DE102008042233A1 - Mechanical coupling element for coupling drive shaft to eccentric screw of eccentric screw pump, has rigid crank, and bearing arranged in crank for formation of rotary bearing of eccentric screw around rotation axis - Google Patents
Mechanical coupling element for coupling drive shaft to eccentric screw of eccentric screw pump, has rigid crank, and bearing arranged in crank for formation of rotary bearing of eccentric screw around rotation axis Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die hier beschriebene Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der rotativen Pumpen mit schraubenförmigen Rotoren bzw. Exzenterschneckenpumpen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf diejenigen technischen Einrichtungen, die zur Verbindung eines schraubenförmigen Rotors (z. B. ohne exzentrischem Ende) bzw. einer Exzenterschnecke mit der zentrierten Antriebswelle eines Antriebsmotors dienen, welcher die genannte Pumpe antreibt. Weiterhin bezieht sich die hier beschriebene Erfindung auf eine neue Form der mechanischen Kopplung der genannten Exzenterschnecke und der zentrierten Antriebswelle mit der Fähigkeit, die Exzentrizität der Exzenterschnecke bzw. des schraubenförmigen Rotors ohne exzentrisches Ende. Diese neuartige Kopplung beruht auf der Verwendung von Drehgelenken wie Lager sowie einer charakteristischen Anordnung von kinematischen Wechselwirkungen.The The invention described herein relates to the technical field Rotary pumps with helical rotors or eccentric screw pumps. In particular, the invention relates to those technical Facilities for connecting a helical rotor (eg without eccentric end) or an eccentric screw with serve the centered drive shaft of a drive motor, which driving said pump. Furthermore, the invention described here relates to a new form of mechanical coupling of said eccentric screw and the centered drive shaft with the ability to eccentricity of the eccentric screw or helical Rotor without eccentric end. This novel coupling is based on the use of hinges like bearings as well as a characteristic Arrangement of kinematic interactions.
Bei Exzenterschneckenpumpen handelt es sich um Verdrängerpumpen deren Funktionsprinzip auf einer Drehbewegung eines schneckenförmigen, exzentrischen Rotors, der Exzenterschnecke, basiert. Dieser bewegt sich in einer meist elastischen Ummantelung (auch „Stator” genannt). Befindet sich ein Fluid oder Medium zwischen genannter Exzenterschnecke und genanntem Stator, so wird dieses durch Verdrängung in Bewegung versetzt.at Eccentric screw pumps are positive displacement pumps whose principle of operation a rotary motion of a helical, eccentric rotor, the eccentric screw, based. This moves in a mostly elastic sheath (also called "stator"). Is there a fluid or medium between said eccentric screw and named stator, this is set in motion by displacement.
Bei der genannten Drehbewegung handelt es sich um zwei sich überlagernde Drehbewegungen. Die Exzenterschnecke vollzieht eine Drehung um ihre eigene Achse und eine Kreisbewegung in Bezug auf den genannten Stator, was zur Bildung von fortlaufenden Hohlräumen bzw. Förderkammern und somit zur Förderung des Fluids bzw. Mediums führt.at the said rotary motion is two overlapping ones Rotary motion. The eccentric screw makes a turn around her own axis and a circular movement with respect to said stator, resulting in the formation of continuous cavities or delivery chambers and thus to promote of the fluid or medium leads.
