DE2117223A1

DE2117223A1 - Screw pump

Info

Publication number: DE2117223A1
Application number: DE19712117223
Authority: DE
Inventors: Manfred 8500 Nürnberg Pfund
Original assignee: Maschinenfabrik Paul Leistritz, 8500 Nürnberg
Priority date: 1971-04-08
Filing date: 1971-04-08
Publication date: 1972-10-12
Also published as: NL7204677A; SE381317B

Description

Schraubenspindelpumpe, Die Erfindung richtet sich auf eine Schraubenspindelpumpe mit einer Antriebsspindel und einer Laufspindel, d.h. eine sogenannte zweispindelige Schraubenspindelpumpe. Die Flanken der von einem Gehäuse dicht umschlossenen Spindeln bilden bei der Drehung der Spindeln Förderräume, in denen das Fördermedium von der Saugseite zur Druckseite hin verdrängt wird. Durch entsprechende Wahl von Schraubenlänge und Gangzahl wird gewährleistet, daß Saug- und Druckseite stets gegeneinander abgedichtet sind. Screw pump, the invention is directed to a screw pump with a drive spindle and a running spindle, i.e. a so-called two-spindle Screw pump. The flanks of the spindles, which are tightly enclosed by a housing form when the spindles rotate, conveying spaces in which the conveying medium is transported by the Suction side is displaced towards the pressure side. By choosing the appropriate screw length and number of turns ensures that the suction and pressure sides are always sealed against each other are.

Bei Schraubenspindelpumpen mit zwei oder mehr Spindeln wird das von der Laufspindel bzw. von den Laufspindeln benötigte Drehmoment über die Spindelflanken oder aber, insbesondere bei höheren Drücken, mittels entsprechender Übertragungselemente, wie Zahnräder od.dgl., auf die Laufspindel bzw. Laufspindeln übertragen. Es ist andererseits bekannt, dreispindelige Pumpen so auszulegen, daß von der Antriebs- auf die Laufspindeln kein Dreh-.In the case of screw pumps with two or more spindles, this is the running spindle or the torque required by the running spindles via the spindle flanks or, especially at higher pressures, by means of appropriate transmission elements, such as gears or the like., transferred to the running spindle or running spindles. It is on the other hand known to design three-spindle pumps so that the drive no turning on the running spindles.

moment übertragen wird. Der dadurch bedingte Fortfall einer dem Förderdruck proportionalen Flächenpressung zwischen den miteinanderkämmenden Spindelflanken erlangt für die Funktionssicherheit der Pumpe, insbesondere bei hohen Förderdrücken und Fördermedien mit schlechten Schmiereigenschaften, besondere Bedeutung.moment is transferred. The resulting loss of the delivery pressure proportional surface pressure between the intermeshing spindle flanks Obtained for the functional reliability of the pump, especially at high delivery pressures and fluids with poor lubricating properties, particular importance.

Die den Förderdruck proportionalen Querkräfte bewirken bei dreispindeligen Pumpen eine dem Druck entsprechende Flächenpressung zwischen Laufspindeln und Gehäuse in einem um so größeren Maße, je höher der Pörderdruck ist. Die Schraubenform der das Gehäuse berührenden Außenflächen der Laufspindeln lassen aber die Ausbildung eines hydrodynamischen Schmierfilms bei solchen Schraubenspindelpumpen nicht ZuQ Dies ist der Grund dafür, daß beim Bau derartiger Pumpen an die Festigkeit und Gleiteigenschaften der Werkstoffe für Laufspindeln und Gehäuse hohe Anforderungen gestellt werden die sich natürlich kostensteigernd auswirken.The transverse forces, which are proportional to the delivery pressure, cause three-spindle Pumps a surface pressure corresponding to the pressure between the running spindles and the housing to a greater extent, the higher the delivery pressure. The helical shape of the the housing contacting outer surfaces of the running spindles leave the training a hydrodynamic lubricating film in such screw pumps is not ZuQ This is the reason why the construction of such pumps has to do with strength and sliding properties the materials for running spindles and housings are subject to high requirements naturally increase costs.

