CH212498A - Rotationspumpe mit Flüssigkeitsring. - Google Patents

Description

  Rotationspumpe mit Flüssigkeitsring.    Wasserring-     bezw.        Flüssigkeitsring-Va-          kuumpumpen    und -Kompressoren haben ge  genüber andern Systemen von     Zellenradpum-          pen    den Nachteil, dass der längs der Zylinder  wand mit grosser Geschwindigkeit kreisende  Wasser-     bezw.        Flüssigkeitsring    einen ver  hältnismässig grossen Arbeitsverlust infolge  der Reibung zwischen Flüssigkeitsring und  Zylinderwand hervorruft. Um diese hydrau  lische Wandreibung aufzuheben, hat man  schon versucht, einen rotierenden Zylinder  anzuordnen und denselben     inner-    oder ausser  halb des Pumpengehäuses besonders zu la  gern.

   Dies führte aber zu umständlichen und  daher auch kostspieligen     Konstruktionen,    wo  durch der Hauptvorteil der     Wasserringpum-          pen    gegenüber allen andern Systemen von       Zellenradpumpen,    welcher in der grossen Ein  fachheit und Betriebssicherheit der     ersteren     liegt, ganz oder teilweise aufgehoben wurde.  



  Durch die vorliegende     Erfindung    soll     nun          eine    Rotationspumpe mit Flüssigkeitsring  (Vakuumpumpe oder Kompressor) geschaffen  werden, die die     Vorteile    einer     Maschine    die-         ser    Art mit rotierendem Zylinder aufweist,  die erwähnten Nachteile dagegen nicht. Dies  wird erfindungsgemäss dadurch verwirklicht,  dass im Zylinder der Pumpe mindestens eine  lose eingesetzte Büchse angeordnet ist, welche  infolge Reibungswirkung durch den vom  Schaufelrad in Rotation versetzten Flüssig  keitsring mitgerissen und dadurch ebenfalls  in Rotation gesetzt wird.

   Diese Büchse dreht  sich im Zylinder nach dem Gesetze des ge  ringsten Widerstandes derart, dass deren  Drehgeschwindigkeit an die     Bedingung    ge  bunden ist, dass die Kräfte zwischen dem  äussern Umfang der Büchse und der Zylinder  wand einerseits     und    die entgegengesetzt ge  richteten Kräfte der Reibung des Flüssig  keits,ringes, welche am     innern    Umfange der  Büchse angreifen, anders, Bits einander auf  heben. Auf diese     Weise    entsteht eine Re  lativbewegung zwischen Wasserring und  Büchse, welche massgebend ist für den hy  draulischen Reibungsverlust.  



  Im     einen    Grenzfall, wo bei     bekannten     Maschinen dieser Art keine Büchse vorhan-      den     bezw.    diese fest mit dem Zylinder ver  bunden ist, würde diese Relativgeschwindig  keit zur     Absolutgeschwindigkeit    des Wasser  ringes und der hydraulische Reibungsverlust  nähme in diesem Falle seinen Maximalwert  an.  



  Im andern Grenzfall, wo bei einer Ma  schine mit lose eingesetzter Büchse die Rei  bung zwischen Büchse und Zylinder theore  tisch gleich Null ist, würde die Büchse mit  der Geschwindigkeit des Wasserringes krei  sen, das heisst die     Rela.tivge@chwindigkeit     zwischen loser Büchse und Wasserring und  damit auch der hydraulische Reibungsverlust  würden verschwinden.  



  Der hydraulische Reibungsverlust, der  proportional mit dem     Quadrat    der     Relativge-          schwindigkeit    zwischen Büchse und Wasser  ring wächst, wird somit je nach der Ge  schwindigkeit, mit welcher die     Büchse    sieh  dreht, innerhalb dieser beiden Grenzwerte  liegen.  



  Um diesen Verlust möglichst klein zu  halten, ist es vorteilhaft,     Nittel    vorzusehen,  die bewirken, dass die unter dem Einfluss  vorstehend erwähnter Kräfte sich drehende  lose Büchse gegenüber dem Wasserring mög  lichst wenig zurückbleibt. Ein solches Mittel  besteht     zweckmä.ssigerweise    in der Anord  nung von Rippen am äussern Zylindermantel  der Büchse, welche in     achsialer    Richtung ver  laufen, wobei die Räume zwischen je zwei  der genannten benachbarten Rippen durch  Bohrungen mit dem innern Zylindermantel  verbunden sind, zum Zwecke, die Drücke am  innern und äussern Zylindermantel des durch  je zwei     benachbarte    Rippen     gebildeten    Ring  sektors auszugleichen.

   Durch diese Mass  nahme wird verhindert,     da.ss    der Ring durch  zu grosse einseitig wirkende, am     innern    Zy  lindermantel angreifende radiale Kräfte an  die Zylinderwand     _gepresst    und dadurch. in  seiner Bewegung gehemmt wird.  



  Ein möglichst reibungsloser Gang der  losen Büchse kann auch dadurch erzielt wer  den, dass letztere mit Spiel in den Zylinder  eingesetzt wird. Versuche haben gezeigt, dass  es vorteilhaft ist, zwischen der, losen Büchse         1111(l    dem     7,vlinde    r. sowie zwischen der  Büchse und den Seitendeckeln ein Spiel von  mindestens     0.1-0,2    mm einzuhalten. Mit  diesem Spiel wird eine wirksame Drehge  schwindigkeit der Büchse erreicht.  



  Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein  Ausführungsbeispiel des -Erfindungsgegen  standes veranschaulicht.  



  In den     Fig.    1 und 2 dieser Zeichnung ist  eine Wasser-     bezw.        Flüssigkeitsringpumpe     dargestellt, in deren Zylinder eine lose einge  setzte Zylinderbüchse angeordnet ist.     Fig.    '1  ist ein Quer- und     Fig.    2 ein     Aehsialschnitt     durch diese Pumpe. In diesen beiden Figuren  ist     a    das Laufrad,<I>b</I> der Pumpenzylinder und  d sind die beiden     Seitendeckel    der Pumpe.

    Mit e ist die in den beiden Seitendeckeln     le-          findliche        Einlassöffnung    und mit f die eben  falls in den beiden Seitendeckeln befindliche       Auslassöffnung    des Fördermittels bezeichnet.

    Der Wasser-     bezw.        Flüssigkeitsring        g    ist     in     den beiden Figuren durch gestrichelte Linien  angedeutet.     1i,    ist die oben erwähnte lose Zy  linderbüchse, i sind auf dem äussern Zylinder  mantel der Büchse sitzende,     aehsial    verlau  fende     Rippen    und k Bohrungen, welche die  Räume. zwischen je zwei Rippen am äussern  Zylindermantel mit dem innern Zylinder  mantel verbinden, zum Zwecke, die Drücke  am     innern    und äussern Zylindermantel des  durch je zwei benachbarte Rippen gebildeten  Ringsektors auszugleichen.

   Anstatt nur einer  Büchse könnten auch mehrere     ineinanderge-          schobene,    lose eingesetzte Büchsen vorge  sehen sein, welche infolge Reibungswirkung  zwischen den einzelnen Büchsen und zwi  schen der innersten Büchse und dem durch  das Schaufelrad in Rotation versetzten Flüs  sigkeitsring mitgerissen und dadurch eben  falls in Rotation     versetzt    werden.  



  Die     Fig.    3 soll den Vorteil einer lose in  den Zylinder     eingesetzten    Büchse gegenüber       einer    fest mit dem Zylinder verbundenen  Büchse graphisch zur Darstellung bringen.  Die     Abszissenw        erte    der Figur sind die abso  luten     Drehgeschwindigkeiten    der Büchse in  Prozenten der     Drehgeschwindigkeit    des Was  serringes.

   Die     Ordiimtenwerte        stellen    den      Kraftbedarf der Pumpe dar, wobei N der to  tale Arbeitsaufwand, Ni der theoretische  Kraftbedarf entsprechend der Kompressions  arbeit des     Fördermittels,        Nvl    die     innern     hydraulischen und mechanischen Reibungs  verluste,     Nv,    die hydraulischen Wandrei  bungsverluste bedeuten. -     ii    ist der Wirkungs  grad der Pumpe     bezw.    des Kompressors.

   Die       Ordinatengrössen        sind    in Prozenten des Kraft  bedarfes dargestellt, welcher für die Pumpe       bezw.    den Kompressor aufgewendet werden  müsste, wenn die Zylinderbüchse fest mit dem  Zylinder     verbunden    wäre.  



  Die     Fig.    3 zeigt, dass je nach der Ge  schwindigkeit, welche die lose Büchse unter  dem Einfluss der am innern und äussern Um  fang wirkenden Kräfte derselben annimmt,  eine Kraftersparnis bis zu 40 % erreicht wer  den kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Rotationspumpe mit Flüssigkeitsring, da durch gekennzeichnet, dass im Zylinder der Pumpe mindestens eine lose eingesetzte Büchse angeordnet ist, welche infolge Rei bungswirkung durch den vom Schaufelrad in Rotation versetzten Flüssigkeitsring mitge rissen und dadurch ebenfalls in Rotation ge setzt wird. . UNTERANSPRüCHE 1.

   Rotationspumpe mit Flüssigkeitsring nach Patentanspruch, mit nur einer Büchse, da durch gekennzeichnet, dass die lose in den Zylinder eingesetzte Büchse am äussern Zylindermantel achsial verlaufende Rip pen aufweist, wobei die Räume zwischen je zwei der genannten Rippen durch Boh rungen mit dem innern Zylindermäntel verbunden sind, zum Zwecke, die Drücke am innern und äussern Zylindermantel des durch je zwei benachbarte Rippen gebilde ten Ringsektors auszugleichen.

   2. Rotationspumpe mit Flüssigkeitsring nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass das radiale Spiel zwischen der äussern Lauffläche der lose und konzentrisch in den Zylinder ein gesetzten Büchse und der Zylinder-Lauf- fläche, sowie das achsiale Spiel zu beiden Seiten der Büchse und den beiden Seiten deckeln mindestens 0,1 mm beträgt. 3.

   Rotationspumpe mit Flüssigkeitsring -nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Zylinder der Pumpe mehrere inein- andergeschobene, lose eingesetzte Büchsen vorgesehen sind,

   welche infolge Reibungs- wirkung zwischen den einzelnen Büchsen und zwischen der innersten Büchse und dem durch das Schaufelrad in Rotation versetzten Flüssigkeitsring mitgerissen und dadurch ebenfalls in Rotation versetzt werden.