DE102013111716B3 - Eccentric screw pump and use of an eccentric screw pump - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe zur Förderung von fluiden und/oder körnigen Medien. Der Pumpenkörper der Exzenterschneckenpumpe umfasst einen Einlassbereich, eine Pumpeinheit und einen Auslassbereich. Dem Einlassbereich ist eine Antriebseinheit zugeordnet. Die Pumpeinheit besteht aus einem Rotor und einem Stator, wobei sich der Rotor exzentrisch im Stator bewegt. Der Einlassbereich bildet die Saugseite und der Auslassbereich die Druckseite der Exzenterschneckenpumpe. Der Exzenterschneckenpumpe ist eine Bypass-Verbindung mit mindestens einem Sicherheitsventil zugeordnet, zur Aufnahme und Rückleitung von rückströmendem Medium zwischen der Druckseite und der Saugseite der Exzenterschneckenpumpe. Erfindungsgemäß sind die Bypass-Verbindung und das Sicherheitsventil in den Pumpenkörper der Exzenterschneckenpumpe integriert.The invention relates to an eccentric screw pump for conveying fluid and / or granular media. The pump body of the eccentric screw pump comprises an inlet area, a pumping unit and an outlet area. The inlet area is assigned a drive unit. The pump unit consists of a rotor and a stator, with the rotor moving eccentrically in the stator. The inlet area forms the suction side and the outlet area forms the pressure side of the eccentric screw pump. The eccentric screw pump is assigned a bypass connection with at least one safety valve for receiving and returning back-flowing medium between the pressure side and the suction side of the eccentric screw pump. According to the bypass connection and the safety valve are integrated into the pump body of the eccentric screw pump.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe zur Förderung flüssiger und/oder körniger Medien und die Verwendung einer solchen Exzenterschneckenpumpe gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 4.The present invention relates to an eccentric screw pump for conveying liquid and / or granular media and the use of such an eccentric screw pump according to the features of the preambles of claims 1 and 4.

Stand der TechnikState of the art

Exzenterschneckenpumpen sind Pumpen zur Förderung einer Vielzahl von Medien, insbesondere von dickflüssigen, hochviskosen und abrasiven Medien wie zum Beispiel Schlämmen, Gülle, Erdöl und Fetten. Aus dem Stand der Technik bekannte Exzenterschneckenpumpen sind aus einem Rotor und einem Stator gebildet, wobei der Rotor im Stator aufgenommen ist und sich im Stator exzentrisch bewegt. Der Stator wird durch ein Gehäuse mit einer schneckenförmig gewendelten Innenseite gebildet. Aus der Bewegung des Rotors und gegenseitiger Anlage werden zwischen Stator und Rotor wandernde Förderräume gebildet, vermittels welchen flüssige Medien entlang des Stators transportiert werden können. Der Rotor vollführt dabei eine exzentrische Drehbewegung um die Statorachse beziehungsweise um die Längsachse der Exzenterschneckenpumpe. Die äußere Schnecke, d. h. der Stator, hat die Form eines zweigängigen Gewindes, während die Rotorschnecke nur eingängig ist. Beispielsweise eignen sich Exzenterschneckenpumpen zum Fördern von Wasser, Erdölen und einer Vielzahl weiterer Flüssigkeiten. Die Form der Förderräume ist bei der Bewegung des Rotors innerhalb des Stators konstant, so dass das Fördermedium nicht gequetscht wird. Bei passender Auslegung können mit Exzenterschneckenpumpen nicht nur Fluide, sondern auch Festkörper gefördert werden.Eccentric screw pumps are pumps for pumping a large number of media, in particular viscous, highly viscous and abrasive media such as sludges, liquid manure, crude oil and fats. Progressing cavity pumps known from the prior art are formed from a rotor and a stator, the rotor being accommodated in the stator and moving eccentrically in the stator. The stator is formed by a housing with a spiral-shaped inside. From the movement of the rotor and mutual conditioning between the stator and rotor moving conveyor chambers are formed, by means of which liquid media can be transported along the stator. The rotor performs an eccentric rotational movement about the stator axis or about the longitudinal axis of the eccentric screw pump. The outer snail, d. H. the stator has the form of a double thread, while the rotor screw is only catchy. For example, progressing cavity pumps are suitable for conveying water, petroleum and a large number of other liquids. The shape of the delivery chambers is constant during the movement of the rotor within the stator, so that the pumped medium is not crushed. With a suitable design, not only fluids but also solids can be conveyed with progressing cavity pumps.

Bei der Förderung bestimmter Medien kann in der Exzenterschneckenpumpe ein Überdruck entstehen. Für diese Anwendung benötigen die Exzenterschneckenpumpen mindestens eine Sicherheitseinrichtung gegen Überdruck. Im Stand der Technik wird dies gelöst, indem eine Verbindungsleitung zwischen dem Einlassflansch der Saugseite des Pumpenkörpers und dem Ablaufflansch der Druckseite angeordnet wird. Die Verbindungsleitung ist eine externe Rohrleitung und/oder Schlauchleitung in die ein Überström- oder Sicherheitsventil integriert ist.When pumping certain media, overpressure can occur in the progressing cavity pump. For this application, the eccentric screw pumps require at least one safety device against overpressure. In the prior art, this is achieved by arranging a connection line between the inlet flange of the suction side of the pump body and the discharge flange of the discharge side. The connecting pipe is an external pipe and / or hose line in which an overflow or safety valve is integrated.

