Schraubenpumpe. Eine bekannte Art von Schraubenpumpen für die Förderung von Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Öl, oder auch von Gasen, besitzt in einem Gehäuse im entgegengesetzten Drehsinn angetriebene Förderschraubenpaare mit je zwei, hinsichtlich ihres Steigungssinnes gegen läufigen Schrauben, welche Schraubenpaare gegenseitig in Eingriff stehen und das För- dergut bewegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde, Schraubenpumpen, die einen Aufbau der genannten Art besitzen, in der Weise zu verbessern, dass eine Veränderung der Förder- leistung ohne Änderung der Schraubendreh zahl in Stufen möglich ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst worden, dass die Förderschrauben eine sich kontinuierlich ändernde Gangtiefe aufweisen und dass die Fördergänge jeder Schraube mit einem För- derraum kommunizieren, in dem ein Steuer schieber solcher Breite vorgesehen ist, dass durch den Steuerschieber der eine oder an dere, zumindest. einen Fördergang umfassende Teil der Fördergänge von der Verbindung mit dem zugehörigen Förderraum abgesperrt wer den kann. Dadurch ist erreicht, dass die För- derleistung der Pumpe durch Verschieben des Steuerschiebers verändert werden kann.
Die Veränderung erfolgt in Stufen, deren Grösse durch die Differenz der bei der Verschiebung des Steuerschiebers sich zu- und abschaltenden Gangvolumina bestimmt. ist. Der Gegenstand der Erfindung ist in bei spielsweisen Ausführungsformen in den Fig.1 bis 7 dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen horizontalen Längsschnitt einer Pumpe nach der Linie I-I in Fig. 3, Fig. 2 einen Vertikalschnitt dieser Pumpe nach Linie II-II in Fig. 3, Fig. 3 einen Schnitt durch die Pumpe nach der Linie III-III der Fig. 2, Fig. 4 und 7 ein Schema einer Schrauben pumpe mit vier Förderschraubenpaaren,
Fig. 5 eine Steuerungseinrichtung für eine Förderschraube einer Schraubenpumpe gemäss Fig. 4, Fig. 6 den Steuerschieber für die Einrich tung nach Fig. 5.
Bei der in den Fig.1 bis 3 dargestellten beispielsweisen Ausführungsform der erfin dungsgemässen Förderpumpe sind zwei durch Stirnräder 1, 2 in entgegengesetztem Sinne angetriebene und achsenparallel nebeneinan der in einer Ebene angeordnete Förderschrau- benpaare 3, 3' und 4, 4' vorgesehen, und zwar arbeiten zwei linkssteigende Schrauben 3, 4' mit zwei rechtssteigenden 4, 3' zusammen. Die Schrauben 3, 4 sind auf den Pumpenwellen 5, 6 unverstellbar befestigt, während die Schrau ben 3', 4' einstellbar auf den Wellen ange bracht sind.
Die Pumpenwellen sind in den Deckeln 40, 41 derart in Kugellagern 7 ge lagert, dass sie axial eingestellt werden kön nen, z. B. durch einstellbare Einsclrraubbüch- sen. Die Förderschrauben 3 und 4 einerseits und 3' und 4' anderseits stehen mit ihren Schraubengängen untereinander im Eingriff; ihre Schraubengänge 8, 8' und 9, 9' haben auf der ganzen Länge der Schraube die gleiche Steigung, aber die Tiefe der je eine Anzahl Fördergänge bildenden Schraubennuten 10, 10',<B>11,</B> 11' nimmt bei den vier Förderschrau- ben von der Stirnseite der Pumpe nach deren Mitte zu ab.
Zu beiden Seiten der Förder schrauben befinden sich in den Gehäusedek- keln in den Förderraum führende Zufüh rungsöffnungen 12 für das zu fördernde För- dergut, beispielsweise eine Flüssigkeit, in wel che die Pumpe entweder versenkt ist oder mit welcher sie durch Zuführungsrohre zu den Zuführungsöffnungen 12 in Verbindung steht. Die vier im Gehäuse 13 vorhandenen Bohrun gen zur Aufnahme der Förderschrauben bil den Hohlkonusse, deren kleinere Grundflächen der Längsmitte der Pumpe zugekehrt sind.
