DE102004010061B3

DE102004010061B3 - Seitenkanal-Drehschieberpumpe

Info

Publication number: DE102004010061B3
Application number: DE200410010061
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Gevelhoff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-03
Also published as: DE102004010061B9

Abstract

Die trockenlaufende Seitenkanal-Drehschieberpumpe umfasst einen auf einer Antriebswelle drehfest angeordneten Drehschieberkolben, der stirnseitig wenigstens einen Ringkanal aufweist, der durch Trennschieber in Kammern aufgeteilt wird, sowie ein hohlzylinderartiges Mittelgehäuse, dessen Innendurchmesser exzentrisch zum Drehschieberkolben liegt und einen Seitenkanal im Seitendeckel der Seitenkanal-Drehschieberpumpe, der zentrisch zur Antriebswelle angeordnet ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird durch die Trennschieber bei Drehung des Drehschieberkolbens gleichzeitig das angesaugte Gas über den zentrisch angeordneten Seitenkanal im Seitendeckel und dem exzentrisch angeordneten Arbeitsraum im Mittelgehäuse der Seitenkanal-Drehschieberpumpe gefördert, unabhängig von der Drehschieberpumpe.

Description

Die Erfindung betrifft eine Seitenkanal-Drehschieberpumpe. Eine Seitenkanalpumpe hat je nach Auslegung einen großen Volumenstrom, leistet aber nur einstufig einen Überdruck von max. 100–240 mbar und einen Unterdruck von max. ca. 95–260 mbar. Zweistufig leistet die Seitenkanalpumpe je nach Auslegung einen Überdruck von max. ca. 250–ca. 500 mbar und einen Unterdruck von max. ca. 230–ca. 400 mbar.
Die Drehschieberpumpe hat gegenüber der Seitenkanalpumpe kleinere Volumenströme, leistet aber einstufig einen Überdruck von ca. 1–2,5 bar und einen Unterdruck von ca. 850 mbar.
Um die größeren Volumenströme der Seitenkanalpumpe durch eine Drehschieberpumpe zu erzeugen, muß diese in ihren Abmessungen sehr groß dimensioniert werden. Das wiederum erfordert große Einbauräume im Anlagenbau, die aber meistens nicht gegeben sind.

Aus der Offenlegungsschrift DE 198 18 667 A1 ist bekannt, in einem gemeinsamen Gehäuse einen Seitenkanalverdichter und einen Kreiselverdichter auszubilden. Das Laufrad des Kreiselverdichters weist hierzu Kammern bildende Schaufeln auf.

Die EP 0 347 706 B1 zeigt ein Vakuumpumpenaggregat, bei dem ein Seitenkanalverdichter und eine Drehschieberpumpe oder Flügelzellenpumpe in Reihe geschaltet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Verdichter oder eine Pumpe zu entwickeln, mit welcher man sowohl einen großen Volumenstrom als auch einen hohen Überdruck oder Unterdruck erzeugen kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Seitenkanal-Drehschieberpumpe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Seitenkanal-Drehschieberpumpe beinhalten die Unteransprüche 2–17.

Die erfindungsgemäße Seitenkanal-Drehschieberpumpe, mit einem Mittelgehäuse, mit einem exzentrisch zur Antriebswelle angeordneten Drehschieberlaufraum und mit einem auf der Antriebswelle angeordneten Drehschieberkolben, der Schlitze mit darin geführten Trennschiebern aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Mittelgehäuse in axialer Richtung mit Seitenwänden abgeschlossen ist, dass in einer oder beiden Seitenwänden ein Seitenkanal zentrisch zur Antriebswelle angeordnet ist und dass ferner der Drehschieberkolben an einer oder seinen beiden Stirnseiten einen Ringkanal aufweist.

Vorteilhaft ist, dass das Mittelgehäuse eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung und das axial angeordnete, die Seitenwand bildende Bauteil ebenfalls eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweisen. Durch diese Anordnung wird eine getrennte Gasführung für die Seitenkanalpumpenstufe und für die Drehschieberpumpenstufe ermöglicht.

Der Drehschieberkolben, der auf der Antriebswelle befestigt und radiale oder tangentiale Schlitze aufweist, in denen die Trennschieber gleiten, weist also stirnseitig einen Ringkanal auf, der durch die Trennschieber in einzelne Kammern, abhängig von der Trennschieberanzahl, unterteilt wird.

Der Ringkanal im Drehschieberkolben ist dem Seitenkanal im Seitendeckel zugewandt, so dass die Trennschieber, die bei Drehung der Antriebswelle durch die Fliehkraft an die exzentrisch angeordnete Gehäusewand der Drehschieberpumpe angepreßt werden, gleichzeitig über den Seitenkanal im Seitendeckel rotieren und dort zusätzlich ein gasförmiges Medium von der Saug- zur Druckseite im Seitenkanal fördern, unabhängig von der Drehschieberpumpe.

Das gleiche kann auch mit einer Seitenkanal-Drehschieberpumpe mit zwei zentrisch zur Antriebswelle angeordneten Seitenkanälen ausgeführt werden.

