DE102017011154B3

DE102017011154B3 - Rotierende Verdrängerpumpe zum Fördern von fließfähigen Stoffen, Laufrad für eine solche und Verfahren zum Fördern mit einer solchen Verdrängerpumpe

Info

Publication number: DE102017011154B3
Application number: DE102017011154.5A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-12-02
Filing date: 2017-12-02
Publication date: 2018-10-11
Anticipated expiration: 2037-12-03
Also published as: DE202017006441U1; WO2019105578A1; EP3717775A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine rotierende Verdrängerpumpe (100, 200) zum Fördern von fließfähigen Stoffen (P), ein Laufrad (30, 30*) für eine solche und ein Verfahren zum Fördern mit einer solchen Verdrängerpumpe. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine diesbezügliche Verdrängerpumpe zu schaffen, die insgesamt und insbesondere mit Blick auf ihr Laufrad konstruktiv sehr einfach aufgebaut und entsprechend einfach herzustellen ist, die verschleißarm arbeitet und pulsationsfrei fördert._Dies wird unter anderem sichergestellt mit einer einflutigen Verdrängerpumpe (100)• mit einem umlaufenden, nutförmigen Laufradkanal (32), der wenigstens in eine der Stirnseiten des zylinderförmigen Laufrades (30) und konzentrisch zu dessen Rotationsachse (R) axial eingreift,• mit dem Laufradkanal (32), dessen Nutflanken in Gestalt einer gleichförmig wellenförmigen, stetig gekrümmten radial äußeren Kanalbegrenzung (34) und einer ebensolchen radial inneren Kanalbegrenzung (36) ausgeformt und, in radialer Richtung und in jeder Ebene senkrecht zur Rotationsachse (R) gesehen, äquidistant zueinander sind und in einer Kanalgrundfläche (38) enden und• mit einem kreisringförmigen Leitring (50), der mit dem Deckelkörper (6) oder dem Gehäusekörper (4) fest verbunden ist, in den Laufradkanal (32) eingreift und sich bis zur Kanalgrundfläche (38) erstreckt, wobei, in radialer Richtung gesehen, alle äußeren Wellenkämme (WKa) der äußeren Kanalbegrenzung (34) und alle inneren Wellenkämme (WKi) der inneren Kanalbegrenzung (36) jeweils auf ihrer gesamten Erstreckungslänge bis an den Leitring (50) herangeführt sind

