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Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe mit einem Förderelement. Das Förderelement ist beispielsweise ein Stator oder ein Rotor der Exzenterschneckenpumpe.
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Das technische Gebiet der Erfindung betrifft die Dosierung von viskosen Medien, wie Fluiden oder Flüssigkeiten, wie beispielsweise Kleb- oder Dichtstoffen, Farben, Lacken, Lösemitteln, Suspensionen, viskosen Rohstoffen, Emulsionen, Pasten, Lebensmittel-Pasten, Ölen oder Fetten.
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Bei vielen Industrieprozessen, aber auch im Handel und im Gewerbe, werden solche viskose Medien über Exzenterschneckenpumpen gefördert und dosiert.
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Bei der Förderung und Dosierung von viskosen Medien, insbesondere hochviskosen Medien, ist herkömmlicherweise häufig ein hohes Druckniveau für die Beschickung der Exzenterschneckenpumpe notwendig. Dies wird beispielsweise durch Vordruckpumpen, Druckbehältersysteme, Druckspeicher oder Druck- und Volumenspeicher erreicht.
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Im Startmodus oder im Anfahrmodus kann es allerdings zu teilweise hohen Druckabfällen kommen. Zudem ist herkömmlicherweise eine aufwändige Druckregelung nötig.
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Die
DE 20 2009 002 823 U1 zeigt eine Exzenterschneckenpumpe zur Förderung von dickflüssigen, hochviskosen und abrasiven Medien. In ihrer Längsrichtung hat die Exzenterschneckenpumpe mindestens einen konischen, schraubenförmig gewundenen, mindestens eingängigen Roter mit einer Steigung, mit mindestens einer Exzentrizität und mit mindestens einem Querschnitt, der in einem ein- oder mehrgängigen konischen Stator drehbar angeordnet ist.
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Demnach ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Förderung von Fluiden durch eine Exzenterschneckenpumpe zu schaffen.
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Die gestellte Aufgabe wird durch eine Exzenterschneckenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Es wird ein Förderelement für eine Exzenterschneckenpumpe zum Fördern eines Fluids vorgeschlagen, welche ein erstes Schraubengewinde zum Bereitstellen eines ersten Fördervolumens und ein zweites Schraubengewinde zum Bereitstellen eines zweiten Fördervolumens aufweist, wobei das erste Fördervolumen größer als das zweite Fördervolumen ist.
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Es wird eine Exzenterschneckenpumpe zum Fördern eines Fluids vorgeschlagen, welche einen Stator mit N + 1 Gewindegängen und einen in dem Stator angeordneten Rotor mit N Gewindegängen aufweist. Der Stator hat ein erstes Innenschraubengewinde zum Bereitstellen eines ersten Fördervolumens und ein zweites Innenschraubengewinde zum Bereitstellen eines zweiten Fördervolumens. Der Rotor hat ein erstes Außenschraubengewinde zum Bereitstellen des ersten Fördervolumens und ein zweites Außenschraubengewinde zum Bereitstellen des zweiten Fördervolumens. Das erste Fördervolumen ist größer als das zweite Fördervolumen.
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Der Rotor und der Stator sind in eine Wirkverbindung zum Fördern des Fluids aus einem Behälter bringbar. Die Exzenterschneckenpumpe basiert insbesondere auf dem Moineau-Prinzip.
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Des Weiteren wird ein Behälterentnahmesystem mit einem Behälter zur Aufnahme des zu fördernden Fluids und einer wie oben beschriebenen Exzenterschneckenpumpe zur Entnahme des zu fördernden Fluids vorgeschlagen. Das Behälterentnahmesystem ist beispielsweise zur Fassentnahme oder als Entgasungssystem mit Vakuumtechnik einsatzfähig.
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Bei dem vorliegenden Förderelement kann das erste Schraubengewinde als Booster für das zweite Schraubengewinde wirken. Somit ist das Förderelement, insbesondere das zweite Schraubengewinde des Förderelements, mit ausreichend Material und Vordruck versorgt, so dass in keinem Abschnitt des Dosierprozesses Kavitationszustände auftreten können. Dadurch wird erfindungsgemäß ein sehr stabiler Dosierprozess bereitgestellt. Des Weiteren wird die Genauigkeit der Dosierung erhöht, da Parameterabweichungen bei Start und Stopp des Dosierprozesses vermindert bzw. vermieden werden. Ferner können durch das Förderelement Zufuhrsysteme vereinfacht werden und das Druckniveau gesenkt werden. Weiter kann der Regelungsaufwand minimiert werden bzw. ganz entfallen.
