DE19534774A1 - Eccentric screw pump - Google Patents

Eccentric screw pump

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Abstract

The pump rotor (3) is made of rigid material and is driven by an electric motor. To reduce the motor starting current, the lining (5) is prestressed at 5 to 15% against the rotor. The lining surface (8) bearing against the rotor contains a fine structure between protrusions (15), so as to accommodate liquid or pasty ingredients in the medium handled. The protrusions can be formed by rounded bosses, and the structure can resemble flakes nesting together. The protrusions can be in rows one behind the other, those in adjacent rows being offset for half the intervals between them.

Description

Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe mit einem aus einem praktisch starren Werkstoff, insb. Stahl, gefertigten, von einem Elektromotor angetriebenen Rotor und einem eine Elastomerauskleidung aufweisenden Stator.The invention relates to an eccentric screw pump with a made of a practically rigid material, especially steel, manufactured rotor driven by an electric motor and a stator with an elastomer lining.

Bei diesen Pumpen ist der maximal erzielbare Förderdruck durch die Wirkungen der Dichtlinien zwischen dem Rotor und der Elastomerauskleidung bestimmt. In diesem Zusammenhang sind die Härte der Elastomerauskleidung und deren Vorspannung in Bezug auf den Rotor von erheblicher Bedeutung, und es versteht sich, daß unter diesen Voraussetzungen keine geometrisch genauen Dichtlinien, sondern schmale Dichtflächen entstehen. Dieser Tatbestand hat allerdings zur Folge, daß von den Rotorantrieben bzw. den dazu vorgesehenen Elektromotoren entsprechende Forderungen zu erfüllen sind. Gerade beim Anfahren der Pumpen müssen hohe Haftreibungswerte überwunden und größeren Losbrechmomenten entgegengetreten werden. Auch ergeben sich zu Beginn des Pumpenbetriebes ungünstige Gleitreibungswerte.The maximum achievable delivery pressure is with these pumps by the effects of the sealing lines between the rotor and the elastomer lining. In this context are the hardness of the elastomer lining and its preload  significant with respect to the rotor, and it it is understood that under these conditions none geometrically accurate sealing lines, but narrow sealing surfaces arise. However, this fact means that of the rotor drives or the intended ones Corresponding requirements are to be met by electric motors. Especially when starting up the pumps, high static friction values are required overcome and countered larger breakaway torques will. Also arise at the start of pump operation unfavorable sliding friction values.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Pumpen der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sich beim Anfahren der Pumpe günstigere Reibwerte und Losbrechmomente ergeben und demgemäß für diesen Anfangsbetrieb kleinere Antriebsleistungen ausreichend sind.The invention has for its object to pump the input mentioned type so that when starting the Pump result in more favorable coefficients of friction and breakaway torques and accordingly smaller for this initial operation Drive powers are sufficient.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß zur Verminderung des Einschaltstromstoßes des Elektromotors bei einer Vorspannung der Elastomerauskleidung von etwa 5-15% zumindest ein großer Teil, vorzugsweise aber die gesamte mit dem Rotor in Berührung kommende Fläche der Elastomerauskleidung zur Aufnahme flüssiger oder breiiger Anteile des Fördergutes zwischen vorspringenden Teilen einer Feinstruktur in dieser Fläche ausgebildet.To solve this problem, according to the invention Reduction of the inrush current of the electric motor a pre-tension of the elastomer lining of about 5-15% at least a large part, but preferably the whole area of the rotor in contact with the Elastomer lining to hold liquid or mushy Proportion of the material to be conveyed between projecting parts of a Fine structure formed in this area.