Anders verhält es sich bei zweispindeligen Schraubenspindelpumpen, bei denen eine Lagerung der Antriebs- und der Laufspindel in Radiallagern möglich ist, die die Querkräfte aufnehmen. 3ei diesen Pumpen wird eine direkte Berührung zwischen Spindeln und Gehäuse vermieden. Bei allen bekannten zweispindeligen Schraubenspi-ndelpuipen ist aber eine Übertragung eines Drehmoments von der Antriebs- auf die Laufspindel erforderlich, w-as im Bereich geringer Förderdrücke unmittelbar übar die Spindelflanken erfolgen kann. Höhere Förderdrücke dagegen verlangen besondere Übertragungselemente, z.B. Zahuräder. Die durch die Momentenübertragung auftretende Flächenpressung ist dem Förderdruck proportional und verlangt eine um so höhere Fertigungsgenauigkeit, je größer die Förderdrücke und je schlechter die Schmiereigenschaften des Fördermediums sind. Dies führt zu einer aufwendigen Konstruktion und zur Verwendung zahlreicher unterschiedlich konstruierter und gefertigter zweispindeliger Schraubenspindelpumpen in Abhängigkeit von den verschiedenen Druckbereichen und Schmiereigenschaften der damit zu fördernden Medien.The situation is different with two-spindle screw pumps, where the drive spindle and the running spindle can be stored in radial bearings that absorb the transverse forces. There is direct contact with these pumps avoided between spindles and housing. With all known two-spindle screw spindle pods but it is a transfer of torque from the drive spindle to the running spindle required, w-as in the range of low delivery pressures directly accessible the spindle flanks can be done. Higher delivery pressures, on the other hand, require special transmission elements, e.g. gear wheels. The one through the transfer of moments occurring surface pressure is proportional to the delivery pressure and requires a higher manufacturing accuracy, the higher the pumping pressures and the worse the lubricating properties of the pumping medium are. This leads to a complex construction and the use of numerous differently designed and manufactured two-spindle screw pumps depending on the various pressure ranges and lubricating properties of the thus to be promoted media.

In Anbetracht dessen besteht das Bedürfnis, abweichend von dem bekannten Stand der Technik auch eine zweispindelige Schraubenspindelpumpe erfindungsgemäß so zu gestalten, daß von der Antriebsspindel auf die Laufspindel kein Drehmoment übertragen werden muß, so daß die Laufspindel lediglich zur Abdichtung dient und die Antriebsspindel die gesamte Förderarbeit verrichtet.In view of this, there is a need different from the known Prior art also includes a two-spindle screw pump according to the invention to be designed so that there is no torque from the drive spindle to the running spindle must be transferred, so that the spindle is only used for sealing and the drive spindle does all the conveying work.

Der Vorteil dieser Maßnahme besteht zum einen in einer wesentlich verbesserten Funktionssicherheit solcher Pumpen sowie darin, daß der Einsatzbereich der einzelnen Pumpen wesentlich vergrößert werden kann, wodurch bei gleichzeitig erheblich verminderter Typenzahl größere Fertigungsmengen ein und derselben Type ermöglicht werden. Die Erfindung schafft eine Schraubenspindelpumpe mit einer Antriebs- und einer Laufspindel, die den herkömmlichen Mehrspindelpumpen hinsichtlich der Fertigungskosten und der Gebrauchseigenschaften erheblich überlegen ist in der Weise, daß bei dieser Schraubenspindelpumpe der Außenwinkel ß der Teilung t der Antriebsspindel der Formel entspricht: wobei a = Achsabstand der beiden Spindeln, ra = Außenradius der Antriebsspindel, r1 = Innenradius der Antriebsspindel, h = Steigung der Antriebsspindel, p = Druckdifferenz zwischen Saug- und Druckseite, GL = Anzahl der Gänge der Laufspindel, NR = Reibungsmoment (Flüssigkeits-, Lagerreibung), = flberdeckungswinkel.The advantage of this measure consists on the one hand in a significantly improved functional reliability of such pumps and in the fact that the area of application of the individual pumps can be significantly increased, whereby larger production quantities of one and the same type are made possible with a significantly reduced number of types. The invention creates a screw pump with a drive spindle and a running spindle which is considerably superior to conventional multi-spindle pumps in terms of manufacturing costs and performance characteristics in such a way that the outer angle β of the pitch t of the drive spindle corresponds to the formula in this screw pump: where a = center distance of the two spindles, ra = outer radius of the drive spindle, r1 = inner radius of the drive spindle, h = pitch of the drive spindle, p = pressure difference between suction and pressure side, GL = number of turns of the running spindle, NR = friction torque (fluid, Bearing friction), = overlap angle.

