DE102009019220B4

DE102009019220B4 - Schraubenspindelpumpe

Info

Publication number: DE102009019220B4
Application number: DE200910019220
Authority: DE
Inventors: Roland Maurischat
Original assignee: Leistritz Pumpen GmbH
Current assignee: Leistritz Pumpen GmbH
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2029-05-01
Also published as: WO2010125142A3; DE102009019220A1; WO2010125142A2

Abstract

Schraubenspindelpumpe, mit einem Gehäuse, in dem eine Antriebsspindel und wenigstens eine gegenläufige Laufspindel mit ineinander eingreifenden Profilpaketen mit unterschiedlicher Steigung aufgenommen sind, von denen ein Profilpaket keine Steigung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das keine Steigung aufweisende Profilpaket (22, 23) als mehrere Drosselkammern aufweisende Labyrinthdrossel ausgebildet ist und das Gehäuse (8) im Bereich des keine Steigung aufweisenden Profilpakets (22, 23) eine an das Profilpaket (22, 23) angepasste labyrinthartige Kontur aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubenspindelpumpe, mit einem Gehäuse, in dem eine Antriebsspindel und wenigstens eine gegenläufige Laufspindel mit ineinander eingreifenden Profilpaketen mit unterschiedlicher Steigung aufgenommen sind, von denen ein Profilpaket keine Steigung aufweist.
Schraubenspindelpumpen werden Zur Förderung von Fluiden und Mehrphasengemischen unterschiedlicher Art eingesetzt. Die Antriebsspindel und die wenigstens eine Laufspindel weisen Förderprofile auf, die gemeinsam mit dem Gehäuse Verdrängerräume bilden, durch die das Fluid axial von der Saugseite zur Druckseite befördert wird.
Aus der DE 801 560 B ist eine Schraubenspindelpumpe bekannt, mit einem Gehäuse, in dem eine Antriebsspindel und wenigstens eine gegenläufige Laufspindel mit ineinander eingreifenden Profilpaketen aufgenommen sind, wobei die Spindeln zwei Profilpakete mit unterschiedlicher Steigung aufweisen.
In der DD 95 186 A1 wird eine Schraubenspindelpumpe vorgeschlagen, deren Spindeln in einem Gehäuse angeordnet sind, das an seiner Innenseite ein Gewinde aufweist.
In der DE 10 2005 037 118 B3 wird eine zweiflutige Schraubenspindelpumpe beschrieben, deren Spindeln Wirkpakete mit identischer Steigung aufweisen.
In der DE 601 04 086 T2 wird eine Schneckenfördereinrichtung beschrieben, deren Spindeln wendelförmige Windungen sowie Transportschnecken aufweisen.
Weiter Ausführungen von Schraubenspindelpumpen sind in der US 3 265 292 A und in der US 2 652 192 A offenbart.
1 zeigt eine herkömmliche doppelflutige Schraubenspindelpumpe 1, mit einem Gehäuse 24 und einem Gehäuseeinschub 2, in dem eine Antriebsspindel 3 und eine gegenläufige Laufspindel 4 mit ineinander eingreifenden Profilabschnitten 5, 6 aufgenommen sind. Die Schraubenspindelpumpe 1 eignet sich auch zur Förderung von nicht schmierenden, verschmutzten oder gasbeladenen Medien. Der maximal mögliche Differenzdruck wird bei derartigen herkömmlichen Schraubenspindelpumpen allerdings durch die hydraulische Querkraft und die damit verbundene Durchbiegung der Spindeln begrenzt. Ebenso setzt die Belastbarkeit der Lager an beiden Enden der Spindeln einer Druckerhöhung Grenzen, da bei höherem Betriebsdruck größer erforderlich sind, der für die Lager zur Verfügung stehende Bauraum ist jedoch begrenzt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schraubenspindelpumpe anzugeben, die auch bei einem erhöhten Differenzdruck betrieben werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Schraubenspindelpumpe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das