DE1807392C3 - Verdrängerflügel für eine Drehkolbenpumpe zum Fördern zähflüssiger, gegebenenfalls inhomogener, korrosiver Medien - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Vcrdrängerflügel für eine ein emailliertes Gehäuse aufweisende Drehkolbenpumpe nach dem Rootsprinzip zum Fördern zähflüssiger, gegebenenfalls inhomogener, korrosiver und abrasiver Medien, wobei die Arbeitsflanken der teilweise aus korrosions- und abriebfestem Kunststoff bestehenden Verdrängerflügel annähernd halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen und mit einer stetigen Kurve in das Kolbenherz einmünden.

Eine Drehkolbenpumpe dieses Aufbaus ist Gegenstand des älteren Patentes 1553 031. Sie zeichnet sich durch eine gute Korrosions- und Abrasionsbeständigkeit aus, wobei auf Grund ihres technologischen Aufbaus auf die Verwendung hochwertiger Stähle verzichtet werden kann, Es ist insbesondere erstmals gelungen, das in der chemischen Technik hinlänglich bekannte Emaillieren von Apparaten, Ventilen unw. mit allen -.einen Vorteilin uuch bei einer Pumpe konduktiv befriedigend zu beherrschen. Bei dieser Drehkolbenpumpe sind die aus Kunststoff bestehenden Verdrängerflügel direkt auf die das Kolbenherz bildenden Antriebswellen aufgezogen.

Die Erfahrung hat nun gelehrt, daß die für die Verdrängerflügel vornehmlich verwendeten Kunststoffe auf der Basis von Polytetrafluorethylen keine ausreichende Kriechfestigkeit besitzen. Dies kann unter bestimmten Umständen zu einer erhöhten Reibung zwischen den Arbeitsflanken und dem emaillierten Gehäuse, zum Verklemmen, aber auch zur Vergrößerung der Dichtspalte führen. Das Kriechverhalten hängt unter anderem von der Gesamtmasse und der Massenverteilung wie auch von der Betriebstemperatur ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Drehkolbenpumpe des eingangs Geschilderten Aufbaus die Auswirkungen der mangelhaften Kriechfestigkeit zu mindern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Drehkolben aus einem außenseitig emaillierten Kolbenherz aus Metall und an den Arbeitsflanken der Verdrängerflügel aus korrusions- und abriebfestem Kunststoff .gebildet sind.

Auf diese Woise wird der Massenanteil des Kunststoffs beträchtlich vermindert, so daß dessen Kriechen praktisch keinen betriebsstörenden Einfluß mehr ausüben kann. Als Grundwerkstoff für den Drehkolben kann ein Vergleichsweise billiges Material, nämlich Grauguß, verwendet werden, das durch die Emailschicht, wie auch das Gehäuse, wirksam gegen Korrosion geschützt ist.

In bevorzugter Ausführung dieses Grundgedankens der Erfindung sind die Arbeitsflanken aus in den Drehkolben eingesetzten Kunststoffleisten gebildet, wobei mit Vorteil jede Arbeitsflanke eines Drehkolbens aus mehreren nebc.-tinander angeordneten Kunststoffleisten gebildet ist. Die Kunststoffleisten können beispielsweise mit einem Fußteil in eine entsprechende Führung am Drehkolben von dessen Stirnseiten her eingesetzt sein.

Einerseits wird dadurch die Fertigung des einzelnen Drehkolbens stark vereinfacht, andererseits lassen sich die Dichtleisten, sofern sie schadhaft geworden sind, ohne weiteres austauschen, ohne daß die Verdrängerflügel oder gar der gesamte Drehkolbcn ausgetauscht werden müssen.

Es ist zwar bekannt (USA.-Patcntschrift 950 856), auf die Verdrängerflügel von Drehkolbenpumpen gesonderte Kopfteile anzuschrauben, doch handelt es sich hierbei nur um auswechselbare Verschleißteile, zumal diese aus dem gleichen Werkstoff bestehen wie das Kolbenherz. Mit dem der Erfindung zugrunde liegenden Problem hat diese bekannte Konstruktion nichts gemeinsam.

Um das Festsetzen von Festteilchen des geförderten Mediums an der Gchauseinncnwand zu verhindern, weisen die Kunststoffleisten Abstreifkanten auf.

