DE2131305C3 - - Google Patents

Description

17. Rotationskolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das innere ZylinderstOck mit der. Di=.:htleisten (6, 6b, 2\) als Stator (23) ausgebildet ist, und daß das die Hohlschnecke (9) aufweisende Gehäuse (23a) auf seiner Außenseite den Motorrotor (24) eines Spaltrohrmotors (25) trägt (F i g. 1).

18. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (12.ajl und M der Auslaß (i3a) in axialer Richtung des Stators (23) angeordnet sind.

19. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Biereich von Ein- und Auslaß jeweils ein vom Fördermedium durchströmter Ringraum (34 und 35) vorgesehen ist, welche beiden Räume durch den Ringspalt (26) zwischen Motorrotor (24) und Stator (27) miteinander verbunden sind, und daß nach dem Einlaß (12a; und vor dem Auslaß (13a; jeweils Querbohirumgen (36) als Verbindung zu diesen Räumen für einen Medium-Kreislauf (Pt"2, Pf 3) vorgesehen sind.

35

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenpumpe mit einem Gehäuse, in dessen Innenwandung wenigstens ein Schneckengang eingearbeitet ist, und einem darin angeo'dneten Rotor, wobei eine relative Drehung des Rotors gegenüber dem Gehäuse eine Föniening eines ebenfalls im Gehäuse befindlichen Mediums in axialer Richtung bewirkt.

Derartige Pumpen sind bereits bekannt Bei diesen ist jedoch neben dem Stator auch der Rotor schneckeriförmig ausgebildet Dieses hat erhebliche Nachteile. Sie beruhen insbesondere auch auf der vergleichsweise hohen Reibung zwischen Rotor und Stator zur Erzielung einer genügenden Dichtwirkung. Der Stator besteht dabei in der Reeel auch aus einem elastischen so Werkstoff wie z.B. Gummi (Zeitschrift »Pumps, Pompes, Pumpen«, 16 (1967), S. 380 bis. 385). Gegebenenfalls tritt dabei trotz zusätzlicher Maßnahmen — Gelenke in der Antriebsübertragung — eine Walkarbeit auf, die insbesondere den Stator stark verschleißfördernd beansprucht. Auch erfordert dies in nachteiliger Weise eine erhöhte Antriebsleistung. Ferner sind derartige Pumpen wegen der notwendigen Materialauswahl des Stators für chemisch-aggressive Pumpenmedien in der Regel ungeeignet.

Die US-Patentschriften 32 03 350 sowie 22 90137 zeigen ebenfalls Pumpen der eingangs erwähnten Art mit schneckenförmigem Rotor, die Nachteile der vorbeschriebenen Art, insbesondere auch bei höheren Förderdrücken und niedrig viskosen Fördeirmedien aufweisen. Auch ist bei den Pumpen mit schneckenförmigem Rotor deren Herstellung schwierig:. Auch besitzen die vorerwähnten Pumpen schlechte Trocken-

laufeigenschaften.

Die vorgenannten Pumpen weisen ein gemeinsames Arbeitsprinzip auf, wobei durch eine Radialbewegung des Rotors bzw. der Rotorabschnitte eine Verdrängungfsarbeit hervorgerufen wird. Diese Querbewegung des Rotors hat zur Folge, daß Querquetschkräfte auftreten, die bei der Förderung von r-mpftndlichem Gut nachteilig sind.

Es ist weiterhin schon eine Förderpumpe vorgesehen (DE-OS 19 50 238), deren schneckenförmigem Rotor eine ihn von außen beaufschlagende nachgiebige Dichtung zugeordnet ist, die aus einer Mehrzahl nebeneinander entlang einer Mantellinie des Rotors angeordneter plattenartiger Dichtelemente besteht, deren axiale Erstreckung klein gegenüber dem Gewindegangabstand ist Auch diese Förderpumpe ist u.a. durch den schneckenförmigen Rotor aufwendig und weist auch noch Probleme bei der Sieuerung und Führung der Dichtelemente auf.

Dem Gegenstand der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, eine Rotation kolbenpumpe der vorausgesetzten Gattung zu schaffen, bei der der Verschleiß zwischen dem Stator und dem Rotor vermindert und dabei eine gute, vergleichsweise langlebige Abdichtwirkung erreicht wird.

Dies·;· Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein inneres Zylinderstück (z. B. Rotor) in einer feststehenden oder drehbaren Hohlschnecke, deren Gehäuseinnenwandung von runden Querschnitten gebildet wird und schraubenlinienförmig verläuft, drehbar oder feststehend gelagert ist und der Durchmesser des inneren Zylinderstückes dem durchgehenden liebten Kern der Hohlschnecke entspricht, wobei der jeweilige runde Querschnitt der Gehäuseinnenwandung größer als der kreisförmige Rotorquerschnitt ausgebildet und in bezug auf diesen exzentrisch angeordnet ist, daß das innere Zylinderstück zumindest im Bereich der Schneckenausbildung des Gehäuses wenigstens einen Längsschlitz und in diesem quer verschiebbar, aneinander dichtend a.nliegerole und zueinander parallele Dichtleisten aufweist, wobei der Khirvenverlauf der runden Querschnitte der Gehäuseinne-iiwandung der jeweiligen Exzenterlage der einzelnen Querschnitte gegenüber dem inneren Zylinderstück sowie der Länge der zugehörigen Dichtieisten entspricht derart, daß die Stirnseiten der Dichtleisten dichtend am Innenumfang der Hohlschnecke anliegen, und daß die Dichtleisten einen mehreckigen Querschnitt haben, der in Förderrichtung eine wesentlich kleinere Seitenlänge besitzt als es der Ganghöhe der Hohlschnecke entspricht.

