DE102008021920A1 - Eccentric spiral pump has stator of flexible material and rotor supported in stator, where stator is area wise surrounded by stator core having two stator fitting lines - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe mit zumindest einem Stator aus einem elastischen Material und einem in dem Stator gelagerten Rotor, wobei der Stator zumindest bereichsweise von einem Statormantel bzw. Statorgehäuse umgeben ist. – Bei einer solchen Exzenterschneckenpumpe ist der Rotor regelmäßig über zumindest eine Kupplungsstange, welche auch als Gelenkwelle bezeichnet wird, mit dem Antrieb bzw. der Antriebswelle verbunden. Die Pumpe weist ein Sauggehäuse sowie einen Anschlussstutzen auf, wobei der Stator mit seinem einen Ende an einen Anschlussflansch des Sauggehäuses und seinem anderen Ende an einen Anschlussflansch des Anschlussstutzens angeschlossen ist. Elastisches Material meint im Rahmen der Erfindung insbesondere einen Elastomer, z. B. einen (Synthese-)Kautschuk oder eine Kautschukmischung. Es werden im Übrigen auch Verbundwerkstoffe aus einem Elastomer oder einem anderen Material, z. B. Metall, umfasst.The The invention relates to an eccentric screw pump with at least one Stator made of an elastic material and stored in the stator Rotor, wherein the stator at least partially by a stator jacket or surrounded stator housing is. - At Such an eccentric screw pump, the rotor is regularly over at least one Coupling rod, which is also referred to as a cardan shaft, with connected to the drive or the drive shaft. The pump has one Suction housing as well a connecting piece, wherein the stator with its one end to a connecting flange of the suction housing and its other end connected to a connection flange of the connecting piece. Elastic material means in the context of the invention in particular an elastomer, e.g. B. a (synthetic) rubber or a rubber mixture. By the way, it will be also composites of an elastomer or another material, z. As metal, includes.
Aus der Praxis sind Exzenterschneckenpumpen bekannt, bei welchen der elastische Stator in einen Statormantel aus z. B. Metall einvulkanisiert ist. Die elastomeren Statoren unterliegen während des Betriebes einem Verschleiß, so dass in regelmäßigen Abständen Wartungsarbeiten bzw. ein Stator-Austausch erforderlich ist. In der Praxis werden dazu häufig die Statoren mit ihren angeformten Statormänteln ausgetauscht.Out In practice eccentric screw pumps are known in which the elastic stator in a stator shell of z. B. vulcanized metal is. The elastomeric stators are subject to wear during operation, so that Periodic maintenance or a stator replacement is required. In practice will be often replaced the stators with their molded stator shrouds.
Aus Kostengründen und auch aus Gründen des Umweltschutzes wurde daher in der Praxis vorgeschlagen, den elastomeren Stator einerseits und den Statormantel bzw. Statorgehäuse aus Metall andererseits als separate Bauteile zu fertigen. Der Stator kann dann im Zuge der Montage in den zylindrischen Statormantel aus Metall eingeschoben werden, so dass nach entsprechendem Verschleiß lediglich der Stator ausgetauscht und der Statormantel wieder verwendet werden kann. Derartige Statoren werden auch als Einschubstator be zeichnet. Die Montage eines derartigen Einschubstators ist jedoch in der Praxis häufig aufwendig und mit einer umfangreichen Zerlegung der Exzenterschneckenpumpe verbunden. – Hier setzt die Erfindung ein.Out cost reasons and also for the sake of Environmental protection has therefore been proposed in practice, the elastomeric Stator on the one hand and the stator shell or stator housing off Metal on the other hand to manufacture as separate components. The stator can then in the course of assembly in the cylindrical stator shell be inserted from metal, so that after appropriate wear only the stator has to be replaced and the stator jacket reused can. Such stators are also characterized as a slide-in be. However, the assembly of such a push-in is in practice often consuming and connected to an extensive disassembly of the eccentric screw pump. - Here sets the invention.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Exzenterschneckenpumpe der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche einen Austausch des elastischen Stators auf kostengünstige und montagetechnisch einfache Weise ermöglicht.Of the Invention is based on the object, a progressing cavity pump to create the type described above, which an exchange the elastic stator on cost and assembly technology easy way allows.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe der eingangs beschriebenen Art, dass der Stator als längsgeteilter Stator aus zumindest zwei Stator-Teilschalen besteht. Es handelt sich vorzugsweise um zwei Stator-Teilschalen, die folglich als Halbschalen ausgeführt sind und jeweils einen Winkel von 180° überdecken. Die Erfindung umfasst jedoch auch geteilte Statoren mit drei, vier oder auch mehr Teilschalen, die dann jeweils einen Winkel von 120° bzw. 90° oder auch weniger überdecken.to solution this task teaches the invention in a generic eccentric screw pump the type described above, that the stator as a longitudinally divided Stator consists of at least two stator shells. It deals preferably two stator sub-shells, which consequently as half-shells accomplished are each and cover an angle of 180 °. However, the invention includes also divided stators with three, four or more partial shells, then each cover an angle of 120 ° or 90 ° or less.
