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Exzenterschneckenpumpe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Exzenterschneckenpumpe mit einem schrauben-oder schnecken- förmigen Rotor, der in einem Stator von solcher Form seines Innenraumes angeordnet ist, dass zwischen
Rotor und Stator Hohlräume gebildet werden, die sich bei der Drehung des Rotors vom einen zum andern
Ende des Stators fortbewegen und dabei das in ihnen enthaltene Fördergut mitnehmen, und wobei der Ro- tor ausser seiner Drehbewegung zugleich eine Schwingbewegung etwa parallel zu sich selbst ausführt und über Gelenke mit einer Antriebswelle verbunden ist, und wobei an beiden Enden des Stators je eine Vor- kammer mit einem Anschlussstutzen angeordnet ist, von denen die eine als Saugkammer und die andere als Druckkammer dient.
Es sind z. B. Exzenterschneckenpumpen bekannt, bei denen zwei schraubenförmige Elemente als Ro- tor und Stator ineinanderliegen und das äussere Element einen Schraubengang mehr als das innere Element hat und die Steigungen der Schraubenwindungen der beiden Elemente sich wie die Gangzahlen verhalten, dabei aber konstant zunehmend oder abnehmend sein können.
Zweck der Erfindung ist es hauptsächlich, Exzenterschneckenpumpen zu verbessern und weiter zu entwickeln, mit dem Ziel, dass sie nicht nur für Flüssigkeiten verschiedener Arten, sondern auch für mehr oder weniger fliessfähige Schlämme und für die Förderung tixotroper, nichtfliessfähiger, hochpastöser und hochviskoser sowie gegebenenfalls trockener Fördergüter verwendbar sind.
Hiezu bezweckt die Erfindung, das Eindringen des Fördergutes zwischen die aktiven Teile der Pumpe, Rotor und Stator, zu erleichtern.
Zweck der Erfindung ist ferner, insbesondere verhältnismässig trockene, aneinander und an festen Wänden leicht haftende Fördergutteile von den nicht aktiven Räumen, wie insbesondere den Zwischenräumen zwischen Gelenkteilen und dem Raum zwischen der Kardanwelle des Gelenks und der diese umgebenden Hohlwelle, möglichst fernzuhalten, so dass sie sich nicht dort festsetzen und Störungen herbeiführen können.
Zweck der Erfindung ist es weiter, bei der Förderung von Medien mit abrasivem Charakter oder hohem Feststoffanteil einen übermässigen Verschleiss von aktiven Teilen der Pumpe zu vermeiden.
Zweck der Erfindung ist es ausserdem, die Kardanwelle oder sogenannte Pendelachse, die ein besonders aufwändiges Bauelement aus hochwertigem Material mit hohen Bearbeitungskosten darstellt sowie die sie umgebende Hohlwelle entbehrlich zu machen und stattdessen ein einfacheres und kürzeres Bau- element zu verwenden, das zugleich keiner Wartung oder Schmierung mehr bedarf und ausserdem die Voraussetzung dafür schafft, dass grundsätzlich die Länge des Maschinengehäuses und insbesondere die Länge des auf der Antriebsseite liegenden Teiles der Anordnung verkürzt werden kann.
Schliesslich bezweckt die Erfindung noch, für einen Ausgleich des auf den Stator wirkenden Axialschubes im Betriebe zu sorgen, der bei den Anwendungsfällen, für die eine solche Exzenterschneckenpumpe gedacht ist, unter Umständen erheblich sein kann.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen Fig. l eine Ausführungsform einer Exzenterschneckenpumpe gemäss der Erfindung, im Längsschnitt, Fig. 2 eine Darstellung derselben Pumpe, im Querschnitt längs der Linie II-II von Fig. l, Fig. 3 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Exzenterschneckenpumpe mitSpülsystem, Fig. 4 einen Querschnitt durch den Stator längs der Linie IV-IV und Fig. 5 die Einzeldarstellung eines Pfropfenkörpers
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10 die sie umgebende Hohlwelle.
Eine mit dem Rotor gleichachsige und mit ihm drehbare ein-oder mehrgängige archimedische Schnecke 37 (Gleichdruckschnecke) von einer Steigung, die grösser ist als die des Rotors, ist dem Ro- tor vorgeschaltet und befördert das Fördergut aus einem Bereich, in dem es sich frei angehäuft befindet, in Achsrichtung des Rotors zwischen Rotor und Stator. Die Schnecke 37 läuft in einem Schnecken- körper 38 (Fig. 2), der entweder im Saugstutzen 2 oder bei Einbau der Pumpe ohne Saugstutzen direkt an dem mit dem Fördergut gefüllten Behälter in diesem selbst angebracht sein kann. Bei dem Aus- führungsbeispiel ist der Schneckenleitkörper 38 ein Teil des Saugstutzens 2, der in seinem unteren
Bereich entsprechend ausgebildet ist. Die oszillierende Bewegung der Vorschnecke 37 kann bei der
Bemessung des Schneckenleitkörpers leicht berücksichtigt werden.
Ist die Saugseite diejenige Seite des Rotors, auf der sich das Kardangelenk befindet, so kann die archimedische Schnecke, abweichend von dem Ausführungsbeispiel, etwa konzentrisch auf dem Kardan- gelenk angeordnet werden. Sie erhält dann einen verhältnismässig grossen Durchmesser.
Um das Eindringen von Fördergut in die Hohlwelle 10 zu verhindern, kann eine in Richtung auf den Rotor fördernde ein-oder mehrgängige Schnecke 39 mit einer Steigung, die grösser ist als die des
Rotors, auf der Kardanwelle 9, auch Pendelachse genannt, angebracht sein. Die Schnecke 39 ver- hindert eine unerwünschte Füllung der Hohlwelle mit Fördergut.