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine rotierende Verdrängerpumpe zum Fördern von fließfähigen Stoffen, ein Laufrad für eine solche und ein Verfahren zum Fördern mit einer solchen Verdrängerpumpe. Bei den fließfähigen Stoffen kann es sich auch um solche mit niedriger bis hoher Viskosität und jeweils stückigen Anteilen handeln. Die Einsatzgebiete derartiger Verdrängerpumpen sind die Chemie, die Pharmazie und die lebensmittelerzeugende und. -verarbeitende Industrie. Zur Einordnung und Abgrenzung der erfindungsgemäßen rotierenden Verdrängerpumpe, die hinsichtlich ihres grundlegenden Förderprinzips im Stand der Technik kein Vorbild hat, kann der Hinweis dienen, dass sie in einem Gehäuse ein einziges drehbewegliches Laufrad und ein einziges, die Saug- von der Druckseite trennendes, bewegliches Trennelement aufweist.
STAND DER TECHNIK
Verdrängerpumpen zur Förderung fließfähiger Stoffe ohne stückige Anteile oder mit derartigen Beimengungen lassen sich einteilen in solche, bei denen ein Förderorgan eine hin- und hergehende oder eine drehende Bewegung ausführt. Hinlänglich bekannte Membranpupen oder Kolbenpumpen gehören zur ersten Gruppe; sie erfordern unter anderem Rückschlagventile in der Saug- und Druckseite und sie weisen eine pulsierende Förderung auf. Zur zweiten Gruppe, den rotierenden Verdrängerpumpen, gehören ebenfalls hinlänglich bekannte Exzenterwellenpumpen, Drehkolbenpumpen, Schraubenspindelpumpen, Zahnradpumpen und Schlauchpumpen. Exzenterwellenpumpen sind bei höheren Temperaturen verschleißanfällig und komplex im Aufbau. Drehkolbenpumpen sind durch eine leichte Pulsation des Förderstromes gekennzeichnet; sie erfordern zwei Gleitringdichtungsanordnungen. Schraubenspindelpumpen sind komplex im Aufbau und sie erfordern gleichfalls zwei Gleitringdichtungsanordnungen. Zahnradpumpen sind nur für homogene Stoffe ohne stückige und/oder abrasive Beimengungen geeignet; sie erfordern zwei Gleitringdichtungsanordnungen. Schlauchpumpen sind konstruktiv eher aufwändig, sie erzeugen einen leicht pulsierenden Förderstrom und sind durch einen mehr oder weniger großen Schlauchverschleiß gekennzeichnet.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird auf eine rotierende Verdrängerpumpe verwiesen, die im Stand der Technik als sog. MasoSine-Pumpe bekannt ist (siehe hierzu folgenden Link: http://www.watson-marlow.com/ Documents/knowledge-hub/Brochures/de%20-%20German/MasoSine%20DE/b-masosine-certa-DE-03.pdf). Sie zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass sie in einem Gehäuse ein einziges drehbewegliches Laufrad und ein einziges, die Saug- von der Druckseite trennendes, bewegliches Trennelement aufweist. In einem zylinderförmigen Gehäuse befindet sich konzentrisch zur Zylinderachse ein zentrisch gelagerter zylindrischer Rotor, auf und über dessen Mantelfläche sich in radialer Richtung eine umfänglich geschlossene, wellenförmige Kurvenscheibe erstreckt. Die wellenförmigen Auslenkungen der Kurvenscheibe sind axial zur Rotorachse orientiert, wobei die Wellenkämme der einen Seite der Kurvenscheibe auf der einen Stirnseite des zylinderförmigen Gehäuses und jene auf der anderen Seite der Kurvenscheibe auf der anderen Stirnseite dichtend gleiten. Das schieberartige, plattenförmige Trennelement, das in der Mantelfläche des Gehäuses axial verschieblich gelagert ist und beiderseits in die jeweilige Stirnseite des Gehäuses eingreift, umfasst die Kurvenscheibe beiderseits bis auf die Mantelfläche des Rotors. Durch die Drehbewegung des Rotors und damit der Kurvenscheibe erfährt das Trennelement eine axiale hin- und hergehende Bewegung, die eine Trennung der Saug- von der Druckseite der Verdrängerpumpe sicherstellt. Diese Verdrängerpumpe arbeitet nahezu pulsationsfrei. Allerdings ist das Trennelement durch seine fortdauernden Relativbewegungen gegenüber dem Gehäuse, der Mantelfläche des Rotors und allen von ihm umfassten Randflächen der Kurvenscheibe einem hohen Verschleiß unterworfen.
Eine rotierende Verdrängerpumpe der vorgenannten Art ist auch in der DE 10 2015 116 769 A1 offenbart. Die dort beschriebene Verdrängerpumpe weist einen um eine Drehachse drehbaren Rotor auf, welcher eine Rotornabe und einen sich von der Rotornabe in radialer Richtung erstreckenden wellenförmig umlaufenden Rotorkragen umfasst. Ein Pumpengehäuse bildet mit dem Rotor einen Pumpenkanal, der in Abhängigkeit von einer wahlweise einstellbaren Betriebsrichtung der Pumpe einen ersten Einlass-/Auslassraum mit einem zweiten Einlass-/Auslassraum verbindet. Eine Sperrvorrichtung, welche zwischen dem ersten Ein-Iass-/Auslassraum und dem zweiten Einlass-/Auslassraum angeordnet ist, weist ein Sperrelement auf, welches den Pumpenkanal in axialer Richtung beidseitig des Rotorkragens sperrt und einen Rückfluss von zu pumpendem Fluid von dem jeweiligen Auslass- zu dem jeweiligen Einlassraum verhindert. Die Sperrvorrichtung verfügt über einen ersten Sitz für das Sperrelement auf der Seite des ersten Einlass-/Auslassraumes, an dem das Sperrelement in einer ersten Betriebsrichtung zum Pumpen vom ersten Einlass-/Auslassraum zum zweiten Einlass-/Auslassraum mit einer ersten Anlagefläche anliegt. Die Sperrvorrichtung besitzt weiterhin einen zweiten Sitz für das Sperrelement auf der Seite des zweiten Einlass-/Auslassraumes, an dem das Sperrelement in einer zweiten Betriebsrichtung zum Pumpen vom zweiten Einlass-/Auslassraum zum ersten Einlass-/Auslassraum mit einer zweiten Anlagefläche anliegt. Der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Sitz ist dabei größer als der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Anlagefläche, jeweils in Umfangrichtung gemessen.
Die Druckschrift WO 2005 / 066 498 A1 geht aus von einer rotierenden Verdrängerpumpe, wie sie vorstehend in ihrem grundsätzlichen Aufbau mit Blick auf ein Pumpengehäuse, einen Rotor, eine Rotornabe mit einem wellenförmig umlaufenden Rotorkragen und ein den Rotorkragen umgreifendes Sperrelement unter Bezug auf die DE 10 2015 116 769 A1 skizziert wurde. Im Unterschied hierzu besitzt der Rotorkragen zumindest in Umfangsrichtung abschnittsweise ebene Außenflächen auf zumindest einer seiner beiden einander gegenüberliegenden Außenseiten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine rotierende Verdrängerpumpe zum Fördern fließfähiger Stoffe zu schaffen, die insgesamt und insbesondere mit Blick auf ihr Laufrad konstruktiv sehr einfach aufgebaut und entsprechend einfach herzustellen ist, die verschleißarm arbeitet und pulsationsfrei fördert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird durch eine rotierende Verdrängerpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der zugeordneten Unteransprüche. Ein Laufrad für eine rotierende Verdrängerpumpe der in den Ansprüchen beanspruchten Ausführung ist Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs 16. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Laufrades sind Gegenstand der zugeordneten Unteransprüche. Ein Verfahren zum Fördern von fließfähigen Stoffen mit einer Verdrängerpumpe und mit einem Laufrad der in den zugeordneten Ansprüchen beanspruchten Ausführung ist Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs 26.
Rotierende Verdrängerpumpe
Die Erfindung geht aus von einem aus einem Gehäuse- und einem Deckelkörper bestehenden zylinderförmigen Pumpengehäuse, in dem drehbeweglich und motorisch antreibbar ein Laufrad mit einer zylindrischen Außenkontur dichtend Aufnahme findet.
Der erfinderische Grundgedanke und seine konkrete Umsetzung bestehen darin, dass ein umlaufender, nutförmiger Laufradkanal vorgesehen ist, der wenigstens in eine der Stirnseiten des Laufrades und konzentrisch zu dessen Rotationsachse axial eingreift. Der Laufradkanal kann, bezogen auf durch die Rotationsachse gehende Ebenen, unterschiedlichste Querschnittsformen aufweisen. Notwendig ist lediglich, dass die Nutflanken des Laufradkanals in Gestalt einer gleichförmig wellenförmigen, stetig gekrümmten radial äußeren Kanalbegrenzung und einer ebensolchen gleichförmig wellenförmigen, stetig gekrümmten radial inneren Kanalbegrenzung ausgeformt und, in radialer Richtung und in jeder Ebene senkrecht zur Rotationsachse gesehen, äquidistant zueinander sind und jeweils in einer Kanalgrundfläche enden. Weiterhin ist ein kreisringförmiger Leitring vorgesehen, der mit dem Deckel- oder dem Gehäusekörper fest verbunden ist, in den Laufradkanal eingreift und sich bis zur Kanalgrundfläche hin erstreckt. Dabei sind, in radialer Richtung gesehen, alle äußeren Wellenkämme der äußeren Kanalbegrenzung und alle inneren Wellenkämme der inneren Kanalbegrenzung jeweils auf ihrer gesamten Erstreckungslänge bis an den Leitring herangeführt. Der derart durch den Leitring in seinem radialen Erstreckungsbereich geteilte Laufradkanal bildet im beidseitigen Zusammenwirken mit dem Leitring zwischen benachbarten äußeren Wellenkämmen ein äußeres Kammervolumen und zwischen benachbarten inneren Wellenkämmen ein inneres Kammervolumen aus. Die derart ausgebildeten äußeren und inneren Kammervolumina stellen in Drehrichtung bzw. Umfangsrichtung des Laufrades wandernde Saug- und Druckräume und in Summe einen Arbeitsraum des Laufrades dar. Der Arbeitsraum ist mit einer Saug- und einer Drucköffnung versehen, die der Kanalgrundfläche gegenüberliegend im Pumpengehäuse angeordnet sind. Ihr Abstand voneinander ist in einer durch benachbarte äußere oder innere Wellenkämme definierten Winkelteilung, die auf die Rotationsachse bezogen ist, bestimmt. Der kreisringförmige Leitring ist nicht vollständig in sich geschlossen ausgeführt, sondern er ist zum einen im Bereich zwischen der Saug- und der Drucköffnung und bis zur Kanalgrundfläche hin unterbrochen ausgebildet. Zum anderen ist er im Kreuzungsbereich jeweils mit der Saug- und Drucköffnung ebenfalls unterbrochen ausgebildet, damit die inneren und äußeren Kammervolumina einerseits ungestört und vollständig über die Saugöffnung befüllt und andererseits ebenfalls ungestört und restlos in die Drucköffnung entleert werden.
Ein weiteres erfindungswesentliches Merkmal, dem ein eigenständiger Erfindungsgedanke zukommt, ist ein Trennelement, das zwischen der Saug- und der Drucköffnung im dort ausgesparten Leitring angeordnet und im Laufradkanal und am Deckel- oder am Gehäusekörper allseits dichtend geführt ist und sich in Drehrichtung des Laufrades an dem Leitring abstützt. Dieses Trennelement bewirkt die notwendige Sperrung zwischen der Saug- und Druckseite der Verdrängerpumpe, indem er dem Durchtrittsquerschnitt des Laufradkanals im Zusammenwirken mit der Stirnseite des Deckel- oder Gehäusekörpers allseits angepasst ist und dort drosselspaltgedichtet die wellenförmigen Bewegungen der äußeren und inneren Kanalbegrenzung während der Drehung des Laufrades mitvollzieht. Er verliert dabei in keiner Drehlage des Laufrades seine abdichtende Wirkung zwischen zwei benachbarten äußeren Kammervolumina einerseits, die einen Saug- und einen Druckraum darstellen, weil sie mit der zugeordneten Saug- oder Drucköffnung in Verbindung stehen, und zwei benachbarten inneren Kammervolumina andererseits, die ebenfalls diesen Druckverhältnissen unterliegen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Verdrängerpumpe sieht vor, dass wenigstens drei innere und drei äußere oder bis maximal so viel innere und entsprechend äußere Wellenkämme, deren Anzahl durch eine minimale Winkelteilung zwischen Saug- und Drucköffnung definiert ist, vorgesehen sind. Ein Wellenkamm, der geometrisch eine wie auch immer geformte Linie bildet, wird jeweils im Gipfel der äußeren und der inneren wellenförmigen Kanalbegrenzung, der konvexen Auswölbung, gebildet. Die minimale Winkelteilung ergibt sich aus einem Mindestabstand zwischen Saug- und Drucköffnung im Bereich des Arbeitsraumes, d.h. im Umfangsbereich des Laufradkanals, wobei die Saug- und Drucköffnung und damit die aus diesen ausmündenden Saug- und Druckstutzen nicht einander durchdringen dürfen, sondern einen praxistauglichen Mindestabstand voneinander besitzen müssen. Es hat sich als zweckmäßig und vorteilhaft herausgestellt, wenn fünf bis sieben äußere und entsprechend fünf bis sieben innere Wellenkämme, vorzugsweise sechs äußere und sechs innere, vorgesehen sind.