Nachteilig an dem beschriebenen Stand der Technik ist, dass die Verbindungsleitung einen externen Anbau an die Exzenterschneckenpumpe darstellt. Aufgrund der notwendigen Bauhöhe ist somit der Platzbedarf der Exzenterschneckenpumpe erhöht. Zudem besteht ein erhöhtes Risiko, dass externe Anbauten durch bewegliche Lasten beschädigt werden. Die Notwendigkeit von Sicherheitseinrichtungen gegen Überdruck verhindert bisher die Verwendung von Exzenterschneckenpumpen in bestimmten Anwendungsbereichen. Beispielsweise könnte der Einsatz von Exzenterschneckenpumpen in Bohrlöchern vorteilhaft sein. Allerdings ist hierbei der Platz durch den Durchmesser des Bohrlochs begrenzt. Zudem besteht die Gefahr, dass eine externe Rohrleitung an der Exzenterschneckenpumpe beim Einsetzen der Exzenterschneckenpumpe in das Bohrloch beschädigt würde.A disadvantage of the described prior art is that the connecting line represents an external attachment to the eccentric screw pump. Due to the necessary height thus the space required by the eccentric screw pump is increased. There is also an increased risk of external attachments being damaged by moving loads. The need for safety devices against overpressure has hitherto prevented the use of progressing cavity pumps in certain applications. For example, the use of progressing cavity pumps in boreholes could be advantageous. However, here the space is limited by the diameter of the borehole. In addition, there is a risk that an external pipeline would be damaged on the eccentric screw pump when inserting the eccentric screw pump into the wellbore.

Aus diesem Grund wurden Exzenterschneckenpumpe entwickelt, bei denen die Bypassleitung vorteilhaft geschützt ist. Beispielsweise zeigt die US 2009/0 095 528 A1 eine Exzenterschneckenpumpe mit einer Bypassleitung zur Aufnahme und Rückleitung von rückströmendem Medium und einem Sicherheitsventil, die in den Pumpenkörper integriert sind.For this reason, progressing cavity pumps have been developed in which the bypass line is advantageously protected. For example, the shows US 2009/0 095 528 A1 an eccentric screw pump with a bypass line for receiving and returning back flowing medium and a safety valve, which are integrated into the pump body.

Die DE 43 30 226 C1 beschreibt eine Exzenterschneckenpumpe mit einer Flüssigkeitskurzschlussleitung mit Ventil. Insbesondere ist eine Membran beschrieben, die in einer Ruhelage eine Position einnimmt, so dass das Ventil geöffnet ist und eine Flüssigkeitskurzschlussleitung besteht und das Dokument US 3011445 beschreibt eine Exzenterschneckenpumpe mit einem Bypass, der komplett im Stator integriert ist.The DE 43 30 226 C1 describes an eccentric screw pump with a liquid short-circuit line with valve. In particular, a membrane is described, which occupies a position in a rest position, so that the valve is open and there is a liquid short circuit line and the document US 3,011,445 describes an eccentric screw pump with a bypass, which is completely integrated in the stator.

Aufgabe der Erfindung ist daher eine Exzenterschneckenpumpe mit mindestens einer Sicherheitseinrichtung gegen Überdruck bereitzustellen, die sich durch einen einfachen und unkomplizierten Aufbau auszeichnet und insbesondere die genannten Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist.The object of the invention is therefore to provide an eccentric screw pump with at least one safety device against overpressure, which is characterized by a simple and uncomplicated structure and in particular does not have the disadvantages of the prior art mentioned.

Die obige Aufgabe wird durch eine Exzenterschneckenpumpe mit den Merkmalen im unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen werden durch die Unteransprüche beschrieben.The above object is achieved by an eccentric screw pump with the features in the independent claim 1. Further advantageous embodiments are described by the subclaims.

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe zur Förderung von fluiden und/oder körnigen Medien, insbesondere von dickflüssigen, hochviskosen und abrasiven Medien. Eine Exzenterschneckenpumpe besteht aus einem Pumpenkörper und einer Antriebseinheit. Der Pumpenkörper ist aufgeteilt in einen Einlassbereich mit einem Einlassstutzen, eine Pumpeinheit und einen Auslassbereich mit einem Auslassstutzen. Der Einlassstutzen und der Auslassstutzen weisen normierte Flansche auf, zur Verbindung mit weiteren Rohrabschnitten zur Förderung des gepumpten Mediums.The invention relates to an eccentric screw pump for conveying fluid and / or granular media, in particular of viscous, highly viscous and abrasive media. An eccentric screw pump consists of a pump body and a drive unit. The pump body is divided into an inlet region with an inlet nozzle, a pumping unit and an outlet region with an outlet nozzle. The inlet port and the outlet port have normalized flanges for connection to other pipe sections for delivery of the pumped medium.

