DE1403859A1 - Umlaufpumpe - Google Patents

Description

Dtpl.-lng. Georg Kalep Patentanwalt

© Berlin-Nikolassee rsnnrη

Altval.ntr. 31 . 1403859

Dipl.-Ing. Georg Heidi' ' IT 4585-V&.

Berlin N 65 . .. Bi-301 Uferstr. 5-6

5.September 1960

"Stichwort; "Schneckenschräger¹* ..„

Dr. Expl.

Umlaufpumpe

Die Erfindung besieht sich, auf eine Verbesserung und weitere Ausbildung des Gegenstandes der Patente

■f Akt .Zeichen: Έ 11 84-2 Ia/59b, Ή 11 861 Ia/59e," S 12 296 Ia/59©, H 12 546 Ia/59e, N 12 640 Ia/59e, N 13 119 Ia/59e, N 13 528 Ia/ 59b,1, B" 14 447 Ia/59b, W 14 673 Ia/59b, K 15 146 Ia/59b_r E 15 234 Ia/59b, K 15 295 Ia/59b, H 15 470 Ia/59bi I 15 690 Ia/ 59b, U 15 684 Ia/59b, I 15 685 Ia/59b, Έ 16 051 Ia/59*>, Ή 17 055 Ia/59b» N 17 054 Ia/59b_r H 17 205 Ia/59b, IT 1.7 761 Ia/ 59b, N 17 883 Ia/59b,.'K 17 905 Ia/59b, H 17 700 Ia/59l3t N 18 141" Ia/59b)

Gegenstand der Bezugspatente sind Umlaufpumpen» bei denen innerhalb eines Pumpengehäuses verschieden gestaltete Pumpenkörper umlaufen. Insbesondere werden Pumpenscheiben benutzt, die schräg auf der Pumpenwelle befestigt sind. Zweck der Bezugspatente ist die 3Pör'derung schwieriger fördermittel, insbesondere von Abwässern, Dickstoffen und dergleichen. Bei der Förderung dieser Stoffeihat es sich als zweckmäßig herausgestellt, den Pumpenkörper so zu gestalten und im Pumpengehäuse so zu lagern, daß nicht nur eine Förderung, sondern gleichzeitig auch eine Aufbereitung, z.B. ein balken, Kneten, Zerkleinern und dergleichen des Fördergutes bei der Berührung mit dem Pum-* penkörper eintritt.

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Die Verbesserung, und weitere Ausbildung, des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß vor die Umlaufpumpe eine Schnecke vorgeschaltet wird, der das zu behandelnde und zu fördernde Gut vorzugsweise über einen Trichter zugeführt wird und die dieses Gut der Umlaufpumpe zuführt.

Man kann hier auch nur noch sehr bedingt von "Pumpen·* sprechen, fenn trotzdem dieser Ausdruck fernerhin im Text "benutzt wird, so geschieht dies der besseren Anschaulichkeit wegen, da es im Maschinenbau bisher für derartige Geräte noch keine eindeutige Bezeichnung gibt. Diese icieaen Maschinen arbeiten nicht nur

im Sinne einer pumpenartigen Förderung, sondern es wird gleichzeitig eine Aufbereitung vorgenommen.

Durch das Yorschalten einer Schnecke wird erreicht, daß man Dickstoffe und nicht mehr strömungsfähige Fördergüter, die etwa. 20 bis 25$ Trockengehalt haben und daher praktisch nicht mehr fließfähig sind, sondern stichfest, wie beispielsweise Zellstoff, der Pumpe zuführen, in ihr aufbereiten und durch sie anstandslos weiterfördern kann· Auch Torf und Eohle lassen sich auf diese Weise homogenisieren und fördern, wobei Torf nach einer derartigen Behandlung den 5—fachen Heizwert zeigt·