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Das Förderelement stellt einen hohen Wirkungsgrad, insbesondere hohe Dosierstabilität, auch bei schlechten Zulaufbedingungen sicher.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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Bei einer Ausführungsform ist das erste Fördervolumen um das 1,3-fache bis 4-fache größer als das zweite Fördervolumen. Bevorzugt ist das erste Fördervolumen um das 1,5-fache bis 3-fache größer als das zweite Fördervolumen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Förderelement als ein eingängiger oder mehrgängiger Rotor der Exzenterschneckenpumpe ausgebildet, wobei das erste Schraubengewinde und das zweite Schraubengewinde jeweils als ein Außenschraubengewinde ausgebildet sind.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Förderelement als ein Stator der Exzenterschneckenpumpe ausgebildet, wobei das erste Schraubengewinde und das zweite Schraubengewinde jeweils als ein mehrgängiges Innenschraubengewinde ausgebildet sind.
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Das erste Schraubengewinde und das zweite Schraubengewinde sind als ein einstückiges Teil ausgebildet.
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Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Exzentrizitäten des ersten und zweiten Schraubengewindes gleich und die Durchmesser des ersten und zweiten Schraubengewindes unterschiedlich.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des ersten Schraubengewindes und dem Durchmesser des zweiten Schraubengewindes in einem Bereich zwischen 1,3 bis 4, bevorzugt zwischen 1,5 bis 3.
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Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Exzentrizitäten des ersten und zweiten Schraubengewindes gleich und die Steigungen des ersten und zweiten Schraubengewindes unterschiedlich.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Verhältnis zwischen der Steigung des ersten Schraubengewindes und der Steigung des zweiten Schraubengewindes in einem Bereich zwischen 1,3 bis 4, bevorzugt zwischen 1,5 bis 3.
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Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Exzentrizitäten des ersten und zweiten Schraubengewindes gleich, die Durchmesser des ersten und zweiten Schraubengewindes unterschiedlich und die Steigungen des ersten und zweiten Schraubengewindes unterschiedlich.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist d1·s1 / d2·s2 > α, wobei d1 den Durchmesser des ersten Schraubengewindes, d2 den Durchmesser des zweiten Schraubengewindes, s1 die Steigung des ersten Schraubengewindes und s2 die Steigung des zweiten Schraubengewindes bezeichnen, wobei α in einem Bereich zwischen 1,3 bis 4, bevorzugt zwischen 1,5 bis 3, liegt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform sind das erste Schraubengewinde und das zweite Schraubengewinde aus unterschiedlichen Werkstoffen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform sind das erste Schraubengewinde aus Teflon und das zweite Schraubengewinde aus einem Elastomer.
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Beispielsweise hat das Fluid oder viskose Medium eine Viskosität von 0,1 bis 107 mPas, bevorzugt von 101 bis 106 mPas, besonders bevorzugt von 103 bis 104 mPas.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen eingängigen Rotors;
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2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen zweigängigen Stators;
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3 eine Ansicht eines Ausschnitts eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe mit einem eingängigen Rotor nach 1 und mit einem zweigängigen Stator nach 2;
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4 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen zweigängigen Rotors;
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5 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen dreigängigen Stators; und
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6 eine Ansicht eines Ausschnitts eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe mit einem zweigängigen Rotor nach 4 und mit einem dreigängigen Stator nach 5.
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In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Mittel und Einrichtungen – sofern nichts anderes angegeben – mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen eingängigen Rotors 1 dargestellt.
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Der eingängige Rotor 1 ist dazu geeignet, in einer Wirkverbindung mit einem zweigängigen Stator einer Exzenterschneckenpumpe Fluid zu dosieren und zu fördern (siehe dazu 3).
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In einem ersten Bereich B1 hat der Rotor 1 ein erstes Schraubengewinde 2 zum Bereitstellen eines ersten Fördervolumens v1. In einem an den ersten Bereich B1 anschließenden zweiten Bereich B2 hat der Rotor 1 ein zweites Schraubengewinde 3 zum Bereitstellen eines zweiten Fördervolumens v2. Das erste Fördervolumen v1 ist größer als das zweite Fördervolumen v2. Beispielsweise ist das erste Fördervolumen v1 um das 1,3-fache bis 4-fache größer als das zweite Fördervolumen v2. Insbesondere ist das erste Fördervolumen v1 um das 1,5-fache bis 3-fache größer als das zweite Fördervolumen v2. Das erste Schraubengewinde 2 und das zweite Schraubengewinde 3 sind jeweils als ein Außenschraubengewinde ausgebildet.
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Das erste Schraubengewinde 2 und das zweite Schraubengewinde 3 sind insbesondere als ein einstückiges Teil ausgebildet. Es ist allerdings auch möglich, das erste Schraubengewinde 2 und das zweite Schraubengewinde 3 als zwei getrennte Teile herzustellen und in einem anschließenden Fügeprozess zu fügen.
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In der Ausführungsform der 1 sind die Exzentrizitäten e1, e2 des ersten und zweiten Schraubengewindes 2, 3 gleich. Weiter sind die Durchmesser d1, d2 des ersten und zweiten Schraubengewindes 2, 3 unterschiedlich. Die Steigungen s1, s2 des ersten und zweiten Schraubengewindes 2, 3 sind unterschiedlich. Zum Beispiel: e1 = e2, d1 = 1,5·d2, s1 = 1,5·s2, v1 = 2,25·v2 (v = 4·e·d·s).
