DE102012104736A1

DE102012104736A1 - Rotary pump for viscous fluid medium, has heat exchanger that is associated with temperature control of pump chamber by heat carrier, and is integrated in wall of pump casing

Info

Publication number: DE102012104736A1
Application number: DE201210104736
Authority: DE
Inventors: Thomas Moldenhauer
Original assignee: ipp Pump Products GmbH
Current assignee: ipp Pump Products GmbH
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2013-12-05
Anticipated expiration: 2032-06-01
Also published as: DE102012104736B4

Abstract

The pump (10) has a casing (12) that is provided with a pump chamber in which a rotary piston is arranged for conveying fluid medium. A heat exchanger is associated with the temperature control of the pump chamber by a heat carrier, and is integrated in the wall of pump casing. The pump chamber defines wall or wall portions of the casing. The heat exchanger has a recess that is provided in the wall of casing, and an interlocking cover. The recess is formed in the outer wall of the casing. An independent claim is included for a rotary pump system.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a rotary lobe pump according to the preamble of claim 1.

Bei Kreis- beziehungsweise Drehkolbenpumpen handelt es sich um sogenannte Verdrängerpumpen mit berührungsfrei laufenden, rotierenden Förderelementen. In der Regel sind zwei rotierende, auch als Verdränger bezeichnete Förderelemente vorgesehen. Diese bilden gemeinsam mit den Begrenzungsflächen der Pumpenkammer ein Fördervolumen aus, das bei Rotation der Förderelemente durch die Pumpenkammer hindurchwandert. Die Synchronisierung der beiden gegenläufigen Förderelemente erfolgt üblicherweise mittels eines Getriebes, vorzugsweise durch ein gekoppeltes Zahnradpaar. Das Getriebe ist dazu üblicherweise in einem Getriebegehäuse angeordnet, das mit dem Pumpengehäuse beispielsweise durch Verschrauben lösbar verbunden ist.Circular or rotary lobe pumps are so-called positive displacement pumps with non-contact, rotating conveyor elements. In general, two rotating, also referred to as displacement conveyor elements are provided. These form together with the boundary surfaces of the pump chamber from a delivery volume, which migrates through the pump chamber upon rotation of the conveying elements. The synchronization of the two counter-rotating conveyor elements is usually carried out by means of a transmission, preferably by a coupled gear pair. The gearbox is usually arranged in a transmission housing, which is detachably connected to the pump housing, for example by screwing.

Kreis- beziehungsweise Drehkolbenpumpen eignen sich im Allgemeinen zur Förderung unterschiedlich viskoser fluider Medien. Dies können einerseits Flüssigkeiten sein, aber andererseits auch zähflüssige Stoffe, wie sie insbesondere im pharmazeutischen Bereich und in der Lebensmittelbranche Verwendung finden. Häufig ist es erforderlich, den Materialstrom während der Verarbeitung und insbesondere auch zur Förderung zu temperieren, also insbesondere zu kühlen oder beispielsweise zur Einstellung der Viskosität zu erwärmen.Circular or rotary lobe pumps are generally suitable for conveying different viscous fluid media. On the one hand, these can be liquids, but on the other hand they can also be viscous substances, such as those used in particular in the pharmaceutical sector and in the food industry. Often it is necessary to temper the material flow during processing and in particular for the promotion, ie in particular to cool or to heat, for example, to adjust the viscosity.

Zum Zwecke der Temperierung werden im Stand der Technik häufig sogenannte Heiztaschen auf das Pumpengehäuse aufgesetzt. Es handelt sich dabei um plattenähnliche Aufsätze mit einem auf einer Plattenseite ausgesparten Hohlraum, der von einem Wärmeträgermedium durchströmbar ist, wenn die Heiztasche auf eine Außenwand des Pumpengehäuses aufgesetzt ist. Die Heiztasche fungiert als Wärmetauscher zwischen dem Wärmeträgermedium und dem Pumpengehäuse, so dass dieses zumindest lokal auf die entsprechende Temperatur gebracht wird.For the purpose of temperature control so-called heating pockets are often placed on the pump housing in the prior art. These are plate-like attachments with a recessed on a plate side cavity, which is flowed through by a heat transfer medium when the heating bag is placed on an outer wall of the pump housing. The heating pocket acts as a heat exchanger between the heat transfer medium and the pump housing, so that it is at least locally brought to the appropriate temperature.

Nachteilig am Stand der Technik ist, dass nur eine ungleichmäßige und ineffiziente Temperierung des Pumpengehäuses erfolgt. Heiztaschen können lediglich in hinreichend großen freien Bereichen des Pumpengehäuses aufgebracht werden, so dass ein Großteil des Pumpengehäuses üblicherweise nur durch Wärmeleitung über die Wände des Pumpengehäuses erfasst werden kann. Damit kommt es zur Ausbildung starker Temperaturgradienten und einer entsprechend inhomogenen Temperaturverteilung im gesamten Pumpengehäuse, insbesondere auch im Bereich der darin angeordneten Förderelemente, Dichtungen und dem zu fördernden Medium.A disadvantage of the prior art is that only an uneven and inefficient temperature control of the pump housing takes place. Heating pockets can be applied only in sufficiently large free areas of the pump housing, so that a large part of the pump housing can usually only be detected by heat conduction through the walls of the pump housing. This results in the formation of strong temperature gradients and a correspondingly inhomogeneous temperature distribution in the entire pump housing, in particular also in the region of the conveying elements, seals and the medium to be conveyed.