Um die Geschwindigkeit der Schnecke auf diejenige der Umlaufpumpe einstellen zu können, wird zwischen den Antriebsmotor für die Schnecke und diese sowie unter Umständen auoh zwischen den Antriebsmotor für die Pumpe und die Pumpe je ein zweck— mäßigerweise stufenlos regelbares Getriebe eingeschaltet. Dies ist deshalb zweckmäßig, weil entsprechend den in der Rheologie entwickelten Theorien das fließtechnische Verhalten von Dickstoffen wegen der Vielgestaltigkeit dieser Stoffe im voraus nicht .· -2a-

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ohne weiteres berechnet werden kann. Daher ist es vorteilhaft, während des Betriebes der Maschine die Gesohwindigkeiten der Schnecke einerseits und dea Pumpenkörpers andererseits beliebig regeln zu fcönnen, zumal,die rheologischen Eigenschaften der Dickstoffe auoh von äußeren Verhältnissen, wie dem Feuchtigkeitsgehalt der Luft, dem Luftdruck, der Sonneneinstrahlung und dergleichen, abhängig sind·

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Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, die Schnecke nur an dem der Umlaufpumpe abgekehrten Ende, also fliegend, zu lagern.Dadurch tritt bei den schnellen Umlaufbewegungen eine Kreiselwirkung ein, die einen einwandfrei axial gerichteten lauf der Schnecke gewährleistet, andererseits den Vorteil einer gewissen Nachgiebigkeit beim Auftreten von Querkräften zeigt, was insbesondere beim Anfahren der Maschine zweckmäßig ist, weil dadurch Überbelastungen der Schnecke vermieden werden.

Der Pumpenkörper der Umlaufpumpe kann irgendeine der in den ßezugsanmeldungen angegebenen Formen haben, insbesondere kann er eine auf sich selbst gesehen elliptische oder kreisförmige Scheibe sein und gegebenenfalls am Umfang mit einer Verzahnung versehen sein.

Durch die Schnecke wird an der Eintrittsstelle in die Umlaufpumpe ein gev/isser Druck erzeugt, durch den die Umlaufpumpe geladen wird, üine weitere Drucksteigerung erfolgt dann innerhalb der Umlaufpumpe, was sich daraus erklärt, daß die schräge Scheibe das dicke fördergut ähnlicn wie ein Spatel in den Austrittsstutzen^hineinstreicht.

Dem Fttlltrichter der Schnecke wird das Behandlungsgut über einen 3and- oder becherförderer zugeleitet, iüs ist hierbei darauf zu achten, daß die Schluckleistung der Schnecke und der Umlaufpumpe der ffütterleistung des Förderers angepaßt v/ird.- Es kann zweckmäßig sein, durch Einstellen der G-etriebe die Schubleistung der Schnecke größer zu wählen als es der Ausstoßleistung der Umlaufpumpe entspricht, wodurch erwünschte Stauungen innerhalb der Umlaufpumpe entstehen und der

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.]?einheitsgrad der feearkiexiieiOng gesteigert werden kann.

Einzelheiten der Erfindung seien anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

]?ig.1 in sehemätischer Darstellung einen Aufriß einer Umlaufpumpe mit vorgeschalteter Schnecke,

Fig.2 einen Querschnitt durch die Umlaufpumpe nach der linie II - II der Fig.1,

Jig.3 eine Tandemanordnung dreier Einzelaggregate in Horizontallage _t

Hg.4 eine der Fig.3 ähnliche Tandemanordnung in Yertikalstellung,

i?ig«5 eine Erläuterungsskizze zu einer Tandemanordnung dreier Umlaufpumpen mit Krümmerzuleitung,

jfig.6 eine brauchbare Lösung einer geraden Ausführung eines Stutzens zwecks Vermeidung des Festsetzens des Fördergutes,

Fig.? eine der S¹Ig.4 ähnliche Tandemanordnung, jedoch mit einem einzigen Antriebsmotor für sämtliche v/ellen und