Dabei geht die Erfindung zunächst einmal von der Erkenntnis aus, dass es zweckmäßig ist, den elastomeren Stator als von dem Statormantel bzw. Statorgehäuse separat austauschbares Bauteil herzustellen, um einen Austausch lediglich des elastomeren Bauteils und eine Wiederverwertbarkeit des Statormantels zu gewährleisten. Im Rahmen der Erfindung wird darüber hinaus jedoch eine besonders einfache Montage erreicht, denn durch die längsgeteilte Bauweise des elastomeren Stators kann der Austausch erfolgen, ohne dass eine aufwendige Zerlegung der Pumpe notwendig ist. Die Pumpe kann in ihrem grundsätzlichen Aufbau auf z. B. einer Grundplatte bzw. Montageplatte montiert bleiben. Sauggehäuse einerseits und Anschlussstutzen andererseits sowie der Rotor können montiert bleiben. Die beiden Halbschalen bzw. die mehreren Teilschalen können dann gleichsam um den Rotor herum montiert werden.there the invention goes first once upon the realization that it is convenient to use the elastomeric stator as separately exchangeable from the stator shell or stator housing To manufacture a component to exchange only the elastomeric Component and a reusability of the stator shell. Within the scope of the invention is about but achieved a particularly simple installation, because by the longitudinally divided Construction of the elastomeric stator, the exchange can be done without that a complicated disassembly of the pump is necessary. The pump can in their fundamental Construction on z. B. a base plate or mounting plate remain mounted. Suction housing on the one hand and connecting piece on the other hand, as well as the rotor can be mounted stay. The two half shells or the plurality of partial shells can then as it were mounted around the rotor.
Dazu wird der Stator mit seinen Enden einerseits an einen Anschlussflansch des Sauggehäuses und andererseits an einen Anschlussflansch des Anschlussstutzens angeschlossen, wobei die separaten Teilschalen – wie erläutert – einzeln montiert werden können, ohne dass eine Demontage der Pumpe erforderlich ist. Dieses gelingt auch deshalb, weil die Teilschalen elastisch verformbar sind und daher zum Einsetzen knickbar bzw. biegbar sind. Es kann zweckmäßig sein, den Stator bzw. die Stator-Teilschalen nicht unmittelbar an den Anschlussflanschen zu montieren, sondern Adapterstücke vorzusehen, welche an den oder die Anschlussflansche angeschlossen sind. Diese z. B. ringförmigen Adapterstücke sind an die Geometrie des Stators bzw. die Stator-Teilschalen angepasst, so dass mit Hilfe der Adapterstücke grundsätzlich auch die Möglichkeit besteht, den erfindungsgemäßen längsgeteilten Stator im Zusammenhang mit herkömmlichen Pumpengehäusen bzw. Sauggehäusen und Anschlussstutzen zu verwenden. Die Adapterstücke können auch als Zentrierringe bezeichnet werden.To On the one hand, the stator is connected with its ends to a connecting flange of the suction housing and on the other hand connected to a connection flange of the connecting piece, whereby the separate partial shells - as explained - can be mounted individually, without that disassembly of the pump is required. This succeeds, too because the shells are elastically deformable and therefore for insertion kinkable or bendable. It may be appropriate the stator or the stator shells not directly to the Mounting flanges, but to provide adapters, which are connected to the flange or the connecting flanges. This z. B. annular adapters are adapted to the geometry of the stator or the stator shells, so with the help of adapter pieces in principle also the possibility consists, the longitudinally divided according to the invention Stator related to conventional pump housings or suction housings and connecting pieces to use. The adapter pieces can also be used as centering rings be designated.