Die Konstruktion der Verdrängerpumpe vereinfacht sich signifikant, wenn die äußere und die innere Kanalbegrenzung parallel zueinander und parallel zur Rotationsachse des Laufrades verlaufen. Ein diesbezüglicher rechteckförmiger Laufradkanal, der senkrecht in die Stirnfläche des zylinderförmigen Laufrades eingreift, lässt sich denkbar einfach, z.B. zerspanend, herstellen. So kann beispielsweise diese Ausführungsform mit einem zylindrischen Fräswerkzeug, das dem definierten wellenförmigen Verlauf des Laufradkanals folgt, auf einfachste Weise hergestellt werden. Weiterhin ist der zum Laufradkanal komplementäre Leitring mit seinem zwangsläufig rechteckförmigen Querschnitt ein gleichermaßen einfach herzustellendes Drehteil; er ist zudem extrem einfach in den Laufradkanal einzuführen und dort zu positionieren.
Eine andere Ausführungsform des Laufradkanals sieht vor, dass sich die äußere und die innere Kanalbegrenzung zur Kanalgrundfläche hin zueinander verjüngen, wobei erstere um einen ersten Winkel und die andere um einen zweiten Winkel jeweils gegenüber der Rotationsachse des Laufrades geneigt sind. Der Leitring ist dabei in seinem jeweiligen Eingriffsbereich mit dem Laufradkanal komplementär zu der äußeren und der inneren Kanalbegrenzung ausgebildet. Mit dieser Ausführungsform, die die gleichen Vorteile hinsichtlich Herstellung und Montage wie jene mit rechteckförmigem Querschnitt aufweist, ist zudem eine Einstellmöglichkeit für die Drosselspalte zwischen der inneren und der äußeren Kanalbegrenzung einschließlich der Kanalgrundfläche und dem Leitring gegeben. Es ist herstellungstechnisch und hydraulisch gesehen zweckmäßig, wenn der erste und der zweite Winkel gleich sind.
Die Lagerung und Abdichtung der Pumpenwelle gestaltet sich nach einer weiteren Ausführungsform sehr einfach, weil das Laufrad lediglich einer fliegenden Lagerung bedarf. Es ist vorgesehen, dass eine mit dem Laufrad verbundene Pumpenwelle auf der Seite des Gehäusekörpers aus diesem herausgeführt und gegenüber dem Gehäusekörper oder einem an diesem ausgebildeten Anschlussgehäuse mit einer ersten Gleitringdichtungsanordnung abgedichtet ist. Die Verdrängerpumpe kann auf jedem handelsüblichen Getriebemotor mit Hohlwelle oder mit einem separaten Lagerbock montiert werden.
Um die Verdrängerpumpe während der Förderung des Stoffes im Bereich der ersten Gleitringdichtungsanordnung in der notwendigen Weise spülen und in bestimmten Zeitabständen außerhalb des Förderbetriebs wirksam reinigen zu können, ist vorgesehen, dass das Laufrad im Bereich zwischen der Pumpenwelle und dem Arbeitsraum mit wenigstens zwei das Laufrad von der einen zur anderen Stirnseite durchdringende, über den Umfang des Laufrades gleichverteilt angeordnete Spülbohrungen versehen ist. Diese Spülbohrungen sind mit einer die erste Gleitringdichtungsanordnung radial außenseits ringförmig umschließende Spülkammer, die in dem Gehäusekörper oder dem an diesem ausgebildeten Anschlussgehäuse ausgebildet ist, fluidgängig verbunden. Der Zugang zur Spülkammer wird verbessert, wenn die Spülbohrungen in einer Ausnehmung im Laufrad, die in der der ersten Gleitringdingungsanordnung zugewandten Stirnseite des Laufrades konzentrisch ausgebildet ist, ausmünden, wobei eine ringförmige Ausnehmung oder eine radial nach innen durchgehende Ausnehmung ausgeführt ist. Die jeweilige Ausnehmung ist mit der Spülkammer fluidgängig verbunden.
Die Erfindung schlägt zwei unterschiedliche Ausführungen des Trennelements vor. Danach ist ein erstes Trennelement, das als ein um sein eines Ende schwenkbarer hebelförmiger Körper ausgebildet ist, einerseits an diesem Ende in einem der Saugöffnung benachbarten stützenden Leitringende des Leitringes radial und in Drehrichtung stationär gelagert. Andererseits wird das Trennelement, mit seinem radial beweglichen Endabschnitt dem in Drehrichtung des Laufrades bewegten wellenförmigen Laufradkanal folgend, von einem der Drucköffnung benachbarten Leitringende des Leitringes radial beweglich geführt.
Eine zweite Ausführungsform sieht diesbezüglich ein zweites Trennelement vor, das in Form eines den Laufradkanal und dessen Berandung durch den Gehäuse- oder den Deckelkörper umfänglich abdichtenden Molches ausgebildet ist, der einerseits seine Abstützung an einem der Saugöffnung benachbarten stützenden Leitringende des Leitringes erfährt und andererseits einen Bewegungsfreiheitsgrad zu einem der Drucköffnung benachbarten Leitringende des Leitringes besitzt, wodurch das zweite Trennelement somit lose bzw. quasi freifliegend positioniert wird.
Die erfindungsgemäße Verdrängerpumpe kann auf denkbar einfache Weise zweiflutig ausgeführt werden, indem zusätzlich zur einen Stirnseite in der anderen Stirnseite des Laufrades, das damit zu einem zweiten Laufrad wird, ein weiterer Arbeitsraum ausgebildet ist, der alle hierzu notwendigen Merkmale des bereits auf der einen Stirnseite ausgebildeten Arbeitsraumes aufweist. Es ist herstellungstechnisch und hydraulisch gesehen zweckmäßig, wenn die beiden Arbeitsräume zueinander abmessungs- und lageidentisch ausgebildet sind.
Der Gleichförmigkeitsgrad der Förderung und insbesondere der Rundlauf der Verdrängerpumpe werden verbessert, wenn die äußere und die innere Kanalbegrenzung in beiden Stirnseiten des zweiten Laufrades um die halbe Winkelteilung gegeneinander versetzt angeordnet sind.
Die zweiflutige Ausgestaltung der Verdrängerpumpe erlaubt durch eine einfache Variation der außenseitigen Verrohrung der Saug- und Druckstutzen sowohl eine Verdoppelung des Fördervolumens (Parallelschaltung) als auch eine Erhöhung des Enddruckes durch eine zweistufige Strömungsführung (Reihenschaltung). Dies wird dadurch erreicht, dass die beiden Arbeitsräume des zweiten Laufrades über ihre zugeordnete Saug- und Drucköffnung, die auf der einen Stirnseite mit einem zugeordneten Saugstutzen und einem zugeordneten Druckstutzen und auf der anderen Stirnseite mit einem zugeordneten zweiten Saugstutzen und einem zugeordneten zweiten Druckstutzen verbunden sind, parallel oder in Reihe zueinander geschaltet sind.
Laufrad
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Laufrad für eine rotierende Verdrängerpumpe zum Fördern von fließfähigen Stoffen, das drehbeweglich und motorisch antreibbar in einem Pumpengehäuses aufgenommen, im Bereich seines wenigstens einen Arbeitsraumes gegenüber dem Pumpengehäuse dichtend Aufnahme findet und die Verdrängerpumpe, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet ist.
Der erfinderisch Grundgedanke und seine konkrete Umsetzung bestehen darin, dass das Laufrad eine zylindrische Grundform aufweist und dass ein umlaufender, nutförmiger Laufradkanal vorgesehen ist, der wenigstens in eine der Stirnseiten des Laufrades und konzentrisch zu dessen Rotationsachse axial eingreift. Der Laufradkanal kann, bezogen auf durch die Rotationsachse gehende Ebenen, unterschiedlichste Querschnittsformen aufweisen. Notwendig ist lediglich, dass die Nutflanken des Laufradkanals in Gestalt einer gleichförmig wellenförmigen, stetig gekrümmten radial äußeren Kanalbegrenzung und einer ebensolchen gleichförmig wellenförmigen, stetig gekrümmten radial inneren Kanalbegrenzung ausgeformt und, in radialer Richtung und in jeder Ebene senkrecht zur Rotationsachse gesehen, äquidistant zueinander sind und jeweils in einer Kanalgrundfläche enden. Ein derartiger Laufradkanal, der nicht notwendigerweise einer weiteren geometrischen Spezifizierung bedarf, ist mit standardisierten Zerspanungsverfahren nach dem Stand der Technik sehr einfach herzustellen. Die Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Laufrades, insbesondere mit Blick auf die Bildung wirksamer äußerer und innerer Kammervolumina, erfordert es, dass, in radialer Richtung gesehen, alle äußeren Wellenkämme der äußeren Kanalbegrenzung jeweils auf ihrer gesamten Erstreckungslänge an einer fiktiven, zur Rotationsachse rotationssymmetrischen äußeren Mantelfläche und alle inneren Wellenkämme der inneren Kanalbegrenzung jeweils auf ihrer gesamten Erstreckungslänge an einer fiktiven, zur Rotationsachse rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche enden und dass die äußere und die innere Mantelfläche definiert radial voneinander beabstandet sind. Derartige typische Mantelflächen können die Mantelfläche eines Zylinders, eines Kegelmantels oder eines rotationssymmetrischen Körpers sein, dessen Umfangskontur durch Rotation einer zur Rotationsachse konkav oder konvex gekrümmten Linie erzeugt wird, wobei die jeweilige Umfangskontur in der Kanalgrundfläche ausmündet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Laufrades ergeben sich aus den vorbeschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die entsprechenden Beschreibungsteile verwiesen. Dies betrifft die Ausführungsform eines zweiten Laufrades mit einem zweiten Arbeitsraum, die Ausbildung der beiden Laufradkanäle und die Winkelteilung der äußeren und inneren Kanalbegrenzung in Relation zueinander, die Angabe eines praxisrelevanten Bereichs für die Anzahl der äußeren und inneren Wellenkämme und eine bevorzugte Auswahl aus diesem Bereich sowie spezielle Querschnitte des Laufradkanals, wie rechteck- oder symmetrisch oder asymmetrisch trapezförmig.
Zur Verminderung des Verschleißes und zur Verbesserung der Laufeigenschaften des Laufrades im Förderbetrieb sowie zur Verbesserung der Reinigungsfähigkeit des Laufrades bei der Reinigung im Durchfluss (CIP-Reinigungsverfahren) schlägt die Erfindung vor, dass der wenigstens eine Laufradkanal, bezogen auf die Rotationsachse, derart radial positioniert ist, dass die äußere Kanalbegrenzung mit ihrer jeweils radial außenseitigsten Erstreckung die Mantelfläche des ersten oder des zweiten Laufrades unter Bildung einer jeweiligen Durchdringungsöffnung durchdringt und dadurch den jeweiligen Laufradkanal an diesen Stellen zur Außenseite der Mantelfläche des Laufrades in einem eng begrenzten Bereich öffnet. Alternativ können auch Spülnuten unterschiedlichster Ausführung und/oder Hinterdrehungen am Laufrad vorgesehen sein.
Verfahren
Die Erfindung schlägt weiterhin ein Verfahren zum Fördern von fließfähigen Stoffen mit einer Verdrängerpumpe und mit einem Laufrad für diese Verdrängerpumpe der vorbeschriebenen Art vor. Dieses Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass der Stoff in raumfesten radial äußeren und radial inneren Kammervolumina innerhalb eines Laufrades, d.h. in im Laufrad ausgebildeten, räumlich unveränderlichen Hohlräumen, und zwar in Drehrichtung des Laufrades und in jeweils regelmäßiger Abfolge, absatzweise abgegrenzt wird. Die äußeren Kammervolumina sind radial innenseits von einer, bezogen auf die Rotationsachse des Laufrades, rotationssymmetrischen äußeren Mantelfläche eines ortsfesten Leitringes und die inneren Kammervolumina sind radial außenseits von einer, bezogen auf die Rotationsachse, rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche des Leitringes berandet. Auf die Ausbildung typischer Mantelflächen der in Rede stehenden Art wurde vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Laufrad hingewiesen.
Die Zufuhr des Stoffes in die äußeren und inneren Kammervolumina erfolgt aus einer ortsfesten, gemeinsamen Saugöffnung und die Abfuhr aus den entsprechenden Kammervolumina erfolgt über eine ortsfeste, gemeinsame Drucköffnung.
Der in den äußeren und inneren Kammervolumina abgegrenzte Stoff wird durch das Laufrad in dessen Drehrichtung gegenüber und auf der äußeren und der inneren Mantelfläche von der Saug- zur Drucköffnung verschoben. Die äußeren und inneren Kammervolumina stellen somit in Drehrichtung wandernde Hohlräume dar, die als Saug- und Druckräume fungieren. Die äußeren Kammervolumina sind gegenüber den inneren Kammervolumina um eine halbe Winkelteilung versetzt angeordnet, wobei die Winkelteilung aus der über den Umfang des Laufrades gleichverteilten Anordnung der äußeren oder inneren Kammervolumina resultiert. Die diesbezüglich versetzte Anordnung ergibt einen pulsationsfreien Förderstrom.
Figurenliste
Eine eingehendere Darstellung der Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren der Zeichnung sowie aus den Ansprüchen. Während die Erfindung in den verschiedensten Ausführungsformen realisiert ist, werden nachfolgend anhand der Zeichnung zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen rotierenden Verdrängerpumpe, die in ihrem Pumpengehäuse ein erfindungsgemäßes Laufrad aufnimmt, das erfindungsgemäße Laufrad für eine solche Verdrängerpumpe sowie ein Verfahren zum Fördern mit einer solchen rotierenden Verdrängerpumpe und einem solchen Laufrad beschrieben. Es zeigen