Eine Herstellung von Wärmetauscherflächen durch Verschweißen gebohrter oder gefräster Kanäle für das Wärmeträgermedium an beziehungsweise mit den Wänden des Pumpengehäuses kann zwar grundsätzlich zu einer verbesserten Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Wandflächen und einer gleichmäßigeren Temperaturverteilung führen. Allerdings ist es dann naturgemäß zwingend erforderlich, die Wände der Pumpenkammer mittels eines Schweißverfahrens zu bearbeiten, also insbesondere auch die produktberührenden Wände. Selbst wenn dies ausschließlich auf der Außenseite der Wände geschieht, führen durch jegliche Schweißverfahren hervorgerufene Änderungen der Materialzusammensetzung der Wände insbesondere zur Beeinträchtigung der Lebensmittel- bzw. Arzneimittelechtheit. Damit sind diese derart bearbeiteten Pumpengehäuse nicht mehr oder nur durch erheblichen und kostenintensiven Prüfaufwand überhaupt für diese und ähnlich kritische Einsatzzwecke verwendbar.Although a production of heat exchanger surfaces by welding drilled or milled channels for the heat transfer medium to or with the walls of the pump housing can in principle lead to an improved utilization of the available wall surfaces and a more uniform temperature distribution. However, it is of course absolutely necessary to machine the walls of the pump chamber by means of a welding process, ie in particular also the walls in contact with the product. Even if this happens exclusively on the outside of the walls, changes in the material composition of the walls caused by any welding process lead, in particular, to impaired foodstuff resistance. Thus, these thus machined pump housing are no longer or only by considerable and costly testing ever for this and similar critical purposes used.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Pumpe, insbesondere eine Drehkolbenpumpe zu entwickeln, die die vorstehend beschriebenen Nachteile beseitigt. Insbesondere soll eine Temperierung der Pumpenkammer in möglichst homogener, effizienter und kostengünstiger Weise ermöglicht werden, vorzugsweise insbesondere für pharmazeutische und lebensmitteltechnische Anwendungen.The object of the present invention is therefore to develop a pump, in particular a rotary lobe pump, which eliminates the disadvantages described above. In particular, a tempering of the pump chamber should be made possible in the most homogeneous, efficient and cost-effective manner, preferably in particular for pharmaceutical and food-technical applications.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Pumpe beziehungsweise eine Drehkolbenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Drehkolbenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher zumindest teilweise in wenigstens eine Wand beziehungsweise wenigstens einen Wandabschnitt des Pumpengehäuses integriert beziehungsweise Teil derselben ist. Indem vorzugsweise bereits bei der Herstellung für eine entsprechende Ausbildung des Pumpengehäuses gesorgt wird, ist eine nachträgliche Bearbeitung zur Herstellung der Wärmetauscherflächen nicht erforderlich. Des Weiteren können die entsprechenden Wärmetauscherflächen in nahezu allen freien und/oder anderweitig geeigneten Bereichen des Pumpengehäuses bzw. der Pumpenkammer vorgesehen werden. Durch eine Verteilung der Wärmetauscherflächen wird eine gleichmäßige Temperierung der Pumpenkammer ermöglicht.The problem underlying the invention is achieved by a pump or a rotary pump with the features of claim 1. The rotary piston pump is characterized in that the heat exchanger is at least partially integrated in at least one wall or at least one wall section of the pump housing or part thereof. By preferably already being provided during manufacture for a corresponding design of the pump housing, a subsequent processing for the production of the heat exchanger surfaces is not required. Furthermore, the corresponding heat exchanger surfaces can be provided in almost all free and / or otherwise suitable areas of the pump housing or the pump chamber. By a distribution of the heat exchanger surfaces, a uniform temperature of the pump chamber is made possible.

Der Wärmetauscher ist insbesondere in eine oder mehrere Wände oder Wandabschnitte des Pumpengehäuses integriert beziehungsweise Teil derselben. Dabei handelt es sich insbesondere um die die Pumpenkammer begrenzenden Wände oder Wandabschnitte beziehungsweise deren Innenflächen. Der Wärmetauscher wird also im Prinzip durch zumindest Abschnitte oder Teilstücke der Wand gebildet. Eine solche Anordnung sorgt für eine gute Wärmeübertragung zwischen dem Wärmetauschermedium und der Pumpenkammer über die Wände der Pumpenkammer aufgrund des direkten Kontakts. Vorzugsweise ist die Pumpenkammer über wenigstens eine ihrer Begrenzungsflächen temperierbar. Diese Begrenzungsflächen werden demnach insbesondere durch die inneren Oberflächen der Wände oder Wandabschnitte des Pumpengehäuses gebildet, die entsprechend der Pumpenkammer selber zugewandt sind. Vorzugsweise erfolgt eine Temperierung der Pumpenkammer durch zumindest eine der beiden gegenüberliegenden, üblicherweise ebenen Begrenzungsflächen der Pumpenkammer, die senkrecht zu den Wellen beziehungsweise zur Drehachse der Kolben der Pumpe angeordnet sind, also durch eine Axialtemperierung. Diese Flächen bieten eine große im Wesentlichen ebene Oberfläche zur Temperierung des zu fördernden Materials. Zusätzlich oder alternativ können auch die radial zur Kolbenachse angeordneten Begrenzungsflächen temperiert sein, also durch eine Radialtemperierung. Insbesondere wenn mehrere, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen alle Begrenzungsflächen temperiert sind, ist eine besonders homogene Temperaturverteilung im Inneren des Pumpengehäuses bzw. der Pumpenkammer zu erwarten.The heat exchanger is integrated in particular in one or more walls or wall sections of the pump housing or part thereof. These are, in particular, the walls or wall sections bounding the pump chamber or their inner surfaces. The heat exchanger is thus formed in principle by at least sections or sections of the wall. Such an arrangement makes for a good one Heat transfer between the heat exchange medium and the pump chamber across the walls of the pump chamber due to direct contact. Preferably, the pump chamber is temperature controlled via at least one of its boundary surfaces. Accordingly, these boundary surfaces are formed, in particular, by the inner surfaces of the walls or wall sections of the pump housing which, according to the pump chamber, face the pump itself. Preferably, a temperature control of the pump chamber by at least one of the two opposite, usually planar boundary surfaces of the pump chamber, which are arranged perpendicular to the waves or to the axis of rotation of the piston of the pump, so by an Axialtemperierung. These surfaces provide a large, substantially flat surface for tempering the material to be conveyed. Additionally or alternatively, the boundary surfaces arranged radially to the piston axis can also be tempered, that is, by a radial temperature control. In particular, if several, preferably at least substantially all boundary surfaces are tempered, a particularly homogeneous temperature distribution in the interior of the pump housing or the pump chamber is to be expected.