Da das geförderte Medium durch die fortlaufenden Förderkammern mechanisch wenig belastet wird, werden Exzenterschneckenpumpen bekanntermaßen auch im Lebensmittelbereich und auf Schiffen als Bilgepumpen eingesetzt. Flüssigkeiten an der Grenze der Fließfähigkeit mit einem hohen Feststoffanteil können bekanntermaßen eben so gut gepumpt werden wie lufthaltige und schäumende Gemische. Auch abrasive oder aggressive Medien können mit diesem Pumpentyp gepumpt werden. Exzenterschneckenpumpen sind selbstansaugend und können zudem auch für einfache Dosieraufgaben verwendet werden, da der Förderstrom annähernd proportional zur Drehzahl ist.There the subsidized Medium through the continuous delivery chambers is mechanically charged little eccentric screw pumps are known to be Used in the food industry and on ships as bilge pumps. liquids at the limit of fluidity with a high solids content can be known just be pumped as well as airy and foaming mixtures. Also abrasive or aggressive media be pumped with this type of pump. Progressing Cavity Pumps are self-priming and can also for simple dosing tasks are used, since the flow nearly is proportional to the speed.
Dank der genannten fortlaufenden Förderkammern ist dieser Pumpentyp weiterhin speziell geeignet für das Pumpen von zähen Medien auch mit hohem Feststoffanteil und Breien auch mit ganzen Früchten. Häufig finden diese Pumpentypen auch Anwendung als Schlammpumpen auch für Schlämme mit niedrigem Feuchtigkeitsanteil und im Bereich der Petrochemie, sowie für Lacke und Farben.thanks the said consecutive funding chambers this type of pump is furthermore especially suitable for pumping from tough Media also with high solids content and pulps also with whole fruits. Often find These types of pumps also use as sludge pumps also for sludges low moisture content and in the field of petrochemicals, as well for paints and colors.
Die beschriebenen Bewegungsabläufe, nämlich die Drehung der Exzenterschnecke um ihre eigene Achse und ihre gegenläufige Kreisbewegung um die Längsachse des Stators, erzeugen eine exzentrische Bewegung der Enden der Exzenterschnecke. Aus diesem Grunde ist es nicht möglich, einen Motor, dessen Welle sich zentrisch dreht, direkt an das Ende der Exzenterschnecke zu kuppeln. Stattdessen werden im Stand der Technik oftmals eine Verbindungswelle ausreichender Länge und zwei Kardangelenke verwendet, um das antreibende Drehmoment des Motors zu übertragen und die exzentrische Bewegung der Exzenterschnecke zu erlauben.The described movements, namely the Rotation of the eccentric screw about its own axis and its counter-rotating circular motion the longitudinal axis of the stator, produce an eccentric movement of the ends of the eccentric screw. For this reason, it is not possible a motor whose shaft rotates centrically, directly to the end to couple the eccentric screw. Instead, in the state of Technology often a connecting shaft of sufficient length and two universal joints used to drive the torque To transfer motor and allow the eccentric movement of the eccentric screw.
Die Notwendigkeit, derartige Kardanwellen einzubauen, hat eine Verlängerung der gesamten Pumpe zufolge, was häufig als störend, nie aber als wünschenswert angesehen wird. Insbesondere ist dem Anmelder kein Pumpenhersteller bekannt, der eine Kardanwelle zu dem Zweck verwendet, eine Exzenterschneckenpumpe zu verlängern. Vielmehr muss das Pumpengehäuse um die Länge der Kardenwelle verlängert werden.The The need to install such cardan shafts has an extension According to the whole pump, which is often annoying but never desirable is seen. In particular, the applicant is not a pump manufacturer known to use a cardan shaft for the purpose of a progressing cavity pump to extend. Rather, the pump housing needs around the length extended the carding shaft become.