1 eine Innenansicht einer einflutigen rotierenden Verdrängerpumpe ohne ihr Deckelteil in Richtung ihrer Rotationsachse von der Deckelkörperseite aus gesehen;
1a einen Meridianschnitt durch die Verdrängerpumpe gemäß 1 entsprechend einem in 1 mit „A-A“ gekennzeichneten Schnittverlauf;
1b einen Meridianschnitt durch die Verdrängerpumpe gemäß 1 im Bereich eines Laufradkanals entsprechen einem in 1 mit „A*-A*“ gekennzeichneten Schnittverlauf;
1c einen Meridianschnitt gemäß 1a im Bereich eines Laufradkanals, der eine gegenüber der Ausführung gemäß 1a abgewandelte Geometrie aufweist;
2a-2c eine Innenansicht der Verdrängerpumpe gemäß 1 im Bereich eines eine Saugöffnung aufweisenden Quadranten des Pumpengehäuses in drei unterschiedlichen Stellungen des Laufrades;
3a-3c eine Innenansicht der Verdrängerpumpe gemäß 1 im Bereich eines eine Drucköffnung aufweisenden Quadranten des Pumpengehäuses in drei den Stellungen des Laufrades gemäß den 2a-2c jeweils zugeordneten Stellungen;
4 eine Ansicht der rotierenden Verdrängerpumpe gemäß 1 auf ihren Deckelkörper in Richtung ihrer Rotationsachse mit der Darstellung wesentlicher verdeckter Innenkonturen;
4a einen Meridianschnitt durch die Verdrängerpumpe gemäß 1 entsprechend einem in 1 mit „B-B“ gekennzeichneten Schnittverlauf;
5 in perspektivischer Darstellung eine Innenansicht der Verdrängerpumpe gemäß 1 von dem entfernten Deckelkörper aus gesehen, wobei der jeweilige Flansch eines am Deckelkörper angeordneten Saug- und Druckstutzens in der Darstellung verblieben ist;
6a in Ansicht einen Ausschnitt aus der Verdrängerpumpe gemäß 1 im Bereich eines ersten Trennelements;
6b in Ansicht einen Ausschnitt aus der Verdrängerpumpe gemäß 1 im Bereich eines zweiten Trennelements;
7 das Laufrad entsprechend einer in 7b mit „Z“ gekennzeichneten Ansicht in Richtung seiner Rotationsachse und von der Seite des Laufradkanals aus gesehen;
7a einen Meridianschnitt durch das Laufrad entsprechend einem in 7 mit „C-C“ gekennzeichneten Schnittverlauf;
7b in perspektivischer Darstellung das Laufrad gemäß 7;
8 eine Ansicht einer zweiflutigen rotierenden Verdrängerpumpe auf ihren Deckelkörper in Richtung ihrer Rotationsachse mit der Darstellung wesentlicher verdeckter Innenkonturen und
8a einen Meridianschnitt durch die zweiflutige Verdrängerpumpe entsprechend einem in 8 mit „D-D“ gekennzeichneten Schnittverlauf.