Dadurch ist eine Rotationskolbenpumpe geschaffen, die nach einem günstigeren Arbeitsprinzip arbeitet. Dabei wird das Fördergut durch schraubenlinienförmi-Ces Verschieben transportiert, ohne daß dabei der Rotor eine Querbewegung mit den sonst auftretenden Querquetschkräften durchführt. Die erfindtsngsgemäße Rotationskolbenpumpe ist daher auch zur Förderung von empfindlichem Gut geeignet. Auch wird unter Vermeidung von Walkarbeit, eine gute Abdichtwirkung bei vergleichsweise geringem Verschleiß und entsprechend honer Dauerstandfestigkeit erzielt, Die gute Dichtwirkung ermöglicht auch die Erzeugung hoher Drücke. Weiterhin ist man in der Wahl der Werkstoffe der Rotor- sowie der Statorteile weitgehend frei, so daß die erfindungsgemäße Rotationskolbenpumpe auch gut für die Förderung aggressiver Medien eingesetzt werden kann. Außerdem ist eine einfache, sichere Lagerung und Kraftübertragung des inneren Zylinder-

Stückes (Rotors) möglich.

Bei der erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe liegt der zylindrische Rotor durch die vorgesehene Exzentrizität des jeweils runden Querschnittes der Gehäuseinnenwandung zu dem kreisförmigen Rotorquerschnitt an den nach innen vorstehenden Bereichen des Hohlschneckenganges im wesentlichen dichtend an, während die diesen Berührungsstellen jeweils gegenüberliegenden Bereiche derselben Querschnittsstelle vom Rotor die größte Entfernung aufweisen. Dieser lagert dabei zentrisch zur Längsmittelachse des gesamten Hohlschneckenganges, dessen gegenüber dem Rotor freibleibende Teil-Querschnitte jeweils exzentrisch zu dieser Längsmittelachse liegen. Wird der Rotor mit den darin befindlichen Dichtleisten innerhalb der Hohlschnecke verdreht, erfolgt eine Zwangssteuerung dieser Dichtleisten, die an ihren radial äußeren Stirnseiten sich jeweils in einem runden Querschnitt der Gehäuseinnenwandung führen und dort abdichten. Dadurch entstehen zusammen mit den Berührungsabschnitten des Hohlschneckeninnenganges zusammen mit dem zylindrischen Rotor im wesentlichen geschlossene, pumpenkammerähnliche Räume. Dabei ergibt sich in vorteilhafter Weise entlang dem Umfang eines Gehäusequerschnittes eine zweifache Abdichtung, nämlich an den äußeren Enden der Dichtleisten und in den Berührungszonen zwischen Rotor und Hohlschneckengang. Die Dichtleisten führen dabei eine radiale, durch die Hohlschneckenkontur zwangsgesteuerte Hin- und Herbewegung durch. Da sie im Vergleich zur Ganghöhe der Hohlschnecke mit sehr kleiner Seitenlänge ausgeführt werden können, ergibt sich eine sehr gute Dichtung, ohne daß elastisches, verschleißempfindliches Material verwendet werden muß.

Vorteilhafterweise verlaufen die Dichtleisten etwa senkrecht zu den inneren Mantellinien der in das Gehäuse eingearbeiteten Hohlschnecke. Durch diese etwa rechtwinklige Anordnung von den Dichtleisten des Rotors zu der Statorinnenwandung ergibt sich eine verbesserte, vom Förderdruck weitgehend unabhängige Abdichtung; diese läßt vergleichsweise hohe Drücke zu, wobei die Fördermenge im wesentlichen unverändert bleibt. Somit ist die Pumpencharakteristik, zumindest hinsichtlich dem Förderdruck und der Fördermenge, in vorteilhafter Weise gegenüber herkömmlichen Rotationskolbenpumpen verbessert.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung können die Dichtleisten jeweils zweiteilig ausgebildet sein, wobei /wischen diesen jeweils auf einem Durchmesser des Rotors liegenden beiden Dichtleistenteilen ein von der Mittelbohrung durchsetzter und mit unter Druck stehendem Medium ausgefüllter Zwischenraum vorgesehen ist Bei einer solchen Ausbildung werden die Dichtelemente von dem Druck des Mediums auseinandergedrückt und auch dann nocht gut dichtend an die Innen wandung des Gehäuses gepreßt, wenn bereits ein gewisser Verschleiß eingetreten ist Das DE-GM 19 02 354 zeigt zwar bereits eine Pumpe mit zweiteiliger Dichtleiste. Dies ist aber durch das durchgehend zylindrische Gehäuse mit dem exzentrisch darin gelagerten Rotor notwendig, da sich in Abhängigkeit von der Stellung des Rotors relativ zu dem Stator unterschiedliche Abstände der Dichtbereiche an der Dichtleiste ergeben. Das elastische, zwischen den beiden Dichtieistenteilen vorgesehene elastische Mittelstück übernimmt dabei die notwendige Nachgiebigkeit Auch bei der in der US-PS 32 70 675 beschriebenen Pumpe liegen praktisch die gleichen Verhältnisse vor. wobei hier die Abdichtenden der Schieber selbst elastisch ausgebildet sind.