Der Ringkanal, einseitig oder auf beiden Seiten im Drehschieberkolben, kann auch mit Stegen, radial oder tangential, in Kammern unterteilt werden, abhängig von der Anzahl der Trennschieber, die für die Drehschieberpumpe eingesetzt werden und von der Anzahl der Kammern, die für die Seitenkanalpumpe benötigt werden.

Die Stege, radial oder tangential, bleiben beim Fräsen der Schieberschlitze links und rechts mit einer Stärke von ca. 3–4 mm stehen. Sie bilden eine günstige seitliche Führung der Trennschieber.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungen dargestellt und es zeigen:
1 einen Querschnitt durch eine Seitenkanal-Drehschieberpumpe,
2 einen Längsschnitt durch eine einflutige Seitenkanal-Drehschieberpumpe,
3 einen Längsschnitt durch eine Seitenkanal-Drehschieberpumpe, Seitenkanal links und rechts,
4 einen Drehschieberkolben mit radialen Trennschieberschlitzen, Stegen und nur einem Ringkanal,
5 einen Schnitt A-A gemäß 4,
6 einen Teilschnitt C-C gemäß 4 des Drehschieberkolbens mit radialen Stegen, die eine seitliche Führung für die Trennschieber bilden,
7 einen Teilschnitt B-B gemäß 4 des Drehschieberkolbens mit radialen Trennschieberschlitzen und Stegen,
8 einen Drehschieberkolben mit radialen Trennschieberschlitzen, Stegen und mit zwei Ringkanälen,
9 einen Teilschnitt B-B gemäß 8 des Drehschieberkolbens, Zwischenwände geöffnet,
10 einen Teilschnitt C-C gemäß 8 des Drehschieberkolbens mit radialen Stegen, die eine seitliche Führung für die Trennschieber bilden,
11 einen Teilschnitt D-D gemäß 8 des Drehschieberkolbens mit radialen Trennschieberschieber- schlitzen und Stegen im zweiseitigen Ringkanal,
12 einen Schnitt A-A gemäß 8,
13 einen Drehschieberkolben mit tangentialen Trennschieberschlitzen, Stegen und nur einem Ringkanal,
14 einen Teilschnitt B-B gemäß 13 des Drehschieberkolbens mit tangentialen Stegen, die eine seitliche Führung für die Trennschieber bilden,
15 zeigt einen Schnitt A-A gemäß 13,
16 einen Drehschieberkolben mit tangentialen Trennschieberschlitzen, Stegen und mit zwei Ringkanälen,
17 einen Teilschnitt B-B gemäß 16 des Drehschieberkolbens mit tangentialen Stegen, die eine seitliche Führung für die Trennschieber bilden,
18 einen Schnitt A-A gemäß 16 des Drehschieberkolbens, Zwischenwände geöffnet.
Die Seitenkanal-Drehschieberpumpe mit einem Seitenkanal zeigen am besten die 1 und 2.
Die erfindungsgemäße Seitenkanal-Drehschieberpumpe mit einem Mittelgehäuse (24, 51), mit einem exzentrisch (42) zur Antriebswelle (14) angeordneten Drehschieberlaufraum (35) und mit einem auf der Antriebswelle (14) angeordneten Drehschieberkolben (22, 23, 49, 50), der Schlitze mit darin geführten Trennschiebern (40) aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Mittelgehäuse (24, 51) in axialer Richtung mit Seitenwänden (29, 52) abgeschlossen ist, dass in einer oder beiden Seitenwänden (29, 52) ein Seitenkanal (34) zentrisch zur Antriebswelle (14) angeordnet ist und dass ferner der Drehschieberkolben (22, 23, 49, 50) an einer oder seinen beiden Stirnseiten einen Ringkanal (47) aufweist.
Der Antriebsmotor (10) der Seitenkanal-Drehschieberpumpe (11, 48) ist lediglich schematisch dargestellt. Der Motor (10) hat eine Antriebswelle (14), auf welcher der Drehschieberkolben (49, 50) angeordnet ist. Das Drehschiebergehäuse oder Mittelgehäuse (51) mit seinem Drehschieberlaufraum (35), welcher exzentrisch (42) zur Antriebswelle (14) liegt, ist an einem Sonderlagerschild (29) des Motors (10) mit Schrauben (31) befestigt.
In Schlitzen (39, 41) des Drehschieberkolbens (49, 50) sind Trennschieber (40) eingelassen.
Ein Seitenkanal (34) ist zentrisch zur Antriebswelle (14) in einem Sonderlagerschild (29) des Motors (10) eingelassen.
Die Strömungsführung des angesaugten Gases in der Drehschieberpumpenstufe (11, 48) zeigen die 1 und 2.
Durch eine Einlaßöffnung (32) im Mittelgehäuse (51) wird das Gas angesaugt und gelangt über einen Saugschlitz (18) in einen Drehschieberlaufraum (35) des Mittelgehäuses (51). Durch Drehung des Drehschieberkolbens (49, 50), wird durch die veränderlichen Zwischenräume zwischen den Trennschiebern (40) das angesaugte Gas nun in Drehrichtung weitertransportiert und über einen Druckschlitz (19) durch eine Auslaßöffnung (33) ausgeschoben.
Die Strömungsführung in der Seitenkanalpumpenstufe zeigen ebenfalls die 1 und 2.
Durch eine Einlaßöffnung (26) des Seitenkanals (34), der sich im Sonderlagerschild (29) des Motors (10) befindet, wird das Gas angesaugt und über eine Auslaßöffnung (27) ausgeschoben. Der erforderliche Unterdruck wird durch Trennschieber (40), die im Drehschieberkolben (49, 50) einen Ringkanal (47) in Kammern (28) unterteilen, dadurch erzeugt, dass sie seitlich mit ihrer Flanke über den Seitenkanal (34) vorbeirotieren.
Wie bereits beschrieben kann der Seitenkanal (34) auch auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Drehschieberkolbens (49, 50) angeordnet werden, siehe 3. Die Seitenkanal-Drehschieberpumpe (11, 48) ist vorzugsweise trockenlaufend.
Die erfinderischen Merkmale lassen sich auch auf ölgeschmierte Seitenkanal-Drehschieberpumpen (11, 48) sinngemäß anwenden.
Mögliche Betriebsarten sind:
Kombibetrieb Seitenkanal-Drehschieberpumpe.
Getrennter Betrieb: Seitenkanalpumpe links und rechts; Drehschieberpumpe dazwischen. Nur Drehschieberpumpe; Seitenkanalpumpe links und rechts als Spülkühlung.

