DE1403881B - Schraubenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubenpumpe, die aus einer Mittelschraube mit konvexen Schraubenflanken an den Schraubengängen und einer oder mehreren Seitenschrauben mit konkaven Schraubenflanken an den Schraubengängen bzw. am Schraubengang besteht, bei der die Außenkanten zusammenwirkender Schrauben soweit wie möglich abdichten, bei der der Schraubensatz dicht von einem Gehäuseteil umschlossen ist und bei der die Seitenschraube bzw. Seitenschrauben am Übergang von der nacheilenden Schraubenflanke zum Schraubenumfang abgeflacht ist bzw. sind, so daß in jeder Lage des Schraubensatzes mindestens eine geschlossene, von zwei Schrauben und der Wand des Gehäuseteils begrenzte Förderzelle gebildet wird, die bei der Drehung der Schrauben axial vom Einlaßende des Schraubensatzes zu seinem Auslaßende wandert.

Die Erfindung bezieht sich somit, mit anderen Worten, auf Schraubenpumpen, bei denen die Bedingung G — ng + η = 0 erfüllt ist, wobei G die Gewindegangzahl der Mittelschraube, η die Anzahl der Seitenschrauben und g deren Gewindegangzahl angibt.

Derartige bekannte Schraubenpumpen sind theoretisch dicht. Bei Bildung der Förderzelle an der Ansaugseite entsteht ein Vakuum, das ein Füllen der Förderzelle bewirkt. Bei Betrieb des Schraubensatzes mit einer Geschwindigkeit unterhalb eines bestimmten kritischen Wertes wird dabei die Förderzelle vollständig mit dem zu fördernden Mittel gefüllt. Dieser kritische Wert hängt von der Ausbildung der Schrauben, den geometrischen Abmessungen derselben, der Ausbildung des Einlasses, den besonderen Eigenschaften des zu fördernden Mittels, z. B. Viskosität, Dampfdruck, Gehalt an gelösten Gasen usw., sowie der vorhandenen Saughöhe ab.

Wird jedoch dieser kritische Wert überschritten, so wird die Kammer nicht vollständig gefüllt, denn es bildet sich ein Hohlraum bzw. im zu fördernden Mittel Hohlräume, die sich mit Gas oder Luft füllen, das bzw. die von dem zu fördernden Mittel abgegeben werden. Diese Gas- oder Luftblasen folgen dem Mittel

ίο bei dessen Förderung durch den Schraubensatz von der Ansaugseite zur Auslaßseite. Wird dann an der Auslaßseite die Förderzelle geöffnet und das Mittel plötzlich dem an der Auslaßseite herrschenden Druck ausgesetzt, dann werden diese Gas- oder Luftblasen schnell komprimiert, wodurch sehr störende Geräusche und Schwingungen verursacht werden. Dabei können die Schraubenpumpe oder andere Teile der entsprechenden Anlage beschädigt werden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schraubenpumpe der eingangs beschriebenen Art derart auszubilden, daß die plötzliche Verdichtung der Gas- oder Luftblasen bei Förderung über der kritischen Drehzahl vermieden wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein die ganze Länge des Schraubensatzes durchziehender, schraubenlinienförmiger Kanal vorhanden ist, der entweder durch eine Abschrägung an der nacheilenden Gewindeflanke der Mittelschraube oder durch eine Nut, die in der Gewindeflanke der Seitenschraube bzw. -schrauben liegt, gebildet wird.