Nach besonders bevorzugter Weiterbildung schlägt die Erfindung vor, dass der Stator bzw. die Stator-Teilschalen mit endseitigen Dichtungsflächen jeweils in eine Statoraufnahme des entsprechenden Anschlussflansches bzw. des entsprechenden Adapterstückes einsteckbar oder auf eine solche aufsteckbar sind. Durch dieses Einstecken der Statorenden in geeignete Statoraufnahmen oder ein Aufstecken auf geeignete vorkragende Statoraufnahmen wird insbesondere im Zuge des Montierens des Statorgehäuses eine einwandfreie Dichtigkeit gewährleistet, da im Zuge der Montage des Statorgehäuses bzw. Statormantels die endseitigen Dichtungsflächen in die Dichtungsaufnahmen eingreifen oder (umgekehrt) die vorkragenden Statoraufnahmen in die Dichtflächen des Stators eingreifen.According to a particularly preferred embodiment, the invention proposes that the stator or the stator shells with end sealing surfaces in each case in a stator of the corresponding flange or the corresponding adapter piece can be inserted or plugged onto such. By inserting the Statorenden in suitable Statoraufnahmen or plugging on suitable projecting Statoraufnahmen is particularly in the course of mounting the Statorgehäu SES ensures proper tightness, since in the course of assembly of the stator housing or stator shell, the end-side sealing surfaces engage in the seal receptacles or (conversely) engage the projecting stator receptacles in the sealing surfaces of the stator.
Besonders bevorzugt weist der Stator endseitig konische, vorzugsweise außen-konische oder innen-konische Dichtungsflächen auf, während die beschriebe nen Statoraufnahmen der Anschlussflansche bzw. Adapterstücke konische, vorzugsweise innen-konische bzw. außen-konische Dichtungsgegenflächen aufweisen. In einer ersten Ausführungsform sind die endseitigen Dichtungsflächen des Stators innen-konisch ausgebildet und diese liegen dann gegen die innen-konischen Dichtungsgegenflächen der Statoraufnahme an. In einer abgewandelten, bevorzugten Ausführungsform weist der Stator endseitig innen-konische Dichtungsflächen auf und die Statoraufnahmen am Anschlussflansch oder am Adapterstück weisen außen-konische Dichtungsgegenflächen auf. Bei dieser Ausführungsform kragt die Statoraufnahme gleichsam in axialer bzw. achsparalleler Richtung aus dem Anschlussflansch bzw. dem Adapterstück vor, so dass die Statoraufnahme in das Statorende eingreift bzw. der Stator auf die Statoraufnahme aufgesteckt wird. Auf diese Weise lässt sich eine besonders gute Dichtigkeit erzeugen. Insgesamt wird durch die Konizität bzw. kegelförmige Ausgestaltung eine hervorragende Dichtigkeit gewährleistet. Der Konuswinkel der Dichtungsflächen bzw. der Dichtungsgegenflächen kann 10° bis 50°, vorzugsweise 20° bis 30° betragen.Especially Preferably, the stator has end conical, preferably outside conical or inside conical sealing surfaces on, while Described nen Statoraufnahmen the connecting flanges or adapter pieces conical, preferably have inner-conical or outer-conical sealing counter surfaces. In a first embodiment are the end-side sealing surfaces of the stator formed inside-conical and these are then against the inner-conical sealing counter surfaces of the stator. In a modified, preferred embodiment, the stator inside-conical sealing surfaces on the end and the stator mounts on the connection flange or on the adapter piece have outside conical Seal surfaces on. In this embodiment cantilevers the stator as it were in the axial or axis-parallel direction from the connection flange or the adapter piece, so that the stator receptacle engages in the Statorende or the stator to the stator is plugged. In this way, a particularly good Create tightness. Overall, by the conicity or conical configuration ensures excellent tightness. The cone angle the sealing surfaces or the sealing counter surfaces can be 10 ° to 50 °, preferably 20 ° to 30 °.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung, dem besondere Bedeutung zukommt, ist nicht nur der Stator selbst als längsgeteilter Stator ausgebildet, sondern auch der Statormantel ist als längsgeteilter Mantel ausgebildet und weist dazu zumindest zwei, vorzugsweise zumindest vier Mantelsegmente auf. Auch dieses trägt dazu bei, dass der ein Verschleißteil bildende elastomere Stator ohne größere Demontage ausgetauscht werden kann, denn auch der mehrteilige Statormantel lässt sich nun demontieren, ohne dass Sauggehäuse, Druckstutzen und/oder Rotor aus ihrer Einbauposition entfernt werden müssen. Darüber hinaus bildet ein solcher längsgeteilter Statormantel mit seinen mehreren Mantelsegmenten zugleich eine Stator-Spannvorrichtung bzw. Stator-Einstellvorrichtung, mit welcher der Stator insbesondere in radialer Richtung gegen den Rotor spannbar ist. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass der elastomere Stator gegenüber dem drehbar angetriebenen Rotor üblicherweise mit einer Vorspannung montiert wird, wobei die Funktion der Exzenterschneckenpumpe wesentlich von dieser Vorspannung abhängt. Trotz des einfachen Aufbaus und insbesondere des einfachen Austausches des Stators lässt sich nun das gewünschte Vorspannmaß hervorragend einstellen und insbesondere auch eine Nachspannung bei entsprechendem Verschleiß einrichten. Zugleich wird über die mehrteilige Spannvorrichtung die Dichtheit des längsgeteilten Stators gewährleistet. Dabei gewährleistet die Stator-Spannvorrichtung nicht nur eine ausreichende Dichtheit bzw. Verbindung der beiden Stator-Teilschalen zueinander, sondern auch eine dichte Verbindung bzw. ein dichtes Eingreifen der Statorenden in die entsprechenden Stator-Aufnahmen der Anschlussflansche bzw. Adapterstücke.To Another proposal of the invention, the particular significance not only is the stator itself designed as a longitudinally divided stator, but also the stator jacket is formed as a longitudinally divided jacket and has for this purpose at least two, preferably at least four shell segments. Also this carries to that of the wear part forming elastomeric stator without major dismantling can be replaced, because even the multi-part stator jacket let yourself disassemble now, without the suction housing, discharge nozzle and / or Rotor must be removed from its installed position. In addition, such forms longitudinally split Statormantel with its several shell segments at the same time a stator tensioning device or Stator adjusting device, with which the stator in particular in the radial direction against the rotor can be tensioned. It goes the Invention on the realization that the elastomeric stator relative to the rotatably driven rotor usually with a Preload is mounted, the function of the eccentric screw pump depends significantly on this bias. Despite the simple construction and In particular, the simple replacement of the stator can be now the desired one Preload size excellent adjust and in particular also a post-tension with appropriate Set up wear. At the same time, over the multipart tensioning device the tightness of the longitudinally split Stators guaranteed. Guaranteed the stator tensioning device not only sufficient tightness or Connection of the two stator subshells to each other, but also a tight connection or a dense Engaging the stator ends in the corresponding stator recordings the connecting flanges or adapters.
In diesem Zusammenhang schlägt die Erfindung vor, dass die außenseitig gegen den Stator anliegenden Mantelsegmente z. B. endseitig Befestigungsflansche für die Befestigung an dem Anschlussflansch oder Adapterstück aufweisen. Diese Befestigungsflansche können zum Zwecke des Spannens des Stators mit Spannmitteln an den Anschlussflansch bzw. das Adapterstück angeschlossen werden. Die Spannmittel können dabei als Schraubvorrichtungen ausgebildet sein, so dass auf einfache Weise die gewünschte Vorspannung eingestellt oder auch nachgestellt werden kann. Die Mantelsegmente sind mit ihren Befestigungsflanschen so an die Geometrie des Stators und der Anschlussflansche bzw. Adapterstücke angepasst, dass die Befestigung der Befestigungsflansche an den Anschlussflanschen bzw. Adapterstücken unter Bildung eines einstellbaren Ringspaltes erfolgt. Dieser kann eine Spaltweite von bis zu 10 mm, vorzugsweise bis zu 5 mm betragen. Es kann folglich zweckmäßig sein, die Befestigungsflansche zunächst mit einer Spaltweite von z. B. 5 mm zu montieren, so dass dann bei auftretendem Verschleiß eine Nachspannung von insgesamt 5 mm Spannweg erfolgen kann.In this context suggests the invention before, that the outside against the stator adjacent jacket segments z. B. end mounting flanges for the Have attachment to the flange or adapter piece. These mounting flanges can for the purpose of tensioning the stator with clamping devices on the connecting flange or the adapter piece be connected. The clamping means can be used as screwing be formed, so that easily the desired preload can be adjusted or adjusted. The shell segments are with their mounting flanges so on the geometry of the stator and the connecting flanges or adapters adapted to the attachment the mounting flanges on the flanges or adapters under Formation of an adjustable annular gap takes place. This can be a gap width of up to 10 mm, preferably up to 5 mm. It can therefore be expedient the mounting flanges first with a gap width of z. B. 5 mm, so then at occurring wear a Post-tensioning of a total of 5 mm clamping can be done.