Oberhalb und unterhalb der Förderschrau- benpaare 3, 3' und 4, 4' (vgl. Fig.2 und 3) sind in dem an dieser Stelle verstärkten Pum pengehäuse 13, das von seinen beiden Stirn seiten nach der Mitte zu die vier den Förder- schrauben entsprechend konischen Ausbohrun- gen aufweist imd in der Mitte einen mit wei teren Lagern für die Wellen ausgex-üsteten Steg 42 trägt, Hohlzylinder 14, 14' und 15, 15' vorgesehen, in denen Steuerschieber 16, 20, 17 und 18, 21, 19 gleiten,
die aus je zwei dicht. in die Hohlzylinder passenden, durch eine Kolbenstange 20 bzw. 21 miteinander ver bundene Kolben 16, 1 7 bzw. 18, 19 bestehen. Die Steuerschieber 1.6, 20, 17 und 18, 21, 19 sind durch eine endlose Kette 22 miteinander verbinden, die über am Pumpengehäuse an gebrachte Kettenräder 23, 24, 25 und 26 ge führt ist. Auf der Welle des Kettenrades 23 sitzt ein zweites, mit einem Antrieb verbun denes Kettenrad, das zur Bewegung der end losen Kette 22 und damit der Steuerschieber 16, 20, 17 und 18, 21, 19 dient.
Die breiteren Kolben 16 und 18 der Steuerschieber sind so breit, dass sie eine geringe Zahl von Förder- gängen, mindestens aber einen derselben, ge genüber den Hohlzylinderhälften 14 und 15 abschliessen können. Die schmäleren Kolben 17 und 19 dichten die Zylinderhälften 1.4' und 1.5' nach aussen ab und dienen zur Druckent lastung der Kolben 16 und 18 und zur Füh rung der Steuerschieber. Der Teil 16 bzw. 18 ist vom Teil 17 bzw. 19 so weit entfernt, dass der Raum zwischen 16 und 17 (bzw. 18 Lund 19) in jeder Stellung der Steuerschieber noch mit der Austrittsbohrung 44 verbunden ist.
Die diagonal einander gegenüberliegenden Hohlzylinderhälften 14, 15 stehen je durch eine Anzahl nebeneinanderliegender, in der Wandung dieser Zylinderhälften angebrachter Bohrungskanäle 28, 29 mit dem Innern des Förderpumpengehäuses 13 in Verbindung. Diese Kanäle sind aus Gründen bequemer Herstellung von der Aussenwandung des Ge häuses 13 aus durchgeführt, und die aussen liegenden Teile dieser Kanäle sind anschlie ssend zum Beispiel durch Madenschrauben 30 wieder verschlossen.
Die Hohlzylinder kommunizieren innerhalb ihres vom Steuerschieber erfassten Teils dur cb einen Rohrkanal 31 miteinander (vgl. Fig.2 Lund 3). Im übrigen sind sie an den Aussen enden offen gegen den die Förderflüssigkeit enthaltenden Behälter hin. Bei der in Fig. 'dargestellten Stellung der Steuerschieber 16, 20, 17 und 18, 21, 19 wird beire. Betrieb der Pumpe keine Flüssigkeit nutzbar gefördert, da die Kolben 16 und 18 so stehen, dass der letzte Fördergang, der das kleinste Volumen hat, nicht ganz verschlossen ist.
Das in das Fördergehäuse 13 eintretende Öl wird zufolge des stetig abnehmenden. GangTolumens der Schraubenpaare 3, 4 bzw. 3', 4' zwar durch die Kanäle 27, 28 in die Räume der Hohlzylin- derhälften 14, 15 fortschreitend abgedrängt, fliesst aber aus den Hohlzylinderhälften 14, 15 zum Flüssigkeitsvorrat zurück, ohne die Pumpe zu belasten.