Es wurden die verschiedensten Versuche unternommen, mit flexiblen oder elastischen Materialien die exzentrische Kreisbewegung der Exzenterschnecke zu ermöglichen und gleichzeitig die kürzest mögliche Länge zu erreichen. Bislang hat es sich jedoch stets als erforderlich erwiesen, die Verbindungswelle lang und/oder flexibel genug zu machen, um die erforderliche exzentrische Drehbewegung zu ermöglichen.It The most diverse attempts have been made with flexible or elastic materials the eccentric circular motion of the eccentric screw to enable and at the same time achieve the shortest possible length. So far, however, it has always been necessary to have the Connecting shaft long and / or flexible enough to make the to allow required eccentric rotational movement.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Antriebsstrang für Exzenterschneckenpumpen zu entwickeln, der eine Verringerung der Baulänge einer Exzenterschneckenpumpe bei unveränderter Pumpwirkung ermöglicht. Weiterhin soll eine, auf einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang basierende, Exzenterschneckenpumpe angegeben werden.task Therefore, it is the object of the present invention to provide a drive train for progressing cavity pumps to develop a reduction in the length of an eccentric screw pump at unchanged Pumping effect allows. Furthermore, a, based on a drive train according to the invention, Eccentric screw pump can be specified.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein mechanisches Koppelelement für den Antriebsstrang einer Exzenterschneckenpumpe gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Exzenterschneckenpumpe gemäß Anspruch 8.Is solved this task by a mechanical coupling element for the drive train an eccentric screw pump according to claim 1 and by an eccentric screw pump according to claim 8.
Die Erfindung basiert im Wesentlichen darauf, dass für Exzenterschneckenpumpen eine mechanische Kopplung zwischen Abtriebswelle des antreibenden Motors und Exzenterschnecke bereitgestellt wird, die einen Verzicht auf die Kardanwelle ermöglicht. Hierdurch kann die Gesamtlänge der Exzenterschneckenpumpe geringer ausfallen als die der gegenwärtigen Exzenterschneckenpumpen, bei denen die mechanische Kopplung zwischen Exzenterschnecke und Abtriebswelle auf Kardanwellen oder flexiblen Wellen basieren, um die Exzentrizität der Exzenterschnecke aufzunehmen.The invention is based essentially on the fact that for eccentric screw pumps, a mechanical coupling between the output shaft of the driving motor and eccentric screw is provided, which waives the propeller shaft made possible. As a result, the overall length of the eccentric screw pump may be lower than that of the current progressing cavity pumps, in which the mechanical coupling between the eccentric screw and the output shaft based on cardan shafts or flexible shafts to accommodate the eccentricity of the eccentric screw.
Ein besonderer Vorteil der hier beschriebenen Erfindung liegt darin begründet, dass eine mechanische Kopplung zwischen Motor und Exzenterschnecke bereitgestellt wird, deren Funktionsweise nicht, wie das bei Kardanwellen oder Wellen aus flexiblen Materialien der Fall ist, von der Flexibilität oder Elastizität und/oder Länge der verwendeten Elemente abhängt.One particular advantage of the invention described herein lies therein justified that a mechanical coupling between motor and eccentric screw is provided, whose operation does not work, as in Kardanwellen or waves of flexible materials is the case of flexibility or elasticity and / or Length of used depends on the elements used.
Die Erfindung stellt eine mechanische Kopplung zwischen Motor und Exzenterschnecke einer Exzenterschneckenpumpe bereit, welche die exzentrische Kreisbewegung der genannten Exzenterschnecke durch eine Kurbel direkt aus der Motordrehung bewirkt. Die mechanische Kopplung erzwingt die zweite Drehbewegung D2 der genannten Exzenterschnecke um ihre eigene Achse M durch den Stator.The Invention provides a mechanical coupling between the engine and eccentric screw an eccentric screw pump, which the eccentric circular motion the aforementioned eccentric screw by a crank directly from the Motor rotation causes. The mechanical coupling forces the second one Rotary movement D2 of said eccentric screw about its own axis M through the stator.
Hierzu umfasst das erfindungemäße mechanische Koppelelement vorteilhaft eine starre Kurbel. Weiterhin umfasst das mechanische Koppelelement bevorzugt ein auf der Exzenterschneckenachse M in der Kurbel angeordnetes Lager zur Ausbildung einer Drehlagerung der Exzenterschnecke um die Drehachse M angeordnet ist.For this includes the invention mechanical Coupling advantageous a rigid crank. Furthermore includes the mechanical coupling element preferably one on the eccentric screw axis M arranged in the crank bearing to form a rotary bearing the eccentric screw is arranged about the rotation axis M.