Die Pumpeinheit ist aus einem Rotor und einem Stator gebildet. Der Stator wird durch ein Gehäuse mit einer schneckenförmig gewendelten Innenseite gebildet. Der Rotor ist als eine Art Rundgewindeschraube ausgebildet und bewegt sich exzentrisch im Innenraum des Stators, wodurch die zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Förderkammern in Förderrichtung beweglich sind.The pump unit is formed of a rotor and a stator. The stator is wound by a housing with a helical Formed inside. The rotor is designed as a kind of round-threaded screw and moves eccentrically in the interior of the stator, whereby the delivery chambers formed between the rotor and stator are movable in the conveying direction.

Der Einlassbereich der Exzenterschneckenpumpe bildet die Saugseite und der Auslassbereich der Exzenterschneckenpumpe bildet die Druckseite. Zwischen der Druckseite und der Saugseite ist eine Bypass-Verbindung mit mindestens einem Sicherheitsventil angeordnet. Diese dient der Aufnahme und Rückleitung von rückströmendem Medium zwischen der Druckseite und der Saugseite der Exzenterschneckenpumpe, um zu verhindern, dass sich innerhalb der Exzenterschneckenpumpe ein unkontrollierter Überdruck aufbauen kann. Ein Überdruck muss kontrolliert abgebaut werden, um Beschädigungen an der Exzenterschneckenpumpe zu verhindern beziehungsweise zu vermeiden.The inlet region of the eccentric screw pump forms the suction side and the outlet region of the eccentric screw pump forms the pressure side. Between the pressure side and the suction side, a bypass connection with at least one safety valve is arranged. This serves for receiving and returning back-flowing medium between the pressure side and the suction side of the eccentric screw pump in order to prevent an uncontrolled overpressure from building up within the eccentric screw pump. Overpressure must be reduced in a controlled manner in order to prevent or avoid damage to the eccentric screw pump.

Die Bypass-Verbindung und das Sicherheitsventil sind vorteilhaft in den Pumpenkörper der Exzenterschneckenpumpe integriert. Insbesondere sind die Bypass-Verbindung und das Sicherheitsventil im Bereich der Pumpeinheit in den Pumpenkörper der Exzenterschneckenpumpe integriert.The bypass connection and the safety valve are advantageously integrated in the pump body of the eccentric screw pump. In particular, the bypass connection and the safety valve are integrated in the pump unit in the pump body of the eccentric screw pump.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Stator in einer Statorhülse angeordnet. Der Innenumfang der Statorhülse entspricht weitgehend dem Außenumfang des Stators, so dass die Statorhülse mit ihrem Innenumfang weitgehend flächige am Außenumfang des Stators anliegt. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Stator und der Statorhülse mindestens eine Verbindungsleitung parallel zur Längsachse der Exzenterschneckenpumpe ausgebildet. Die Verbindungsleitung steht über erste und zweite Verbindungen mit den jeweiligen Innenräumen des Einlassbereiches und des Auslassbereiches in fluider Verbindung und bildet die Bypass-Verbindung. Die ersten und zweiten Verbindungen sind insbesondere Bohrungen im Gehäuse des Pumpenkörpers, insbesondere in den Bereichen, in denen Auslass- und Einlassbereich jeweils an die Pumpeinheit grenzen. Weiterhin ist der mindestens einen Verbindungsleitung mindestens ein Sicherheitsventil zugeordnet. Bei Aufbau eines Überdrucks auf der Druckseite der Exzenterschneckenpumpe wird ein Teil des geförderten Mediums als Rückstrom über die mindestens eine Verbindungsleitung zurück in den Einlassbereich des Pumpenkörpers geleitet.According to a preferred embodiment of the invention, the stator is arranged in a stator sleeve. The inner periphery of the stator sleeve largely corresponds to the outer circumference of the stator, so that the stator sleeve rests with its inner circumference largely flat on the outer circumference of the stator. According to the invention, at least one connecting line is formed parallel to the longitudinal axis of the eccentric screw pump between the stator and the stator sleeve. The connection line is fluidly connected to the respective inner spaces of the inlet area and the outlet area via first and second connections and forms the bypass connection. The first and second connections are, in particular, bores in the housing of the pump body, in particular in the areas in which the outlet and inlet areas respectively adjoin the pump unit. Furthermore, at least one safety valve is assigned to the at least one connecting line. When an overpressure builds up on the pressure side of the eccentric screw pump, a part of the pumped medium is conducted as backflow via the at least one connecting line back into the inlet region of the pump body.

Die mindestens eine Verbindungsleitung zwischen Stator und Statorhülse wird beispielsweise durch eine durchgängige Vertiefung in der Außenmantelfläche des Stators parallel zur Längsachse der Exzenterschneckenpumpe gebildet. Beispielsweise ist an der Außenmantelfläche eine durchlaufende Nut ausgebildet. Die Vertiefung erstreckt sich entlang einer Länge des Stators, insbesondere entlang der Gesamtlänge des Stators.The at least one connecting line between the stator and stator sleeve is formed for example by a continuous recess in the outer circumferential surface of the stator parallel to the longitudinal axis of the eccentric screw pump. For example, a continuous groove is formed on the outer circumferential surface. The recess extends along a length of the stator, in particular along the entire length of the stator.