Demgemäß erhält die dem Rotor zugekehrte, also die aktive Fläche der Elastomerauskleidung des Stators eine Feinstruktur besonderer Beschaffenheit. Sie muß kleine Vorsprünge aufweisen, zwischen denen sich zur Aufnahme flüssiger oder breiiger Bestandteile des Fördergutes geeignete Räume befinden. Dadurch ergibt sich gewissermaßen ein Schmiereffekt, der zu einer wesentlich verringerten Stromaufnahme führt und sogar sog Lichtstromelektromotore (mit zweipoligem Anschluß) selbst für größere Betriebsdrücke und Pumpen ermöglicht.Accordingly, the one facing the rotor, that is, the active one Surface of the elastomer lining of the stator has a fine structure special quality. It must have small protrusions have between which there is liquid or suitable areas with pulpy components of the conveyed material are located. This results in a way  Smear effect which results in a significantly reduced Current consumption leads and even so-called luminous flux electric motors (with two-pin connector) even for larger ones Operating pressures and pumps enabled.

Zweckmäßigerweise sind die vorspringenden Teile der Feinstruktur - im noch nicht verformten Zustand - nicht etwa eben bzw. dem Innendurchmesser der Auskleidung entsprechend gerundet, sondern kuppenförmig gestaltet, um so eine nicht­ lineare Eindrückungscharakteristik der feinen Vorsprünge erreichen zu können. Darüber hinaus sind die zwischen den vorspringenden Teilen befindlichen Vertiefungen nicht als breite Abflußkanäle, sondern im Gegenteil so geformt, daß der angestrebte Schmiermitteleffekt nicht durch Abfließen der Flüssigkeit bzw. des Breies ganz oder teilweise aufgehoben wird.The protruding parts are expediently the Fine structure - in the not yet deformed state - not about even or according to the inner diameter of the lining rounded, but shaped like a dome, so not one linear indentation characteristic of the fine protrusions to be able to achieve. In addition, the between the protruding parts not as recesses wide drainage channels, on the contrary shaped so that the desired lubricant effect is not caused by draining off all or part of the liquid or slurry will be annulled.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:Further details of the invention are based on the Drawing explained in the embodiments of the Invention are shown. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den antriebsseitigen Teil einer Exzenterschneckenpumpe zum Fördern von Putz, Mörtel und Estrich und anderen in der Bautechnik benötigten Medien, Fig. 1 shows a longitudinal section through the drive-side part of an eccentric screw pump for conveying plaster, mortar and screed, and other media required in the construction engineering,

Fig. 2 den Rotor und den Stator für die Pumpe gemäß Fig. 1 in einer Stirnansicht, Fig. 2 shows the rotor and the stator 1 for the pump in Fig. In an end view,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Abschnitt der aktiven Innenfläche der Elastomerauskleidung des Stators für die Pumpe gemäß Fig. 1, Fig. 3 is a plan view of a portion of the active inner surface of the elastomer lining of the stator for the pump according to Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV - IV von Fig. 3, Fig. 4 is a section along the line IV - IV. Of Figure 3,

Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende Draufsicht, jedoch in abgewandelter Ausführung und Fig. 5 is a plan view corresponding to FIG. 3, but in a modified version and

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie V - V von Fig. 5. Fig. 6 is a section along the line V - V of Fig. 5.

Die in Fig. 1 dargestellten Hauptteile der Pumpe sind der Stator 1, eine Scheibe 2 zu dessen Halterung und ein innerhalb des Stators 1 befindlicher Rotor 3.The main parts of the pump shown in FIG. 1 are the stator 1 , a disk 2 for holding it and a rotor 3 located inside the stator 1 .

Der Mantel 4 des Stators 1 ist ein ggfs. segmentiertes Stahlrohr, an das innen eine Auskleidung 5 aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen angehaftet ist, die ihrerseits einen Pumpenhohlraum 6 aufweist, der nach Art eines zweigängigen Steilgewindes geformt ist und zur Aufnahme des aus Stahl gefertigten Rotors 3 dient. Er hat die Gestalt eines eingängigen Steilgewindes und weist antriebsseitig ein Kupplungsstück 7 auf, das mit einem entsprechenden Kupplungsteil eines Elektromotors als Antriebsmotor der Pumpe in Wirkverbindung steht. Die Exzentrizität ist mit E bezeichnet. The jacket 4 of the stator 1 is a segmented steel tube, if necessary, to which a lining 5 made of rubber or rubber-like plastics is adhered, which in turn has a pump cavity 6 which is shaped in the manner of a double-start helix thread and for receiving the rotor made of steel 3 serves. It has the shape of a catchy high helix thread and has on the drive side a coupling piece 7 which is operatively connected to a corresponding coupling part of an electric motor as the drive motor of the pump. The eccentricity is labeled E.