Im Gegensatz zu den vorerwähnten Pumpen ist bei der erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe eine zweiteilige oder längenveränderliche Ausbildung der Dichtleisten nicht notwendig, da der diagonale Wandabstand des runden Querschnittes der Gehäuseinnenwandung unter Berücksichtigung der jeweiligen Drehlage des Rotors gleich bleibt. Die zweiteilige Ausbildung der

to Dichtleisten bei der erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe stellt eine vorteilhafte Weiterbildung dar, die u. a. auch als Verschleißausgleich dient.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann wenigstens eine Abschlußwand des inneren von der Mittelbohrung gebildeten Raumes verschiebbar sein und insbesondere als unter Druck einer Feder stehender Kolben ausgebildet sein. Dadurch ist zumindest in gewissen Grenzen ein Ausgleich eines Druckverlustes im Inneren dieses abgeschlossenen Raumes möglich.

Dabei sorgt ein unter Federdruck stehender Kolben sogar zeitweilig für eine selbsttätige Nachstellung und ein selbsttätiges Ausgleichen dieses Innendruckes.

Gegebenenfalls kann der Zwischenraum zwischen zwei zu einem Dichtelernent gehörenden Dichtleistenteile auch durch ein elastisches Druckelement, insbesondere eine Feder oder ein 5itück aus einem elastischen Werkstoff, ausgefüllt sein. In diesem Falle erübrigt sich ein zen'raler Druckraum, da dieses Zwischenstück dann ein elastisches Andrücken der Dichtelemente an die Gehäuseinnenwandung bewirkt.

Durch die Zwangssteuerung der Dichtelemcnte kann die erfindungsgemäße Pumpe in vorteilhafter Weise auch verhältnismäßig langsam laufen und dennoch eine stetige Förderung erzielen. Dadurch ist eine derartige Fördervorrichtung nicht nur zum Pumpen von Flüssigkeiten, sondern auch zum Weitertransportieren von Granulaten od. dgl. oder von Gemischen aus Flüssigkeiten und festen Körpern geeignet
Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen aufgeführt.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung noch näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt einer Rotationskolbenpumpe, bei welcher die Relativbewegung zwischen einem

*5 Rotor und einem mit einer Hohlschnecke versehenem Gehäuse durch eine Drehung des Gehäuses mit Hilfe eines Spaltrohrmotors erzeugt wird,

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie H-Ii in Fig. 1.

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Rotationskolbenpumpe, bei der die Relativbewegung zwischen dem Rotor und dem Gehäuse durch Drehung des Rotors erzeugt wird,

F i g. 4 einen Querschnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig.3,

Fig.5 einen Querschnitt gemäß der Linie V-V in F i g. 3, wobei an dieser Querschnittsstelle keine Dichtelemente, sondern eine Verstärkung des Rotors vorgesehen ist,

F i g. 6 einen Querschnitt gemäß der Linie VI-VI in F i g. 3 an einer Stelle, wo eine Querbohrung zum Verbinden des Gehäuseinnenraumes mit einer zentralen Rotorbohrung vorgesehen ist,

F i g. 7 einen Querschnitt durch eine abgewandeltr Ausfuhrungsform, bei welcher jeweils zwei sich kreuzende Dichtieisten vorgesehen sind,

F i g. 8 in schaubildlicher Darstellung die Ausgestaltung zweier sich kreuzender Dichtleisten,

F i g. 9 eine zweiflutige Ausgestaltung der Rotationskolbenpumpe in einem Längsschnitt und

Fig. 10 einen Querschnitt, bei welchem zwei sich kreuzende Dichtleisten vorgesehen sind, von denen eines in seinem mittleren Bereich unterbrochen ist.

In Fig.3 ist eine zweckmäßige Ausführungsform einer im ganzen mit 1 bezeichneten Rotationskolbenpumpe dargestellt. Diese besitzt ein äußeres Gehäuse 2 und einen darin angeordneten, insgesamt mit 3 bezeichneten Rotor, welcher das Gehäuse 2 etwa axial durchsetzt.

Man erkennt in F i g. 3 und anhand der zugehörigen Darstellungen verschiedener Querschnitte in den F i g. 4 bis 6, daß in die Gehäuseinnenwandung 4 wenigstens ein Schneckengang eingearbeitet ist, dessen jeweiliger Querschnitt, bzw. Durchmesser größer als der des Rotors 3 ist. Im Ausführungsbeispiel sind vier derartige Schneckengänge als Hohlschnecke 9 in das Gehäuse 2 eingearbeitet. Dabei nähert sich diese schneckenförmig ausgebildete Gehäuseinnenwandung 4 in Längsrichtung des Rotors 3 jeweils schraubenlinienförmig an verschiedenen Stellen dem Umfang des diese Hohlschnecke in axialer Richtung durchsetzenden Rotors 3, und zwar gemäß der Darstellung in den Fig.4 bis 6 jeweils tangential. Die der Stelle größter Annäherung jeweils gegenüberliegende Seite besitzt dementsprechend an derselben Querschnittsstelle vom Rotor 3 die größte Entfernung, so daß praktisch jeweils die einzelnen Gehäusequerschnitte exzentrisch zum Rotor 3 angeordnet sind, wobei diese exzentrischen Gehäuseabschnitte jedoch in Längsrichtung der Rotationskolbenpumpe schraubenlinienförmig gegeneinander versetzt sind. Dabei kann gemäß Fig. 3 eine glatte und im Längsschnitt jeweils wellenförmige Gehäuseinnenwandung 4 vorgesehen sein, wobei die Lage dieser einzelnen Wellen in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt ist.