Die genannte Aufgabe ist bereits dadurch gelöst worden, daß ein einziger, von der Einlaßseite der Pumpe zu ihrer Auslaßseite durch sämtliche Gewindegänge sich schlingender Durchgang vorgesehen sein soll, der sich aus einer bestimmten mathematischen Formel ergibt (vgl. hierzu deutsche Auslegeschrift 1004930 und USA.-Patentschrift 2 693 763). Dieser Durchgang entsteht aber alkine durch eine gemäß dieser Formel ausgewählte Anzahl von Schraubengängen und der Anzahl der Schrauben sowie deren Abmessung und insbesondere durch die Form der Schraubengänge, wobei ein Schraubensatz erhalten wird, der rein theoretisch in sich undicht ist.
Demgegenüber geht die Erfindung von einem Schraubensatz aus, bei dem'die Anzahl der Schrauben und der Schraubengänge sowie deren Abmessungen derart gewählt sind, daß der Schraubensatz theoretisch dicht ist. Selbstverständlich tritt auch hier eine geringe Leckmenge auf, die in der Praxis wegen des unvermeidlichen Spiels zwischen den Schrauben und zwischen den Schrauben und dem Gehäuse nicht vermeidbar ist. Durch die Erfindung wird aber erreicht, daß durch eine einfache zusätzliche Maßnahme an den theoretisch dichten Pumpen die bei den bekannten Pumpen nur durch einen erheblichen Aufwand erzielbaren Vorteile erreicht werden, die darin bestehen, daß diese Pumpen nunmehr auch bei Drehzahlen, die über dem bisherigen kritischen Wert liegen, betrieben werden können, ohne daß dabei störende Geräusche oder Schwingungen entstehen.

Nachfolgend werden an Hand der Zeichnungen ohne einschränkende Bedeutung zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Schraubenpumpe dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schraubenpumpe in Seitenansicht,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

F i g. 3 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch einen Teil der Mittelschraube der Schraubenpumpe nach F i g. 1 und 2 mit ursprünglichem Profil der Gewindeflanke und erfindungsgemäßer Abschrägung,

F i g. 4 in Seitenansicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schraubenpumpe und

F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in F i g. 4.

Die in F i g. 1 und 2 dargestellte Schraubenpumpe weist einen Schraubensatz, bestehend aus einer Mittelschraube 1 und zwei Seitenschrauben 2 auf. Die Mittelschraube 1 hat zwei Schraubengänge mit konvexen Gewindeflanken; auch die Seitenschrauben weisen jeweils zwei Schraubengänge auf, die aber konkave Gewindeflanken haben. Die Schraubengänge sind in an sich bekannter Weise derart angeordnet und ausgebildet, daß sie an den Außenkanten zusammenwirkender Schrauben abdichten.

Der Schraubensatz 1,2 ist in einem diesen dicht umschließenden Gehäuse 3 untergebracht, das an seinem unteren Ende mit zwei symmetrischen öffnungen 4 versehen ist, durch die das zu fördernde fließfähige oder flüssige Mittel einströmt; außerdem hat das Gehäuse 3 einen Flansch 5 zur Befestigung desselben mit dem Schraubensatz 1,2 innerhalb eines Pumpengehäuses 6 mittels Schrauben 7 derart, daß das untere Ende des Gehäuses 3 mit den Öffnungen 4 sich in der Einlaßkammer 8 des Pumpengehäuses 6 und das obere Ende des Gehäuses 3, das in Achsrichtung oben offen ist und den Auslaß für den Schraubensatz 1,2 bildet, sich in der Auslaßkammer 9 des Pumpengehäuses 6 befindet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Mittelschraube 1 angetrieben; sie ist einstückig mit einer Antriebswelle 10 ausgebildet. Diese Welle 10 ist in einem am oberen Ende des Gehäuses 3 befestigten Lager 11 gelagert und erstreckt sich durch einen am Pumpengehäuse 6 befestigten Deckel 12 hindurch, um mit einem nicht dargestellten Motor verbunden zu werden.

Die unteren Enden der Schrauben sind in geeigneter Weise im unteren Teil des Gehäuses 3 gelagert.

Der erfindungsgemäße, den Schraubensatz 1,2 durchziehende, schraubenlinienförmige Kanal, durch den die erfindungsgemäß beabsichtigte allmähliche Kompression der Gas- oder Luftblasen im zu fördernden Mittel erreicht wird, wenn die kritische Geschwindigkeit bzw. Drehzahl überschritten wird, kommt dadurch zustande, daß die Mittelschraube 1 an derjenigen Gewindeflanke eine Abschrägung 13 aufweist, die bei Drehung der angetriebenen Mittelschraube 1 in der in F i g. 2 durch einen Pfeil angedeuteten Richtung nacheilt; die Ausbildung dieser Abschrägung 13 ist in Fig. 3 veranschaulicht, in der durch eine gestrichelte Linie das ursprüngliche Profil des zugeordneten Schraubengangs angedeutet ist.