Der Wärmetauscher ist vorzugsweise aus mehreren Komponenten zusammengesetzt. Insbesondere umfasst der Wärmetauscher wenigstens zwei Komponenten. Die Komponenten sind insbesondere miteinander korrespondierend ausgebildet, vorzugsweise derart, dass die Komponenten formschlüssig ineinander greifen zur Ausbildung eines Wärmetauschers. Vorzugsweise ist dazu zumindest eine Aussparung im Pumpengehäuse angeordnet. Außerdem ist eine entsprechende formschlüssige Abdeckung für die Aussparung im Pumpengehäuse vorgesehen, um einen Abschluss zur Umgebung zu ermöglichen. Die Abdeckung dient dementsprechend praktisch als Deckel für die Aussparung. Vorzugsweise ist bevorzugt durch die Abdeckung ein flüssigkeitsdichter Verschluss der Aussparung gegenüber der äußeren Umgebung vorgesehen. Zur entsprechenden Abdichtung dient insbesondere außerdem wenigstens eine Dichtung, insbesondere ein Dichtungsring, ein O-Ring oder ähnliches. Die Dichtung ist vorzugsweise im Bereich zwischen den Komponenten des Wärmetauschers eingesetzt, insbesondere zwischen der Wand des Pumpengehäuses und der Abdeckung.The heat exchanger is preferably composed of several components. In particular, the heat exchanger comprises at least two components. The components are in particular formed corresponding to one another, preferably in such a way that the components engage one another in a form-fitting manner to form a heat exchanger. Preferably, at least one recess is arranged in the pump housing for this purpose. In addition, a corresponding positive cover for the recess in the pump housing is provided to allow a degree to the environment. Accordingly, the cover serves practically as a cover for the recess. Preferably, a liquid-tight closure of the recess with respect to the external environment is preferably provided by the cover. In addition, at least one seal, in particular a sealing ring, an O-ring or the like, serves in particular for the corresponding sealing. The seal is preferably used in the region between the components of the heat exchanger, in particular between the wall of the pump housing and the cover.

Weiter bevorzugt bilden die Komponenten des Wärmetauschers, vorzugsweise das Pumpengehäuse und die Abdeckung, im Bereich der Aussparung einen Hohlraum und/oder einen Kanal aus. Der Hohlraum oder Kanal ist insbesondere zur Durchleitung des Wärmeträgermediums geeignet. Damit wird ein Durchleiten des Wärmeträgermediums mittels geeigneter Ein- und Auslassöffnungen durch den Wärmetauscher ermöglicht, um eine Temperierung der Pumpenkammer sicherzustellen.More preferably, the components of the heat exchanger, preferably the pump housing and the cover, in the region of the recess, a cavity and / or a channel. The cavity or channel is particularly suitable for the passage of the heat transfer medium. This allows a passage of the heat transfer medium by means of suitable inlet and outlet openings through the heat exchanger, to ensure a temperature control of the pump chamber.

Der Hohlraum und/oder Kanal zur Durchleitung des Wärmeträgermediums ist bevorzugt als Kammer, Rohrleitung, Bohrung, Heiz- bzw. Kühlschlange oder ähnliches ausgebildet. Damit sind im Wesentlichen alle unterschiedlichen Formen von Wänden und Wandabschnitten des Pumpengehäuses mit einem erfindungsgemäßen Wärmetauscher ausrüstbar. Auch Kombinationen dieser Ausgestaltungen sind denkbar und können Vorteile insbesondere bezüglich der Homogenität der Temperierung bieten. Beispielsweise kann eine schlangenförmige Anordnung eines Rohrabschnittes in Kombination mit einer Kammer für eine besonders gleichmäßige Temperaturverteilung sorgen.The cavity and / or channel for the passage of the heat transfer medium is preferably formed as a chamber, pipe, bore, heating or cooling coil or the like. Thus, substantially all different shapes of walls and wall sections of the pump housing can be equipped with a heat exchanger according to the invention. Combinations of these embodiments are conceivable and can offer advantages in particular with respect to the homogeneity of the temperature. For example, a serpentine arrangement of a pipe section in combination with a chamber can provide a particularly uniform temperature distribution.

Bevorzugt ist wenigstens eine Aussparung in einer äußeren Wand des Pumpengehäuses ausgebildet. Es handelt sich dabei vorzugsweise um die nach außen zeigende und damit von der Pumpenkammer abgewandte Seite der Wand beziehungsweise des Wandabschnitts. Indem die Aussparung auf der vom Inneren der Pumpenkammer wegzeigenden Seite der Wand angeordnet ist, sind diesbezüglich keine Abdichtungsprobleme zu erwarten. Eine flüssigkeitsdichte Abdeckung einer außenseitig des Pumpengehäuses offenen Aussparung, eines Hohlraums beziehungsweise Kanals kann mittels einer Abdeckung beziehungsweise Platte erfolgen. Die inneren Begrenzungsflächen der Pumpenkammer sind damit spaltfrei und somit insbesondere hygienisch und/oder pharmakologisch einwandfrei und unbedenklich ausgebildet. Insbesondere kann damit eine Ablagerung von Teilen des zu fördernden Materials bzw. Produkts in Ritzen und Spalten, die durch einen Zusammenbau des Wärmetauschers aus mehreren Komponenten hervorgerufen werden, vermieden werden.Preferably, at least one recess is formed in an outer wall of the pump housing. These are preferably the side of the wall or of the wall section facing outwards and thus away from the pump chamber. By the recess is arranged on the side facing away from the interior of the pump chamber side of the wall, no sealing problems are to be expected in this regard. A liquid-tight cover of an outside of the pump housing open recess, a cavity or channel can be done by means of a cover or plate. The inner boundary surfaces of the pump chamber are thus gap-free and thus formed in particular hygienic and / or pharmacologically perfect and safe. In particular, a deposition of parts of the material or product to be conveyed in cracks and gaps, which are caused by an assembly of the heat exchanger of a plurality of components, can thus be avoided.