Der Rotor 3 ist als Zylinder ausgebildet, welcher zumindest im Bereich der Schneckenausbildung des Gehäuses 2 wenigstens einen Längsschlitz 5 und in diesem querverschiebbar, aneinander dichtend anliegende Dichtleisten 6 aufweist, deren äußere Länge L in Funktionsstellung jeweils dem diagonalen Wandabstand der im Querschnitt runden Hohlschnecke 9 entspricht Die Länge L der Dichtleiste legt somit unter Berücksichtigung der den Dichtleisten durch die Stellung des Rotors 3 vorgegebenen Lage den diagonalen Wandabstand des runden Querschnittes der Gehäuseinnenwandung fest Die unmittelbar nebeneinander liegenden Dichtleisten 6 haben dabei einen etwa mehreckigen Querschnitt, der in Förderrichtung bzw. in Axialrichtung der gesamten Rotationskolbenpumpe eine wesentlich kleinere Seitenlänge besitzt als es der Ganghöhe der jeweiligen Schnecke entspricht Dadurch ergeben sich also pro Schneckengang eine ganze Anzahl nebeneinander liegender Dichtleisten 6, weiche entsprechend der sich in Längsrichtung schraubenlinienförmig verändernden Exzentrizität hin- und herverschoben werden, wenn der Rotor 3 relativ zu dem Gehäuse 2 verdreht wird. Dabei findet nur eine geringfügige relative Verschiebung jeweils benachbar- eo ter Dichtleisten 6 zueinander statt, so daß Reibung und Verschleiß klein gehalten werden. Dabei erfolgt gemäß Fig.4 jeweils an einem Querschnitt eine doppelte Abdichtung, da die Dichtleisten 6 beidseitig mit ihren Enden an der Gehäuseinnenwandung 4 anliegen, es Dadurch können Leckverluste sehr klein gehalten werden.

Bei Drehung des Rotors 3 und stillstehendem Gehäuse 2 wird ein zwischen dem Rotor 3 und Gehäuseinnenwandung 4 befindliches Medium entlang der Innenschnecke vorwärts befördert, da es zwangsläufig dem Schraubenverlauf folgen muß. Es ergibt sich also eine zweckmäßige und einfache Fördervorrichtung. Bei umgekehrter Drehrichtung ist dabei auf einfache Weise auch die Förderrichtung umgekehrt. Ebenso kann auch der Rotor stillstehen und dsis Gehäuse verdreht werden, was z. B. hei der Ausführung gemäß F i g. 1 und 2 vorgesehen ist, welche weiter unten noch beschrieben wird.

Die plattenartigen Dichtleisten 6 durchsetzen jeweils parallel zueinander und sich mit einer Seitenfläche berührend den Durchmesser des inneren, zylinderförmigen Rotors 3 und verlaufen etwa senkrecht zu den inneren Mantellinien der in das Gehäuse 2 eingearbeiteten Hohlschnecke 9. Je schmaler dabei diese aneinander liegenden Dichtleisten 6 sind, umso besser ist die Abdichtung gegenüber der Gehäuseinnenwandung 4, wobei jedoch gleichzeitig die innere Reibung erhöht wird. In zweckmäßiger Weise ist deshalb eine mittlere Stärke dieser einzelnen Dichtleisten 6 auf diese Verhältnisse abzustimmen.

In F i g. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der in dem verhältnismäßig langen zentralen Rotor 3 vorgesehene Längsschlitz 5 in zwei Abschnitte unterteilt ist wobei die Unterteilung durch ein Einsatzstück 7 gebildet ist, welches durch eine quer zum Schlitz 5 verlaufende Schraube 8 od. dgl. Befestigungselement fixiert ist. Dabei entspricht die Stärke des Einsatzstükkes 7 der Dicke des Längsschlitzes 5. Man erreicht dadurch einerseits, insbesondere bei verhältnismäßig langem Rotor 3, der durch den entsprechend langen Schlitz 5 sonst geschwächt wäre, eine Stabilisierung und gleichzeitig erhält man ein Widerlager für ein Paket 6a von Dichtleisten 6, die einem gewissen Axialschub unterworfen sind. Ließe man alle Dichtleisten 6 eines verhältnismäßig langen Rotors 3 sich nur gegenseitig abstützen, könnte dies bei entsprechend großem Axialschub u. U. die Reibung einzelner oder mehrerer Dichtleisten gegeneinander zu stark erhöhen.