S¹Ig.S eine Seitenansicht auf eine der Fig.3 "ähnliche Tandemanordnung, jedoch mit Übergangsstutzen, die im jJurchmes-, ser kleiner sind als der Durchmesser der zugehörigen Umlaufpumpe*

jJie Umlaufpumpe 148 weist im Innern auf einer Welle schräg befestigt eine Pumpenseheibe 150 auf. Die Pumpenwelle wird über ein stufenlos regelbares Getriebe 151 von einem Elektromotor 152 angetrieben. An der Sintrittsseite ist das Gehäuse 153 einer Schnecke 154 unmittelbar angeflanscht, so d-ifi die iüintrittsseite der Umlaufpumpe mit vollem, dem Gehäuse

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entsprechendem Querschnitt sich dem Schneckengehäuse gegenüber öffnet. Das Behandlungsgut wird über einen Einfülltrichter 155 dem Schneckengehäuse zugeführt. Die Schnecke 154 ist fliegend in einem Lager I56 am Deckel 157 des Schneckengehäuses

wird
gelagert und/über ein stufenloses G-etriebe 158 von einem

Elektromotor 159 angetrieben.

Das in den Einfülltrichter 155 eingebrachte Behandlungsgut wird von der Schnecke 154 in das Gehäuse der Umlaufpumpe 148 gefördert und von der Pumpenscheibe 150 in den Druckstutzen 160 hineingedrückt, um alsdann durch diesen Stutzen die Umlaufpumpe zu verlassen.

Fach der Ausf[ihrungsform der i¹ig<>3 werden in iandemanordnung drei .je aus einer Umlaufpumpe 161,162,163 und je einer vorgeschalteten Schnecke 164,165,166 bestehende aggregate 167,168,169 zusammengestellt. Das Gehäuse der ersten Schnecke I64 ist mit einem Fülltrichter 170 versehen und die Schnecke v/ird von einem Motor 171 angetrieben, i>ie erste Umlaufpumpe 161 fördert über einen Druckstutzen 172 in das Gehäuse der zweiten Schnecke I65. JTerner fördert die zweite Umlaufpumpe 162 über einen druckstutzen 173 in das Gehäuse der dritten Schnecke 166 und schließlich tritt das so dreifach behandelte Gut aus dem druckstutzen 174 der dritten Umlaufpumpe 163 aus.

Die einzelnen Pumpenscheiben 175,176,177 v/erden über bellen 178,179>18C in Umlauf versetzt, aie an den außenlie— " genden Enden Antriebsscheiben 1S1,182,1Ö3 hnoen und über liiemen 184,185,186 von einer'Riemenscheibe 167 eines Elektromotors 188 Mngetrieben v/erden.

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χ??■:!..:■:.':.'-,-y>:puxoh die Tandemanordnung wird das zu behandelnde G-ut %nacheinander.,den-elnzeinen Puiapenkörpern über Sohnecken und dadurch stufenweise zu immer größer werdenden

<ze,f/> er ei/c /-"Feinheiten .fcaea^-. Das Vor schalten der Schnecken ist auch hier wegen der Steifigkeit- des zu behandelnden Gutes zweckmäßig.'-Statt Umlaufpumpen mit zylindrischem oder leicht spi— raldgem Pumpengehäuse können auch solche benutzt werden» bei denen das Gehäuse, wie in einer der Bezugsanmeldungen, kugelförmig oder ellipsoidartig ist. Auch können für' die Umlaufpumpe G-ehäuse benutzt werden, die eine verzahnte ßuohse aufweisen, in die Zähne des Pumpenkörpers eingreifen,

Zwecks Anpasoung kann es auch hier vorteilhaft sein, den Antriebsmotor en stufenlos regelbare (fe triebe- zuzuordnen und die Abmessungen der einzelnen aggregate entsprechend dem spezifischen -Voluraen des · fördergutes anzupassen, das sich im Verlauf der Behandlung durch die einaelnen ^ggreg ite ändert, .-tatt die χ tee s sung en zu ändern, k-ϊ-ηη es unter Umstanden zweckmäßig sein, die einzelnen -I.'asohinenaggregate-- z\/ar in ihrem, SassungsvermÖgeii .;leiohzugestalten, Jedoex:.sv/e-cks inoMSSung an die sich ändernden ^pesifiacnen 7olumen uie einzelnen .^jx-e— gate mit verschiedener G-eschv/indijkeit laufen zu lassen*.