Weiter bevorzugt ist der Wärmetauscher und/oder der Hohlraum beziehungsweise Kanal des Wärmetauschers zur Durchleitung eines Wärmeträgermediums ausgebildet. Hierzu sind insbesondere zumindest eine Zufluss- und eine Abflussöffnung vorgesehen. Die Zufluss- und die Abflussöffnung sind bevorzugt in einer gemeinsamen, insbesondere senkrecht zur Drehachse der Kolben ausgerichteten Wand des Pumpengehäuses angeordnet. Damit kann ein Wärmeträgermedium zugeführt und wieder abgeführt werden, so dass es den Hohlraum bzw. Kanal des Wärmetauschers durchströmen kann, um für eine Temperierung zu sorgen.More preferably, the heat exchanger and / or the cavity or channel of the heat exchanger for the passage of a heat transfer medium is formed. For this purpose, in particular at least one inflow and one outflow opening are provided. The inflow and outflow openings are preferably arranged in a common, in particular perpendicular to the axis of rotation of the piston oriented wall of the pump housing. Thus, a heat transfer medium can be supplied and discharged again, so that it can flow through the cavity or channel of the heat exchanger to provide for a temperature.

Besonders bevorzugt können mehrere Hohlräume und/oder Kanäle in einer Wand oder mehreren Wänden der Pumpenkammer zu einem Wärmetauscher verbunden sein. Hierzu sind insbesondere Verbindungsleitungen und/oder Kanäle vorgesehen. Dies bietet den Vorteil, dass das Wärmeträgermedium durch alle Teilbereiche des Wärmetauschers hindurchfließen kann und somit große Bereiche der Pumpenkammer gemeinsam temperieren kann. Insbesondere ist die gesamte Pumpenkammer mittels eines einzigen, zusammenhängenden Wärmetauschers temperierbar. Dieser Wärmetauscher weist dazu insbesondere mehrere Hohlräume und/oder Kanäle auf, die vorzugsweise miteinander verbunden sind.Particularly preferably, a plurality of cavities and / or channels in a wall or a plurality of walls of the pump chamber may be connected to a heat exchanger. For this purpose, in particular connecting lines and / or channels intended. This offers the advantage that the heat transfer medium can flow through all subregions of the heat exchanger and thus can temper large areas of the pump chamber together. In particular, the entire pump chamber by means of a single, continuous heat exchanger is temperature controlled. In particular, this heat exchanger has a plurality of cavities and / or channels, which are preferably connected to one another.

Die Komponenten der Pumpenkammer sind vorzugsweise miteinander lösbar verbunden. Vorzugsweise werden die Komponenten der Pumpenkammer zur Ausbildung eines Wärmetauschers miteinander durch separate Befestigungsmittel zusammengesteckt und/oder zusammengesetzt. Eine Befestigung erfolgt insbesondere automatisch durch den Zusammenbau der Pumpe, insbesondere durch Verbinden beispielsweise mit anderen Komponenten, wie anderen Gehäuseteilen, insbesondere einem zur Pumpe gehörenden Getriebegehäuse, oder ähnlichem. Durch die Montage der Pumpe wird dabei eine Komponente, wie beispielsweise eine Abdeckung für eine Aussparung, auf eine gegebenenfalls vorgesehene Dichtung gedrückt und in Position gehalten. Separate Befestigungsmittel sind damit nicht erforderlich. Alternativ oder ergänzend können zwar auch separate Befestigungsmittel, wie beispielsweise Schrauben oder ähnliches, vorgesehen sein, um die Komponenten der Pumpenkammer miteinander zu verbinden. Dies ermöglicht dann zwar möglicherweise eine zumindest teilweise Zerlegung der Pumpenkammer ohne Demontage der übrigen Pumpenteile, ist aber mit mehr Aufwand verbunden. Vorzugsweise werden die Komponenten durch den Anpressdruck eines Gehäuseteils der Pumpe zusammengehalten und abgedichtet, vorzugsweise flüssigkeitsdicht.The components of the pump chamber are preferably detachably connected to one another. Preferably, the components of the pump chamber to form a heat exchanger are plugged together by separate fastening means and / or assembled. An attachment is made in particular automatically by the assembly of the pump, in particular by connecting, for example, with other components, such as other housing parts, in particular a pump housing belonging to the transmission housing, or the like. By mounting the pump while a component, such as a cover for a recess, pressed on an optionally provided seal and held in position. Separate fasteners are not required. Alternatively or additionally, although separate fastening means, such as screws or the like, may be provided to connect the components of the pump chamber with each other. Although this then possibly allows at least partial disassembly of the pump chamber without disassembly of the other pump parts, but is associated with more effort. Preferably, the components are held together and sealed by the contact pressure of a housing part of the pump, preferably liquid-tight.

Das mit dem Pumpengehäuse verbundene Getriebegehäuse fixiert bevorzugt die Abdeckung, insbesondere die Abdeckplatte, relativ zu der Aussparung auf derselben, vorzugsweise zumindest flüssigkeitsdicht. Bevorzugt drückt das Getriebegehäuse die Abdeckung dazu in eine zwischen der Abdeckung und dem Pumpengehäuse, bevorzugt in der Aussparung angeordnete Dichtung. Die Abdeckung ist dazu vorzugsweise in die Aussparung eingesetzt. Aufgrund der wenigstens einen Dichtung, insbesondere des wenigstens einen Dichtungsrings bildet sich damit ein insbesondere vom Wärmeträgermedium durchströmbarer Hohlraum zwischen der Abdeckung und der Aussparung des Pumpengehäuses aus.The transmission housing connected to the pump housing preferably fixes the cover, in particular the cover plate, relative to the recess on the same, preferably at least liquid-tight. For this purpose, the transmission housing preferably presses the cover into a seal arranged between the cover and the pump housing, preferably in the recess. The cover is preferably inserted into the recess. On account of the at least one seal, in particular of the at least one sealing ring, this forms a cavity, in particular through which the heat transfer medium can flow, between the cover and the recess of the pump housing.