Um eine geschlossene, das Festsetzen von Fördergut in dem Lager des Kardanzapfens vermeidende
Bauform zu schaffen, ist die Lagerung des Kardanzapfens in den Gelenken an den Enden der Kardanwelle durch Metallgummibuchsen 22 gebildet. Diese können die kardanische Auslenkung infolge der Oszil- lation des Rotors elastisch aufnehmen. Es entfällt dann die Notwendigkeit der Schmierung und des Vor- sehens von Schutzvorrichtungen gegen das Eindringen von Fördergut, sonstigen Fremdkörpern oder
Schmutz. Ausserdem wird durch sie ein stetiger Kraftschluss zwischen dem Rotor 8 und der Kardan- welle 9 erreicht, wie er bei den bisher bei Exzenterschneckenpumpen üblichen Kardangelenken mit
Doppelkonusbuchse nicht vorhanden war.
Unter Metallgummibuchsen sind Buchsen aus Gummi zu ver- stehen, die an Metallhülsen anvulkanisiert sind.
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3,Druckstutzen dienen können. 103 ist der Stator, der beispielsweise aus einem Kunststoff oder aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk bestehen kann und von dem zylindrischen Teil 104 des vorzugsweise metallenen Pumpengehäuses umschlossen ist. 105 ist der Rotor, der mit der Kardanwelle 106 durch ein Kardangelenk 107 verbunden ist, wobei die Lagerung des Kardanzapfens durch eine Metallgummibuchse 108 gebildet wird. An beiden Enden des Rotors befindet sich eine archimedische Schnecke 109 bzw. 110, von denen die jeweils auf der Saugseite befindliche das Fördergut in Achsrichtung zwischen Rotor und Stator leitet. 111 ist eine auf der Kardanwelle 106 angeordnete Abdichtungsschnecke.
In der Erkenntnis, dass übermässiger Verschleiss bei der Förderung von Medien mit abrasivem Charakter oder hohem Feststoffanteil eine Folge zu geringer Flüssigkeitsbenetzung der sich berührenden Flächen des Stators und des Rotors ist, sind erfindungsgemäss auf der Innenfläche des Stators 103 schrauben- linienförmigverlaufendeundsichkreuzendeSpülrillen 112 vorgesehen. Sie stehen über Bohrungen 113 mit einem Spülsystem in Verbindung, das im Falle dieses Ausführungsbeispiels durch einen oder mehrere axialeHohlräume 114 zwischen der Aussenseite des Stators 103 und der Innenseite des Gehäuses 104 gebildet ist. Zu diesem Spülsystem können auch Umfangsrillen 115 gehören. Der Stator ist an beiden Enden durch Verstärkungsplatten 116 abgeschlossen.
Eine Ansicht des Stators in Achsrichtung mit der einen davor liegenden Verstärkungsplatte 116 (zum Teil abgebrochen dargestellt) ist in Fig. 4 zu sehen.
Die Verstärkungsplatten werden von je einem Pfropfen 117 durchsetzt, wie er in einem grösseren Mass- stab in Fig. 5 dargestellt ist. Der Pfropfenkörper 117 enthält einen Durchgang 119 und ein Sieb 118.
In dem Gehäuseteil 104 befindet sich ein Anschluss 120 für die Fremdspülung, der, falls ausschliesslich Eigenspülung benutzt werden soll, durch einen besonderen Verschlusspfropfen (nicht dargestellt) abgeschlossen werden kann.
Es kann auch vorteilhaft sein, die Spülnuten oder-rillen abweichend von dem Ausführungsbeispiel so anzuordnen, dass sie sich nicht kreuzen. Ferner kann bei einer zweiseitig wirkenden Pumpe die Vorschnecke auf der einen Druckseite weggelassen werden. Die Pumpe kann dann, wenn sie für tixotrope Flüssigkeiten verwendet wird, mit derjenigen Seite angeschlossen werden, wo die Vorschnecke sich
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befindet. Bei nicht-tixotropen Medien wird der andere Stutzen als Saugstutzen benutzt.
Zum Ausgleich des auf den Stator 103 wirkenden Axialschubes kann ein mit dem Druckraum über eine Leitung verbundener, entgegen der Schubrichtung des geförderten Mediums auf den Stator 103 wirkender Flüssigkeitskolben vorgesehen sein, der durch einen zum Stator koaxialen Raum zwischen dem
Stator 103 und der einen Abschlussplatte 116 gebildet wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Exzenterschneckenpumpe mit einem schrauben-oder schneckenförmigen Rotor, der in einem
Stator von solcher Form seines Innenraumes angeordnet ist, dass zwischen Rotor und Stator Hohlräume ge- bildet werden, die sich bei der Drehung des Rotors vom einen zum andern Ende des Stators fortbewegen und dabei das in ihnen enthaltene Fördergut mitnehmen, und wobei der Rotor ausser seiner Drehbewegung zugleich eine Schwingbewegung etwa parallel zu sich selbst ausführt und über Gelenke mit einer An- triebswelle verbunden ist, und wobei an beiden Enden des Stators je eine Vorkammer mit einem An- schlussstutzen angeordnet ist, von denen die eine als Saugkammer und die andere als Druckkammer dient, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Rotor (8) einevon ihm getragene ein-oder mehrgängige archimedische Schnecke (37)
in einem Vorraum auf der Saugseite verbunden ist.