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Rundlaufpumpe mit in einer umlaufenden Trommel durch eine schräge
Spurfläche quer zur Umlaufebene verschobenen Kolben. Bei Rdndlaufpumpen mit in einer
umlaufenden Trommel durch eine schräge Spurfläche quer zur Umlaufebene verschobenen
Kolben, bei denen die von den Kolben geförderte Flüssigkeit am Umfang der die Kolben
enthaltenden Trommel durch Kanäle geführt wird, sind die Saug- und Druckkanäle durch
Scheidewände voneinander getrennt. Diese Scheidewände dürfen nicht zu schmal sein,
damit sie die Druckzone von der Saugzone genügend abzudichten vermögen. Durch derartige
breitere Trennungswände findet aber beim Übergang aus der Saug- in die Druckzone
an der Trennungswand beim Fördern
von Flüssigkeiten unter den Pumpenkolben
und in den anschließenden Förderkanälen eine sehr starke Druckerhöhung statt, da
die Kolbenräume durch die Trennungswand abgesperrt sind, solange ihre Kanäle sich
an dieser vorbeibewegen, gleichzeitig aber auch während dieser Absperrung die Kolben
auch vorbewegt werden, weil die schräge Spurfläche, durch die die Kolben angetrieben
werden, eine ebene Gleitfläche bildet. Einem derartig hohen Druck kann die Dichtungsfläche
der Trennungswand aber nicht widerstehen, und es tritt dann Druck in den Saugkanal
über, wodurch die Saugwirkung der Pumpe gestört wird. Diese Erscheinung bildet einen
der Gründe, aus denen Pumpen der vorliegenden Art bisher eine brauchbare Anwendung
nicht haben finden können.
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Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieses Übelstandes, und zwar
wird dies durch Ausgleich- oder Zweigkanäle erreicht, die der unter den Kolben befindlichen
Flüssigkeit ein teilweises Entweichen ermöglichen, wenn die in der Kolbentrommel
befindlichen Förderkanäle sich unter der Trennungswand vorbeibewegen und von dieser
abgeschlossen werden, zugleich aber auch die Kolben bewegt werden. Diese Ausgleichkanäle,
die entweder in der Trommel oder in der Trennungswand oder in beiden angeordnet
sein können, verbinden im geeigneten Augenblick den Arbeitsraum des Kolbens mit
der Druckzone. Wenn dann die Förderkanäle der einzelnen Kolben an der Dichtungsfläche
der Trennungswand sich vorbeibewegen und die Kolben dabei ihren Druckhub beginnen,
so kann die während der Absperrung der Förderkanäle von den Pumpenkolben verdrängte
Flüssigkeitsmenge durch die Zweigkanäle nach dem äußeren Druckkanal entweichen,
so daß eine die Dichtung an der Trenungswandfläche überwindende Druckerhöhung nicht
eintritt.
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Durch dieAusgleichkanäle werden ungleichförmige Druckerhöhungen und
somit Stöße im Antrieb der Kolben vermieden, und ferner ist es ermöglicht, den Druckunterschied
zwischen Saug- und Druckzone sehr hoch zu wählen, so daß die Pumpe bei einfachster
Bauart einerseits für große Umlaufgeschwindigkeiten, anderseits für sehr hohe Drücke
verwendbar ist.
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Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine Pumpe mit zwei
Kolben und in der umlaufenden Trommel angeordneten Ausgleichkanälen dargestellt.
Abb. i zeigt die Pumpe im Längsschnitt mit ideellem Schnitt durch die Kanäle, Abb.
z im Querschnitt durch die Kolben, Abb. 3 im Querschnitt durch die Ausgleichkanäle
urid Abb. q. die Kanalanordnung im Längsschnitt.
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Im Gehäuse a ist möglichst dicht schließend auf einer `'Felle b eine
Trommel c drehbar gelagert. In dieser Trommel sind in zwei zylindrischen Bohrungen
d, d' zwei Kolben e, e' angeordnet, die durch eine feststehende, geneigte
Spurfläche f beim Umlauf der Trommel in den zylindrischen Bohrungen hin und her
bewegt werden. Die beiden Kolben sind durch eine Schwinge g miteinander verbunden,
mittels deren der jeweilig von der Spurfläche f in seine Bohrung hineingetriebene
Kolben den anderen Kolben aus seiner Bohrung herauszieht.
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Von den- inneren Enden der Zylinderbohrungen d, d' erstrecken
sich nach dem Umfang der Trommel Förderkanäle h, li , denen an der Innenfläche
des Gehäuses a der Saugkanal k
und der Druckkanal m gegenüberliegen. Beide
Kanäle und somit die Saug- und Druckzone, werden durch breite Trennungswände o,
o' voneinander geschieden.
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Wird die Trommel c (nach Abb. a und 3 links herum) gedreht, so gleiten
die Kolben e, e' mit ihren äußeren Enden im Kreise auf der schrägen Spurfläche
und werden dabei von dieser während des einen halben Umlaufs in die Zylinderbohrungen
hinein, während des anderen halben Umlaufs aus ihnen hinaus bewegt, und während
des Saughubes sind die Förderkanäle h, h' mit dem Saugkanal k, während des
Druckhubes mit dem Druckkanal in abwechselnd in Verbindung.
