reaching a Rotational speed, which gives the parts 2 and 3 a sufficient centrifugal force, the roots 1, 17 with an eccentric movement on the inner wall of the housing 11. This forms a suction chamber into which the conveyed liquid is sucked through an opening 9, while they run through the rotating Roots 1, 17 through the housing opening 10 is promoted under pressure in a line connected here or the like. An in the housing 11 serves to separate the respective suction chamber from the pressure chamber guided slide 7, which is constantly in close contact with the Roots piston by two springs 8 1, 17 is held; the slide 7 is in two with an inclined joint (Fig. 2) Parts separated, each of which by one of the springs 8 for lateral sealing against the walls of the work area is pressed.

Erfindungsgemäß ist in einer anderen Ausführung (Fig. 4) der Wålzkörper 2 in einem Schieber 16 gelagert, der über einen gabelförmigen Mitnehmer 14 drehfest mit der Antriebswelle 5 verbunden ist. Der Schieber 16 kann radial nach innen oder außen verschoben werden. Zur Verstärkung der Fliehkraftwirkung auf den Wälzkörper 2 kann in dem Hebelgelenk 3, 4 eine Drehfeder 13 (Fig. 3), welche diese Teile im Andrucksinne zu verschwenken bestrebt ist, oder im gabelförmigen Mitnehmer 14 eine Spiralfeder 15, welche den Schieber 16 radial nach außen drückt, vorgesehen werden. Zum Auswuchten des Antriebs kann auf der Antriebswelle 5 ein Gegengewicht 6 angeordnet werden. Um die seitliche Dichtwirkung des Wälzkolbens 1, 17 zu erhöhen, besitzt der hohle Wälzkolben 1, 17 im Radialschnitt ein U-förmiges Profil (Fig. 6 und 7).According to the invention, the rolling body is in another embodiment (FIG. 4) 2 mounted in a slide 16, which rotatably via a fork-shaped driver 14 is connected to the drive shaft 5. The slide 16 can be radially inward or moved outside. To reinforce the effect of centrifugal force on the rolling element 2 can in the lever joint 3, 4 a torsion spring 13 (Fig. 3), which these parts in Tends to pivot pressure senses, or in the fork-shaped driver 14 a Coil spring 15, which presses the slide 16 radially outward, can be provided. A counterweight 6 can be arranged on the drive shaft 5 for balancing the drive will. To increase the lateral sealing effect of the Roots 1, 17 has the hollow Roots 1, 17 has a U-shaped profile in radial section (FIGS. 6 and 7).

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, zum Trennen des Saug- und Druckraumes einen Drehschieber 18 anzuordnen, welcher nach dem Radius des Pumpengehäuses 11 gekrümmt ist und mit Hilfe einer Feder 19 unterhalb der Federbefestigung 20 dichtend gegen den rotierenden Wälzkolben 1, 17 angepreßt wird.In a further embodiment of the invention it is proposed that to separate the suction and pressure chamber to arrange a rotary valve 18, which is curved according to the radius of the pump housing 11 and with the aid of a spring 19 below the spring fastening 20 sealing against the rotating Roots pistons 1, 17 is pressed.

Beim Einschalten der Pumpe aus dem Stillstand legt sich der Wälzkörper 2 erst dann an den Wälzkolben 1, 17 an, nachdem eine bestimmte Drehzahl erreicht worden ist. Dadurch wird der Energiebedarf für das Anlaufen der Pumpe klein gehalten.When the pump is switched on from standstill, the rolling element settles 2 only then to the Roots 1, 17 after a certain speed has been reached has been. This keeps the energy requirement for starting the pump small.

Bei ansteigendem Druck im Druckraum der Pumpe wirkt dieser auf den Wälzkolben 1, 17 in entgegengesetzter Richtung zur Fliehkraft bzw. Federkraft des Wälzkörpers 2 und hebt von einem bestimmten Druck an den Kolben vom Gehäuse ab. Damit wird die Förderung unterbrochen, und der Wälzkolben geht in eine annähernd konzentrische Stellung über.When the pressure in the pressure chamber of the pump increases, this acts on the Roots 1, 17 in the opposite direction to the centrifugal force or spring force of the Rolling body 2 and lifts from a certain pressure on the piston from the housing. This interrupts the promotion and the Roots goes into an approximate concentric position over.

Eine weitere Erhöhung des Förderdrucks wird dadurch vermieden. Im Zusammenhang mit dem geringen Energiebedarf beim Anlaufen führt die Erfindung zur Ausbildung einer Pumpe mit bestimmten Leistungsgrenzen.This avoids a further increase in the delivery pressure. in the The invention leads to the connection with the low energy requirement during start-up Formation of a pump with certain performance limits.

Claims

Roots pump with a rolling eccentric in a housing cylindrical piston, characterized in that the hollow Roots piston (1, 17) has a rolling element (2) rotating with the drive shaft is driven, which is mounted displaceably in the radial direction and due to its centrifugal force or a spring force (13, 15) increasing the centrifugal force, the Roots piston (1, 17) in System with the pump housing (11) holds.

2. Roots pump according to claim 1, characterized in that the Rolling body (2) is mounted in a lever joint (3, 4) which is attached to the drive shaft (5) is attached.

3. Roots pump according to claim 1, characterized in that the Rolling body (2) is mounted in a slide (16) which has a fork-shaped Driver (14) is rotatably connected to the drive shaft (5).

4. Roots pump according to claim 2 or 3, characterized in that that the hollow rolling piston (17) has a U-shaped profile in radial section.

5. Roots pump according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the separating slide (7) consists of two wedge-shaped individual slides is composed, which with the help of the spring (8) due to the wedge effect laterally on the pump housing (11) and the pump cover (12) and radially on the Roots (1, 17) press on tightly.

6. Roots pump according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the rotary valve (18) according to the radius of the pump housing is curved and with the help of a spring (19) against the Roots piston (1, 17) sealing is pressed.