keine Steigung aufweisende Profilpaket als mehrere Drosselkammern aufweisende Labyrinthdrossel ausgebildet ist und das Gehäuse im Bereich des keine Steigung aufweisenden Profilpakets eine an das Profilpaket angepasste labyrinthartige Kontur aufweist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die auf die Spindel einwirkende hydraulische Querkraft durch Profilpakete mit unterschiedlicher Steigung beeinflusst werden kann. Bei verringerter, auf die Spindeln einwirkender Querkraft kann der Differenzdruck erhöht werden, sodass die Pumpe bei einem höheren Betriebsdruck betrieben werden kann.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass eines der Profilpakete keine Steigung aufweist. Dabei weist sowohl die Antriebsspindel als auch die wenigstens eine Laufspindel ein erstes Profilpaket mit „normaler” Steigung und ein zweites Profilpaket auf, das keine Steigung aufweist, bzw. dessen Steigung Null ist. Durch das keine Steigung aufweisende Profilpaket wird die auf die Spindeln einwirkende hydraulische Querkraft halbiert, sodass der Differenzdruck und damit der Betriebsdruck, bei dem die erfindungsgemäße Schraubenspindelpumpe betrieben werden kann, nahezu verdoppelt werden kann.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das keine Steigung aufweisende Profilpaket als mehrere Drosselkammern aufweisende Labyrinthdrossel ausgebildet ist. An dieser Stelle ist somit eine Drosselstelle mit mehreren Drosselkammern gebildet.
Bei der erfindungsgemäßen Schraubenspindelpumpe ist der Wirkungsgrad erhöht, da das Gehäuse im Bereich des keine Steigung aufweisenden Profilpakets eine an das Profilpaket angepasste labyrinthartige Kontur aufweist. Durch die labyrinthartige Kontur dieses Abschnitts des Gehäuses wird die Länge der Dichtlinie signifikant verlängert, wodurch sich ein höherer Wirkungsgrad ergibt.
Bei der erfindungsgemäßen Schraubenspindelpumpe wird es bevorzugt, dass die Antriebsspindel und/oder die wenigstens eine Laufspindel drei Lagerstellen aufweisen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die Antriebsspindel und/oder die wenigstens eine Laufspindel in Gleitlagern gelagert sein. In diesem Zusammenhang kann es auch vorgesehen sein, dass die Gleitlager gegenüber dem Förderraum durch Gleitringdichtungen abgedichtet sind.
Eine Vereinfachung der Herstellung und eine bessere Zugänglichkeit bei gegebenenfalls notwendigen Wartungs- oder Reparaturarbeiten ergibt sich, wenn das Gehäuse bzw. der Gehäuseeinschub der erfindungsgemäßen Schraubenspindelpumpe horizontal, orthogonal zur Längsachse der Antriebsspindel und der wenigstens einen Laufspindel, geteilt ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
2 zeigt eine Schraubenspindelpumpe 7, mit einem Gehäuse 8 und einem Gehäuseeinschub 26, in dem eine Antriebsspindel 9 und eine gegenläufige Laufspindel mit ineinander eingreifenden Profilpaketen 11, 12 angeordnet sind. Die beiden Profilpakete 11, 12 kämmen miteinander, wodurch axial bewegte Druckkammern erzeugt werden, um ein Medium von der Saugseite 13 zur Druckseite 14 zu fördern. Der auf der Druckseite dargestellte Pfeil 15 gibt die Förderrichtung des Mediums an.
Die Antriebsspindel 9 und die Laufspindel 10 sind jeweils in Gleitlagern 16, 17, 25 gelagert, die Abdichtung der Lagerung gegenüber dem Förderraum erfolgt mittels Gleitringdichtungen 18, 19. Die Antriebsspindel 9 und die Laufspindel 10 weisen Getrieberäder 20, 21 auf, wodurch die kämmende Bewegung der Förderprofile kontaktfrei realisiert wird.