Werden aber beispiels weise die Kolben 16 und 18 in die Mittelstel lung der mit Bohrungskanälen 27, 28 ver sehenen Hälften 14, 15 der Hohlzylinder ge bracht, so vollzieht sich der für die nutzbare Förderung ausscheidende Kreislauf des Öls nur noch über die vor den abgesperrten För- dergängen der vier Förderschrauben befind- liehen Pördergänge. Von den abgesperrten Fördergängen aber wird entsprechend dem in ihnen abgeschlossenen Volumen ständig Öl in die Zylinderräume zwischen den Kolben 16, 17 einerseits und den Kolben 18 und 19 an derseits gedrückt und fliesst unter Druck durch den Kanal 31 und die Austrittsbohrung 44 (vgl. Fig.3) ab.
Je weiter die Kolben 16 und 18 von der Mitte der Pumpe in deren Hohlzylinderhälften 14 bzw. 15 nach deren äussern Stirnseiten hin verschoben werden, desto grösser wird stufenartig die Förder menge, da die Gangtiefe der jeweils abgesperr ten Fördergänge mit der Entfernung von der Mitte der Pumpe wächst. Da die Steigungen der Schrauben 3, 3' und 4, 4' einander ent gegengesetzt sind, so arbeiten die Wellen 5 und 6 dieser Schraubenpaare ohne resultie renden axialen Schub. Auch die Steuerschie ber 16, 17 und 18, 19 sind hinsichtlich eines axialen Schubes durch auf jeden einzelnen Kolben wie auch auf jedes Kolbenpaar ent gegengesetzt gerichtete Flüssigkeitsdrücke ent lastet.
Eine weitere beispielsweise Ausführungs form der erfindungsgemässen Schraubenpumpe besteht darin, dass die Förderschrauben in ihren Aussendurchmessern zylindrisch ausge bildet sind, aber ebenfalls mit veränderlichem Gangvolumen. Dabei ist der Ganggrund kege- lig und die Achsen der Förderschrauben sind dem kegeligen Ganggrund entsprechend und zum Ausgleich des Axialschubes derart gegen einander geneigt, dass die Achsen der vier Schraubenpaare eine sechsseitige Fläche um schliessen,
deren zwei parallele Aussenseiten die Grundlinien von zwei einander zugekehr ten und mit ihren Spitzen sich berührenden Dreieckflächen bilden. In Fig. 7 ist diese Stel lung der vier Achsen, von denen jede einem Schraubenpaar gemeinsam ist, schematisch dargestellt.
Fig. 4 zeigt in perspektivischer Darstel lung für die gleiche Ausführungsform der Erfindung die Zuordnung der acht Förder- schrauben 45 bis 52 zueinander.
Bei dieser Anordnung erhält jede Förder- schraube einen eigenen Steuerschieber mit zwei Kolben, von denen der eine (Steuerkol ben) am Umfang eine Ausnehmung 60 (Fig.6) besitzt, deren Grund eine sich über die ganze Kolbenbreite erstreckende, entsprechend der Zylinderform der Förderschraube gekrümmte konkave Fläche bildet, die unmittelbar auf der Umfangsfläche der Förderschraube verschieb bar und dicht aufliegt. Die Steuerschieber je zweier auf gleicher Achse angeordneter Schrauben sind durch Vorrichtungen, wie be reits beschrieben, gemeinsam verschiebbar.
Fig. 5 und 6 zeigen einen derartigen Steuerschieber 53 in Verbindung mit den ein zylindrisches Förderschraubenpaar enthalten den Gehäusen. Auch bei dieser Ausführungs form sind die Steuerschieber und die gemein samen Wellen je zweier Schrauben mit einan der entgegengesetzten Steigungen entlastet.
Nach Fig. 4 hat das Schraubenpaar 49, 50 keine gemeinsame Welle. Diese ist ersetzt durch zwei Wellenstumpfe 56, 57, an denen Kegelräder 58, 59 befestigt sind. Auch auf den durchgehenden Wellen der Schrauben paare 45, 46; 47, 48; 51, 52 sind Kegelräder 61, 62; 63, 64; 65, 66 befestigt. Die Kegelräder stehen derart miteinander im Eingriff, dass über den Wellenstumpf 56 die Pumpe ange trieben werden kann.