Die Abdichtung der wenigstens einen Drehkolbenwelle beim Durchtritt aus dem Pumpengehäuse heraus erfolgt durch eine Dichtung, die im Wesentlichen in einer Ebene mit der entsprechenden Innenwand der Pumpenkammer angeordnet ist. Damit wird aufgrund fehlender Kanten eine insbesondere dauerhafte Ablagerung des zu fördernden Produkts praktisch nahezu vollständig vermieden. Dazu sind vorzugsweise entsprechende Scheibendichtungen erforderlich.The sealing of the at least one rotary piston shaft when passing out of the pump housing takes place through a seal which is arranged substantially in a plane with the corresponding inner wall of the pump chamber. This virtually virtually completely avoided due to lack of edges in particular permanent deposition of the product to be promoted. For this purpose, preferably corresponding disc seals are required.

Bevorzugt kann die Frontplatte als Abschlusselement der Pumpenkammer eine Heiz- beziehungsweise Kühltasche (Temperierungstasche) aufweisen. Damit wird eine Temperierung der vorderen Platte ermöglicht.The front plate may preferably have a heating or cooling pocket (tempering pocket) as the closing element of the pump chamber. This allows a temperature control of the front plate.

Weitere bevorzugte Ausführungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further preferred embodiments can be found in the dependent claims.

Im Übrigen wird lediglich noch ergänzend ein System aus einer Drehkolbenpumpe gemäß obigen Ausführungen und einem Antriebsmotor zum Antreiben der Pumpe beschrieben. Der Antriebsmotor ist dabei an die Antriebswelle der Drehkolbenpumpe gekoppelt zum Antreiben derselben.Incidentally, a system of a rotary pump according to the above embodiments and a drive motor for driving the pump will only be described in addition. The drive motor is coupled to the drive shaft of the rotary piston pump for driving the same.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren (Fig.) der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen: Preferred embodiments of the invention will be described below with reference to the figures (Fig.) Of the drawing. In this show:

1 Eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehkolbenpumpe, 1 A perspective view of a first embodiment of a rotary piston pump according to the invention,

2 eine Explosionsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehkolbenpumpe, aber ähnlich demjenigen der 1, 2 an exploded view of a second embodiment of a rotary piston pump according to the invention, but similar to that of 1 .

3 eine Explosionsdarstellung der Pumpe gemäß 2 in einer Rückansicht, 3 an exploded view of the pump according to 2 in a rear view,

4 eine seitliche Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Pumpengehäuses mit aufgesetztem Getriebe, 4 a side sectional view of a pump housing according to the invention with attached gear,

5 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Pumpengehäuses, und 5 a perspective view of a pump housing according to the invention, and

6 eine weitere perspektivische Ansicht des Pumpengehäuses gemäß 6 in einer Rückansicht. 6 a further perspective view of the pump housing according to 6 in a rear view.

In den 1 bis 3 sind eine zwei ähnliche Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Pumpen 10 dargestellt, bei der es sich tatsächlich jeweils um Drehkolbenpumpen 10 handelt. Im Folgenden werden sie daher gemeinsam beschrieben, auf eventuelle Unterschiede wird explizit hingewiesen.In the 1 to 3 are a two similar embodiments of inventive pumps 10 shown, which in fact are each about rotary lobe pumps 10 is. In the following, therefore, they are described together, and any differences are explicitly indicated.

Die Pumpe 10 weist ein Pumpengehäuse 12 auf, das mit einem Getriebegehäuse 14 verbunden ist. Das Getriebegehäuse 14 weist bodenseitig Befestigungslaschen 16 auf, die zur Fixierung der Pumpe 10 auf einem nicht gezeigten Untergrund dienen. Am in der 1, 2 und 3 der Zeichnung rechten Bereich des Getriebegehäuses 14 ist jeweils ein Flansch 18 angeordnet, der zur Verbindung der darin drehbar angeordneten Antriebswelle 20 mit einem hier nicht dargestellten Antriebsmotor dient. Als Motor kann beispielsweise ein Elektromotor, ein Druckluftmotor oder ähnliches mit geeigneter Leistung und Drehzahlbereich dienen. Im Übrigen weist das Getriebegehäuse 14 noch zwei Abschmierstutzen 22 auf, die zum Befüllen des darin enthaltenen Getriebes mit Getriebeöl dienen, insbesondere durch Einfüllen in den oberen Stutzen 22, wobei gegebenenfalls ein Ablassen mittels des unteren Stutzens 22 erfolgen kann.The pump 10 has a pump housing 12 on that with a gearbox 14 connected is. The gearbox 14 has fastening tabs on the bottom side 16 on, for fixing the pump 10 on a not shown surface serve. Am in the 1 . 2 and 3 the drawing right area of the gear housing 14 each is a flange 18 arranged for connecting the drive shaft rotatably disposed therein 20 used with a drive motor, not shown here. As an engine, for example, an electric motor, a compressed air motor or the like with suitable power and speed range serve. Otherwise, the gearbox has 14 two more lubricating nozzles 22 on, which serve to fill the transmission contained therein with gear oil, in particular by filling in the upper nozzle 22 , where appropriate, a discharge by means of the lower nozzle 22 can be done.

Das Pumpengehäuse 12 weist zwei Flansche 24 und 26 auf, an die Förderleitungen beziehungsweise Rohre für das zu fördernde Produkt angeschlossen werden können. Einer der beiden Flansche 24 und 26 dient dabei als Saugstutzen, während der andere als Druckstutzen vewendet wird. Durch den Saugstutzen wird das zu fördernde Produkt mittels der Pumpe 10 angesaugt und durch den Druckstutzen von der Pumpe 10 unter Druck abgegeben. Je nach Drehsinn der Pumpe 10 kann dabei bei den hier vorwiegend betrachteten Drehkolbenpumpen die Funktionsweise vollständig umgekehrt werden, so dass alternativ sowohl der Flansch 24 wie auch der Flansch 26 als Saugstutzen dienen kann, während der jeweils andere Flansch 26 beziehungsweise 24 dann entsprechend als Druckstutzen dient.The pump housing 12 has two flanges 24 and 26 on, to the delivery lines or pipes for the product to be conveyed can be connected. One of the two flanges 24 and 26 serves as suction, while the other is used as a discharge nozzle. Through the suction nozzle, the product to be pumped by means of the pump 10 sucked in and through the discharge nozzle of the pump 10 delivered under pressure. Depending on the direction of rotation of the pump 10 In this case, the mode of operation can be completely reversed in the rotary lobe pumps considered here predominantly, so that alternatively both the flange 24 as well as the flange 26 can serve as suction, while the other flange 26 respectively 24 then serves as a discharge nozzle.