Gemäß einer alternativen, nicht beanspruchten Ausführungsform weist der Stator eine zusätzliche Ummantelung auf. Insbesondere ist der Stator in einem Mantelrohr angeordnet, wobei der Stator einen Außenumfang aufweist, der kleiner ist als der Innenumfang des Mantelrohrs, so dass zwischen dem Stator und dem Mantelrohr ein Zwischenraum ausgebildet ist. Dieser steht mit den jeweiligen Innenräumen des Einlassbereiches und des Auslassbereiches in fluider Verbindung und bildet die Bypass-Verbindung aus. Weiterhin ist dem Zwischenraum mindestens ein Sicherheitsventil zugeordnet. Bei Aufbau eines Überdrucks auf der Druckseite der Exzenterschneckenpumpe wird ein Teil des geförderten Mediums als Rückstrom über den Zwischenraum zurück in den Einlassbereich des Pumpenkörpers geleitet und somit der Überdruck abgebaut.According to an alternative, unclaimed embodiment, the stator has an additional jacket. In particular, the stator is arranged in a jacket tube, wherein the stator has an outer circumference which is smaller than the inner circumference of the jacket tube, so that a gap is formed between the stator and the jacket tube. This is in fluid communication with the respective interior spaces of the inlet area and the outlet area and forms the bypass connection. Furthermore, the gap is assigned at least one safety valve. When an overpressure builds up on the pressure side of the eccentric screw pump, a portion of the pumped medium is passed as a return flow via the intermediate space back into the inlet region of the pump body and thus the overpressure is reduced.

Gemäß einer weiteren, nicht beanspruchten Ausführungsform umfasst der Rotor einen Hohlraum entlang seiner Rotorlängsachse. Der Hohlraum kann beispielsweise eine Durchgangsbohrung durch den Rotor entlang der Rotorlängsachse sein. Alternativ kann der Hohlraum bereits bei der Fertigung in den Rotor integriert werden, indem dieser bereits entsprechend hohl gegossen oder mittels eines anderen geeigneten Verfahrens hohlgeformt wird. Der Hohlraum des Rotors steht mit den jeweiligen Innenräumen des Einlassbereiches und des Auslassbereiches in fluider Verbindung und die Bypass-Verbindung bildet. Dem Hohlraum ist mindestens ein Sicherheitsventil zugeordnet. Bei Aufbau eines Überdrucks auf der Druckseite der Exzenterschneckenpumpe wird ein Teil des geförderten Mediums als Rückstrom über den inneren Hohlraum des Rotors zurück in den Einlassbereich des Pumpenkörpers geleitet.According to a further, not claimed embodiment, the rotor comprises a cavity along its rotor longitudinal axis. The cavity may for example be a through-hole through the rotor along the rotor longitudinal axis. Alternatively, the cavity can already be integrated into the rotor during manufacture by already hollow-casting it or hollow molding it by means of another suitable method. The cavity of the rotor is in fluid communication with the respective interior spaces of the inlet region and the outlet region and forms the bypass connection. The cavity is associated with at least one safety valve. When an overpressure is established on the pressure side of the eccentric screw pump, a portion of the pumped medium is passed as a return flow via the inner cavity of the rotor back into the inlet region of the pump body.

Gemäß einer weiteren, nicht beanspruchten Ausführungsform weist die Exzenterschneckenpumpe einen Stator mit mindestens einem Rückströmkanal auf. Der Rückströmkanal ist parallel zur Längsachse der Exzenterschneckenpumpe entlang der Statorlänge ausgebildet. Der mindestens eine Rückströmkanal steht mit den jeweiligen Innenräumen des Einlassbereiches und des Auslassbereiches in fluider Verbindung und die Bypass-Verbindung bildet.According to a further embodiment not claimed, the eccentric screw pump has a stator with at least one return flow channel. The return flow channel is formed parallel to the longitudinal axis of the eccentric screw pump along the stator length. The at least one return flow channel is in fluid communication with the respective interior spaces of the inlet region and the outlet region and forms the bypass connection.

Der Rückströmkanal ist insbesondere in einem Bereich zwischen einem Innengewindegang des Stators und der Außenmantelfläche des Stators ausgebildet. Der Rückströmkanal weist keine offene Verbindung zu dem Innengewindegang des Stators und/oder der Außenmantelfläche des Stators auf. Das heißt der Rückströmkanal ist im Statormaterial ausgebildet.The return flow channel is formed in particular in a region between an internal thread of the stator and the outer circumferential surface of the stator. The return flow channel has no open connection to the internal thread of the stator and / or the outer circumferential surface of the stator. That is, the return flow channel is formed in the stator material.

