CH309671A - Schraubenpumpe. - Google Patents

Schraubenpumpe.

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CH309671A
CH309671A CH309671DA CH309671A CH 309671 A CH309671 A CH 309671A CH 309671D A CH309671D A CH 309671DA CH 309671 A CH309671 A CH 309671A
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CH
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screw
screws
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outlet
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Imo-Industri Aktiebolaget
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Imo Industri Ab
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/12Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C2/14Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C2/16Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • F04C2/165Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type having more than two rotary pistons with parallel axes

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Description


  Schraubenpumpe.    Die Erfindung bezieht sich auf solche  Schraubenpumpen, die eine Antriebsschraube  mit konvexen Gangflanken und mindestens  eine mit dieser Schraube zusammenwirkende  Seitenschraube mit konkaven Gangflanken  aufweisen, und bei denen die Gänge solche  Form haben, dass jeder Gang einer Sehraube  gegen den umfang der mit ihr zusammen  wirkenden Sehraube abdichtet, wobei     sämt-          licle    Schrauben von einem Gehäuse dicht um  sehlossen sind. Um eine praktisch     leekverlust-          freie    Pumpe dieser Art zu erhalten, müssen  zum.

   Beispiel die Ganganzahl der Antriebs  sehraube und die Anzahl sowie die Gang  anzahl der Seitensehrauben einander so ange  passt sein, dass in keiner Arbeitslage der  Pumpe ein sich vom Auslass zum Einlass er  streckender, offener Kanal entsteht. Dies lässt  sieb verwirklichen, wenn die Ganganzahl G  der Mittelschraube gleich dem Produkt aus  der Seitenschraubenanzahl n und deren Gang  anzahl g, vermindert um die     Seitenschrauben-          aqzahl    n, das heisst G-ng + n = 0 ist.  



  Die am Einlass der Pumpe zugeführte  Flüssigkeit wird hierbei in geschlossenen, von  den     zwischen    den Gängen befindlichen     Nuten     gebildeten     Kammern    vom Einlass zum     Auslass     mit einem während des gesamten Transportes  unveränderten Volumen und mit dem am       Eimass    herrschenden Druck gefördert, um  erst am     Auslass    den in diesem     herrschenden,     erhöhten Druck anzunehmen.    Derartige Pumpen haben eine sehr grosse  Anwendung gefunden, und zwar besonders  zum Pumpen von Öl, Wasser und dergleichen.

    Wenn indessen die Flüssigkeit Luft, Gas oder  leicht vergasende Bestandteile enthält, ent  stehen gewisse Schwierigkeiten, da die Pumpe  dann nicht länger leise arbeitet, sondern kräf  tigen Vibrationen ausgesetzt wird, die so stark  werden können, dass Gefahr für die Beschädi  gung der Pumpe vorliegt..  



  Dies beruht darauf, dass die Pumpe an  der     Einlassseite    mit einem Unterdrück ar  beitet, der das Abscheiden von Luft oder Gas  aus der eingesaugten Flüssigkeit zulässt, so  dass während des Transportes der Flüssigkeit  vom Einlass zum     Auslass    die geschlossene, in  ihrem Volumen unveränderte Kammer eine  unter Unterdruck stehende     Mischung    aus  Flüssigkeit und Luft enthält, die erst am       Auslass    einer plötzlichen Kompression und  Drucksteigerung ausgesetzt wird, die dem am       Auslass    herrschenden Druck entspricht.

   Diese  plötzliche Steigerung des Druckes gibt zu  einer Schlagwirkung Anlass, die sich jedesmal  dann wiederholt, wenn eine Kammer durch  Verbindung mit dem     Auslass    geöffnet     wird.     



  Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man  vorgeschlagen, die Schraubenpumpe mit  einer besonderen Speisepumpe zu kombinie  ren, die die Flüssigkeit der     Einlassseite        dej-          Schraubenpumpe    mit einem erhöhten Druck  zuführt, der ausreichend gross ist, um eine      Luftabscheidung aus der Flüssigkeit bei  deren Förderung durch die Schraubenpumpe  zu verhindern. Eine derartige Anordnung  bringt indessen eine wesentliche Verteuerung       und        Komplizierung    der Pumpenanlage mit  sich.  