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Um bei großen Druckunterschieden zwischen Saug- und Druckzone eine
sichere Abdichtung zu erzielen, ;sind die Trennungswände o, o' sehr breit gewählt,
da aber gerade an diesen beiden Stellen der Hubwechsel stattfindet, so entstehen
beim Vorbeigleiten der Förderkanäle h, li an den vollen Flächen der Trennungswände
unter den Kolben starke Gegendrücke, weil die Förderkanäle durch die Trennungswände
abgeschlossen sind. Unter dem Kolben, der in den Saughub übergeht, entsteht ein
Unterdruck, unter dem anderen, in den Druckhub übergehenden, ein Überdruck; besonders
der letzte kann sehr stark werden.
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Zur Vermeidung dieses Übelstandes sind mit den Arbeitsräumen
d, d' Zweigkanäle p, p' verbunden, die so in der Trommel angeordnet sind,
daß sie während der Absperrung der Arbeitsräume diese mit dem Druckkanal in Verbindung
setzen. Befindet sich die Pumpe in der Stellung nach Abb. a, so ist entsprechend
der Schrägfläche f gemäß Abb. i der Kolben e in der am weitesten herausgezogenen,
der Kolben e' in der am weitesten hineingedrückten Lage. Der leichteren Übersicht
wegen genügt es, die weiteren Vorgänge nur an einem Kolben, z. B. dem oberen, zu
erläutern, da er später die Stellung des unteren einnimmt:
Der Kolben
e hat also seine äußerste Hubstellung erreicht, und in diesem Augenblick ist der
Förderkanal h gerade von der Trennungswand o abgesperrt. Wandert nun bei der Drehung
der Trommel der Kolben nach links, so beginnt dessen Druckhub. Gleichzeitig tritt
aber der Zweigkanal p mit einem in der Gehäusewand angeordneten Kanal r in Verbindung,
der in den Druckkanal m mündet, wie Abb. q. zeigt, und nun den Arbeitsraum d mit
dem Druckkanal verbindet. Diese Verbindung bleibt infolge der Länge des Zweigkanals
so lange bestehen, bis der Förderkanal h mit seiner linken Seite die den Druckkanal-
begrenzende Kante der Trennungswand erreicht hat. Während dieser Bewegung vollführt
der Kolben den ersten Teil seines Druckhubes, und zwar bei abgesperrtem Förderkanal.
Dabei kann jedoch die unter der Einwirkung des Kolbens stehende Flüssigkeit entsprechend
dessen Hube durch den Zweigkanal zum Druckkanal entweichen, und es kann somit eine
übermäßige Druckerhöhung unter der Trennungswand nicht entstehen.
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Bei weiterer Drehung der Trommel tritt der Förderkanal h mit dem Druckkanal
in Verbindung, so daß nun die geförderte Flüssigkeit unmittelbar in diesen übertreten
kann. Ist der Förderkanal so weit gewandert, daß er von dem linken Teil der unteren
Trennungswand o' gerade abgesperrt wird, so tritt der Zweigkanal p mit einem in
der unteren Gehäusewandung angeordneten Umleitungskanal s in Verbindung, der ebenfalls
in den Druckkanal m mündet. Bei weiterer Drehung der Trommel vollführt der Kolben
den letzten Teil seines Druckhubes unter Abschluß des Förderkanals, aber Aufrechterhaltung
der Verbindung des Arbeitsraumes mit dem Druckkanal durch die Zweigkanäle p, s,
bis die in Abb. a und 3 bei e' dargestellte Endlage erreicht ist. Danach beginnt
der Saughub, und es tritt sofort der Förderkanal mit dem Saugkanal k in Verbindung.
Dabei wiederholt sich beim anderen Kolben e' das beschriebene Spiel. Die Anzahl
der Kolben kann übrigens beliebig sein.
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Die mit den Zweigkanälen zusammenwirkenden Umleitungskanäle brauchen
nicht unbedingt in den Druckkanal zu münden, um einen Überdruck im Arbeitsraum abzuleiten,
sondern sie können auch zum Saugkanal führen, insbesondere an der Stelle des Überganges
vom Druck zum Saughub. In diesem Falle wird freilich die abgesperrte Flüssigkeitsmenge
in den Saugkanal zurückgeleitet, doch sind diese Mengen so gering, daß sie in vielen
Fällen vernachlässigt werden können. Ist die Pumpe aber für hohe Flüssigkeitsdrücke
bestimmt und sollen höchste Förderleistungen erzielt werden, so ist die beschriebene
Anordnung zu wählen, bei der an beiden Trennungsstellen die Förderkanäle während
des Druckhubes abgesperrt sind und die Zweigkanäle in die Druckzone münden. Dabei
ergibt sich noch als weiterer Vorteil ein gleichmäßiges Fließen der geförderten
Flüssigkeit ohne Gegenstöße.