Screw pump. A known type of screw pumps for the delivery of liquids, such as oil, or gases, has in a housing in opposite directions of rotation driven pairs of conveying screws, each with two, in terms of their direction of inclination against running screws, which pairs of screws are mutually engaged and the conveyor - move so well.
The invention is based on the object of improving screw pumps which have a structure of the type mentioned in such a way that the delivery rate can be changed in stages without changing the screw speed.
According to the invention, this object has been achieved in that the feed screws have a continuously changing thread depth and that the feed paths of each screw communicate with a feed space in which a control slide is provided with such a width that one or the other at least. a conveyor passage comprehensive part of the conveyor passages blocked from the connection with the associated conveyor space who can. This means that the delivery rate of the pump can be changed by moving the control slide.
The change takes place in steps, the size of which is determined by the difference between the aisle volumes that are switched on and off when the control slide is moved. is. The object of the invention is shown in exemplary embodiments in FIGS.
1 shows a horizontal longitudinal section of a pump along line II in FIG. 3, FIG. 2 shows a vertical section of this pump along line II-II in FIG. 3, FIG. 3 shows a section through the pump along line III- III of Fig. 2, Fig. 4 and 7 is a diagram of a screw pump with four pairs of delivery screws,
5 shows a control device for a feed screw of a screw pump according to FIG. 4, FIG. 6 shows the control slide for the device according to FIG. 5.
In the exemplary embodiment of the feed pump according to the invention shown in FIGS. 1 to 3, two pairs of feed screws 3, 3 'and 4, 4' arranged in one plane and driven in opposite directions by spur gears 1, 2 and parallel to the axes are provided, and although two left-handed screws 3, 4 'work together with two right-handed screws 4, 3'. The screws 3, 4 are non-adjustable on the pump shafts 5, 6, while the screws 3 ', 4' are adjustable on the shafts.
The pump shafts are in the covers 40, 41 ge in ball bearings 7 superimposed that they can be axially adjusted NEN, z. B. by adjustable screw jacks. The feed screws 3 and 4 on the one hand and 3 'and 4' on the other hand are in engagement with one another with their screw threads; their screw threads 8, 8 'and 9, 9' have the same pitch over the entire length of the screw, but the depth of the screw grooves 10, 10 ', 11, 11' each forming a number of conveying paths increases the four delivery screws from the front of the pump towards its center.
On both sides of the conveying screws there are feed openings 12 leading into the conveying space in the housing covers for the conveyed material to be conveyed, for example a liquid in which the pump is either sunk or with which it can be fed through feed pipes to the feed openings 12 is connected. The four existing in the housing 13 Bohrun gene for receiving the feed screws bil the hollow cone, the smaller base surfaces of which face the longitudinal center of the pump.
Above and below the conveyor screw pairs 3, 3 'and 4, 4' (cf. FIGS. 2 and 3) are in the pump housing 13, which is reinforced at this point and which from its two end faces towards the middle to the four conveyors - Screws correspondingly conical bores and in the middle carries a web 42 designed with further bearings for the shafts, hollow cylinders 14, 14 'and 15, 15' are provided in which control slides 16, 20, 17 and 18, 21, 19 slide,
which consist of two tight. in the hollow cylinder matching, by a piston rod 20 and 21 ver related piston 16, 1 7 and 18, 19 are made. The spool 1.6, 20, 17 and 18, 21, 19 are connected to each other by an endless chain 22, which is carried out via sprockets 23, 24, 25 and 26 attached to the pump housing. On the shaft of the sprocket 23 sits a second, with a drive verbun denes sprocket, which is used to move the end loose chain 22 and thus the control slide 16, 20, 17 and 18, 21, 19.
The wider pistons 16 and 18 of the control slide are so wide that they can close a small number of delivery passages, but at least one of them, compared to the hollow cylinder halves 14 and 15. The narrower pistons 17 and 19 seal the cylinder halves 1.4 'and 1.5' to the outside and serve to relieve pressure on the pistons 16 and 18 and to guide the control slide. The part 16 or 18 is so far away from the part 17 or 19 that the space between 16 and 17 (or 18 Lund 19) is still connected to the outlet bore 44 in every position of the control slide.