Kaoh der Ausführungc-form der J¹I^,4 '-'ird ^-.;ar die fmaer.-onordnung beibehalten, es v/erden jedoch die einzelnen Aggregate so .-angeordnet, daß - die Antr-ie as wellen lotrecht stehen. Jritspreoliend dieser lotrechten 'pjfc-eHung. ist die Einschütte 189 .am Gehäuse der ersten ochnec-ke-.jlSP zv/ar. seitlich - fingeschlgasen.» ,. . Jeloch so"ir^g nach o'.-en.: ^arioatet». -.-. . ...... _t _^ .- - ·_■-■ Sine '-'eitere 7\irJ \.:t* :λ ä^a.v >iol..eriKen".a-a:dei;-Ma:5?il^::^ä

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rung besteht darin, daß nicht die Stellung sämtlicher drei Schrägscheiben der Umlaufpumpe zueinander parallel ist, sondern daß nur zwei 3chrägscheiben 191»192 parallel zueinander liegen, während die Schrägscheibe 193, die in der Mitte zwischen den beiden .anderen liegt, nahezu senkrecht zu den beiden anderen steht. Durch diese Anordnung soll erreicht werden, daß in der Stellung der beiden äußeren Schrägscheiben 191*192 diese gegenüber dem jeweiligen Austrittsstutzen 194,195 eine wegverlängernde ./irkung haben, während andererseits die Schrägscheibe 193 der mittleren Umlaufpumpe sich in einer- Mörder-Stellung befindet, in welcher der kürzeste .'/eg zwischen dem Eintritt des Gutes in "die Umlaufpumpe und dem iustritt aus ihr durchlaufen wird. .ie± V/e it er drehung der Pumpenscheiben um 180 sind die Stellungen derart, daß das fördergut gezwungen ist, um die mittlere Pumpenscheibe 193 einen Umweg zu machen, während die beiden äußeren lumpenscheiben 191»192 sich in einer Stellung befinden, in welcher das Fördergut auf kürzestem «eg die Pumpe durchläuft, uieser ./echsel wiederholt sich in schneller Jolße bei den Umlauf bewegung en der rumpenscheioeno dadurch •■/erden verstärkte Effekte hinsichtlich des Mörder— und Behänd— lungsvorganges erreicht.

Juni it nun aoer diese gegenseitige genaue Jtellung der drei Punpenscheiben auch nit ..Sicherheit im Laufe des Betriebes eingehalten "-'irci, if.t es erforderlich, axe drei i-irr-perrv/ellen 196»197»198 durch formschlüssige Antriebe miteinander zu verbinden, zu denen nicht ein -!ionenantrieb, jedoch Ketten— oder Zahnradantrieb gehören, die in i'igur 4 mit den Zahlen 199,2Ou, 2 C1 b e ζe i ohne t ε ind.

_-ie Io';JTrJO \te '.!.orrinun" der einzelnen . u

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.gate hat den Vorteil,., insbesondere wenn es sioh um große gen handelt, daß man .das kntrieMsysteai iitr die UmlaU-fpumpen in das Sellergeschoß des Masaiiinenla'iiisö^ Yerlegen ksoini, während

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die Aggregate in awei weiteren öebäudegesohossen untergebracht werian können,, ..-■-.