Das in den 5 und 6 separat abgebildete Pumpengehäuse 12 umschließt eine Pumpenkammer 28 im Inneren. Sie wird durch eine Frontplatte 44 verschlossen. Die Frontplatte 44 ist mittels Schrauben 46 mit dem Pumpengehäuse 12 verbunden. Die Pumpenkammer 28 weist einen im Wesentlichen ovalen Querschnitt auf. Im Innern dieser Pumpenkammer 28 sind, wie beispielsweise aus den 2 und 3 hervorgeht, zwei Drehkolben 30 auf separate Drehkolbenwellen 32 verdrehsicher aufgesteckt. Die Drehkolben 30 sind auf den Wellen 32 mittels Drehkolbenschrauben 52 befestigt. Diese Drehkolbenwellen 32 sind wiederum um ihre Achse drehbar angeordnet. Beide Drehkolbenwellen 32 sind dazu im Getriebegehäuse 14 leichtgängig gelagert und weisen jeweils ein Zahnrad 34 auf. Die beiden Zahnräder 34 kämmen zur Synchronisation der beiden Drehkolbenwellen 32 miteinander.That in the 5 and 6 separately shown pump housing 12 encloses a pump chamber 28 internally. It is through a front panel 44 locked. The front panel 44 is by means of screws 46 with the pump housing 12 connected. The pump chamber 28 has a substantially oval cross-section. Inside this pump chamber 28 are, as for example from the 2 and 3 shows, two rotary pistons 30 on separate rotary lobe shafts 32 secured against rotation. The rotary pistons 30 are on the waves 32 using rotary lobe bolts 52 attached. These rotary lobe shafts 32 are in turn rotatably arranged about their axis. Both rotary lobe shafts 32 are in the gearbox 14 mounted smoothly and each have a gear 34 on. The two gears 34 comb to synchronize the two rotary lobe shafts 32 together.

Üblicherweise verläuft eine der beiden Drehkolbenwellen 32, hier die obere, als Antriebswelle 20 aus den Getriebegehäuse 14 heraus zur Verbindung mit dem nicht gezeigten Antriebsmotor, der dazu an den Flansch 18 angekoppelt wird.Usually one of the two rotary lobe shafts runs 32 , here the upper, as drive shaft 20 from the gearbox 14 out to connect to the drive motor, not shown, to the flange 18 is coupled.

Die Drehkolben 30 sind von allen Seitenwänden bzw. Innenwänden der Pumpenkammer 28 mit geringem Spaltmaß beabstandet angeordnet. Das Spaltmaß beträgt üblicherweise einige Mikrometer (μm) bis zu einigen Millimetern (mm) abhängig von den Abmessungen der Pumpe 10. Typischerweise liegt das Spaltmaß allerdings im Bereich von einigen zehn Mikrometern (10 μm) bis zu einigen hundert Mikrometern (100 μm). Die im Bereich des Drehkolbenumfangs angeordneten Spalte werden auch als Radialspalte 36 bezeichnet, die Spalte zwischen den Drehkolben 30 als sogenannte Flankenspalte 38. Auf der vom Getriebegehäuse 14 abgewandten Seite der Pumpenkammer 28 ist zwischen den Drehkolben 30 und der Frontplatte 44 der sogenannte vordere Axialspalt 40 vorgesehen. Zwischen den Drehkolben 30 und der dem Getriebegehäuse 14 zugewandten Innenwand des Pumpengehäuses 12 ist der hintere Axialspalt 42 angeordnet.The rotary pistons 30 are of all side walls or inner walls of the pump chamber 28 spaced apart with a small gap. The gap is usually a few microns (microns) to a few millimeters (mm) depending on the dimensions of the pump 10 , However, the gap is typically in the range of several tens of micrometers (10 μm) to several hundreds of micrometers (100 μm). The arranged in the region of the rotary piston circumference column are also called radial gaps 36 denotes the gap between the rotary pistons 30 as so-called flank gaps 38 , On the gearbox 14 opposite side of the pump chamber 28 is between the rotary pistons 30 and the front panel 44 the so-called front axial gap 40 intended. Between the rotary pistons 30 and the transmission housing 14 facing inner wall of the pump housing 12 is the rear axial gap 42 arranged.

Das Pumpengehäuse 12 weist auf seiner dem Getriebegehäuse 14 zugewandten Außenseite 54 eine Aussparung 48 auf, die im vorliegenden Fall eine ovale Form aufweist. Eine Abdeckung bzw. Abdeckplatte 56 oder auch Heizblech ist dazu vorgesehen, die Aussparung 48 gegenüber der Umgebung zu verschließen und abzudichten, so dass damit im Inneren der Wandung des Pumpengehäuses 12 ein Hohlraum entsteht.The pump housing 12 points to his the gearbox 14 facing outside 54 a recess 48 which in the present case has an oval shape. A cover or cover plate 56 or also heating plate is provided, the recess 48 Close to the environment and seal, so that it is inside the wall of the pump housing 12 a cavity is created.

Dabei sind Durchbrüche 58 zur Durchführung der beiden Drehkolbenwellen 32 ausgespart. Diese umgebend sind Stege 60 vorgesehen, die den Hohlraum bzw. die Aussparung 48 in Richtung der Durchbrüche 58 begrenzen. Die Abdeckplatte 56 wird beim Zusammenbau der Pumpe 10 aus Pumpengehäuse 12 und Getriebegehäuse 14 vom Getriebegehäuse auf das Pumpengehäuse 12 gedrückt und damit dort fixiert. Insbesondere ist die Abdeckplatte 56 dazu in die Aussparung eingesetzt, wobei sie auch seitlich fixiert ist. Damit wird ohne separate Befestigungsmittel, wie Schrauben oder ähnliches, die Aussparung 48 als Hohlraum eines Wärmetauschers ausgebildet und mittels der Abdeckplatte 56 gegenüber der Umgebung abgedichtet.There are breakthroughs 58 to carry out the two rotary lobe shafts 32 spared. These are surrounding bridges 60 provided that the cavity or the recess 48 in the direction of the breakthroughs 58 limit. The cover plate 56 is when assembling the pump 10 from pump housing 12 and gearbox 14 from the gearbox housing to the pump housing 12 pressed and thus fixed there. In particular, the cover plate 56 for this purpose inserted into the recess, where it is also fixed laterally. This is without separate fasteners, such as screws or the like, the recess 48 formed as a cavity of a heat exchanger and by means of the cover plate 56 sealed against the environment.