Dem Rückströmkanal ist mindestens ein Sicherheitsventil zugeordnet. Bei Aufbau eines Überdrucks auf der Druckseite der Exzenterschneckenpumpe wird ein Teil des geförderten Mediums als Rückstrom über den mindestens einen Rückströmkanal des Stators zurück in den Einlassbereich des Pumpenkörpers geleitet. Vorzugsweise wird der mindestens eine Rückströmkanal bei der Fertigung in den Stator eingegossen. Alternativ kann der mindestens eine Rückströmkanal auch nach der Herstellung des Stators nachträglich ausgebildet werden. The return flow channel is assigned at least one safety valve. When an overpressure is established on the pressure side of the eccentric screw pump, a portion of the pumped medium is passed as a return flow via the at least one return flow channel of the stator back into the inlet region of the pump body. Preferably, the at least one return flow channel is cast during manufacture in the stator. Alternatively, the at least one return flow channel can be subsequently formed even after the stator has been manufactured.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Sicherheitsventil innerhalb des Rückströmkanals angeordnet, vorzugsweise in einem Bereich zwischen dem Einlassbereich und der Pumpeinheit. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das Sicherheitsventil in den Auslassbereich des Pumpenkörpers integriert. Hierbei ist vorgesehen, dass eine Austrittsöffnung des Sicherheitsventils über eine erste Verbindung in einen Rückströmkanal mündet. Auch in dieser Ausführungsform können mehrere Rückführkanale und mehrere entsprechend angeordnete Sicherheitsventile Anwendung finden. Bei Aufbau eines Überdrucks auf der Druckseite der Exzenterschneckenpumpe wird ein Teil des geförderten Mediums als Rückstrom über den mindestens einen Rückströmkanal des Stators zurück in den Einlassbereich des Pumpenkörpers geleitet.According to one embodiment of the invention, the safety valve is arranged within the return flow channel, preferably in a region between the inlet region and the pumping unit. According to an alternative embodiment, the safety valve is integrated in the outlet region of the pump body. It is provided that an outlet opening of the safety valve opens via a first connection in a return flow channel. Also in this embodiment, multiple return ducts and a plurality of appropriately arranged safety valves can be used. When an overpressure builds up on the pressure side of the eccentric screw pump, a portion of the pumped medium is passed as a return flow via the at least one return flow channel of the stator back into the inlet region of the pump body.

Bei dem Sicherheitsventil zum Verhindern eines unzulässigen Druckanstiegs innerhalb der Exzenterschneckenpumpe kann es sich um ein federbelastetes Sicherheitsventil, ein gewichtsbelastetes Sicherheitsventil oder um ein mediumbelastetes Sicherheitsventil handeln. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Sicherheitsventil um ein Überströmventil zum Entlasten des Innenraums der Exzenterschneckenpumpe beim Auftreten von unzulässigem Überdruck innerhalb des geschlossenen Systems.The safety valve for preventing an impermissible increase in pressure within the eccentric screw pump can be a spring-loaded safety valve, a weight-loaded safety valve or a medium-loaded safety valve. Preferably, the safety valve is an overflow valve for relieving the interior of the eccentric screw pump in the event of inadmissible overpressure within the closed system.

Eine vorbeschrieben erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe kann insbesondere zur Förderung von fluiden und/oder körnigen Medien in einem Bohrloch verwendet werden. Eine solche Exzenterschneckenpumpe kann allgemein immer dann eingesetzt werden, wenn beispielsweise aufgrund des zu fördernden Mediums die Entwicklung von Überdruck zu erwarten ist.A previously described eccentric screw pump according to the invention can be used in particular for conveying fluid and / or granular media in a borehole. Such an eccentric screw pump can generally be used whenever, for example, due to the medium to be pumped, the development of overpressure is to be expected.

Durch die Integration des Rückströmkreislaufs mit Sicherheits- beziehungsweise Überströmventil in den Pumpenkörper der Exzenterschneckenpumpe bleibt deren Aufbau kompakt. Insbesondere führt der integrierte Rückströmkreislauf im Allgemeinen zu keiner Vergrößerung des Pumpenkörpers der Exzenterschneckenpumpe.By integrating the return circuit with safety or overflow valve in the pump body of the eccentric screw pump whose structure remains compact. In particular, the integrated return circuit generally does not increase the pump body of the eccentric screw pump.

Die Integration eines Rückströmkreislaufs ist nicht nur für Exzenterschneckenpumpen mit einem aus einem Elastomer gebildeten Stator möglich. Genauso ist es denkbar, auf vergleichbare Weise einen Rückströmkreislauf in eine so genannte stufenweise Vortex-Pumpe zu integrieren. Eine stufenweise Vortex-Pumpe wird beispielsweise in der US 2008/0 050 249 A1 beschrieben. Im Gegensatz zur Exzenterschneckenpumpe weist diese Pumpe keinen Stator aus einem Gummi auf, der beispielsweise beim Pumpen von Petroleum oder Ähnlichem vom geförderten Medium angegriffen wird. Stattdessen ist die Pumpe stufenweise aufgebaut, umfasst nur korrosionsbeständige Metallkomponenten und arbeitet zentralisiert. Dadurch können Vibrationen im System eliminiert werden, die Pumpe kann bei erhöhten Temperaturen arbeiten und kleiner ausgeführt werden.The integration of a return circuit is not only possible for progressing cavity pumps with a stator formed of an elastomer. Likewise, it is conceivable to integrate a return flow circuit into a so-called stepwise vortex pump in a comparable manner. A gradual vortex pump, for example, in the US 2008/0 050 249 A1 described. In contrast to the eccentric screw pump, this pump has no stator made of a rubber, which is attacked, for example, when pumping petroleum or the like from the pumped medium. Instead, the pump is built in stages, contains only corrosion-resistant metal components and works centralized. This can eliminate vibrations in the system, and the pump can operate at elevated temperatures and be made smaller.