Dabei können die Befestigungsflansche in den Anschlussflansch oder das Adapterstück übergreifen bzw. umgreifen. Dazu wird auf die Figuren und die Figurenbeschreibung verwiesen.there can engage the mounting flanges in the connection flange or the adapter piece or embrace. In addition to the figures and the description of the figures directed.
Ferner schlägt die Erfindung vor, dass eine oder mehrere, vorzugsweise alle, Stator-Teilschalen jeweils zumindest eine außenseitig vorkragende Verdrehsicherung aufweisen. Eine solche Verdrehsicherung kann z. B. als Längssteg außenseitig an die Stator-Teilschalen angeschlossen sein. Die Geometrie der Stator-Teilschalen mit ihren Längsstegen sind dabei vorzugsweise an die Geometrie der mehreren Mantelsegmente angepasst, so dass im Rahmen der Erfindung die Längsstege unter Bildung der Verdrehsicherung in entsprechende Zwischenräume zwischen zwei benachbarten Mantelsegmenten eingreifen. Darüber hinaus können diese Stege auch endseitige Anschläge aufweisen, welche als Axialsicherung dienen und dazu gegen die Adapterstücke bzw. Anschlussflansche anliegen.Further beats the invention that one or more, preferably all, stator shells each at least one outside have protruding anti-rotation. Such a rotation can z. B. as a longitudinal web externally be connected to the stator shells. The geometry of the Stator partial shells with their longitudinal webs are preferably to the geometry of the plurality of shell segments adapted, so that in the context of the invention, the longitudinal webs to form the Anti-rotation in corresponding spaces between two adjacent Engage sheath segments. About that can out these webs also have end stops, which as axial serve and against the adapter pieces or connecting flanges issue.
Insgesamt lässt sich der erfindungsgemäße Stator einfach montieren und austauschen, ohne dass z. B. Druckstutzen oder Druckleitungen gelöst werden müssen. Die erforderliche Rotor-Stator-Klemmung lässt sich gut einstellen. Der Stator lässt sich bezogen auf die Statorgeometriemaße einfach herstellen, da keine exakte Maßgenauigkeit mehr erforderlich ist.Overall, the invention can be Simply mount and replace the stator without having to remove it. B. pressure nozzle or pressure lines must be solved. The required rotor-stator clamp can be easily adjusted. The stator can be easily manufactured in relation to the dimensions of the stator geometry, since exact dimensional accuracy is no longer required.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigenin the The invention will be described below with reference to a purely exemplary embodiment drawing closer explained. Show it
In
den Figuren ist eine Exzenterschneckenpumpe dargestellt, welche
in ihrem grundsätzlichen Aufbau
einen Stator
Erfindungsgemäß ist der
Stator
Diese
längsgeteilte
Ausgestaltung des elastomeren Stators ermöglicht es, den Stator
Um
trotz dieser geteilten Bauweise eine ausreichende Dichtigkeit des
Stators zu gewährleisten, weist
der Stator
Die
außenseitig
an den Stator
Ferner
weisen die Stator-Teilschalen
Im
Zuge der Fertigung wird der erfindungsgemäße längsgeteilte Stator
Die
Ergänzend ist
in
Schließlich zeigt
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