The diagonally opposite hollow cylinder halves 14, 15 are each connected to the interior of the feed pump housing 13 by a number of juxtaposed bore channels 28, 29 made in the wall of these cylinder halves. For reasons of convenience, these channels are carried out from the outer wall of the housing 13, and the outer parts of these channels are then closed again, for example by means of grub screws 30.
The hollow cylinders communicate with one another within their part covered by the control slide through a pipe channel 31 (see FIG. 2 and 3). In addition, they are open at the outer ends towards the container containing the delivery liquid. In the position of the control slide 16, 20, 17 and 18, 21, 19 shown in FIG. In operation of the pump, no liquid can be conveyed in a usable manner, since the pistons 16 and 18 are positioned in such a way that the last conveyor passage, which has the smallest volume, is not completely closed.
The oil entering the delivery housing 13 is steadily decreasing due to the. GangTolumens of the screw pairs 3, 4 or 3 ', 4' is pushed through the channels 27, 28 into the spaces of the hollow cylinder halves 14, 15, but flows back from the hollow cylinder halves 14, 15 to the liquid supply without loading the pump .
But if, for example, the pistons 16 and 18 are in the middle stel ment of the halves 14, 15 of the hollow cylinder provided with bore channels 27, 28, the oil cycle, which is excreted for the useful promotion, only takes place on the front of the blocked För - the passages of the four conveyor screws are located. From the blocked conveying passages, however, oil is constantly pressed into the cylinder spaces between the pistons 16, 17 on the one hand and the pistons 18 and 19 on the other, depending on the volume enclosed in them, and flows under pressure through the channel 31 and the outlet bore 44 (see Fig. 3) from.
The further the pistons 16 and 18 are moved from the center of the pump in the hollow cylinder halves 14 and 15 to their outer end faces, the greater the incremental amount of delivery, since the depth of the respective shut-off conveyor passages with the distance from the center of the Pump grows. Since the slopes of the screws 3, 3 'and 4, 4' are opposite to each other, the shafts 5 and 6 of these pairs of screws work without resulting axial thrust. The control slide via 16, 17 and 18, 19 are relieved in terms of an axial thrust by ent oppositely directed fluid pressures on each individual piston as well as on each piston pair.
Another exemplary embodiment of the screw pump according to the invention consists in the fact that the feed screws are cylindrical in their outer diameters, but also with variable pitch. The thread base is conical and the axes of the conveyor screws are corresponding to the conical thread base and inclined towards each other to compensate for the axial thrust in such a way that the axes of the four pairs of screws enclose a six-sided surface,
the two parallel outer sides of which form the baselines of two mutually facing and triangular surfaces that touch each other with their tips. In Fig. 7, this stel ment of the four axes, each of which is common to a pair of screws, is shown schematically.
4 shows, in a perspective representation for the same embodiment of the invention, the assignment of the eight conveyor screws 45 to 52 to one another.
With this arrangement, each delivery screw has its own control slide with two pistons, one of which (control piston) has a recess 60 on the circumference (FIG. 6), the base of which extends over the entire width of the piston, corresponding to the cylindrical shape of the delivery screw forms curved concave surface, which rests directly on the peripheral surface of the feed screw displaceable bar and tight. The spool valve with two screws arranged on the same axis can be moved together by devices as already described.
5 and 6 show such a control slide 53 in connection with the housings containing a cylindrical conveyor screw pair. In this embodiment, too, the spool and the common shafts of two screws with one of the opposite slopes are relieved.
According to FIG. 4, the pair of screws 49, 50 have no common shaft. This is replaced by two stub shafts 56, 57 to which bevel gears 58, 59 are attached. Also on the through shafts of the screws pairs 45, 46; 47, 48; 51, 52 are bevel gears 61, 62; 63, 64; 65, 66 attached. The bevel gears mesh with one another in such a way that the pump can be driven via the stub shaft 56.