Da die Verdrängerflügel gemäß der Erfindung nicht mehr zur Gänze aus Kunststoff bestehen, liegen ihre emaillierten Stirnseiten den gleichfalls emaillierten Stirnseiten des Gehäuses unmittelbar gegenüber. Um nun die Drehkolben an ihren Stirnseiten wie auch das Gehäuse an seinen Stirnwänden vor starken Belastungen durch im Dichtungsspalt vorhandene

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riMiLildicn /u schützen, siiiU Uie inneren Stirnseiten des Pumpengehauses mit einem nachgiebigen Material. /.B. Polytetrafluorethylen belegt, in den diese Festteilthen gegebenenfalls eindringen können. Die gleiche Aufgabe kiinnen auch an den Stirnseiten des a Pumpengehäuses angebrachte Dichtleisten aus nachgiebigem Material erfüllen.

Statt dessen können auch die Stirnseiten der Drehkolben mit Anlaufscheiben aus einem weichen Material. :'.. B. Polytetrafluorethylen oder Hartgummi, m versehen sein, so daß eine seitliche Berührung zwischen Drehkolben und Stirnwand nicht stattfinden kann. Man verhindert dadurch eine Zerstörung der Emailschicht an Kolben und Gehäusewand bzw. ein Festfressen der Kolben. Ferner kann mit erheblich kleineren Toleranzen zwischen Kolben und Stirnwand gearbeitet wurden. Daraus folgt eine Wirkungsgradverbesserung. Zugleich kann mit diesen Scheiben ein achsparalleles Ausweichen der eingeschobenen, die Arbeitsflanken bildenden Kunststoffleisten verhindert werden, indem diese mit den Scheiben verschraubt oder verstiftet werden.

Ausführungsformen der Erfindung sind an Fland der Zeichnung nachstehend beschrieben. Es zeigt

Fig. I eine schematische Ansicht einer dreifiü^iinen Ausführiuigsform des Drehkolbens,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine Drehkolbenpumpe und

F i g. 3 einen Querschnitt durch einen Drehkolhen anderer Ausführungsform.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Drehkolbenpumpe besteht aus einem ovalen Gehäuse 1, in welchem zwei auf parallelen Antriebsweilen 2 angeordnete Drehkolben 3 in entgeger.gesetzter Richtung umlaufen. In den F i g. 1 und 2 ist ein Drchkolbcn 3 wiedergegeben, der drei um jeweils 120' versetzte Verdrängerflügel 4 aufweist. Die Arbeitsflanken 5 diener Verdrängerflügel arbeiten mit der Innenwände des Gehäuses zusammen, die mit einer Emailschicht 7 versehen ist. Wie aus F i g. 1 und 2 erkennbar, sind die Arbeitsflanken 5 jedes Drehkolbens 3 aus einem korrosions- und abriebfesten Kunststoff gefertigt. Damit ergibt sich eine funktionsgerechte Werksloffpaarung Email-Kunststoff, die sowohl hinsichtlich des Verwendungszwecks der Drehkolbenpumpe als auch hinsichtlich deren Funktion besonders günstig ist. Als vorteilhaft hat sich dabei ein Kunststoff auf der Basis von Polytctrafluoräthyle;i erwiesen. Das Kolbenherz jedes Drehkolbens kann aus einem üblichen Metall, z. B. Grauguß bestehen, doch muß zumindest auf seiner Außenseite darür Sorge getragen werden, daß es korrosiven Medien standhalt. Zu diesem Zweck ist das Kolbenherz auf seiner Außenseite emailliert.

Die Arbeitsflanken 5, die bei den wiedergegebenen Ausführungsbeispielen als Kunsthtoffletstcn 8 ausgebildet sind, können auf verschiedene Weise an dem Drehkolben 3 angebracht werden. Bei dem in F i g. I dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Kunststoffleihte 8 einen teilzylindrischen Querschnitt und an ihrer ebenen Unterseite ein Fußteil 9 auf. Dieses Fußteil ist nach Art einer Schwalbenschwanzfübning ausgebildet, die mit einem entsprechenden Schwalbenschwanz 10 an dem Verdrängerflügel 4 des Drehkolbens 3 in Eingriff steht. Die Kunststoffleiste 8 ist ferner im Bereich der Arbeitsflanke S mit Abstreifkanten versehen, die bei der gezeigten Ausführungsform durch die Einschnitte 11 gebildet sind.