Das erfindungsgemäße mechanische Koppelelement dient zur Kopplung einer Antriebswelle an die Exzenterschnecke einer Exzenterschneckenpumpe, dergestalt, dass das exzentrisch drehende Ende der Exzenterschnecke mechanisch an die um eine Achse Z drehende Antriebswelle gekoppelt wird. Hierzu definiert das mechanische Koppelelement erfindungsgemäß eine zweite Drehachse M, um die sich das Ende der Exzenterschnecke unter Ausführung der erwähnten zweiten Drehbewegung D2 dreht. Die definierte Drehachse M ist dabei bevorzugt parallel zur Drehachse Z ausgerichtet. Weiterhin ist die Drehachse M bevorzugt um den Betrag e der Exzentrizität der Exzenterschnecke von der Drehachse Z beabstandet.The mechanical according to the invention Coupling element serves to couple a drive shaft to the eccentric screw an eccentric screw pump, such that the eccentrically rotating end the eccentric screw mechanically to the rotating about an axis Z. Drive shaft is coupled. For this purpose, the mechanical coupling element defines According to the invention a second Rotary axis M, around which the end of the eccentric screw under execution of mentioned second rotational movement D2 rotates. The defined rotation axis M is included preferably aligned parallel to the axis of rotation Z. Furthermore, the Rotary axis M preferably by the amount e of the eccentricity of the eccentric screw spaced from the axis of rotation Z.
Eine erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe dient zur Förderung eines Mediums mittels einer Exzenterschnecke. Sie umfasst dabei ein erfindungsgemäßes mechanisches Koppelelement. In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Pumpe ein Pumpengehäuse, in dem sich das zu fördernde Medium befindet, wobei das Koppelelement innerhalb dieses Gehäuses angeordnet ist. In einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Pumpe ein Pumpengehäuse, in dem sich das zu fördernde Medium befindet, wobei das Koppelelement außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.A eccentric screw pump according to the invention serves to promote a medium by means of an eccentric screw. It includes an inventive mechanical Coupling element. In a first preferred embodiment, the Pump a pump housing, in which the to be promoted Medium is located, wherein the coupling element disposed within this housing is. In a second preferred embodiment, the pump comprises a pump housing, in which the to be promoted Medium is located, wherein the coupling element arranged outside of the housing is.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert, die aus der beigefügten Zeichnung erläutert sind. In dieser zeigen:The Invention will be explained in more detail with reference to some embodiments, the from the attached Drawing explained are. In this show:
In
Wie
erwähnt
kommen bei den aus dem Stand der Technik vorbekannten mechanischen Kopplungen
zwischen Abtriebswelle eines Antriebsmotors und Exzenterschnecke
oftmals Kardanwellen zum Einsatz. Bei einer Kardanwelle und den
meisten anderen etablierten Antriebssträngen von Exzenterschneckenpumpen
wird die Drehung D1 des Exzenterschneckenzapfens
Der
hier beschriebenen Erfindung liegt nun eine Umkehrung dieser bekannten
Zusammenhänge zugrunde.
Hierzu ist in
Das
Statorgehäuse
Im
Ausführungsbeispiel
gemäß
Hiervon
unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel gemäß
Das
erfindungsgemäße Koppelelement
Bei
dem Lager
Bekanntermaßen wird
die Exzenterschnecke
In
der erfindungsgemäßen Konstruktion
des Koppelelements
Es ist zu beachten, dass bei der beschriebenen Antriebsweise zwar die Ursache und Wirkung der Drehbewegung D1 und D2 gegenüber dem konventionellen Antrieb durch Kardanwelle umgedreht wurden, sich aber darüber hinaus – bis auf das Verhältnis von Motordrehrichtung und Förderrichtung der Pumpe – nichts verändert hat. Anders gesagt, der Motor muss sich unter Verwendung der beschriebenen Erfindung genau andersrum drehen als unter Verwendung einer Kardanwelle, um die Förder- bzw. Pumprichtung beizubehalten, ansonsten ändert sich nichts am Pumpverhalten der entsprechenden Pumpe.It It should be noted that in the described drive, although the Cause and effect of the rotational movement D1 and D2 compared to the conventional propulsion were reversed by propeller shaft itself but about it out - until on the relationship of motor rotation direction and conveying direction of Pump - nothing changed Has. In other words, the engine must be using the described Turn the invention exactly the other way round than using a cardan shaft, in order to or pumping direction to maintain, otherwise nothing changes the pumping behavior the corresponding pump.