Claims

Seitenkanal-Drehschieberpumpe, mit einem Mittelgehäuse (24, 51), mit einem exzentrisch (42) zur Antriebswelle (14) angeordneten Drehschieberlaufraum (35) und mit einem auf der Antriebswelle (14) angeordneten Drehschieberkolben (22, 23, 49, 50), der Schlitze mit darin geführten Trennschiebern (40) aufweist, wobei das Mittelgehäuse (24, 51) in axialer Richtung mit Seitenwänden (29, 52) abgeschlossen ist, wobei in einer oder beiden Seitenwänden (29, 52) ein Seitenkanal (34) zentrisch zur Antriebswelle (14) angeordnet ist, wobei ferner der Drehschieberkolben (22, 23, 49, 50) an einer oder seinen beiden Stirnseiten einen Ringkanal (47) aufweist.
Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelgehäuse (24, 51) eine Einlassöffnung (32) und eine Auslassöffnung (33) und das axial angeordnete, die Seitenwand (29) bildende Bauteil ebenfalls eine Einlassöffnung (26) und eine Auslassöffnung (27) aufweisen, wobei diese Anordnung eine getrennte Gasführung ermöglicht.
Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenkanal (34) in einem Seitendeckel (52) eingegossen ist.
Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenkanal (34) und der Drehschieberlaufraum (35) bei kleineren Abmessungen der Pumpe sich in einem gemeinsamen Gehäuse befinden.
Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenkanal (34) bei kleineren dimensionierten Pumpen (11, 48) in einem Sonderlagerschild (29) des Motors (10) mit eingegossen ist.
Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschieber (40) im Drehschieberkolben (22, 23, 49, 50) die Zellen (28) für die Seitenkanalpumpe bilden.
Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschieber (40) gleichzeitig die Zellen im exzentrisch angeordneten Drehschieberlaufraum (35) der Drehschieberpumpe (11, 48) und des zentrisch zur Antriebswelle (14) angeordneten Ringkanals (47) der Seitenkanalpumpe bilden.
Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenkanal (34) zur Spülkühlung der Drehschieberpumpe (11, 48) verwendet werden kann.
Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieberkolben (22, 23, 49, 50) Stege (44, 45) aufweist und diese den Ringkanal (47) in Kammern (28) aufteilen.
Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (44) so ausgebildet sind, dass sie eine seitliche Führung der Trennschieber (40) bilden.
Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (44, 45), die den Ringkanal (47) in Kammern (28) aufteilen, tangential verlaufen und dass die Schieberschlitze (39) in dem Drehschieberkolben (22, 49) tangential eingefräst sind. 12 Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (44, 45), die den Ringkanal (47) in Kammern (28) aufteilen, radial verlaufen und dass die Schieberschlitze (41) in dem Drehschieberkolben (23, 50) radial eingefräst sind.
Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieberkolben (49, 50) nur einen Ringkanal (47) aufweist.
Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieberkolben (22, 23) zwei Ringkanäle (47) aufweist.
Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Drehschieberkolben (22, 23) mit zwei Ringkanälen (47), die Zwischenwand (43) zwischen den einzelnen Stegen (45) geöffnet ist (46) und dadurch die beiden Ringkanäle (47) miteinander verbunden sind.
Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenkanal (34) auf bei den Seiten der Seitenkanal-Drehschieberpumpe (11, 48) in Seitendeckeln (29, 52) angeordnet ist.
Seitenkanal-Drehschieberpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieberkolben (22, 23, 49, 59) stirnseitig radial eine Überdeckung (53) zum Seitenkanal (34) aufweist.