Rotierende Verdrängerpumpe
Eine rotierende Verdrängerpumpe 100 (1, 1a, 4, 4a, 5) zum Fördern von fließfähigen Stoffen P (5) weist ein aus einem Gehäusekörper 4 und einem Deckelkörper 6 bestehendes zylinderförmige Pumpengehäuse 2 auf, in dem drehbeweglich und motorisch antreibbar ein Laufrad 30 mit einer zylindrischen Außenkontur dichtend Aufnahme findet.
Wenigstens in eine der Stirnseiten des Laufrades 30 und konzentrisch zu dessen Rotationsachse R greift ein umlaufender, nutförmiger Laufradkanal 32 ein. Die Nutflanken des Laufradkanals 32 sind in Gestalt einer gleichförmig wellenförmigen, stetig gekrümmten radial äußeren Kanalbegrenzung 34 und einer ebensolchen gleichförmig wellenförmigen, stetig gekrümmten radial inneren Kanalbegrenzung 36 ausgeformt und sie sind, in radialer Richtung und in jeder Ebene senkrecht zur Rotationsachse R gesehen, äquidistant zueinander und enden jeweils in einer Kanalgrundfläche 38 (1b, 4a).
Ein kreisringförmiger Leitring 50, der mit dem Deckelkörper 6 oder dem Gehäusekörper 4 fest verbunden ist, greift in den Laufradkanal 32 ein und erstreckt sich bis zur Kanalgrundfläche 38 hin, wobei, in radialer Richtung gesehen, alle äußeren Wellenkämme WKa der äußeren Kanalbegrenzung 34 und alle inneren Wellenkämme WKi der inneren Kanalbegrenzung 36 (1, 5) jeweils auf ihrer gesamten Erstreckungslänge bis an den Leitring 50 herangeführt sind. Der Laufradkanal 32 bildet im beidseitigen Zusammenwirken mit dem Leitring 50 zwischen benachbarten äußeren Wellenkämmen WKa ein äußeres Kammervolumen KVa und zwischen benachbarten inneren Wellenkämmen WKi ein inneres Kammervolumen KVi aus, wobei die vorgesehenen äußeren und inneren Kammervolumina KVa, KVi in Drehrichtung n des Laufrades 30 wandernde Saug- und Druckräume und in Summe einen Arbeitsraum AR des Laufrades 30 darstellen.
In 1 ist jeweils eines dieser Kammervolumen KVa, KVi schraffiert dargestellt. Unter dem äußeren Wellenkamm WKa ist die jeweilige radial höchste Erhebung der wellenförmigen, radial äußeren Kanalbegrenzung 34, ausgebildet an einem jeweiligen sich radial nach innen bis zu der Außenseite des Leitrings 50 erstreckenden äußeren Verdränger 34a, zu verstehen. Unter dem inneren Wellenkamm WKi ist die jeweilige radial höchste Erhebung der wellenförmigen, radial inneren Kanalbegrenzung 36, ausgebildet an einem jeweiligen sich radial nach außen bis zu der Innenseite des Leitrings 50 erstreckenden inneren Verdränger 36a, zu verstehen (äußerer Verdränger 34a ist in 2a schraffiert und in 5 perspektivisch dargestellt). Die äußeren und inneren Wellenkämme WKa, WKi liegen jeweils auf ihrer gesamten axialen Erstreckungslänge in Form einer Linienberührung am Leitring 50 an.
Der Arbeitsraum AR verfügt über eine Saug- 20 und eine Drucköffnung 22, die gegenüber der Kanalgrundfläche 38 im Pumpengehäuse 2 angeordnet und die in einer durch benachbarte äußere oder innere Wellenkämme WKa, WKi definierten Winkelteilung w3, die auf die Rotationsachse R bezogen ist, voneinander beabstandet sind (1). Die Saugöffnung 20 mündet in einen Saugstutzen 20a und die Drucköffnung 22 mündet in einen Druckstutzen 22a aus.
Der Leitring 50 ist zum einen im Bereich zwischen der Saug- und der Drucköffnung 20, 22 und bis zur Kanalgrundfläche 38 hin und zum anderen im Kreuzungsbereich mit dem Austrittsbereich der Saug- 20 und mit dem Eintrittsbereich der Drucköffnung 22 unterbrochen ausgebildet (1, 4, 5). Es ist ein erstes oder ein zweites Trennelement 60, 70 (6a, 6b, 1a und 1, 4, 4a, 5) vorgesehen, das zwischen der Saug- und der Drucköffnung 20, 22 angeordnet und im Laufradkanal 32 und am Deckel- 6 oder am Gehäusekörper 4 allseits dichtend geführt ist (8a) und sich in Drehrichtung n des Laufrades 30 an dem Leitring 50 abstützt.
Es sind wenigstens drei innere und drei äußere oder bis maximal so viel innere und entsprechend äußere Wellenkämme WKa, WKi vorgesehen, deren Anzahl durch eine minimale Winkelteilung w3min zwischen Saug- und Drucköffnung 20, 22 definiert ist, wobei sich die minimale Winkelteilung w3min aus einem Mindestabstand zwischen Saug- und Drucköffnung 20, 22 im Bereich des Arbeitsraumes AR ergibt. Es hat sich als hydraulisch zweckmäßig herausgestellt, wenn in der einflutigen Verdrängerpumpe 100, aber auch in einer noch zu beschreibenden zweiflutigen Verdrängerpumpe 200 (8, 8a), jeweils fünf bis sieben äußere und entsprechend fünf bis sieben innere Wellenkämme WKa, WKi, vorzugsweise sechs äußere und sechs innere, ausgebildet sind.
Die Konstruktion der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe 100, 200 vereinfacht sich signifikant, wenn die äußere und die innere Kanalbegrenzung 34, 36 des Laufradkanals 32 parallel zueinander und parallel zur Rotationsachse R des Laufrades 30 verlaufen, wie dies die 1a, 1b, jeweils in Verbindung mit den 1 und 4a, verdeutlichen.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Laufradkanals 32, die zusätzlich zu den Vorteilen der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform eine Einstellung der Gleit- und Drosselspalte ermöglicht, zeichnet sich dadurch aus (1c in Verbindung mit 1), dass sich die äußere und die innere Kanalbegrenzung 34, 36 zur Kanalgrundfläche 38 hin zueinander verjüngen, wobei erstere um einen ersten Winkel w1 und die anderen um einen zweiten Winkel w2 jeweils gegenüber der Rotationsachse R des Laufrades 30 geneigt sind, und dass der Leitring 50 in seinem jeweiligen Eingriffsbereich mit dem Laufradkanal 32 komplementär zu der äußeren und der inneren Kanalbegrenzung 34, 36 ausgebildet ist. Die diesbezügliche Konstruktion vereinfacht sich, wenn der erste und der zweite Winkel w1, w2 gleich sind.
Eine mit dem Laufrad 30 mittels einer Befestigungsmutter 18 verbundene Pumpenwelle 16, die durch eine Laufradnabe 40 vorzugsweise hindurchgreift, ist auf der Seite des Gehäusekörpers 4 aus diesem herausgeführt und gegenüber diesem oder einem an diesem ausgebildeten Anschlussgehäuse 4a mit einer ersten Gleitringdichtungsanordnung 12 abgedichtet (4a, 1a).
Das Laufrad 30 ist im Bereich zwischen der Pumpenwelle 16 und dem Arbeitsraum AR mit wenigstens zwei das Laufrad 30 von der einen zur anderen Stirnseite durchdringende, über den Umfang des Laufrades 30 vorzugsweise gleichverteilt angeordnete Spülbohrungen 42 versehen (7, 7a, 7b, 1, 5). Die Spülbohrungen 42 sind mit einer die erste Gleitringdichtungsanordnung 12 radial außenseits ringförmig umschließende Spülkammer 46, die in dem Gehäusekörper 4 oder dem an diesem ausgebildeten Anschlussgehäuse 4a ausgebildet ist, fluidgängig verbunden (4a). Die Spülbohrungen 42 münden in einer Ausnehmung 44, 44* im Laufrad 30 aus, die in der der ersten Gleitringdingungsanordnung 12 zugewandten Stirnseite des Laufrades 30 konzentrisch ausgebildet ist. Bei der Ausnehmung 44, 44* handelt es sich dabei entweder um eine ringförmige Ausnehmung 44 (4a) oder um eine radial nach innen durchgehende Ausnehmung 44* (8a). Die jeweilige Ausnehmung 44, 44* ist mit der Spülkammer 46 fluidgängig verbunden.
An den Gehäusekörper 4 oder dessen Anschlussgehäuse 4a schließt sich antriebsseitig eine Laterne 8 mit einem Laternengehäuse 8c an. Das Laternengehäuse 8c kann einerseits mit einem antriebsseitigen Anschlussflansch 8a mit einem handelsüblichen Getriebemotor mit Hohlwelle oder einem Lagerbock verbunden werden, und es ist andererseits über einen pumpengehäuseseitigen Anschlussflansch 8b mit dem Gehäusekörper 4 oder dem Anschlussgehäuse 4a verbunden (4a). Mindestens zwei über den Umfang des Laternengehäuses 8c verteilt angeordnete Laternengehäusebohrungen 8d sorgen für die Abfuhr von Leckage- oder Spülflüssigkeit und dem Zugang zu den Spülanschlüssen an das Spülgehäuse 10. An den Gehäusekörper 4 oder dessen Anschlussgehäuse 4a schließt sich innerhalb des Laternengehäuses 8c ein Spülgehäuse 10 an, das eine zweite Gleitringdichtungsanordnung 14 aufnimmt und das zur Spülung letzterer mit nicht dargestellten Spülanschlüssen ausgestattet ist.
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist Im Arbeitsraum AR der einflutigen Verdrängerpumpe 100 ein erstes Trennelement 60 vorgesehen (6a, 1, 1a, 4, 4a, 5), das einerseits in einem der Saugöffnung 20 benachbarten stützenden Leitringende 50a des Leitringes 50 radial und in Drehrichtung n gelagert und andererseits von einem der Drucköffnung 22 benachbarten Leitringende 50b des Leitringes 50 radial beweglich geführt ist.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist im Arbeitsraum AR der Verdrängerpumpe 100 ein zweites Trennelement 70 vorgesehen (6b), das in Form eines den Laufradkanal 32 und dessen Berandung durch den Gehäuse- 4 oder den Deckelkörper 6 umfänglich abdichtenden Molches ausgebildet ist, der einerseits seine Abstützung an dem der Saugöffnung 20 benachbarten stützenden Leitringende 50a des Leitringes 50 erfährt und andererseits einen Bewegungsfreiheitsgrad zu dem der Drucköffnung 22 benachbarten Leitringende 50b des Leitringes 50 besitzt.
Die erfindungsgemäße einflutige Verdrängerpumpe 100 ist auf denkbar einfache Weise zu der zweiflutigen Verdrängerpumpe 200 (8, 8a) erweiterbar, indem zusätzlich zur einen Stirnseite in der anderen Stirnseite eines dann zweiten Laufrades 30* ein weiterer Arbeitsraum AR ausgebildet ist, der alle hierzu notwendigen Merkmale des bereits auf der einen Stirnseite ausgebildeten Arbeitsraumes AR bzw. des Laufradkanals 32 aufweist. Die Konstruktion der zweiflutigen Verdrängerpumpe 200 vereinfacht sich signifikant, wenn die beiden Arbeitsräume AR zueinander abmessungs- und lageidentisch ausgebildet sind.
Die Gleichförmigkeit der Drehbewegung und des Förderstromes werden optimiert, wenn die äußere und die innere Kanalbegrenzung 34, 36 in beiden Stirnseiten des zweiten Laufrades 30* um die halbe Winkelteilung w3 gegeneinander versetzt angeordnet sind.
Ein doppelter Förderstrom 2P (nicht geschwärzte Pfeile in 8) oder eine annähernd Verdoppelung des Enddruckes des Förderstromes P (geschwärzte Pfeile in 8) werden mit der zweiflutigen Verdrängerpumpe 200 auf einfache Weise dadurch erreicht, dass die beiden Arbeitsräume AR des zweiten Laufrades 30* über ihre zugeordnete Saug- und Drucköffnung 20, 22, die auf der einen Stirnseite mit dem zugeordneten Saugstutzen 20a und dem zugeordneten Druckstutzen 22a und auf der anderen Stirnseite mit einem zugeordneten zweiten Saugstutzen 20a* und einem zugeordneten zweiten Druckstutzen 22a* verbunden sind, parallel oder in Reihe zueinander geschaltet sind (8, 8a).
Einflutiges Laufrad
Ein Laufrad 30 für die vorbeschriebene rotierende einflutige Verdrängerpumpe 100 (7, 7a, 7b) oder auch nach Modifikation in Form des zweiten Laufrades 30* für die zweiflutige Verdrängerpumpe 200 (8, 8a), jeweils zum Fördern von fließfähigen Stoffen, weist eine zylindrische Grundform auf. Im Laufrad 30 ist der umlaufender, nutförmiger Laufradkanal 32 vorgesehen, der in eine der Stirnseiten des Laufrades 30 und konzentrisch zu dessen Rotationsachse R axial eingreift. Die Nutflanken des Laufradkanals 32 sind in Gestalt der gleichförmig wellenförmigen, stetig gekrümmten, radial äußeren Kanalbegrenzung 34 und der ebensolchen gleichförmig wellenförmigen, stetig gekrümmten radial inneren Kanalbegrenzung 36 ausgeformt. Sie sind, in radialer Richtung und in jeder Ebene senkrecht zur Rotationsachse R gesehen, äquidistant zueinander und münden jeweils in die Kanalgrundfläche 38 aus. In radialer Richtung gesehen enden alle äußeren Wellenkämme WKa der äußeren Kanalbegrenzung 34 jeweils auf ihrer gesamten Erstreckungslänge an einer fiktiven, zur Rotationsachse R rotationssymmetrischen äußeren Mantelfläche Ma und alle inneren Wellenkämme WKi der inneren Kanalbegrenzung 36 enden jeweils auf ihrer gesamten Erstreckungslänge an einer fiktiven, zur Rotationsachse R rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche Mi (7). Die äußere und die innere Mantelfläche Ma, Mi sind definiert radial voneinander beabstandet.
Unter dem äußeren Wellenkamm WKa ist die jeweilige radial höchste Erhebung der wellenförmigen, radial äußeren Kanalbegrenzung 34, ausgebildet an dem jeweiligen sich radial nach innen bis zu der äußeren Mantelfläche Ma erstreckenden äußeren Verdränger 34a, zu verstehen. Unter dem inneren Wellenkamm WKi ist die jeweilige radial höchste Erhebung der wellenförmigen, radial inneren Kanalbegrenzung 36, ausgebildet an dem jeweiligen sich radial nach außen bis zu der inneren Mantelfläche Mi erstreckenden inneren Verdränger 36a, zu verstehen. Die äußeren und inneren Wellenkämme WKa, WKi bilden jeweils auf ihrer gesamten axialen Erstreckungslänge eine Linienberührung mit der äußeren bzw. inneren Mantelfläche Ma, Mi.
Der wenigstens eine Laufradkanal 32 ist, bezogen auf die Rotationsachse R, derart radial positioniert, dass die äußere Kanalbegrenzung 34 mit ihrer jeweils radial außenseitigsten Erstreckung die Mantelfläche des Laufrades 30, 30* unter Bildung einer jeweiligen Durchdringungsöffnung 34b durchdringt und dadurch den Laufradkanal 32) an diesen Stellen zur Außenseite der Mantelfläche des Laufrades 30, 30* in einem eng begrenzten Bereich öffnet (7b). Diese Ausführungsform dient der Vermeidung von Ablagerungen zwischen dem Laufrad 30, 30* und dem Deckel- oder dem Gehäusekörper 6, 4.
Zweiflutiges Laufrad
Zur Realisierung der zweiflutigen Verdrängerpumpe 200 ist lediglich erforderlich, dass zusätzlich zur einen Stirnseite in der anderen Stirnseite des dann zweiten Laufrades 30* ein weiterer Laufradkanal 32 ausgebildet ist, der alle hierzu notwendigen Merkmale des bereits auf der einen Stirnseite ausgebildeten Laufradkanals 32 aufweist (8a).
Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen des Laufrades 30 oder des zweiten Laufrades 30* wird, um Wiederholungen zu vermeiden, auf die vorstehende Beschreibung im Zusammenhang mit der Verdrängerpumpe 100, 200 verwiesen, da das Laufrad 30, 30* wesentlicher Bestandteil dieser Verdrängerpumpe ist und dort hinsichtlich seiner notwendigen Merkmale bereits abgehandelt wurde. Dieser Hinweis schließt auch die Ausführung der Laufradnabe 40, der wenigstens zwei Spülbohrungen 42 und der Ausnehmungen 44, 44* mit ein.
Verfahren
Ein Verfahren zum Fördern von fließfähigen Stoffen mit der Verdrängerpumpe 100, 200 und mit dem Laufrad 30, 30* für diese Verdrängerpumpe der vorbeschriebenen Art zeichnet sich durch die folgenden Schritte (a) bis (c) aus, die nachfolgend auch anhand der 2a bis 2c und 3a bis 3c, die einen Ausschnitt aus der Verdrängerpumpe 100 mit sechs äußeren und sechs inneren Wellenkämmen (60 Grad Teilung) zeigen, noch weiter verdeutlicht werden:

(a) Der fließfähige Stoff P wird in raumfesten radial äußeren und radial inneren Kammervolumina KVa, KVi innerhalb des Laufrades 30, 30* in dessen Drehrichtung n und in jeweils regelmäßiger Abfolge absatzweise abgegrenzt, wobei die äußeren Kammervolumina KVa radial innenseits von der, bezogen auf die Rotationsachse R des Laufrades 30, 30*, rotationssymmetrischen äußeren Mantelfläche Ma des ortsfesten Leitringes 50 und die inneren Kammervolumina KVi radial außenseits von der, bezogen auf die Rotationsachse R, rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche Mi des Leitringes 50 berandet sind.

Das jeweilige äußere Kammervolumen KVa wird zwischen den benachbarten äußeren Verdrängern 34a der äußeren Kanalbegrenzung 34 einerseits und der äußeren Mantelfläche Ma des Leitringes 50 andererseits gebildet. Das jeweilige innere Kammervolumen KVi wird zwischen den benachbarten inneren Verdrängern 36a der inneren Kanalbegrenzung 36 einerseits und der inneren Mantelfläche Mi des Leitringes 50 andererseits gebildet (2a bis 3c).

(b) Die Zufuhr des fließfähigen Stoffes P in die äußeren und inneren Kammervolumina KVA, KVi erfolgt aus der ortsfesten, gemeinsamen Saugöffnung 20 und die Abfuhr aus den Kammervolumina KVA, KVi erfolgt in die ortsfeste, gemeinsame Drucköffnung 22.

Die Befüllung zweier unmittelbar benachbarter und um 15 Grad gegeneinander versetzter äußerer und innerer Kammervolumina KVa und KVi (Winkelstellungen 15, 30 und 45 Grad) in Bezug zu den zugeordneten äußeren und inneren Verdrängern 34a, 36a ist in den 2a 2b und 2c dargestellt. Die Zufuhr des fließfähigen Stoffes P erfolgt über die Saugöffnung 20 in die mit dieser während der Drehbewegung zeitweise verbundenen Kammervolumina KVa und KVi. Der zur Verdeutlichung radial schraffiert dargestellte äußere Verdränger 34a und die jeweils zugeordneten, benachbarten inneren Verdränger 36a wandern in Drehrichtung n an der Saugöffnung 20 vorbei und verändern deren Durchtrittsquerschnitt (jeweils unter 45 Grad linkssteigend schraffiert dargestellt).
Die den Winkelstellungen der Kammervolumina VKa, VKi gemäß den 2a, 2b und 2c jeweils zugeordneten Winkelstellungen der Kammervolumina VKa, VKi im Bereich der Drucköffnung 22 zeigen die 3a, 3b und 3c (Winkelstellung -45, -30 und -15 Grad). Es ist offensichtlich, dass der jeweilige Durchtrittsquerschnitt der Drucköffnung 22 in Relation zu den in deren Einzugsbereich befindlichen Kammervolumina VKa, VKi identisch ist mit dem zugeordneten Durchtrittsquerschnitt der Saugöffnung 22 ebenfalls in Relation zu den in deren Einzugsbereich befindlichen Kammervolumina VKa, VKi.