In Fig.3 ist dabei vorgesehen, daß beidseitig des Einsatzstückes Dichlleisten 6 angeordnet sind und sich die in Richtung des Axialschubes vor dem Einsatzstück 7 befindlichen Dichtleisten 6 gegen dieses Einsatzstück 7 abstützen. Dabei kann u. U. auch eine Umkehr des Axialschubes zumindest auf die Dichtleisten 6 erfolgen, wobei dann die nicht zu dem Paket 6a gehörigen Dichtleisten 6 sich gegen das Einsatzstück 7 abstützen können.

Eine der F i g. 3 vergleichbare Ausbildung ist in F i g. 9 dargestellt, wobei jedoch im Gehäuse 2 gegensinnig zueinander verlaufende Hohlschnecken 9a und 96 eingearbeitet sind. An den jeweils an den voneinander entfernten Enden 10 und 11 dieser Hohlschnecken 9a, 96 ist ein Einlaß 12 und im Bereich der einander zugewandten Enden dieser Schnecken 9a, 96 ein Auslaß 13 vorgesehen. Em gemeinsamer Rotor 3a durchsetzt diese koaxial hintereinanderliegenden Hohlschnecken 9a und 96, wobei der Rotor 3a durch seinen Durchmesser verlaufende und ihn überragende Dichtleisten 6 entsprechend der Ausbildung in F i g. 3 trägt deren Länge dem jeweiligen Querschnittsdurchmesser der Hohlschnecken 9a, 9b entspricht Dadurch hebt sich innerhalb des Rotors 3 insgesamt der Axialschub auf und es ergibt sich eine zweiflutige Anordnung. Man erkennt im rechten Teil der F i g. 9 ein Stück einer Welle 14, an welcher ein Antriebsmotor angreift und welche in

809634/166

diesem Bereich aus dem Gehäuse la austritt, wobei lediglich hier eine Dichtung 15 erforderlich ist.

Ebenso wie bei der Ausführung in F i g. 9 ist auch bei der Vorrichtung gemäß Fig.3 vorgesehen, daß der Rotor 3 bzw. eine ihm zugehörige Welle 14 das Gehäuse 2 auf der Antriebsseite durchsetzt und dort gegen das Gehäuse 2 abgedichtet ist, während auf der antriebsfernen Seite eine von dem Gehäuse 2 umgebene Lagerung 16 angeordnet ist. Gemäß Fig.3 ist dabei diese Lagerung 16 mit einem Abschlußdeckel 17 verbunden, wodurch eine Montage erleichtert werden kann. Da der Einlaß 12 auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 im Bereich dieses Durchtrittes der Welle 14 liegt, befindet sich also auch die Dichtung 15 an einer Stelle niedrigen Druckes, so daß diese Dichtung wenig belastet ist. Es kann zweckmäßig sein, wenn das innere, den Rotor 3 bildende Zylinderstück, dessen ungeschlitztes Ende man vor allem in Fig.3 im Bereich des Auslasses 13 erkennt, eine Mittelbohrung 18 besitzt, weiche mit der Steiie höheren Druckes der Pumpe verbunden ist und deren Durchmesser größer als die Breite der Dichtleisten 6 sein kann. In Fig.3 ist eine solche Bohrung 18 vorgesehen und man erkennt in F i g. 4, wie diese Bohrung 18 mit ihrem Querschnitt eine Dichtleiste 6 bzw. den Längsschlitz 5 seitlich überragt. Dadurch wird erreicht, daß unter höherem Druck stehendes Medium durch die Lagerspalte in diese Vlittelbohrung 18 eintreten kann und zu einer Stelle niedrigeren Druckes zurückfließen kann. Näher beim Einlaß 12 ist gemäß den F i g. 3 und 6 eine Queröffnung 1!) od. dgl. als Verbindung mit dieser Mittelbohrung 18 vorgesehen. Dort kann dann dieses unter höherem Druck stehende Medium austreten und einen zusätzlichen Axialschubausgleich bewirken. Dabei legt man diese Queröffnung 19 zweckmäßigerweise je nach Bauweise und Anzahl von Schneckengängen mehr oder weniger nahe zu dem Einlaß 12, um den je nach Bauart einer solchen Rotationspumpe 1 und je nach Fördermedium unterschiedlichen Axialschub entsprechend ausgleichen zu können.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform, welche in Fig.4 durch die an den Dichtleisten 6 angeordneten Querlinien gestrichelt angedeutet ist, können die Diichtleisten 6 auch zweiteilig ausgebildet sein, wobei zwischen diesen jeweils auf einem Durchmesser des Rotors 3 liegenden beiden Teilen ein von der Mittelbohrung 18 durchsetzter und mit unter Druck stehendem Medium ausgefüllter Zwischenraum vorgesehen sein kann, der dann praktisch zwischen den vorerwähnten Querlinien liegt. Auch Fig. 10 zeigt eine abgewandelte Dichtleiste, welche dort mit 66 bezeichnet ist und in einem mittleren Bereich 20 unterbrochen isl, so daß diese Dichtleiste 66 aus den beiden Dichtleistenteilen 6c zusammengesetzt ist, zwischen denen in Längsrichtung dieser Zwischenraum 20 vorgesehen ist Dabei ist bei der Fig. 10 noch eine weitere queriiegende Dichtleiste %d vorgesehen, welche jedoch auch weggelassen werden kann. Die Funktion dieser querliegenden Dichtleiste 6d wird weiter unten noch näher beschrieben.