Die gegenseitigt Anordnung der einzelnen i.'IasGhinen~ aggregate naah £^lig>% «fid 4 hat den Vorteil, daß für den bbei?** gang von. dtm eiasa lim anderen Aggregat gerade, verlaufende Stutzen verwendet warten können* 3ei der fendemanordnung reintr Umlaufpumpen» wit sie die l^?ig*5 zeigt, ist dies niöiit möglich* Hier mtissen Krümmer 202,203 verwendet werden, die bei dem. Verarbeiten Von JJiclcstoffen den ITaGhteil haben, daß sich im bereich der äußeren Kriiamiungsbogen eine liSntwä&serung und damit

ein Terdämmenj ießtsetgen und ^esfbaoken des Dickstoffes isr **?#

Eriimmerfbemerkbar maoht, v/odurch der kontinuiex-liche betrieb empfindlich gestört wird, da der ausbau und die Reinigung dieser lirümmer iEimer wieder notwendig ist,·*

fig»6 seigt eine brauohbare Lösung, v/ie diests festsetzen vermieden werden kann*

Durch die erfinäungsgemäße ;inv/endung vorgeschaltstor Schnecken besteht die ilöglichkeiti isrümriier zu verr:ielden, eo daß in doppelter Beziehung ein einwandfreier Dauerbetrieb ßiöglioh ist j weil einmal keine Krümmer vorhanden sind* die di© G-efahr des Festsetzens mit sioh bringen und zuh aadern die achneoken die Förderung in hohem liIaßöunterBtiitzen, die von dem a soheiben allein unter Umständen nicht bewältigt wird» Die meidung von liriimmerri üei der erfindungsgemäßen Tandeiiianordnuirxg ist darauf zuruQkz*ufü.hren, daß das fördergut im ./'inkel Von zur Richtung der geweiligen .velle des Pumpenkörpers bgv/» der Schnecke in das Sehäuae der nächstfolgenden Johnecke' eintritt*

Dies ist aber bei oohneeken gerade erwünscht, da diese recht** ι ·

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winklig zu ihrer Achse "beaufschlagt werden sollen, um vorteilhaft zu wirken.

-ι --ι ±Shter Umständen kann man, falls die konstruktiven Anforderungen es als sinnvoll erscheinen lassen, sämtliche Antriebswellen 204-,205,206 der ^Scheibenkörper 207,208,209 und sämtliche V/ellen 210,211,212 der Schnecken 213,214,215 über Antriebe 216 und 217 von einem einzigen Antriebsmotor 218 in Umlauf setzen»(Ffy T-)_

Die Erfindung ist auch besonders für die Verarbeitung von Zellstoff, Zellulose, Altpapier, Hadern und dergleichen geeignet, wo auf sogenannte Stippenfreiheit des fertigen Breies besonderer </ert gelegt wird, wenn es sich um die Herstellung von Papier, Karton, Pappe und dergleichen handelt. In diesem Pail wird an der Austrittsseite^tsfc«? Umlaufpumpe 'zum .druckstutzen ein Siebeinsatz,wie in einigen der Bezugsanmeldungen geschildert, eingebaut und so für eine Stippenfreiheit gesorgt. Bei der bisher üblichen Verarbeitung durch Kollergänge, Refiner und dergleichen war, abgesehen von ^der lange andauernden Behandlungszeit, ein derart gleichmäßiger und fe&r Stoff nicht zu erhalten.

In Fig.8 ist eine Seitenansicht einer Tandemanordnung dargestellt, die etwa derjenigen der Fig. 3. entspricht, mit dem Unterschied, daß die Übergangsstutzen 219,22u zwischen den einzelnen Aggregaten 221,222,223 im Durchmesser nicht dem Innendurchmesser des Umlaufpumpengehäuses entsprechen, sondern kleiner sind und der jewe-i^ig^e. Anschluß, an die..vorangehende üml-iuf puripe t-ingential .im nLnt.ere.33..-j.e.re^.ch des Gehäuses vorgenommen ist» .luf diese .,eise ergibt sich eine ' stufenweise nach

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unten versetzte Horizontalanordnung der einzelnen aggregate. Dies hat den Vorteil, daß die förderung des Gutes in stufenweise fallendem Sinn von einem zum anderen Aggregat erfolgt, was "bei dem hohen Trockengehalt der zu verarbeitenden Stoffe wichtig ist, da diese die Neigung haben, sich unter der Wirkung der Schwerkraft nach unten'zu abzusetzen.