Im übrigen ist der Pumpenhohlraum 6 derart eng bemessen, daß die Auskleidung 5 mit einer Vorspannung von etwa 5-10% an der Außenfläche des Rotors 3 anliegt, um so die gewünschten Förderdrücke für das oben erwähnte Fördermedium erreichen zu können.In addition, the pump cavity 6 is dimensioned so narrow that the lining 5 rests with a bias of about 5-10% on the outer surface of the rotor 3 in order to be able to achieve the desired delivery pressures for the above-mentioned delivery medium.

Die den Pumpenhohlraum 6 begrenzende, mit dem Rotor 3 in Berührung kommende Innenfläche 8 ist aufgrund der Erfindung in besonderer Weise feinstrukturiert, wie dies gemäß Fig. 3 - 6 vorgesehen sein kann. Erwähnt sei, daß die Fig. 3 und 5 je einen Abschnitt z. B. bei 9 der Innenfläche 8 wiedergeben.The limiting the pump cavity 6, coming into contact with the rotor 3 8 inner surface is finely structured, due to the invention in a particular manner, as shown in Fig 3 - 6 may be provided.. It should be mentioned that FIGS. 3 and 5 each have a section z. B. at 9 the inner surface 8 .

Gemäß Fig. 3 und 4 wird die Innenstruktur von einer Vielzahl kleiner Kuppen 10 gebildet, die schuppenartig und in Reihen 11, 12 und 13 hintereinanderliegend angeordnet sind, und zwar in der Weise, daß die einzelnen Kuppen 10 einer Reihe um etwa eine halbe Länge L der Kuppen 10 einer Reihe gegenüber den Kuppen 10 der benachbarten Reihe versetzt sind. Zwischen den Kuppen 10 befinden sich Vertiefungen 14, die die Kuppen 10 voneinander trennen. Diese Vertiefungen 14 sind aber so bemessen und zudem nur so zickzackförmig untereinander verbunden, daß das sich in den Vertiefungen 14 beim Anlauf der Pumpe sammelndes flüssiges oder breiiges Fördergut nicht ohne weiteres entweichen kann, um so gewissermaßen die aus dem Automobilbetrieb her bekannte, dort aber unerwünschte Aquaplaning-Wirkung entstehen zu lassen. Es soll ein Gleiten erreicht bzw. ein Schmiereffekt entstehen. According to Fig. 3 and 4, the internal structure is formed by a plurality of small domes 10 which are arranged one behind the other in an imbricated manner and in rows 11, 12 and 13, and in such a manner that the individual crests 10 of a row by approximately half a length L the crests 10 of one row are offset from the crests 10 of the adjacent row. Between the crests 10 are depressions 14 which separate the tops 10 from each other. However, these depressions 14 are dimensioned and also connected to one another only in such a zigzag fashion that the liquid or pulpy material to be collected in the depressions 14 when the pump starts cannot easily escape, so to speak, as it were, that which is known from automobile operation but is undesirable there To create aquaplaning effect. Sliding should be achieved or a lubricating effect should arise.