Bei einer solchen zweiteiligen Ausbildung der Dichtleisten 66 entfällt zweckmäßigerweise die Queröffnung 19, so daß diese Dichtleisten von dem Druck des Mediums in der Mittelbohrung 18 auseinandergedrückt und auch nach einem gewissen Verschleiß gut dichtend an die Gehäuseinnenwandung 4 der Hohlschnecke 9a, 96 gepreßt werden. Dabei kann die Mittelbohrc:ig 18 gegebenenfalls auch beidseitig abgeschlossen und mit einem unter Druck stehenden Medium gefüllt sein, wobei jeweils ei.¹ Teil der Begrenzung dieses abgeschlossenen Raumes von den zweiteiligen Dichtleisten 6b begrenzt i?t, und zwar an der Stelle des Längsschlitzes 5. Ein Abschluß dieses Mittelraumes kann dabei von einem Ventil gebildet sein, durch welches ein Nachfüllen des in diesem Raum befindlichen Mediums möglich ist, wenn dieses z. B. durch Leckverluste oder auch durch eine Vergrößerung dieses Raumes bei einem gewissen Verschleiß der Dichtleisten z. B. 6b nur noch unter geringerem Druck steht. Eine solche Anordnung mit abgeschlossenem Innenraum ist vor allem dann zweckmäßig, wenn man einerseits ein Anpressen der Dichtleisten 6b durch einen Innendruck wünscht, andererseits jedoch ein Medium gefördert werden soll, welches Festkörper od. dgl. enthält und nicht gut zur Aufbringung eines solchen Druckes geeignet ist.

In den Fig. 7 und 8 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, bei welcher jeweils an einer Querschnittsstelle wenigstens zwei sich überkreuzende Dichtleisten 21 vorgesehen sind. In Fig.8 erkennt man gut. daß die Dichtleisten 21 jeweils in ihrem Kreuzungsbereich einander zugewandte Schwächiingsstellen 22 besitzen, so daß an dieser Stelle die sich kreuzenden Dichtleisten 21 sich jeweils zu einer Dicke ergänzen, weiche jede einzelne Dichtleiste 21 außerhalb dieser Schwächungsstellen 22 besitzt, wobei diese Schwächungsstellen 22 so lang gewählt sind, wie es der Relativbewegung der sich kreuzenden Dichtleisten 21 zueinander entspricht. Bei Drehung des Rotors ergibt sich dadurch sogar eine vierfache Abdichtung, wodurch der Wirkungsgrad einer solchen Rotationskolbenpumpe 1 insbesondere bei flüssigen Medien weiter erhöht werden kann. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 sind ebenfalls zwei sich kreuzende Dichtleisten 6b und 6d vorgesehen, wobei eine dieser sich kreuzenden Dichtleisten, im Ausführungsbeispiel die Dichtleiste 6b aus zwei Dichtleisten-Teilen 6c besteht und unter dem Druck eines zwischen diesen beiden Teilen befindlichen Mediums einer zentralen Mittelbohrung \S steht, während die andere Dichtleiste 6d durchgehend ausgebildet ist und dabei den Zwischenraum 20 zwischen den beiden Teilen 6c der Dichtleiste 6b durchsetzen kann.

Diese unterschiedlichen Ausgestaltungen von Dichtleisten (6, 6b, 21) können dabei bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1, 3 oder 9 angewandt sein.

Darüber hinaus ist es bei all diesen Ausführungsformen u. U. zweckmäßig, wenn innerhalb eines Paketes 6a einander benachbarter Dichtleisten 6,66 bzw. 21 jeweils solche aus Metall und aus Kunststoff od. dgl. abwechseln, wodurch die gegenseitige Reibung vermindert sein kann. Auch können jeweils Dichtleisten aus verschiedenen Metallen oder sonstigen verschiedenen Werkstoffen einander benachbart sein. Insbesondere bei Fördermedien, weiche stark verschleißende Zusätze haben, ist eine solche Ausgestaltung zweckmäßig.

Der Weg eines Fördermediums ist z. B. in den F i g. 3 und 9 strichpunktiert durch die linie Wund die Pfeile Pf angedeutet Dabei ergibt sich an sich für das Fördermedium gemäß der Ausbildung des Gehäuses 2 ein schraubenlinienförmiger Weg, welcher sich jedoch in der Projektion der Fig.3 als Zickzack-Linie im Bereich des Rotors darstellt

Eine zweckmäßige und besonders vorteilhafte Ausführungsform zeigt F i g. 1 und 2. Dabei ist da? dem

Rotor 3 der F i g. 3 entsprechende innere Zylindersitück, welches die Dichtleisten 6 aufweist, feststehend als Stator 23 ausgebildet, während das die Hohlschneckf 9 aufweisende Gehäuse 23a auf seiner Außenseite den Motorrotor 24 eines im ganzen mit 25 bezeichneten Spaltrohrmotors trägt. An dessen Außenseite erkennt man den Spalt 26 zwischen dem Rotor und dem diesen umgebenden Stator 27 des Spaltrohrmotors. Ferner erkennt man gut in F i g. I die Statorwicklung 28, wobei der gesamte Spaltrohrmotor 25 in vorteilhafter Weise von einem gemeinsamen Gehäuse 29 umgeben iüt, so daß ein Durchtritt einer Antriebswelle 14 mit Abdichtung entfallen kann. Wird nun im vorliegenden Falie das Gehäuse 23a mit der Hohlschnecke 9 durch den Spaltrohrmotor 25 relativ zu dem feststehenden:, die Dichtleisten 6 tragenden Zylinderstück verdreht, «:rgibt sich wiederum eine schraubenlinienförmige Weittirförderung eines Mediums entsprechend der Relativdrehung zwischen Zylinderstück und Gehäuse 23a. Wegen der kompakten 'jnd platzsparenden sowie abclichlungsfreien Ausgestaltung wird dabei dieser Ausführun|;sform eine besondere Bedeutung beigemessen.