Entsprechend den Darlegungen der Figuren 1 bis 3 ist es zweckmäßig, die Schnecken möglichst dicht in den zugehörigen Schneckengehäusen laufen zu lassen, damit infolge Überdruckes an der Austrittsstelle das Fördergut, sei es'die Paste oder der Brei, nicht durch die Spalten, die durch die Schneckenflanken einerseits und die Schneckengehäuse andererseits gebildet werden, entgegen der Schraubenförderung der Schnecke zurückströmt.

~£s hat sich gezeigt, daß es für eine möglichst weitgehende Homogenisierung, d.h. Stippenfreiheit des Mörder- und ßehandlungsgutes zweckmäßig ist, wenn "die Rotoren 191*192,193 gemäß 5¹IgUr 4, sofern sie auf sich selbst gesehen elliptisch sind, zwischen ihrem Umfang und dem Pumpengehäuse ein möglichst geringes Spiel haben.Dies gilt ganz besonders dann, wenn -jjo. Umfang der Pumpenkörper Zähne und am Innenumfang der zugehörigen Gehäuse Kuten vorgesehen sind, in die die Zähne eingreifen.

Vielfach v/erden die Schnecken, die in JIp₁Ut 3 dargestellt sind, zveckmäßigerv/eise derart uusgeöiläet, daß s;i der Durchmesser der jeweiligen Schnecke in i'örderrichtung, d.h. in itiohtung auf die Z ehr ägro-t or maschine zu, verengt, '.vird nicht nur die Schnecke, sondern auch das .Jchneoken^ehrLaöe konisch nusge bildet, und av/.ir derart, d <£ ein dichter L oxZ

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der Schnecke innerhalb des Gehäuses gewährleistet ist. ,/ährend der kleinste .Durchmesser des ochneckengehäuses etwa gleich dem Eintrittsdurchme3ser dös !,!aschinengehau.ses des Schrägrotors ist, liegt der größte· Schneckendurchniesser am entgegengesetzten Ende, d*lw an der Einmündungsstelle des fülltrienters«

Nach der Ausfuhrungsf oral der Figur 9 ist die dchnecke 224 -τπΐ äußeren Umfang der Schneckengänge 225 mit Zähnen, Zacken oder Schneiden versehen, damit das zu fördernde G-ut schon vor dem Eintritt in die Umlaufpumpe eine Vorzerkleinerung erfährt.

' Aus .Figur 10, die einen G-rundriß zu der iPigur 9 dar—' stellt, ist ersichtlich, daß zwei Schnecken 224,226 derart nebenein-inder in gemeinsamen üchneckengehäuse 227 gelagert sind, daß die Schnecken teilweise ineinandergreifen. Dadurch kann eine erhöhte Leistung erzielt werden. Diese Schne.cken können mit Zähnen am Umfang versehen werden»

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Claims (2)

1. Patentansprüc

   Umlaufpumpe, bei welcher Innerhalb eines feststehenden, zylinderförmigen oder leicht spiraligen Gehäuses auf einer konzentrisch zur G-ehauseachse- angeordneten Welle ein scheibenförmiger Pumpenkörper schräg auf der ./ellenachse

   Gefestigt ist, nach Hauptpatent (Aktenzeichen U 11 842

   Ia/59b) und nach den in der 3eschreibungseinleitung aufgeführten Zusatzpatenten, dadurch gekennzeichnet, daß vor die Umlaufpumpe eine Schnecke vorgeschaltet ist, der das zu behandelnde und zu fördernde Gut vorzugsweise über einen Trichter zugeführt wird.
2. 2. Umlaufpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Antriebsmotor für die Schnecke und diese sowie gegebenenfalls auch zwischen den Antriebsmotor für die Pumpe und diese je ein zweckmäßigerweise stufenlos regelbares Getriebe eingeschaltet ist.

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