Figurenbeschreibungfigure description

Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.In the following, embodiments of the invention and their advantages with reference to the accompanying figures will be explained in more detail. The proportions of the individual elements to one another in the figures do not always correspond to the actual size ratios, since some shapes are simplified and other shapes are shown enlarged in relation to other elements for better illustration.

1 zeigt eine Exzenterschneckenpumpe mit herkömmlich bekannter Bypass-Leitung gemäß dem Stand der Technik. 1 shows an eccentric screw pump with conventionally known bypass line according to the prior art.

2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe. 2 shows an embodiment of an eccentric screw pump according to the invention.

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar.For identical or equivalent elements of the invention, identical reference numerals are used. Furthermore, for the sake of clarity, only reference symbols are shown in the individual figures, which are required for the description of the respective figure. The illustrated embodiments are only examples of how the device according to the invention can be designed and do not represent a final limitation.

1 zeigt eine Exzenterschneckenpumpe 1 mit herkömmlich bekannter externer Bypass-Leitung 2 gemäß dem Stand der Technik. Die Exzenterschneckenpumpe 1 umfasst einen Pumpenkörper 3 mit einem Einlassbereich 4, einer Pumpeinheit 5 und einem Auslassbereich 6. Der Einlassbereich 4 bildet die Saugseite S der Exzenterschneckenpumpe 1 und der Auslassbereich 6 bildet die Druckseite D der Exzenterschneckenpumpe 1. Die Pumpeinheit 5 besteht aus einer exzentrischen Förderschnecke, dem sogenannten Rotor 8, der sich in einem Stator 7 mit einer schneckenförmig gewendelten Innenseite unter Ausbildung von wandernden Förderräumen 14 dreht. Der Rotor 8 ist mit der Antriebseinheit 12 verbunden, die den Rotor 8 mittels einer im Einlaufbereich des Pumpenkörpers 3 angeordneten Kuppelstange 9 mit einer Antriebswelle 13 verbindet. Dazwischen befinden sich Gelenke 10, 11 zur Verbindung von und Kraftübertragung zwischen Antriebseinheit 12 und Rotor 8. 1 shows an eccentric screw pump 1 with conventionally known external bypass line 2 according to the prior art. The eccentric screw pump 1 includes a pump body 3 with an inlet area 4 , a pump unit 5 and an outlet area 6 , The inlet area 4 forms the suction side S of the eccentric screw pump 1 and the outlet area 6 forms the pressure side D of the eccentric screw pump 1 , The pump unit 5 consists of an eccentric screw conveyor, the so-called rotor 8th who is in a stator 7 with a spiral-shaped inner side with the formation of traveling delivery chambers 14 rotates. The rotor 8th is with the drive unit 12 connected to the rotor 8th by means of a in the inlet region of the pump body 3 arranged coupling rod 9 with a drive shaft 13 combines. In between are joints 10 . 11 for connection of and power transmission between drive unit 12 and rotor 8th ,

Über den Einlassflansch 15 des Einlassbereichs 4 gelangt das zu fördernde Medium M in die Exzenterschneckenpumpe 1, wird durch die wandernden Förderräume 14 in Förderrichtung Fr durch die Pumpeinheit transportiert und über den Auslassflansch 16 des Auslassbereichs 6 aus der Exzenterschneckenpumpe 1 heraus gepumpt. Zwischen dem Auslassflansch 16 und dem Einlassflansch 15 ist über geeignete Verbindungsmittel 17, 18 die Bypass-Leitung 2 mit einem Sicherheitsventil 20, beispielsweise mit einem Überströmventil 21, angeordnet. Insbesondere ist das Überströmventil 21 direkt an einem Verbindungsmittel 17 angeordnet, das dem Auslassflansch 16 zugeordnet ist. Die Bypass-Leitung 2 erstreckt sich zwischen dem Überströmventil 21 und dem Verbindungsmittel 18, das dem Einlaufflansch 15 zugeordnet ist, parallel zum Pumpenkörper 3.Over the inlet flange 15 of the inlet area 4 enters the medium to be pumped M in the eccentric screw pump 1 , is due to the moving delivery rooms 14 transported in the conveying direction Fr through the pumping unit and over the outlet flange 16 the outlet area 6 from the eccentric screw pump 1 pumped out. Between the outlet flange 16 and the inlet flange 15 is via suitable connecting means 17 . 18 the bypass line 2 with a safety valve 20 , for example, with an overflow valve 21 arranged. In particular, the overflow valve 21 directly on a connecting means 17 arranged, which is the outlet flange 16 assigned. The bypass line 2 extends between the spill valve 21 and the connecting means 18 that the inlet flange 15 is assigned, parallel to the pump body 3 ,