Da die Frontplatte 44 als ebene Platte ausgebildet ist, schließt sie die Pumpenkammer 28 beim Aufsetzen auf die Außenseite 62 des Pumpengehäuses 12 ab. Zur flüssigkeitsdichten Abdichtung kann zusätzlich eine Dichtung, beispielsweise in Form eines Dichtungsrings 50 vorgesehen sein. Der Dichtungsring 80 kann dazu in einen umlaufenden Ringspalt bzw. eine Ringnut 82 eingebracht sein.Because the front panel 44 is formed as a flat plate, it closes the pump chamber 28 when putting on the outside 62 of the pump housing 12 from. For liquid-tight sealing can additionally seal, for example in the form of a sealing ring 50 be provided. The sealing ring 80 can do this in a circumferential annular gap or an annular groove 82 be introduced.

Die Aussparung 48 weist zwei Bohrungen 64 und 66 auf, die hier im Inneren der seitlichen Wände des Pumpengehäuses 12 verlaufen. Die Bohrungen 64 und 66 dienen dabei als Zulauf bzw. Ablauf für ein Wärmemedium, das zur Temperierung der Pumpenkammer 28 durch den entstehenden Hohlraum im Bereich der Aussparung 48 unterhalb der Abdeckplatte 56 geleitet werden kann. Dazu sind die Bohrungen 64 und 66, wie hier gezeigt, diagonal gegenüber versetzt an den Seitenbereichen der Aussparung 48 angeordnet.The recess 48 has two holes 64 and 66 on here inside the side walls of the pump housing 12 run. The holes 64 and 66 serve as an inlet or outlet for a heat medium, the temperature of the pump chamber 28 through the resulting cavity in the region of the recess 48 below the cover plate 56 can be directed. These are the holes 64 and 66 as shown here, offset diagonally opposite to the side portions of the recess 48 arranged.

Wie sich beispielsweise aus den 2, 3 und 4 ergibt, ist die Bohrung 64 wie auch die Bohrung 66 durch das Pumpengehäuse 12 verlaufend angeordnet. Dabei kann auf der oberen beziehungsweise unteren seitlichen Außenfläche 68 des Pumpengehäuses jeweils ein Anschlussstück 74 für die Anschlussstutzen 70 beziehungsweise 72 vorgesehen werden.How, for example, from the 2 . 3 and 4 results, is the hole 64 as well as the hole 66 through the pump housing 12 running arranged. It can on the upper or lower lateral outer surface 68 the pump housing in each case a connection piece 74 for the connecting pieces 70 respectively 72 be provided.

In der Ausführung der Drehkolbenpumpe 10 gemäß 1 ist dagegen eine Anordnung beider Anschlussstutzen 70 und 72 gemeinsam im oberen Anschlussstück 74 vorgesehen. Für die Bohrung 66 wird dazu eine Längsbohrung vom unteren Bereich des Pumpengehäuses 12 zum oberen Ende benötigt, um dort als Anschlussstutzen 72 zusammen mit den Anschlussstutzen 70 ebenfalls am oberen Bereich des Pumpengehäuses 12 zu enden. Die Anschlussstutzen 70 und 72 sind dazu in ein gemeinsames Anschlussstück 74 integriert, dass auf das Pumpengehäuse 12 in einen vorbereiteten Spalt 76 eingesetzt wird.In the version of the rotary lobe pump 10 according to 1 on the other hand is an arrangement of both connecting pieces 70 and 72 together in the upper connector 74 intended. For the hole 66 This is a longitudinal bore from the bottom of the pump housing 12 to the upper end needed to be there as a connecting piece 72 together with the connecting pieces 70 also at the top of the pump housing 12 to end. The connecting pieces 70 and 72 are in a common connector 74 integrated that on the pump housing 12 into a prepared gap 76 is used.

Abhängig davon, ob bei erfindungsgemäßen Pumpen 10 eine Beheizung gewünscht wird oder nicht, können somit entweder Anschlussstücke 74 mit vorhandenen Anschlussstutzen 70 und/oder 72 oder entsprechende Anschlussstücke ohne Anschlussstutzen als sogenanntes Blindstück eingesetzt werden.Depending on whether in pumps according to the invention 10 a heating is desired or not, so either connectors 74 with existing connecting pieces 70 and or 72 or corresponding fittings without connecting pieces are used as so-called dummy piece.

Die Anschlussstücke 74 dienen primär zur Durchleitung des Wärmeträgermediums. Außerdem können sie auch gleichzeitig Heiztaschen (beziehungsweise Kühltaschen) für die Seitenflächen des Pumpengehäuses 12 darstellen als sogenannte Radialtemperierung. Dazu sind sie so ausgebildet, dass sie möglichst vollständig vom Wärmeträgermedium durchflossen werden. Dies kann durch eine Anordnung am der jeweiligen Bohrung 64, 66 zur Weiterleitung des Wärmeträgermediums im Pumpengehäuse 12 gegenüberliegenden Endbereich des Anschlussstücks 74 sichergestellt werden.The fittings 74 primarily serve for the passage of the heat transfer medium. In addition, they can also simultaneously heating pockets (or coolers) for the side surfaces of the pump housing 12 represent as so-called radial temperature. For this they are designed so that they are as completely as possible flowed through by the heat transfer medium. This can be achieved by an arrangement on the respective bore 64 . 66 for forwarding the heat transfer medium in the pump housing 12 opposite end portion of the connector 74 be ensured.