Wie in 2 gezeigt ist, weist die Antriebsspindel 9 neben dem Profilpaket 11, das eine bestimmte Steigung aufweist, ein weiteres Profilpaket 22 auf, das eine dazu unterschiedliche Steigung aufweist. Analog weist die Laufspindel 10 ein weiteres Profilpaket 23 auf, das eine zum Profilpaket 12 unterschiedliche Steigung aufweist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die Profilpakete 22, 23 keine Steigung, bzw. die Steigung oder der Steigungswinkel ist Null. Dementsprechend erfolgt durch die Profilpakete 22, 23 keine Förderung des Mediums. Bei diesem Aufbau wird die auf die Spindeln 9, 10 einwirkende hydraulische Querkraft beträchtlich reduziert, diese kann auf die Hälfte reduziert werden, im Vergleich zu einer herkömmlichen Schraubenspindelpumpe, wie sie beispielsweise in 1 dargestellt ist. Durch die verringerte hydraulische Querkraft verringert sich ebenfalls die Spindeldurchbiegung, sodass die Schraubenspindelpumpe 7 für einen signifikant erhöhten Differenzdruck geeignet ist.
Die Profilpakete 22, 23 bilden eine mehrere Drosselkammern aufweisende Labyrinthdrossel. Das Gehäuse 8 weist im Bereich der keine Steigung aufweisenden Profilpakete 22, 23 eine an die Profilpakete angepasste labyrinthartige Kontur auf, durch die die Dichtlinie 24 verlängert wird. Die verlängerte Dichtlinie 24 bewirkt eine Erhöhung des Wirkungsgrads der Schraubenspindelpumpe 7.
Beim Betrieb der Schraubenspindelpumpe 7 wird diese vorzugsweise vertikal aufgestellt, wodurch sich Vorteile bei der Förderung gasbeladener Medien ergeben, da eine Separation der Phasen des geförderten Mediums vermieden wird. Das Gehäuse 8 der Schraubenspindelpumpe 7 ist horizontal, orthogonal zur Längsachse der Antriebsspindel 9 und der Laufspindel 10, geteilt.
Die doppelflutige zweispindlige Schraubenspindelpumpe 7 eignet sich zur Förderung Von schmierenden und nicht schmierenden Flüssigkeiten mit oder ohne gasförmige und abrasive Bestandteile. Wegen des höheren Betriebsdrucks kann sie z. B. bei Offshore-Anwendungen in großen Wassertiefen betrieben werden, daneben ist sie in der Lage, das Medium über größere Entfernungen zu fördern.

Claims

Schraubenspindelpumpe, mit einem Gehäuse, in dem eine Antriebsspindel und wenigstens eine gegenläufige Laufspindel mit ineinander eingreifenden Profilpaketen mit unterschiedlicher Steigung aufgenommen sind, von denen ein Profilpaket keine Steigung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das keine Steigung aufweisende Profilpaket (22, 23) als mehrere Drosselkammern aufweisende Labyrinthdrossel ausgebildet ist und das Gehäuse (8) im Bereich des keine Steigung aufweisenden Profilpakets (22, 23) eine an das Profilpaket (22, 23) angepasste labyrinthartige Kontur aufweist.
Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsspindel (9) und/oder die wenigstens eine Laufspindel (10) bis zu drei Lagerstellen aufweisen.
Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsspindel (9) und/oder die wenigstens eine Laufspindel (10) in Gleitlagern (16, 17, 25) gelagert sind.
Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlager (16, 17, 25) gegenüber dem Förderraum durch Gleitringdichtungen (18, 19) abgedichtet sind.
Schraubenspindelpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) und/oder der Gehäuseeinschub (26) horizontal, orthogonal zur Längsachse der Antriebsspindel (9) und der wenigstens einen Laufspindel (10), geteilt ist bzw. sind.