  Erfindungsgemäss wird der oben ange  gebene Nachteil in anderer Weise dadurch  beseitigt, dass man von einem Transport der  Flüssigkeit durch die Schraubenpumpe mit  tels geschlossener, in ihrem Volumen unver  änderter Kammern absieht und statt dessen  die Ganganzahl der Antriebsschraube im  Verhältnis zur Anzahl und Ganganzahl der  Seitenschrauben so wählt, dass eine einzige,  bei allen Arbeitslagen der Pumpe von der  Einlassseite zur Auslassseite der Pumpe durch  gehende zickzackartige Passage durch die  Nuten sämtlicher Schrauben gebildet wird.  Eine derartige Pumpe arbeitet. nicht so zwang  weise, wie wenn die Flüssigkeit durch ge  schlossene, in ihrem Volumen     unveränderte     Kammern gefördert wird, und man sollte  glauben, dass eine     derartige    Schraubenpumpe  überhaupt nicht fördert.

   Da indessen die  Ganganzahl der Antriebsschraube und die  Anzahl und Ganganzahl der Seitenschrauben  so gewählt sind, dass nur eine einzige, durch  die Nuten sämtlicher Schrauben gehende  Passage gebildet wird, erhält man einen rela  tiv langen zickzackartigen Kanal, so dass die  Flüssigkeit durch die dynamische Wirkung  der Gänge gefördert wird, wobei eine er  staunlich grosse Fördermenge erzielt werden  kann und wodurch die vorhergenannte Schlag  wirkung an der Auslassseite der Pumpe ver  hindert wird.

   Infolge des relativ langen     ziek-          zackartigen    Kanals, der in allen Arbeits  lagen der Pumpe sowohl mit dem Einlass wie  mit dem Auslass kommuniziert, erfolgt die  Kompression der Flüssigkeit und der even  tuell vorhandenen Luft kontinuierlich vom  Einlass zum Auslass, so dass, wenn die Flüs  sigkeit und die Luft an den     Auslass    gelangen,  sowohl die Flüssigkeit wie die Luft bereits  den am Auslass herrschenden Druck besitzen.  Eine plötzliche Erhöhung des Druckes er  folgt somit nicht an der Auslassseite der    Pumpe. Die Wahl der Ganganzahl G der  Antriebsschraube und der Anzahl     n    und  Ganganzahl g der Seitenschrauben erfolgt.  zweckmässig so, dass die Formel: G - ng + n  =   1 erfüllt wird.

   Die Erfindung lässt  sich in besonders vorteilhafter Weise durch  Anwendung einer zweigängigen Mittelantriebs  schraube und dreier zweigängiger Seiten  schrauben verwirklichen.  



  Sollte man beispielsweise vier zweigängige  Seitensehr auben und eine zweigängige Mittel  schraube wählen, so würde G - ng + n = -2,  was bedeutet, dass man nicht nur zwei ge  trennte, parallele Kanäle erhält, sondern dass  atch jeder dieser Kanäle in entsprechendem  Grad kürzer wird, wobei der dynamische Wir  kungsgrad der Pumpe dadurch so niedrig  wird, dass der mit der allmählichen Kom  pression der Flüssigkeit erstrebte Vorteil sieh  nicht ausnützen lässt.  



  Auf der Zeichnung ist. eine beispielsweise  Ausführungsform der Erfindung veranschau  licht, bei der eine zweigängige Mittelschraube  und drei zweigängige Seitenschrauben vor  handen sind.  



  Fig. 1 verdeutlicht. die Pumpe in axialem  Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 2, wäh  rend diese einen Querschnitt nach der Linie  II-II der Fig.1 und Fig.3 ein Diagramm  zeigt, das klarlegt, wie der freie     Durchlass-          kanal    verläuft.  



  In     Fig.    1 und 2 bezeichnen ? und     -1    zwei  miteinander verbundene Teile des Pumpen  gehäuses, das mittels des Flansches 6 das die  Schrauben 10, 30, 3? und     3-1    dicht um  schliessende Futter 8 festhält. Die Schraube  10 stellt die     Antriebssehraube    dar und ist. für  diesen Zweck mit einer     Antriebswelle        1.1    ver  bunden, die in einem Lager 16 gelagert ist.