Die mögliche Erhöhung der Drehzahl hängt hierbei von den Abmessungen der Abschrägung 13 ab; je größer diese Abschrägung gewählt wird, desto größer kann die Drehzahl gewählt werden. Die Größe der Kanäle, die durch die Ausbildung dieser Abschrägung 13 bestimmt wird, ist durch das hierbei zunehmende

ίο Lecken innerhalb des Schraubensatzes nach oben begrenzt, und diese Abmessungen sind für jeden Einzelfall von den jeweiligen Arbeits- bzw. Betriebsbedingungen der zur Verwendung kommenden Schraubenpumpe abhängig.

Um zu erreichen, daß während eines beliebigen Teils jeder Schraubendrehung jede Kammer mit einem durchgehenden Kanal in Verbindung steht, kann die Anordnung so getroffen werden, daß sich an einer Gewindeflanke eines jeden Schraubengangs ein solcher durchlaufender Kanal bildet.

Die in F i g. 4 und 5 dargestellte zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Schraubenpumpe unterscheidet sich alleine dadurch von dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 und 2, daß der durchlaufende Kanal durch eine in die konkaven Gewindeflanken der Seitenschrauben 2 eingefräste Nut 14 gebildet wird. In den Zeichnungen sind erfindungsgemäße Schraubenpumpen mit zweigängigen Mittel- und zweigängigen Seitenschrauben beispielsweise dargestellt.

Es ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht nur auf derartige Schraubenpumpen beschränkt ist; sie kann auch bei anderen Schraubenpumpen mit anders zusammengesetzten Schraubensätzen oder mit ein- oder mehrgängigen Schrauben verwendet werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, wenn man nur in an sich bekannter Weise dafür Sorge trägt, daß das Profil der Schraubengänge, die Anzahl der Seitenschrauben und die Anzahl der Schraubengänge so aufeinander abgestimmt sind, daß in jeder Stellung der Schrauben wenigstens eine im Prinzip geschlossene Kammer vorhanden ist.

Es ist ohne weiteres erkennbar, daß die Erfindung nicht auf die in den Zeichnungen dargestellte Anordnung der durchlaufenden Kanäle beschränkt ist, sondem daß diese Kanäle sich auch auf anderen Gewindeflanken befinden können; vorteilhafterweise sollten aber bei den Seitenschrauben 2 die Nuten 14 nicht in dem in F i g. 5 mit 15 bezeichneten, mit einer kleinen Abflachung versehenen Schraubengangteil und bei der Mittelschraube nicht in dem in F i g. 2 mit 16 bezeichneten, mit dieser kleinen Abflachung der Seitenschraubengangteile zusammenarbeitenden Schraubengangteil der Mittelschraube 1 angeordnet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schraubenpumpe, die aus einer Mittelschraube mit konvexen Schraubenflanken an den Schraubengängen und einer oder mehreren Seitenschrauben mit konkaven Schraubenflanken an den Schraubengängen bzw. am Schraubengang besteht, bei der die Außenkanten zusammenwirkender Schrauben soweit wie möglich abdichten, bei der der Schraubensatz dicht von einem Gehäuseteil umschlossen ist und bei der die Seitenschraube bzw. Seitenschrauben am Übergang von der nacheilenden Schraubenflanke zum Schraubenumfang abgeflacht ist bzw. sind, so daß in jeder Lage des Schraubensatzes mindestens eine geschlossene, von zwei Schrauben und der Wand des Gehäuseteils begrenzte Förderzelle gebildet wird, die bei der Drehung der Schrauben axial vom Einlaßende des Schraubensatzes zu seinem Auslaßende wandert, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein die ganze Länge des Schraubensatzes (1, 2) durchziehender, schraubenlinienförmiger Kanal vorhanden ist, der entweder durch eine Abschrägung (13) an der nacheilenden Gewindeflanke der Mittelschraube (1) oder durch eine Nut (14), die in der Gewindeflanke der Seitenschraube bzw. -schrauben (2) liegt, gebildet wird.