Bei einer anderen Ausführungsform, die in F i g. 3 gezeigt ist, ist die Arbeitsflanke aus mehreren Kunststoffleisten 12 gebildet. Jede Leiste 12 weist dabei ein etwa dreiviertelzylmdrisches Fußteil 13 auf, mit dem es in einer entsprechenden hohlzylindrischen Führung 14 des Verdraigerflügels 4 gelage;t ist. An das Fußteil 12 schließt <^:-..:h nach außen das eigentliche Dichtelement 15 an, dis in einer entsprechenden Ausnehmung 16 des Verdrängerflügels4 liegt. Die Abstreifkanten werden beim Ausführungsbeispie! nach F i g. 3 durch die Kanten 17 der Dichtelemente 15 gebildet.

Bei beiden Ausführungsformen nach Fig. 1 bzw. 3 können die Kunststoffleisten 8 bzw. 12 von der Stirnseite des Drehkolbens her in ihre Führung 10 bzw. 14 eingeschoben werden. Demzufolge läßt sich umgekehrt in einfacher Weise eine schadhafte Kunststoffleiste austauschen.

Wie aus Fig. 1 erkennbar, sind die Fußfltinken 18 des Drehkolbens kreisähnlich ausgebildet. Auch die Arbeitsflanken 5 können kreisförmig ausgebildet sein, wobei dann die Fußflanken von der Kreisform abweichen.

Die beiden emaillierten Stirnseiten der Drehkolben 3 sind entweder mit Scheiben 36 aus nachgiebigem Material, beispielsweise aus Polytetrafluorethylen, belegt oder aber nur mit einzelnen, nicht gezeigten Dichtleisten versehen. Diese Scheiben bzw. Leisten können auch an den Stirnwänden 35 des Gehäuses 1 befestigt sein. Ferner weist die Antriebswelle 2, wie aus F i g. 2 ersichtlich, im Bereich des Pumpenraums eine Schutzhülse 37 auf, so daß die Welle selbst aus einem vergleichsweise billigen Werkstoff bestehen kann, während die Schutzhülse 37 aus einem gegen Korrosion beständigen Werkstoff hergestellt ist. Diese Schutzhülse ist unmittelbar an den Drehkolben 3 angeformt oder angeschraubt, so daß sie aus dem gleichen Material wie dieser besteht, wobei sie dann gleichfalls wie dieser auf ihrer Außenseite 38 emailliert sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

I 807 Patentansprüche:

1. VerUrüngerflügel für eine ein emailliertes Gehäuse aufweisende Drehkolbenpumpe nach dem Rootsprinzip zum Fördern zähflüssiger, gegebenenfalls inhomogener, korrosiver Medien, wobei die Arbeitsflanken der teilweise aus korrosions- und abriebfestem Kunststoff bestehenden Verdrängerflügel annähernd halbkreisförmigen »o Querschnitt aufweisen und mit einer stetigen Kurve in das Kolbenherz einmünden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkolbea (3) aus einem außenseitig emaillierten Kolbenherz aus Metall und an den Arbeitsflanken (5) der Verdrängerflügel aus korrosions- und abriebfestem Kunststoff gebildet sind.

2. Verdrängerflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsflanken (5) aus in den Drehkolben (3) eingesetzten Kunststoffleisten (8, 12) gebildet sind.

3. Verdrängerflügel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Arbeitsflanke (5) eines Drehkolbens (3) aus mehreren nebeneinander angeordneten Kunststoffleisten (12) gebildet ist.

4. Verdrängerflügel «ach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffleisten (8, 12) mit einem Fußteil (9. 13) in eine entsprechende Führung (10, 14) am DrehkolLep (3) von dessen Stirnseite her eingesetzt sind.

5. VürdrängerHügel nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ι !kennzeichnet, daß die Kunststoffleisten (8. 12) Abstreifkanten (11. 17) aufweisen.

6. Verdrängerflügel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Stirnseiten (3S) des Pumpengehäuses (1) mit einem nachgiebigen Material, z. B. Polytetrafluoräthylen, belegt sind.

7. Verdrängerflügel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten der Drehkolben (6) Anlaufscheiben aus nachgiebigem Material aufweisen.