Die Länge L der Kuppen 10 soll etwa 2-5, vorzugsweise etwa 3,5 mm, die Breite b etwa 0.8-1,4, vorzugsweise etwa 1,2 mm betragen. Die Höhe H der Kuppen 10 beträgt etwa 0.01-0.2 mm.The length L of the tips 10 should be approximately 2-5, preferably approximately 3.5 mm, the width b approximately 0.8-1.4, preferably approximately 1.2 mm. The height H of the tips 10 is approximately 0.01-0.2 mm.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 5, 6 sind ebenfalls Kuppen 15 vorgesehen, jedoch gehen hier - im Gegensatz zu Fig. 3 und 4 - die Kuppen 15 nicht ineinander über, vielmehr sind hier kleine Abstände bei 16 vorgesehen. Bei dieser Ausführung sind zwar von den Abständen 16 gebildete Kanäle 17, 18 vorgesehen, jedoch verlaufen diese Kanäle 17, 18 durch ihre Schrägstellung und die Versetzung der Kuppen 15 zueinander so, daß auch hier ein Abfluß der sich in den Kanälen 17, 18 ansammelnden Medien weitgehend unterbunden wird. Im übrigen ist die Ausführung gemäß Fig. 5 und 6 für besonders zähflüssige Fördermedien und/oder weichere Auskleidungen 5 und/oder höhere Pressungen zwischen dem Rotor 3 und der Auskleidung 5 bestimmt. Diese Umstände erfordern größere Verformungen der Feinstruktur, die von dem dargestellten Strukturbild besser erfüllt werden. Die Kanäle 17, 18 werden beim Betrieb somit in ihrer Breite verringert, jedoch bleiben sie unter Betriebsbedingungen bestehen, wenn auch in schmaler Form.In the embodiment according to FIGS. 5, 6, crests 15 are also provided, but here - in contrast to FIGS. 3 and 4 - the crests 15 do not merge into one another, rather small distances are provided at 16 here. In this embodiment, channels 17 , 18 formed by the distances 16 are provided, but these channels 17 , 18 run through their inclination and the offset of the crests 15 to one another so that here, too, an outflow of the media accumulating in the channels 17 , 18 is largely prevented. Moreover, the embodiment according to FIG. 5 and 6 for particularly viscous fluids / or softer linings and 5 and / or higher pressures between the rotor 3 and the liner 5 determined. These circumstances require larger deformations of the fine structure, which are better met by the structure picture shown. The channels 17 , 18 are thus reduced in width during operation, but they remain under operating conditions, albeit in a narrow form.

Es sei noch erwähnt, daß die von den Kuppen 10 und 15 gebildeten Reihen vorzugsweise zumindest etwa quer zur Längsmittelachse des Stators 1 verlaufen sollen und die Grundrissgestalt der vorspringenden Teile in etwa oval bzw. elliptisch, rechteckig oder leicht trapezförmig sein kann.It should also be mentioned that the rows formed by the crests 10 and 15 should preferably run at least approximately transversely to the longitudinal central axis of the stator 1 and the plan shape of the projecting parts can be approximately oval or elliptical, rectangular or slightly trapezoidal.

Claims (15)