Zusätzlich zur Beheizung der dem Getriebegehäuse 14 zugewandten Seitenfläche der Pumpenkammer 28 kann außerdem die Frontplatte 44 mit integrierten Kanälen ausgestattet sein. Hierzu kann die Frontplatte ebenfalls zweiteilig ausgebildet sein, um dann über Zuführöffnungen des Pumpengehäuses 12 mit dem entsprechenden Wärmeträgermedium versorgt zu werden. Alternativ kann die Frontplatte 44 mit einer ausgesetzten Heiztasche beheizt werden, die dann separat über Schlauchleitungen oder ähnliches angeschlossen wird.In addition to heating the transmission housing 14 facing side surface of the pump chamber 28 also can the front panel 44 be equipped with integrated channels. For this purpose, the front plate may also be formed in two parts, in order then via feed openings of the pump housing 12 be supplied with the appropriate heat transfer medium. Alternatively, the front panel 44 heated with an exposed heating bag, which is then connected separately via hose lines or the like.

Die Einbringung der Bohrungen 64 und 66 im Inneren der Wände des Pumpengehäuses 12 sorgt gleichzeitig für eine homogenere Temperierung desselben, da das Wärmeträgermedium durch die Seitenwände des Pumpengehäuses 12 ebenfalls transportiert wird.The introduction of the holes 64 and 66 inside the walls of the pump housing 12 at the same time ensures a more homogeneous tempering of the same, since the heat transfer medium through the side walls of the pump housing 12 is also transported.

Das Wärmeträgermedium, wie beispielsweise Wasser oder auch ein spezielles Kühl- beziehungsweise Heizmittel, hat typischerweise besonders hohe Wärmekapazität und eine geeignete Viskosität im interessierenden Temperaturbereich. Das Wärmeträgermedium wird üblicherweise über Leitungen, wie Schläuche oder Rohre, an die Anschlussstutzen 70 und 72 heran- beziehungsweise abgeführt. Hierzu dient ein entsprechender Kreislauf mit einer Vorrichtung zur Aufheizung beziehungsweise Abkühlung des Wärmeträgermediums und gegebenenfalls einem Reservoir. Zum Transport ist eine entsprechend Pumpeinrichtung für das Wärmeträgermedium vorgesehen.The heat transfer medium, such as water or a special cooling or heating means, typically has particularly high heat capacity and a suitable viscosity in the temperature range of interest. The heat transfer medium is usually via lines, such as hoses or pipes, to the connection piece 70 and 72 moved in or out. For this purpose, a corresponding circuit with a device for heating or cooling of the heat transfer medium and optionally a reservoir is used. For transport, a corresponding pumping device for the heat transfer medium is provided.

Claims

Rotary pump, with a pump housing ( 12 ) with at least one pump chamber ( 28 ), wherein in the pump chamber ( 28 ) at least one rotary piston ( 30 ) is arranged for conveying a fluid medium, and wherein the pump housing ( 12 ) at least one heat exchanger for controlling the temperature of the pump chamber ( 38 ) is assigned by means of a heat transfer medium, characterized in that the heat exchanger at least partially into at least one wall of the pump housing ( 12 ) is integrated.

Rotary pump according to claim 1, characterized in that the heat exchanger in one or more, the pump chamber ( 28 ) bounding walls or wall sections of the pump housing ( 12 ) is integrated, in particular such that the pump chamber ( 28 ) is temperature-controlled via at least one of its boundary surfaces, preferably at least over one of the two opposite boundary surfaces perpendicular to the axis of rotation of the piston.

Rotary piston pump according to claim 1 or 2, characterized in that the heat exchanger is composed of at least two corresponding components, in particular at least one recess ( 48 ) in particular in a wall in the pump housing ( 12 ) and a positive covering the same to the environment, preferably in the form of a cover plate ( 56 ), wherein the recess ( 48 ) in particular liquid-tight against the external environment is closed, preferably by means of the cover, preferably using at least one seal, in particular a sealing ring ( 50 ).

Rotary pump according to claim 3, characterized in that the components of the heat exchanger, preferably the pump housing ( 12 ) and the cover or the cover plate ( 56 ), in the area of the recess ( 48 ) form a cavity or channel for the passage of the heat transfer medium.

Rotary pump according to claim 4, characterized in that the cavity or channel for the passage of the heat transfer medium as a chamber, pipe, bore, heating or cooling coil or the like and / or combinations thereof is formed.

Rotary piston pump according to one of claims 3 to 5, characterized in that the recess ( 48 ) in an outer wall of the pump housing ( 12 ) is formed, preferably on the outwardly facing, from the pump chamber ( 28 ) facing away from the wall.

Rotary pump according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger and / or the cavity or channel is designed for passage of a heat transfer medium, preferably with at least one inlet and one outlet opening, wherein the inflow and outflow preferably in a common, in particular are arranged perpendicular to the axis of rotation of the piston aligned plane, preferably together in one of the side walls of the pump housing ( 12 ).

Rotary pump according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of cavities and / or channels are connected to a heat exchanger, preferably with connecting lines and / or channels, in particular completely and / or successively flowed through by the heat transfer medium.

Rotary pump according to one of the preceding claims, characterized in that the components of the heat exchanger are detachably connected to each other, preferably by plugging and / or assembling, wherein the contact pressure of an attachment, in particular a housing or housing part, brings the components of the heat exchanger into contact with each other and / or wherein preferably the components of the heat exchanger are composed liquid-tight.

Rotary lobe pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pump housing ( 12 ) associated transmission housing ( 14 ) the cover, in particular the cover plate ( 56 ), liquid-tight in the recess ( 48 ), preferably against the at least one seal ( 50 ), preferably such that the resulting cavity can only be flowed through the inlet and outlet openings provided by the heat transfer medium.

Rotary piston pump according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing of the at least one rotary piston shaft ( 32 ) relative to the pump housing ( 12 ) at least substantially in a plane with the inner wall of the pump chamber ( 28 ), wherein preferably corresponding seals, in particular disc seals, are present at this point.

Rotary pump according to one of the preceding claims, characterized in that the front plate ( 44 ) has a patch heating pocket for temperature control by means of a heat transfer medium.

System from a rotary lobe pump ( 10 ) according to one of the preceding claims with a pump housing ( 12 ) and a transmission housing ( 14 ) and one with a drive shaft ( 30 ) of the rotary lobe pump ( 10 ) Coupled, provided for driving the same drive motor.