(c) Der fließfähige Stoff P wird in den äußeren und inneren Kammervolumina KVa, KVi durch das Laufrad 30, 30* in Drehrichtung n gegenüber und auf der äußeren und der inneren Mantelfläche Ma, Mi von der Saug- zur Drucköffnung 20, 22 verschoben,

KVa

KVi

w3

30

30*

KVa

KVi

Aufgrund der gleichliegenden Verhältnisse in Bezug auf die an der Abgrenzung des fließfähigen Stoffes P beteiligten Kammervolumina VKa, VKi und die zugeordneten jeweils wirksamen Durchtrittsquerschnitte der Saug- und Drucköffnung 20, 22 ergibt sich ein konstanter und pulsationsfreier Förderstrom der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe 100, 200. Die 2a bis 3c zeigen außerdem, dass das erste Trennelement 60 bei der Drehung in Drehrichtung n die radial orientierte wellenförmige Bewegung des Laufradkanals 32 abdichtend mitvollzieht. Dadurch werden die mit der Saugöffnung 22 temporär in unmittelbarer Verbindung stehenden Kammervolumina KVa, KVi der 2a bis 2c von den Kammervolumina KVa, KVi der 3a bis 3c, die in der jeweils zugeordneten Lage des Laufrades 30, 30* mit der Drucköffnung 22 in unmittelbarer Verbindung stehen, wirksam voneinander getrennt. Die Saug- und Druckseite der Verdrängerpumpe 100, 200 erfährt dadurch eine notwendige und wirksame Trennung.
Bezugszeichenliste

100: einflutige Verdrängerpumpe
200: zweiflutige Verdrängerpumpe
2: Pumpengehäuse
4: Gehäusekörper
4a: Anschlussgehäuse
6: Deckelkörper
8: Laterne
8a: antriebsseitiger Anschlussflansch
8b: pumpengehäuseseitiger Anschlussflansch
8c: Laternengehäuse
8d: Laternengehäusebohrung
10: Spülgehäuse
12: erste Gleitringdichtungsanordnung
14: zweite Gleitringdichtungsanordnung
16: Pumpenwelle
18: Befestigungsmutter
20: Saugöffnung
20a: Saugstutzen
20a*: zweiter Saugstutzen
22: Drucköffnung
22a: Druckstutzen
22a*: zweiter Druckstutzen
30: Laufrad
30*: zweites Laufrad
32: Laufradkanal
34: äußere Kanalbegrenzung
34a: äußerer Verdränger
34b: Durchdringungsöffnung
36: innere Kanalbegrenzung
36a: innerer Verdränger
38: Kanalgrundfläche
40: Laufradnabe
42: Spülbohrung
44: ringförmige Ausnehmung
44*: zweite ringförmige Ausnehmung
46: Spülkammer
50: Leitring
50a: stützendes Leitringende
50b: Leitringende
60: erstes Trennelement
70: zweites Trennelement
AR: Arbeitsraum
KVa: äußeres Kammervolumen
KVi: inneres Kammervolumen
Ma: äußerer Mantelfläche
Mi: innerer Mantelfläche
P: fließfähiger Stoff
R: Rotationsachse
WKa: äußerer Wellenkamm
WKi: innerer Wellenkamm
n: Drehrichtung
w1: erster Winkel
w2: zweiter Winkel
w3: Winkelteilung
w3min: minimale Winkelteilung