1. Exzenterschneckenpumpe mit einem aus einem praktisch starren Werkstoff gefertigten, von einem Elektromotor getriebenen Rotor und einem eine Elastomerauskleidung aufweisenden Stator, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung des Einschaltstromstoßes des Elektromotors bei einer Vorspannung der Elastomerauskleidung (5) von etwa 5-15% gegenüber dem Rotor (3) zumindest ein großer Teil, vorzugsweise aber die gesamte mit dem Rotor (3) in Berührung kommende Fläche (8) der Elastomerauskleidung (5) zur Aufnahme flüssiger oder breiiger Anteile des Fördergutes zwischen vorspringenden Teilen (10, 15) einer Feinstruktur in dieser Fläche ausgebildet ist.1. Eccentric screw pump with a made of a practically rigid material, driven by an electric motor rotor and an elastomer lining stator, characterized in that to reduce the inrush current of the electric motor with a bias of the elastomer lining ( 5 ) of about 5-15% compared to that Rotor ( 3 ) at least a large part, but preferably the entire surface ( 8 ) of the elastomer lining ( 5 ) that comes into contact with the rotor ( 3 ) for receiving liquid or pulpy portions of the conveyed material between projecting parts ( 10 , 15 ) of a fine structure in this area is formed. 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Teile (10, 15) Kuppen sind.2. Pump according to claim 1, characterized in that the projecting parts ( 10 , 15 ) are crests. 3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinstruktur in der Ansicht nach Art ineinandergeschachtelter Schuppen ausgebildet ist (Fig. 3). 3. Pump according to claim 1, characterized in that the fine structure in the view is designed in the manner of nested scales ( Fig. 3). 4. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Teile (10) in Reihen (11, 12, 13) hintereinander liegend angeordnet und benachbarte Teile (10) benachbarter Reihen gegeneinander versetzt sind.4. Pump according to claim 1, characterized in that the projecting parts ( 10 ) in rows ( 11 , 12 , 13 ) arranged one behind the other and adjacent parts ( 10 ) of adjacent rows are offset from one another. 5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Versatz etwa der halben Länge der vorspringenden Teile (10) entspricht.5. Pump according to claim 4, characterized in that the offset corresponds to approximately half the length of the projecting parts ( 10 ). 6. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppen (10) ineinander übergehen (Fig. 4 ).6. Pump according to claim 2, characterized in that the crests ( 10 ) merge ( Fig. 4). 7. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppen (15) im Abstand voneinander angeordnet und die elastische Verformbarkeit der Kuppen (15) derart groß sind, daß im Betriebszustand der Pumpe die durch den gegenseitigen Abstand bedingten Kanäle (17, 18) in ihrer Breite wesentlich verringerbar sind.7. Pump according to claim 2, characterized in that the crests ( 15 ) are arranged at a distance from one another and the elastic deformability of the crests ( 15 ) are so large that in the operating state of the pump, the channels ( 17 , 18 ) caused by the mutual distance. are significantly reduced in width. 8. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Teile (10, 15) in Reihen hintereinander angeordnet sind und ihre Erstreckungen in Richtung der Reihen wesentlich größer ist als die Erstreckung quer hierzu.8. Pump according to claim 1, characterized in that the projecting parts ( 10 , 15 ) are arranged in rows one behind the other and their extensions in the direction of the rows is substantially larger than the extension transverse thereto. 9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Teile im wesentlichen einen ovalen, rechteckigen oder leicht trapezförmigen Grundriß aufweisen. 9. Pump according to claim 8, characterized in that the protruding parts essentially an oval, have a rectangular or slightly trapezoidal layout.   10. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Teile (10, 15) derart gestaltet und verformbar sind, daß beim Betrieb der Pumpe im verformten Zustand dieser Teile zwischen ihnen Räume zur Aufnahme des Fördermittels verbleiben.10. Pump according to claim 1, characterized in that the projecting parts ( 10 , 15 ) are designed and deformable such that during operation of the pump in the deformed state of these parts, spaces remain between them for receiving the conveying means. 11. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) der vorspringenden Teile etwa 2-5 mm, vorzugsweise etwa 3.5 mm und die Breite etwa 0.8-1,4 mm, vorzugsweise etwa 1,2 mm beträgt.11. Pump according to claim 8, characterized in that the Length (L) of the projecting parts about 2-5 mm, preferably about 3.5 mm and the width about 0.8-1.4 mm, is preferably about 1.2 mm. 12. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (H) der vorspringenden Teile (10, 15) etwa 0.01 bis 0.2 mm beträgt.12. Pump according to claim 1, characterized in that the height (H) of the projecting parts ( 10 , 15 ) is approximately 0.01 to 0.2 mm. 13. Die Verwendung von Pumpen nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen zur Förderung von Putz, Mörtel, Estrich oder ähnlichen in der Bautechnik benutzten Fördermedien.13. The use of pumps after one or more previous claims for the promotion of plaster, mortar, Screed or similar used in construction technology Media. 14. Pumpe nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Antrieb ein Lichtstrommotor ist (zweipolig).14. Pump according to claim 1 and 13, characterized in that that their drive is a luminous flux motor (two-pole). 15. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die vorspringenden Teile (mit ihrer längeren Achse) im wesentlichen quer zur Längs- bzw. Rotationsachse des Stators (1) erstrecken.15. Pump according to claim 9, characterized in that the projecting parts (with their longer axis) extend substantially transversely to the longitudinal or rotational axis of the stator ( 1 ).
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