Bei dem dargestellten Sicherheitskreislauf wird bei Aufbau eines Überdrucks auf der Druckseite D der Exzenterschneckenpumpe 1 ein Teil des geförderten Mediums M als Rückstrom MR zurück zum Einlassflansch 15 und weiter in den Einlassbereich 4 des Pumpenkörpers 3 geleitet.In the illustrated safety circuit is in building an overpressure on the pressure side D of the eccentric screw pump 1 a portion of the pumped medium M as return flow M R back to the inlet flange 15 and further into the inlet area 4 of the pump body 3 directed.

2 zeigt eine erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe 30-2. Bei dieser ist mindestens ein Überströmventil 40 in den Pumpenkörper 3 integriert. Insbesondere ist der Stator 7-2 von einer Statorhülse 50 umgeben. Zwischen dem Stator 7-2 und der Statorhülse 50 ist zumindest bereichsweise eine Verbindungsleitung 52 parallel zur Längsachse L der Exzenterschneckenpumpe 30-2 ausgebildet. Die Verbindungsleitung 52 weist am druckseitigen Ende der Exzenterschneckenpumpe 30-2 eine erste Verbindung 55 zu dem Innenraum der Exzenterschneckenpumpe 30-2 im Auslassbereich 6 auf. Weiterhin weist die Verbindungsleitung 52 am saugseitigen Ende der Exzenterschneckenpumpe 30-2 eine zweite Verbindung 56 zu dem Innenraum der Exzenterschneckenpumpe 30-2 im Einlassbereich 4 auf. Die erste Verbindung 55, die Verbindungsleitung 52 und die zweite Verbindung 56 bilden einen Rückströmkanal, durch den ein Teil des Mediums MR beim Entstehen eines Überdrucks innerhalb der Exzenterschneckenpumpe 30-2 von der Druckseite D zurück zur Saugseite S der Exzenterschneckenpumpe 30-2 fließen kann. Das zurückströmende Medium MR mündet in den Einlassbereich 4 des Pumpenkörpers 3 und wird anschließend wieder in Förderrichtung FR durch die Exzenterschneckenpumpe 30-2 gefördert. 2 shows an eccentric screw pump according to the invention 30-2 , This is at least one overflow valve 40 in the pump body 3 integrated. In particular, the stator 7-2 from a stator sleeve 50 surround. Between the stator 7-2 and the stator sleeve 50 is at least partially a connection line 52 parallel to the longitudinal axis L of the eccentric screw pump 30-2 educated. The connection line 52 has at the pressure-side end of the eccentric screw pump 30-2 a first connection 55 to the interior of the eccentric screw pump 30-2 in the outlet area 6 on. Furthermore, the connection line 52 at the suction end of the eccentric screw pump 30-2 a second connection 56 to the interior of the eccentric screw pump 30-2 in the inlet area 4 on. The first connection 55 , the connection line 52 and the second connection 56 form a return flow passage, through which a part of the medium M R in the emergence of an overpressure within the eccentric screw pump 30-2 from the pressure side D back to the suction side S of the eccentric screw pump 30-2 can flow. The backflowing medium M R opens into the inlet area 4 of the pump body 3 and then again in the conveying direction FR by the eccentric screw pump 30-2 promoted.

Innerhalb der Verbindungsleitung 52 beziehungsweise zwischen der Verbindungsleitung 52 und der zweiten Verbindung 56 auf der Saugseite S der Exzenterschneckenpumpe 30-2 sind ein oder mehrere Überströmventile 40 zur Begrenzung des Förderdrucks angeordnet.Inside the connection line 52 or between the connecting line 52 and the second connection 56 on the suction side S of the eccentric screw pump 30-2 are one or more overflow valves 40 arranged to limit the delivery pressure.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.The invention has been described with reference to a preferred embodiment. However, it will be apparent to those skilled in the art that modifications or changes may be made to the invention without departing from the scope of the following claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
ExzenterschneckenpumpeCavity Pump
22
externe Bypass-Leitungexternal bypass line
33
Pumpenkörperpump body
44
Einlassbereichinlet area
55
Pumpeinheitpump unit
66
Auslassbereichoutlet
77
Statorstator
88th
Rotorrotor
99
Kuppelstangecoupling rod
1010
Gelenkjoint
1111
Gelenkjoint
1212
Antriebseinheitdrive unit
1313
Antriebswelledrive shaft
1414
Förderraumdelivery chamber
1515
Einlassflanschinlet flange
1616
Auslassflanschoutlet flange
1717
Verbindungsmittelconnecting means
1818
Verbindungsmittelconnecting means
2020
Sicherheitsventilsafety valve
2121
Überströmventiloverflow
3030
ExzenterschneckenpumpeCavity Pump
4040
Überströmventiloverflow
5050
Statorhülsestator
5252
Verbindungsleitungconnecting line
5555
erste Verbindungfirst connection
5656
zweite Verbindungsecond connection
DD
Druckseitepressure side
FRFR
Förderrichtungconveying direction
LL
Längsachselongitudinal axis
MM
Mediummedium
MR M R
rückströmendes Mediumbackflowing medium
SS
Saugseitesuction