Man erkennt, daß der Einlaß 12a und der Auslaß 13a in axialer Richtung des zentralen ZylinderstQckes angeordnet sind. Dabei sind Ein- und Auslaß in Deckeln 30 und 31 eingearbeitet, welche mittels Schrauben 32 am Gehäuse 29 befestigt sind und insgesamt, ein« den äußeren Durchmesser des äußeren Spaltrohres entsprechende Öffnung verschließen. Dadurch ist ein leichi:es Ausbauen des gesamten innt.en Motorrotors 24 möglich.

Im Bereich von Einlaß 12a und Auslaß 13a ist jeweils ein vom Fördermedium durchströmter Ringraum 34 und 35 vorgesehen, welche beiden Räume durch den Ringspalt 26 zwischen Rotor 24 und Stator T! des Spaltrohrmotors miteinander verbunden sind. Weiterhin sind jeweils nach dem Einlaß 12a und voir dem Auslaß 13a jeweils Querbohrungen 36 als Verbindung zwischen Einlaß 12a und Auslaß 13a und diesen Ringräumen 34, 35 für einen Medium-Kreislauf gemäß den Pfeilen Pf2 und Pf3 vorgesehen. Dir/ch die Bohrung 36 tritt dabei unter Druck Gehendes Medium in den Ringraum 35 über von wo es über den Ringspalt 26 zu dem Raum geringeren Druckes 34 auf der Saugseite dieser Pumpe gemäß Fig. 1 gelangt und wo es durch eine weitere Bohrung 36 wieder in den Hauptstromkreis übertreten kann. Dadurch erreicht man in an sich bekannter Weise eine Durchspülung des Spaltrohrmotors, wodurch dieser gekühlt wird.

In vorteilhafter Weise ermöglicht die vorliegende Erfindung die Förderung eines Mediums in axialer Richtung eines Rotors 3 und Gehäuses 2, bei welchem diese beiden Teile gegeneinander drehbar und gegeneinander abgedichtet sind, wobei diese Abdichtung zwangsweise bei der Drehung des Rotors 3 beibehalten wird. Dabei kann diese Vorrichtung sowohl für Langsamlauf als auch für Schnellauf ausgebildet sein, je nachdem, weiche Medien gefördert werden sollen. Insbesondere bei flüssigen Medien lassen sich dabei jt nach Länge von Rotor 3 und Gehäuse 2 und der zugehörigen Hohlschnecke 9 in erwünschter Weise hohe Förderdrücke erreichen. Dennoch ist die gesamte Vorrichtung einfach im Aufbau und zusätzliche Gehäuseabschnitte mit Abdruckvorrichtungen für die Dichtleisten können weitgehend vermieden werden, da die Dichtleisten 6 durch die Gehäusewandung 4 zwangsgesteuert werden. Gleichzeitig erhält man dabei noch den Vorteil, daß an jedem abgedichteten Querschnitt der Hohlschnecke 9 wenigstens zwei Dichtstellen vorhanden sind.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Rotationskolbenpumpe mit einem Gehäuse, in dessen Innenwandung wenigstens ein Schneckengang eingearbeitet ist, und einem darin angeordne- ten Rotor, wobei eine relative Drehung des Rotors gegenüber dem Gehäuse eine Förderung eines ebenfalls im Gehäuse befindlichen Mediums in axialer Richtung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß ein inneres Zylinderstück (Rotor 3, to 3a; Stator 23) in einer feststehenden oder drehbaren Hohlschnecke (9, 9a, 9£>Jl deren Gehäuseinnenwandung von runden Querschnitten gebildet wird und schraubenlinienförmig verläuft, drehbar oder feststehend gelagert ist und der Durchmesser des is inneren Zylinderstückes (Rotor 3,3a; Stator 23) dem durchgehenden lichten Kern der Hohlschnecke (9, 9a, 9b) entspricht, wobei der jeweilige runde Querschnitt der Gehäuseinnenwandung (4) größer als der kreisförmige Rotorquerschnitt ausgebildet und in bezug auf diesen exzentrisch angeordnet ist, daß das innere Zylinderstück (Rotor 3,3a; Stator 23) zumindest im Bereich der Schneckenausbildung des Gehäuses (2,2a, 23a) wenigstens einen Längsschlitz und in diesem querverschiebbar, aneinander dichtend anliegende und zueinander parallele Dichtleisten (6,66,6d, 21) aufweist, wobei der Kurvenverlauf der runden Querschnitte der Gehäuseinnenwandung (4) der jeweiligen Exzenterlage der einzelnen Querschnitte gegenüber dem inneren Zylinderstück (Rotor 3, 3a; Stator 23), sowie der Länge der zugehörigen Dichtleisten entspricht derart, daß die Stirnseiten der Dichtleisten d^: .htend am Innenumfang der Hohlschnecke p, 9a, 9b) anliegen, und daß die Dichtleisten einen mehre· ügen Querschnitt haben, der in Förderrichtung eine wesentlich kleinere Seitenlänge besitzt als es der Ganghöhe der Hohlschnecke entspricht

2. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleisten (6,6b, 6c/, 21) etwa senkrecht zu den inneren Mantellinien der in das Gehäuse eingearbeiteten Hohlschnecke (9) verlaufen.

3. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem zentralen Rotor (3) vorgesehene Längsschlitz (5) in wenigstens zwei Abschnitte unterteilt ist, wobei die Unterteilung durch ein Einsatzstück (7) gebildet ist, welches durch eine quer zum Schlitz verlaufende Schraube (8) od. dgl. Befestigungselement fixiert ist. se

4. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Einsatzstückes (7) Dichtleisten (6,6b, 6c/, 21) angeordnet sind und sich die in Richtung des Axialschubes vor dem Einsatzstück befindlichen Dichtleisten gegen das Einsatzstück abstützen.

5. Rotationskolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gehäuseinnenwandung (4) zwei gegensinnig zueinander verlaufende Hohlschnecken (9a und 9b) eingearbei- w tet sind und jeweils an den voneinander entfernten Enden (10 und H) dieser Schnecken ein Einlaß (12) und im Bereich der einander zugewandten Enden dieser Schnecken ein Auslaß (13) vorgesehen sind und daß ein gemeinsamer Rotor (3a) diese koaxial hintereinanderliegenden Schnecken durchsetzt, wobei der Rotor durch seinen Durchmesser verlaufende und ihn überragende Dichtleisten (6) trägt, deren Länge dem jeweiligen Querschnittsdurchmesser der Hohlschnecken (9a und 9jy entspricht (F i g. 9),

6. Rotationskolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3) bzw. eine ihm zugehörige Welle (14) das Gehäuse (2, 2a) auf der Antriebsseite durchsetzt und dort gegen das Gehäuse abgedichtet ist, während auf der antriebsfernen Seite eine von dem Gehäuse umgebene Lagerung (16) vorgesehen ist.

7. Rotationskolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3,3a) bzw. der Stator (23) eine Mittelbohrung (18) besitzt, weiche mit der Seite höheren Druckes der Vorrichtung verbunden ist und deren Durchmesser größer als die Breite der Dichtleisten ist

8. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schubausgleich nahe beim Einlaß (12) eine Queröffnung (19) als Verbindung mit der Mittelbohrung (18) vorgesehen ist

9. Rotationskolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleisten (6b) jeweils zweiteilig ausgebildet sind, wobei zwischen diesen jeweils auf einem Durchmesser des Rotors liegenden beiden Dichtleistenteile (6c) ein von der Mittelbohrung (18) durchsetzter und mit unter Druck stehendem Medium ausgefüllter Zwischenraum (20) vorgesehen ist (F i g. 10, F i g. 4).

10. Rotationskolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß die Mittelbohrung (18) beidseitig abgeschlossen und mit einem unter Druck stehenden Medium gefüllt ist wobei ein Teil der Begrenzung der Längsflächen dieses abgeschlossenen Raumes von den zweiteiligen Dichtleisten (eingebildet ist

11. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Abschluß dieser Mittelbohrung (18) von einem Ventil gebildet ist, durch welches ein Nachfüllen des in diesem Raum befindlichen Mediums möglich ist

12. Rotationskolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Abschlußwand des inneren von der Mittelbohrung gebildeten Raumes verschiebbar ist und insbesondere als unter Druck einer Feder stehender Kolben ausgebildet ist

13. Rotationskolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (20) zwischen zwei zu einer Dichtleiste (6b) gehörenden Dichtleistenteile (6c) durch ein elastisches Druckelement insbesondere eine Feder oder ein Stück aus einem elastischen Werkstoff, ausgefüllt ist

14. Rotationskolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils an einer Querschnittsstelle wenigstens zwei sich überkreuzende Dichtleisten (21) vorgesehen sind, welche jeweils in ihrem Kreuzungsbereich einander zugewandte Schwächungsstellen (22) besitzen, so daß an dieser Stelle die sich kreuzenden Dichtleisten (21) sich jeweils zu einer Dicke ergänzen, welche jede einzelne Dichtleiste außerhalb dieser Schwächungsstelle besitzt und wobei diese Schwächungsstellen so lang gewählt sind, wie es der Relativbewegung der sich kreuzenden Dichtleisten (21) zueinander entspricht (F ig. 7 und 8).

15. Rotationskolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens

zwei sich kreuzende Dichtleisten (6b, 21) vorgesehen sind, wobei wenigstens eine dieser jeweils sich kreuzenden Dichtleisten aus zwei Dichtleistenteilen (6c) besteht und vorzugsweise unter dem Druck eines zwischen diesen Teilen befindlichen Mediums in der Mittelbohrung (18) steht (F ig, 10).

16. Rotationskolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Paketes (6a) einander benachbarter Dichtleisten (6,66,64 21) jeweils solche aus Metall und aus Kunststoff abwechseln.