Claims

Rotierende Verdrängerpumpe (100, 200) zum Fördern von fließfähigen Stoffen (P) • mit einem aus einem Gehäuse- (4) und einem Deckelkörper (6) bestehenden zylinderförmigen Pumpengehäuse (2), in dem drehbeweglich und motorisch antreibbar ein Laufrad (30) mit einer zylindrischen Außenkontur dichtend Aufnahme findet, • mit einem umlaufenden, nutförmigen Laufradkanal (32), der wenigstens in eine der Stirnseiten des Laufrades (30) und konzentrisch zu dessen Rotationsachse (R) axial eingreift, • mit dem Laufradkanal (32), dessen Nutflanken in Gestalt einer gleichförmig wellenförmigen, stetig gekrümmten radial äußeren Kanalbegrenzung (34) und einer ebensolchen radial inneren Kanalbegrenzung (36) ausgeformt und, in radialer Richtung und in jeder Ebene senkrecht zur Rotationsachse (R) gesehen, äquidistant zueinander sind und jeweils in einer Kanalgrundfläche (38) enden, • mit einem kreisringförmigen Leitring (50), der mit dem Deckelkörper (6) oder dem Gehäusekörper (4) fest verbunden ist, in den Laufradkanal (32) eingreift und sich bis zur KanalgrundfJäche (38) hin erstreckt, wobei, in radialer Richtung gesehen, alle äußeren Wellenkämme (WKa) der äußeren Kanalbegrenzung (34) und alle inneren Wellenkämme (WKi) der inneren Kanalbegrenzung (36) jeweils auf ihrer gesamten Erstreckungslänge bis an den Leitring (50) herangeführt sind, • mit dem Laufradkanal (32), der im beidseitigen Zusammenwirken mit dem Leitring (50) zwischen benachbarten äußeren Wellenkämmen (WKa) ein äußeres Kammervolumen (KVa) und zwischen benachbarten inneren Wellenkämmen (WKi) ein inneres Kammervolumen (KVi) ausbildet, wobei die vorgesehenen äußeren und inneren Kammervolumina (KVa, KVi) in Drehrichtung (n) des Laufrades (30) wandernde Saug- und Druckräume und in Summe einen Arbeitsraum (AR) des Laufrades (30) darstellen, • mit einer Saug- (20) und einer Drucköffnung (22) im Arbeitsraum (AR), die gegenüber der Kanalgrundfläche (38) im Pumpengehäuse (2) angeordnet und die in einer durch benachbarte äußere oder innere Wellenkämme (WKa; WKi) definierten Winkelteilung (w3), die auf die Rotationsachse (R) bezogen ist, voneinander beabstandet sind, • mit dem Leitring (50), der zum einen im Bereich zwischen der Saug- und der Drucköffnung (20, 22) und bis zur Kanalgrundfläche (38) hin und zum anderen im Kreuzungsbereich jeweils mit der Saug- und Drucköffnung (20, 22) unterbrochen ausgebildet ist und • mit einem Trennelement (60, 70), das zwischen der Saug- und der Drucköffnung (20, 22) angeordnet und im Laufradkanal (32) und am Deckel- (6) oder am Gehäusekörper (4) allseits dichtend geführt ist und sich in Drehrichtung (n) des Laufrades (30) an dem Leitring (50) abstützt.
Rotierende Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei innere und drei äußere oder bis maximal so viel innere und entsprechend äußere Wellenkämme (WKa; WKi) vorgesehen sind, deren Anzahl durch eine minimale Winkelteilung (w3min) zwischen Saug- und Drucköffnung (20, 22) definiert ist, wobei sich die minimale Winkelteilung (w3min) aus einem Mindestabstand zwischen Saug- und Drucköffnung (20, 22) im Bereich des Arbeitsraumes (AR) ergibt.
Rotierende Verdrängerpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass fünf bis sieben äußere und entsprechend fünf bis sieben innere Wellenkämme (WKa; WKi), vorzugsweise sechs äußere und sechs innere, vorgesehen sind.
Rotierende Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere und die innere Kanalbegrenzung (34, 36) parallel zueinander und parallel zur Rotationsachse (R) des Laufrades (30) verlaufen.
Rotierende Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die äußere und die innere Kanalbegrenzung (34, 36) zur Kanalgrundfläche (38) hin zueinander verjüngen, wobei erstere um einen ersten Winkel (w1) und die anderen um einen zweiten Winkel (w2) jeweils gegenüber der Rotationsachse (R) des Laufrades (30) geneigt sind, und dass der Leitring (50) in seinem jeweiligen Eingriffsbereich mit dem Laufradkanal (32) komplementär zu der äußeren und der inneren Kanalbegrenzung (34, 36) ausgebildet ist.
Rotierende Verdrängerpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Winkel (w1, w2) gleich sind.
Rotierende Verdrängerpumpe nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Laufrad (30) verbundene Pumpenwelle (16) auf der Seite des Gehäusekörpers (4) aus diesem herausgeführt und gegenüber dem Gehäusekörper (4) oder einem an diesem ausgebildeten Anschlussgehäuse (4a) mit einer ersten Gleitringdichtungsanordnung (12) abgedichtet ist.
Rotierende Verdrängerpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (30) im Bereich zwischen der Pumpenwelle (16) und dem Arbeitsraum (AR) mit wenigstens zwei das Laufrad (30) von der einen zur anderen Stirnseite durchdringende, über den Umfang des Laufrades (30) gleichverteilt angeordnete Spülbohrungen (42) versehen ist und dass die Spülbohrungen (42) mit einer die erste Gleitringdichtungsanordnung (12) radial außenseits ringförmig umschließende Spülkammer (46), die in dem Gehäusekörper (4) oder dem an diesem ausgebildeten Anschlussgehäuse (4a) ausgebildet ist, fluidgängig verbunden sind.
Rotierende Verdrängerpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülbohrungen (42) in einer Ausnehmung (44, 44*) im Laufrad (30), die in der der ersten Gleitringdingungsanordnung (12) zugewandten Stirnseite des Laufrades (30) konzentrisch ausgebildet ist, ausmünden, wobei eine ringförmige Ausnehmung (44) oder eine radial nach innen durchgehende Ausnehmung (44*) ausgeführt ist, und dass die jeweilige Ausnehmung (44, 44*) mit der Spülkammer (46) fluidgängig verbunden ist.
Rotierende Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Trennelement (60) vorgesehen ist, das einerseits in einem der Saugöffnung (20) benachbarten stützenden Leitringende (50a) des Leitringes (50) radial und in Drehrichtung (n) gelagert und andererseits von einem der Drucköffnung (22) benachbarten Leitringende (50b) des Leitringes (50) radial beweglich geführt ist.
Rotierende Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Trennelement (70) vorgesehen ist, das in Form eines den Laufradkanal (32) und dessen Berandung durch den Gehäuse- (4) oder den Deckelkörper (6) umfänglich abdichtenden Molches ausgebildet ist, der einerseits seine Abstützung an einem der Saugöffnung (20) benachbarten stützenden Leitringende (50a) des Leitringes (50) erfährt und andererseits einen Bewegungsfreiheitsgrad zu einem der Drucköffnung (22) benachbarten Leitringende (50b) des Leitringes (50) besitzt.
Rotierende Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur einen Stirnseite in der anderen Stirnseite eines dann zweiten Laufrades (30*) ein weiterer Arbeitsraum (AR) ausgebildet ist, der alle hierzu notwendigen Merkmale des bereits auf der einen Stirnseite ausgebildeten Arbeitsraumes (AR) aufweist.
Rotierende Verdrängerpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Arbeitsräume (AR) zueinander abmessungs- und lageidentisch ausgebildet sind.
Rotierende Verdrängerpumpe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere und die innere Kanalbegrenzung (34, 36) in beiden Stirnseiten des zweiten Laufrades (30*) um die halbe Winkelteilung (w3) gegeneinander versetzt angeordnet sind.
Rotierende Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Arbeitsräume (AR) des zweiten Laufrades (30*) über ihre zugeordnete Saug- und Drucköffnung (20, 22), die auf der einen Stirnseite mit einem zugeordneten Saugstutzen (20a) und einem zugeordneten Druckstutzen (22a) und auf der anderen Stirnseite mit einem zugeordneten zweiten Saugstutzen (20a*) und einem zugeordneten zweiten Druckstutzen (22a*) verbunden sind, parallel oder in Reihe zueinander geschaltet sind.
Laufrad (30, 30*) für eine rotierende Verdrängerpumpe (100, 200) zum Fördern von fließfähigen Stoffen (P), das drehbeweglich und motorisch antreibbar in einem Pumpengehäuse (2) aufgenommen, im Bereich seines wenigstens einen Arbeitsraumes (AR) gegenüber dem Pumpengehäuse (2) dichtend Aufnahme findet und die Verdrängerpumpe (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, • dass das Laufrad (30, 30*) eine zylindrische Grundform aufweist, • dass ein umlaufender, nutförmiger Laufradkanal (32) vorgesehen ist, der wenigstens in eine der Stirnseiten des Laufrades (30, 30*) und konzentrisch zu dessen Rotationsachse (R) axial eingreift, • dass die Nutflanken des Laufradkanals (32) in Gestalt einer gleichförmig wellenförmigen, stetig gekrümmten, radial äußeren Kanalbegrenzung (34) und einer ebensolchen radial inneren Kanalbegrenzung (36) ausgeformt und, in radialer Richtung und in jeder Ebene senkrecht zur Rotationsachse (R) gesehen, äquidistant zueinander sind und jeweils in einer Kanalgrundfläche (38) ausmünden, • dass, in radialer Richtung gesehen, alle äußeren Wellenkämme (WKa) der äußeren Kanalbegrenzung (34) jeweils auf ihrer gesamten Erstreckungslänge an einer fiktiven, zur Rotationsachse (R) rotationssymmetrischen äußeren Mantelfläche (Ma) und alle inneren Wellenkämme (WKi) der inneren Kanalbegrenzung (36) jeweils auf ihrer gesamten Erstreckungslänge an einer fiktiven, zur Rotationsachse (R) rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche (Mi) enden und • dass die äußere und die innere Mantelfläche (Ma, Mi) definiert radial voneinander beabstandet sind.
Laufrad nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, • dass zusätzlich zur einen Stirnseite in die andere Stirnseite eines dann zweiten Laufrades (30*) und konzentrisch zu dessen Rotationsachse (R) ein weiterer umlaufender, nutförmiger Laufradkanal (32) eingreift, • dass die Nutflanken des Laufradkanals (32) in Gestalt einer gleichförmig wellenförmigen, stetig gekrümmten, radial äußeren Kanalbegrenzung (34) und einer ebensolchen radial inneren Kanalbegrenzung (36) ausgeformt und, in radialer Richtung und in jeder Ebene senkrecht zur Rotationsachse (R) gesehen, äquidistant zueinander sind und jeweils in einer Kanalgrundfläche (38) ausmünden, • dass, in radialer Richtung gesehen, alle äußeren Wellenkämme (WKa) der äußeren Kanalbegrenzung (34) jeweils auf ihrer gesamten Erstreckungslänge an einer fiktiven, zur Rotationsachse (R) rotationssymmetrischen äußeren Mantelfläche (Ma) und alle inneren Wellenkämme (WKi) der inneren Kanalbegrenzung (36) jeweils auf ihrer gesamten Erstreckungslänge an einer fiktiven, zur Rotationsachse (R) rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche (Mi) enden und • dass die äußere und die innere Mantelfläche (Ma, Mi) definiert radial voneinander beabstandet sind.
Laufrad nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Laufradkanäle (32) zueinander abmessungs- und lageidentisch ausgebildet sind.
Laufrad nach Anspruch 17 oder 18 dadurch gekennzeichnet, dass die äußere und die innere Kanalbegrenzung (34, 36) in beiden Stirnseiten des zweiten Laufrades (30*) um eine halbe Winkelteilung (w3) gegeneinander versetzt angeordnet sind, wobei die Winkelteilung (w3) durch benachbarte äußere oder innere Wellenkämme (WKa; WKi), bezogen auf die Rotationsachse (R), definiert ist.
Laufrad nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei innere und drei äußere oder bis maximal so viel innere und entsprechend äußere Wellenkämme (WKa; WKi), deren Anzahl durch eine minimale Winkelteilung (w3min) zwischen einer Saug- und Drucköffnung (20, 22) der Verdrängerpumpe (100, 200), bezogen auf die Rotationsachse (R), definiert ist, vorgesehen sind, wobei sich die minimale Winkelteilung (w3min) aus einem Mindestabstand zwischen Saug- und Drucköffnung (20, 22) ergibt, die jeweils gegenüber der Kanalgrundfläche (38) im Pumpengehäuse (2) angeordnet sind.
Laufrad nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass fünf bis sieben äußere und entsprechend fünf bis sieben innere Wellenkämme (WKa; WKi), vorzugsweise sechs äußere und sechs innere, vorgesehen sind.
Laufrad nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere und die innere Kanalbegrenzung (34, 36) parallel zueinander und parallel zur Rotationsachse (R) des Laufrades (30, 30*) verlaufen.
Laufrad nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sich die äußere und die innere Kanalbegrenzung (34, 36) zur Kanalgrundfläche (38) hin zueinander verjüngen, wobei erstere um einen ersten Winkel (w1) und die andere um einen zweiten Winkel (w2) jeweils gegenüber der Rotationsachse (R) des Laufrades (30) geneigt sind.
Laufrad nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Winkel (w1, w2) gleich sind.
Laufrad nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Laufradkanal (32), bezogen auf die Rotationsachse (R), derart radial positioniert ist, dass die äußere Kanalbegrenzung (34) mit ihrer jeweils radial außenseitigsten Erstreckung die Mantelfläche des Laufrades (30, 30*) unter Bildung einer jeweiligen Durchdringungsöffnung (34b) durchdringt und dadurch den Laufradkanal (32) an diesen Stellen zur Außenseite der Mantelfläche des Laufrades (30, 30*) öffnet.
Verfahren zum Fördern von fließfähigen Stoffen (P) mit einer Verdrängerpumpe (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, (a) dass der Stoff (P) in raumfesten radial äußeren und radial inneren Kammervolumina (KVa, KVi) innerhalb eines Laufrades (30, 30*) in dessen Drehrichtung (n) und in jeweils regelmäßiger Abfolge absatzweise abgegrenzt wird, wobei die äußeren Kammervolumina (KVa) radial innenseits von einer, bezogen auf die Rotationsachse (R) des Laufrades (30, 30*), rotationssymmetrischen äußeren Mantelfläche (Ma) eines ortsfesten Leitringes (50) und die inneren Kammervolumina (KVi) radial außenseits von einer, bezogen auf die Rotationsachse (R), rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche (Mi) des Leitringes (50) berandet sind, (b) dass die Zufuhr des Stoffes (P) in die äußeren und inneren Kammervolumina (KVA, KVi) aus einer ortsfesten, gemeinsamen Saugöffnung (20) erfolgt und die Abfuhr aus den Kammervolumina (KVA, KVi) in eine ortsfeste, gemeinsame Drucköffnung (22) erfolgt und (c) dass der Stoff (P) in den äußeren und inneren Kammervolumina (KVa, KVi) durch das Laufrad (30, 30*) in Drehrichtung (n) gegenüber und auf der äußeren und der inneren Mantelfläche (Ma, Mi) von der Saug- zur Drucköffnung (20, 22) verschoben wird, wobei die äußeren Kammervolumina (KVa) gegenüber den inneren Kammervolumina (KVi) um eine halbe Winkelteilung (w3) versetzt angeordnet sind und wobei die Winkelteilung (w3) aus der über den Umfang des Laufrades (30, 30*) gleichverteilten Anordnung der äußeren oder inneren Kammervolumina (KVa, KVi) resultiert.