    Mit 20 ist, die     Auslass-    oder     Druekkammer     der Pumpe bezeichnet, die mit dem     Auslal)     22 kommuniziert, während mit 26 der Ein  lass bezeichnet ist, der mit der     Einlasskani-          mer    24 kommuniziert. -Mit ?8 ist die für die       Antriebssehraube    10 bestimmte Bohrung im  Futter 8 bezeichnet, während die Seiten  schrauben 30, 3? und     3-1    in um die Bohrung  28 angebrachten Bohrungen liegen. Die Sei-      tenschrauben ruhen mit ihrem untern Ende  (Fig. 1) auf Tragflächen 36 am Boden des  Pumpengehäuses auf, in dem auch das un  tere Ende der Antriebsschraube 10 mittels  eines Zapfens 12 gelagert ist.

   Wie aus der  Zeichnung hervorgeht, ist, die Antriebs  schraube 10 zweigängig und mit konvexen  Gangflanken ausgebildet, während die eben  falls zweigängigen Seitenschrauben 30, 32 und  34 konkave Gangflanken besitzen. Um das  Zusammenwirken der Seitenschrauben mit  der Mittelschraube zu ermöglichen, sind die  erstgenannten Schrauben mit Gängen ver  sehen, die hinsichtlich ihres     Steigungssinnes     den Gängen der Antriebsschraube in bei  Schraubenpumpen an sich üblicher Weise     ent-          gegengeriehtet    sind. Jeder Gang einer  Schraube dichtet gegen den Umfang der mit.  ihr zusammenwirkenden Schraube ab.  



  Das in Fig. 3 gezeigte Diagramm ist dazu  bestimmt, zu veranschaulichen, wie der     Durch-          strömkanal    gebildet wird, und stellt einen  ausgebreiteten Schnitt durch Fig. 2 längs  einer Fläche dar, die unmittelbar innerhalb  des Umfanges der Schrauben vom Punkt X1  um den äussern Teil der Seitenschraube 32  zum Punkt X2 und von diesem zum Punkt  X3 um die Antriebsschraube 10 und dann  um die Seitenschraube 30 zum Punkt X4  sowie von dort um die Antriebsschraube 10  zum Punkt X5 und dann um die Seiten  schraube 34 zum Punkt X6 und schliesslich  umn die Antriebsschraube 10 zurück zum  Punkt X 1 verläuft. Die Teilschnitte durch  die Antriebsschraube sind dabei mit M und die  schnitte durch die Seitenschrauben mit S32 ,  S30 und S34 bezeichnet.  



  Nimmt man an, dass die Antriebsschraube  70 in der Richtung des Pfeils der Fig.3  gedreht wird, so befindet sieh der Einlass  der Pumpe am untern Teil der Fig. 3, während  der Auslass am obern Teil liegt. Aus Fig. 3  ergibt sieh dann, dass man einen bei allen Be  triebslagen der Pumpe vom Auslass zum Ein  lass durchgehenden zickzaekartigen Kanal  erhält, da der mit gestrichelten Linien ange  deutete Strömungsweg nach jeder Windung  um 360  in die vorhergehende bzw. naclfol-         gende    Windung übergeht, wie die Punkte  A und B zeigen.

   Aus dem Diagramm ergibt  sich somit, dass man, wenn die Ganganzahl und  die Anzahl der Schrauben in     Übereinstim-          inung    mit der Erfindung gewählt sind,     unter     Vermeidung von geschlossenen, vom Einlass  zum     Auslass    wandernden Förderkammern un  abhängig von der Schraubenlänge eine ein  zige,     vom        Auslass    zum Einlass gehende Pas  sage erhält, die indessen so     zickzackartig    ver  läuft, dass die Pumpe hierdurch eine sehr  effektive     dynamische    Wirkung erhält, die,,  wenn man den Schrauben eine ausreichende  Länge gibt, imstande ist, einen bedeutenden,  kontinuierlich zunehmenden Druck zu er  zeugen.

    



  Was die Schraubenlänge betrifft, so ist,  hiermit die     -wirksame    Länge gemeint, längs  der die Schrauben sich im Eingriff mitein  ander befinden und vom Futter umschlossen  sind. Zwecks Erhaltung einer ausreichenden  Länge ist es erforderlich, und zwar unter  der Voraussetzung, dass die drei Seiten  schrauben symmetrisch um die Antriebs  schraube angeordnet sind, dass die Flüssigkeit  mindestens einmal um die     Antriebsschraube     strömen kann.