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2 zeigt eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen zweigängigen Stators 4. Der zweigängige Stator 4 kann mit dem Rotor 1 der 1 in eine Wirkverbindung gebracht werden (siehe 3). Der zweigängige Stator 4 der 2 hat in einem ersten Bereich B1 ein erstes Schraubengewinde 5 zum Bereitstellen des ersten Fördervolumens v1. In einem zweiten Bereich B2 hat der Stator 4 ein zweites Schraubengewinde 6 zum Bereitstellen des zweiten Fördervolumens v2. Das erste Schraubengewinde 5 und das zweite Schraubengewinde 6 sind jeweils als ein zweigängiges Innenschraubengewinde ausgebildet.
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Weiter zeigt die 3 eine Ansicht eines Ausschnitts eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe 7 mit einem eingängigen Rotor 1 nach 1 und einem zweigängigen Stator 4 nach 2. Der zweigängige Stator 4 ist geschnitten gezeigt. In dem ersten Bereich B1 der Exzenterschneckenpumpe 7 sind das erste Außenschraubengewinde 2 des Rotors 1 sowie das erste Innenschraubengewinde 5 des Stators 4 angeordnet. Entsprechend sind in dem zweiten Bereich B2 das zweite Außenschraubengewinde 3 des Rotors 1 sowie das zweite Innenschraubengewinde 6 des Stators 4 angeordnet.
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In 4 ist eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen zweigängigen Rotors 1 dargestellt.
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Der zweigängige Rotor 1 ist dazu geeignet, in einer Wirkverbindung mit einem dreigängigen Stator einer Exzenterschneckenpumpe Fluid zu dosieren und zu fördern (siehe dazu 6).
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In einem ersten Bereich B1 hat der Rotor 1 ein erstes Schraubengewinde 2 zum Bereitstellen eines ersten Fördervolumens v1. In einem an den ersten Bereich B1 anschließenden zweiten Bereich B2 hat der Rotor 1 ein zweites Schraubengewinde 3 zum Bereitstellen eines zweiten Fördervolumens v2. Das erste Fördervolumen v1 ist größer als das zweite Fördervolumen v2. Beispielsweise ist das erste Fördervolumen v1 um das 1,3-fache bis 4-fache größer als das zweite Fördervolumen v2. Insbesondere ist das erste Fördervolumen v1 um das 1,5-fache bis 3-fache größer als das zweite Fördervolumen v2. Das erste Schraubengewinde 2 und das zweite Schraubengewinde 3 sind jeweils als ein Außenschraubengewinde ausgebildet.
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Das erste Schraubengewinde 2 und das zweite Schraubengewinde 3 sind insbesondere als ein einstückiges Teil ausgebildet. Allerdings ist es auch möglich, das erste Schraubengewinde 2 und das zweite Schraubengewinde 3 als zwei getrennte Teile herzustellen und in einem anschließenden Fügeprozess zu fügen. In der Ausführungsform der 4 sind die Exzentrizitäten e1, e2 des ersten und zweiten Schraubengewindes 2, 3 gleich. Weiter sind die Durchmesser d1, d2 des ersten und zweiten Schraubengewindes 2, 3 unterschiedlich. Die Steigungen s1, s2 des ersten und zweiten Schraubengewindes 2, 3 sind unterschiedlich.
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5 zeigt eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen dreigängigen Stators 4. Der dreigängige Stator 4 kann mit dem Rotor 1 der 4 in eine Wirkverbindung gebracht werden (siehe 6). Der dreigängige Stator 4 der 5 hat in dem ersten Bereich B1 ein erstes Schraubengewinde 5 zum Bereitstellen des ersten Fördervolumens v1. In dem zweiten Bereich B2 hat der Stator 4 ein zweites Schraubengewinde 6 zum Bereitstellen des zweiten Fördervolumens v2. Das erste Schraubengewinde 5 und das zweite Schraubengewinde 6 sind jeweils als ein dreigängiges Innenschraubengewinde ausgebildet.
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Weiter zeigt die 6 eine Ansicht eines Ausschnitts eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe 7 mit einem zweigängigen Rotor 1 nach 4 und einem dreigängigen Stator 4 nach 5. In dem ersten Bereich B1 der Exzenterschneckenpumpe 7 sind das erste Außenschraubengewinde 2 des Rotors 1 sowie das erste Innenschraubengewinde 5 des Stators 4 angeordnet. Entsprechend sind in dem zweiten Bereich B2 das zweite Außenschraubengewinde des Rotors 1 sowie das zweite Innenschraubengewinde 6 des Stators 4 angeordnet.
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Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rotor
- 2
- erstes Schraubengewinde
- 3
- zweites Schraubengewinde
- 4
- Stator
- 5
- erstes Schraubengewinde
- 6
- zweites Schraubengewinde
- 7
- Exzenterschneckenpumpe
- B1
- erster Bereich
- B2
- zweiter Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202009002823 U1 [0006]