Bekanntermaßen entstehen
beim Betrieb von Exzenterschneckenpumpen Axialkräfte in der Exzenterschnecke
Wenn
die Kurbel
In
Das
austretende Medium
Bei
Exzenterschnecken
- 11
- mechanisches Koppelelementmechanical coupling element
- 22
- Antriebswelledrive shaft
- 44
- Abflussbohrungdrain hole
- 66
- Bypassbypass
- 88th
- Wellendichtungshaft seal
- 1010
- WellendichtringShaft seal
- 1212
- Druckstutzenpressure port
- 1414
- Exzenterschneckeeccentric screw
- ee
- Exzentrizitäteccentricity
- 1616
- Elastische Dämpfungelastic damping
- 1818
- Gepumptes Medium bzw. Fördermediumpumped Medium or pumped medium
- 2020
- Filzringfelt ring
- 2222
- Filterfilter
- 2424
- Schmierstoff z. B. Fettlubricant z. B. fat
- 2626
- Statorgehäusestator
- 2828
- Scheibedisc
- 2929
- GleitringdichtungMechanical seal
- 3030
- mit Pumpengehäuse fest verbundener Teil GleitringdichtungWith pump housing firmly connected part mechanical seal
- 3232
- mit Exzenterschneckenzapfen fest verbundener Teil GleitringdichtungWith Eccentric worm tang fixedly connected part mechanical seal
- 3434
- Gewundener Hohlraum StatorSpiral Cavity stator
- 3636
- Kurbelcrank
- 3737
- Ausnehmungrecess
- 3838
- Lagercamp
- 3939
- Sicherungsringcirclip
- 4040
- O-RingO-ring
- 4242
- Pumpengehäusepump housing
- 4444
- PfropfenGraft
- 4646
- QuerstiftverbindungCross pin connection
- 4848
- Statorstator
- 5050
- Spaltgap
- 5252
- Saugstutzensuction
- 5454
- Schmiervorrichtunglubricator
- 5656
- ExzenterschneckenzapfenExzenterschneckenzapfen
- 100100
- ExzenterschneckenpumpeCavity Pump
- D1D1
- Drehung um Mrotation around M
- D2D2
- Drehung um 0rotation at 0
- MM
- ExzenterschneckenzapfenmittellinieExzenterschneckenzapfenmittellinie
- M1M1
- Gewundene Exzenterschneckenmittelliniespiral Exzenterschneckenmittellinie
- XX
- StatormittellinieStatormittellinie
- ZZ
- Pumpenmittelinie/AntriebswellenmittelliniePump center line / drive shaft centerline
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DE102008042233A1 true DE102008042233A1 (en) | 2010-04-08 |
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DE102010034032A1 (en) * | 2010-08-11 | 2012-02-16 | M-Tec Mathis Technik Gmbh | Pump for conveying of setting material, particularly for conveying of prepared building material, has pump shaft with additional axial bearing in non-rotatable coupling with output shaft of drive motor |
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-
2007
- 2007-12-19 AR ARP070105713 patent/AR064436A1/en unknown
-
2008
- 2008-09-19 DE DE200810042233 patent/DE102008042233A1/en not_active Withdrawn
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|
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