   In diesem Falle ist. die Min  destlänge L durch die Formel:
EMI0003.0017  
         angegeben,    wobei P der 'axiale Abstand  zweier benachbarter     @chra-ubengangwindun-          gen    der Antriebsschraube, W die axiale  Breite der Kopffläche der     Antriebsschrau-          bengänge    (siehe     Fig.    1 und 3),     f    die Ge  samtzahl der Gänge und     7i    -die Anzahl Seiten  schrauben ist.

   Wenn die Länge L geringer  als dieser Wert ist., kann es geschehen, dass  in gewissen Arbeitslagen der Schrauben eine  Verbindung zwischen dem     Auslass    und dem  Eimass entsteht, die sieh nicht ganz um die       Antriebsschraube    herum erstreckt.

   Dies ist  unzweckmässig, da     hierdurch    nicht     wün-          schenswerte        Druckpulsationen    entstehen     kön-          nen,          Für    die auf der Zeichnung veranschau  lichte Pumpe mit einer zweigängigen An  triebsschraube, für welche P gleich der hal  ben     Schraubengangsteigung    ist, und mit drei      zweigängigen Seitenschrauben, wird die ge  ringste wirksame Länge in Übereinstimmung  mit dem, was oben angegeben ist, gleich  
EMI0004.0001  
   Die Anwendung dreier gleichmässig über  den Umfang verteilter, zweigängiger Seiten  schrauben und einer zweigängigen Antriebs  schraube bedeutet einen ganz speziellen Vor  teil,

   da man, wie die Erfahrung gezeigt hat,  hierdurch eine besonders gleichmässige Pum  penwirkung erhält.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Schraubenpumpe, die eine Antriebs schraube mit konvexen Gangflanken und mindestens eine mit dieser Schraube zusam menwirkende Seitenschraube mit konkaven Gangflanken besitzt und bei der die Gänge eine solche Form haben, dass jeder Gang einer Schraube gegen den Umfang der mit ihr zu- sammenvirkenden Schraube abdichtet, wobei sämtliche Sehrauben von einem Gehäuse dicht umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ganganzahl der Antriebsschraube im Verhältnis zur Anzahl und Ganganzahl der Seitenschrauben so gewählt ist, dass unter Vermeidung von geschlossenen, vom Einlass zum, Auslass der Pumpe wandernden Förder- kammern eine einzige,
    in allen Arbeitslagen der Pumpe von der Einlassseite der Pumpe zu ihrer Aurslassseite durchgehende ziekzaek- artige Passage durch die Nuten sämtlicher Schrauben gebildet wird, derart, dass die Förderung dynamiseh durch die Schrauben gänge erfolgt und eine kontinuierliche Druck- steigerung vom Einlass zum Auslass statt findet. UNTERANSPRÜCHE 1. Schraubenpumpe nach Patentanspr ueh, dadurch gekennzeichnet, dass die Ganganzahl der Antriebsschraube im Verhältnis zur An zahl und Ganganzahl der Seitenschrauben so gewählt ist, dass die Formel: G - ng + n = 1 erfüllt wird, wobei C' die Ganganzahl der Antriebsschraube, g die Ganganzahl der ein zelnen Seitenschrauben und n die Anzahl der Seitenschrauben ist. 2.
    Schraubenpumpe nach Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweigängige An triebssehraube und drei mit dieser zusam menwirkenden, gleichmässig um sie verteilten, zweigängigen Seitenschrauben. 3. Schraubenpumpe nach Unteranspruch'., dadurch gekennzeichnet, dass die 1Zindest- wirklänge L, längs welcher die Schrauben sieh im Eingriff befinden und von einem Futter umschlossen sind, nach der Formel:
    EMI0004.0012 gewählt ist, wobei N gleich der Gesamtanzabl der Gänge, 7z. gleich der Anzahl Seitenschrauben, P gleich dem axialen Abstand zweier benachbarter Schrauben gangwindungen der Antriebsschraube und TI' gleich der axialen Breite der Kopffläche der Antriebssehraubengänge ist. 4. Schraubenpumpe nach LTnteransprueh 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Länge der Sehrauben mindestens gleich EMI0004.0022 ist.
CH309671D 1951-10-25 1952-10-22 Schraubenpumpe. CH309671A (de)

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