Ein in Drehrichtung wirkendes Drehmoment sei bei den nachfolgenden Ausführungen negativ, ein entgegen der Drehrichtung wirkendes positiv angenommen. Durch diese Gestaltung nimmt das von der Antriebs- auf die Laufspindel zu übertragende Drehmoment praktisch den Wert c o an. Es ist also erfindungsgemäß auch möglich, daß die Laufspindel ein negatives Drehmoment aufweist, wobei es sich um ein Restmoment handelt, das in Drehrichtung wirkt. Ein solches negatives Drehmoment hat auf die Funktion der Pumpe insofern einen positiven Einfluß, als es beispielsweise durch im Fördermedium enthaltene Schmutzteile vielfach zu einer vorübergehenden Erhöhung der Verlustleistung der Laufspindel in Betrieb kommen kann. In diesem Fall erhöht aber das vorhandene negative statische Restmoment, welches in Drehrichtung wirkt, die Funktionssicherheit der Pumpe beträchtlich.A torque acting in the direction of rotation is assumed for the following Negative versions, positive ones that work against the direction of rotation are assumed. This design reduces the amount to be transmitted from the drive spindle to the running spindle Torque practically the value c o. It is therefore also possible according to the invention that the lead screw has a negative torque, which is a residual torque acts in the direction of rotation. Such a negative torque has on the Function of the pump insofar as it has a positive influence, for example through Dirt particles contained in the pumped medium often lead to a temporary increase the power loss of the running spindle can come into operation. In this case increased but the existing negative static residual torque, which acts in the direction of rotation, the functional reliability of the pump is considerable.

In der Zeichnung ist eine zweispindelige Schraubenspindelpumpe dargestellt und zwar zeigen: Fig. 1 die beiden miteinander kämmenden Spindeln in Seitenansicht und Fig. 2 in Stirnansicht.In the drawing, a two-spindle screw pump is shown namely show: FIG. 1 the two intermeshing spindles in a side view and FIG. 2 in an end view.

Die Antriebsspindel 1 ragt mit ihrer Welle 2 aus dem nicht dargestellten Pumpengehäuse hinaus und ist mit einer Antriebsmaschine verbunden. Diese Antriebsspndel ist zweigängig ausgebildet und mit der Steigung h versehen. Die beiden Spindelgänge 3 erheben sich über dem Wälzkreis 4 und sind mit konvex gekrümmten Flanken 5 versehen. Der Innenradius r der Antriebsspindel 1 ist zugleich der Radius des Wälzkreises 4. Der Außenralus ist mit ra bezeichnet. Der Außenwinkel ß der Teilung t der Antriebsspindel 1 beträgt bei der wiedergegebenen Ausführungsforin etwa 250. Er läßt eine gewisse Erweiterung nach oben und unten zu.The drive spindle 1 protrudes with its shaft 2 from the not shown Pump housing addition and is connected to a prime mover. These drive shafts has a two-thread design and has a pitch h. The two spindle ducts 3 rise above the pitch circle 4 and are provided with convexly curved flanks 5. The inner radius r of the drive spindle 1 is also the radius of the pitch circle 4. The outer ralus is denoted by ra. The outer angle ß of the pitch t of the drive spindle 1 is about 250 in the embodiment shown. It leaves a certain amount Extension up and down too.

Um eine dichtende Anlage der Flanken 5 der Antriebsspindel 1 an den Flanken 6 der Laufspindel 7 zu erreichen, sind diese konvex ausgebildet. Auf diese Weise sind die von den beiden Spindeln 1 und 7 und dem sie umgebenden, nicht dargestellten Gehäuse begrenzten Verdrüngungeräume von der Druckseite 8 der Pumpe zur Saugseite 9 hin abgedichtet. Die Gesamtlänge der Schraubengänge 3 der Antriebsspindel 1 bzw. 10 der Laufspindel 7 ist so groß, daß die Saugseite 9 und die Druckseite 8 stets voneinander getrennt sind. Die Laufspindel 7 ist bei der wiedergegebenen Ausführungsform dreigängig ausgebildet.To ensure a sealing contact of the flanks 5 of the drive spindle 1 on the To reach flanks 6 of the running spindle 7, these are convex. To this Way are those of the two spindles 1 and 7 and the one surrounding them, not shown Housing limited displacement spaces from the pressure side 8 of the pump to the suction side 9 sealed off. The total length of the screw threads 3 of the drive spindle 1 or 10 of the running spindle 7 is so large that the suction side 9 and the pressure side 8 are always are separated from each other. The running spindle 7 is in the illustrated embodiment three-course trained.

Claims

Screw spindle pump - with a drive spindle and a running spindle, characterized in that the outer angle (ß) of the pitch (t) of the drive spindle (1) corresponds to the formula: where a = center distance of the two spindles, ra = outer radius of the drive spindle, ri = inner radius of the drive spindle, -h - pitch of the drive spindle, p = pressure difference between suction and pressure side, GL = number of turns of the running spindle, MR = friction torque (fluid , Bearing friction), X - overlap angle.

2. Screw pump according to claim 1, characterized in that that the running spindle (7) has a negative torque.

L e r s e i t e