Claims (4)

Exzenterschneckenpumpe (1, 30) zur Förderung von fluiden und/oder körnigen Medien (M) mit einem Pumpenkörper (3), der Pumpenkörper (3) umfassend einen Einlassbereich (4), eine Pumpeinheit (5) und einem Auslassbereich (6), wobei die Pumpeinheit (5) aus einem Rotor (8) und einem Stator (7) gebildet ist und wobei der Rotor (8) exzentrisch im Stator (7) bewegbar ist, wobei der Einlassbereich (4) die Saugseite (S) und der Auslassbereich (6) die Druckseite (D) der Exzenterschneckenpumpe (1, 30) bildet, und wobei der Exzenterschneckenpumpe (1, 30) eine Bypass-Verbindung (2) mit mindestens einem Sicherheitsventil (20) zugeordnet ist, zur Aufnahme und Rückleitung von rückströmendem Medium (MR) zwischen der Druckseite (D) und der Saugseite (S) der Exzenterschneckenpumpe (1, 30), wobei die Bypass-Verbindung und das Sicherheitsventil (40) in den Pumpenkörper (3) der Exzenterschneckenpumpe (30) integriert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (7-2) in einer Statorhülse (50) angeordnet ist, wobei die Statorhülse (50) mit ihrem Innenumfang weitgehend flächige am Außenumfang des Stators (7-2) anliegt und wobei zwischen Stator (7-2) und Statorhülse (50) mindestens eine Verbindungsleitung (52) parallel zur Längsachse (L) der Exzenterschneckenpumpe (30) ausgebildet ist, die über erste und zweite Verbindungen (55, 56) mit den jeweiligen Innenräumen des Einlassbereiches (4) und des Auslassbereiches (5) in fluider Verbindung steht und die Bypass-Verbindung ausbildet.Eccentric screw pump ( 1 . 30 ) for conveying fluid and / or granular media (M) with a pump body ( 3 ), the pump body ( 3 ) comprising an inlet area ( 4 ), a pump unit ( 5 ) and an outlet area ( 6 ), the pump unit ( 5 ) from a rotor ( 8th ) and a stator ( 7 ) is formed and wherein the rotor ( 8th ) eccentric in the stator ( 7 ) is movable, wherein the inlet area ( 4 ) the suction side (S) and the outlet region ( 6 ) the pressure side (D) of the eccentric screw pump ( 1 . 30 ), and wherein the eccentric screw pump ( 1 . 30 ) a bypass connection ( 2 ) with at least one safety valve ( 20 ), for receiving and returning back-flowing medium (M R ) between the pressure side (D) and the suction side (S) of the eccentric screw pump ( 1 . 30 ), whereby the bypass connection and the safety valve ( 40 ) in the pump body ( 3 ) of the eccentric screw pump ( 30 ) are integrated, characterized in that the stator ( 7-2 ) in a stator sleeve ( 50 ) is arranged, wherein the stator sleeve ( 50 ) with its inner circumference largely flat on the outer circumference of the stator ( 7-2 ) and wherein between stator ( 7-2 ) and stator sleeve ( 50 ) at least one connecting line ( 52 ) parallel to the longitudinal axis (L) of the eccentric screw pump ( 30 ) which is connected via first and second connections ( 55 . 56 ) with the respective interior spaces of the inlet area ( 4 ) and the outlet area ( 5 ) is in fluid communication and forms the bypass connection. Exzenterschneckenpumpe (30) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Verbindungsleitung (52) insbesondere durch eine durchgängige Vertiefung in der Außenmantelfläche des Stators (7-2) parallel zur Längsachse (L) der Exzenterschneckenpumpe (30) gebildet werden, wobei sich die Vertiefung entlang einer Länge des Stators (7-2), insbesondere entlang der Gesamtlänge des Stators (7-2), erstreckt.Eccentric screw pump ( 30 ) according to claim 1, wherein the at least one connecting line ( 52 ) in particular by a continuous recess in the outer circumferential surface of the stator ( 7-2 ) parallel to the longitudinal axis (L) of the eccentric screw pump ( 30 ) are formed, wherein the recess along a length of the stator ( 7-2 ), in particular along the entire length of the stator ( 7-2 ) extends. Exzenterschneckenpumpe (30) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Sicherheitsventil (40) ein Überströmventil ist.Eccentric screw pump ( 30 ) according to one of the preceding claims, wherein the safety valve ( 40 ) is an overflow valve. Verwendung einer Exzenterschneckenpumpe (30) nach einem der voranstehenden Ansprüche zur Förderung von fluiden und/oder körnigen Medien (M) in einem Bohrloch.Use of an eccentric screw pump ( 30 ) according to one of the preceding claims for conveying fluid and / or granular media (M) in a borehole.
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