DE2248490C2 - Drehkolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe entsprechend dem Oberbegriff des Vatentanspruchs.

Eine solche Drehkolbenpumpe ist aus der US-PS 28 71 794 bekannt. Bei dieser Pumpe sind die Läufer in Achsrichtung beweglich. Hierdurch sollen optimale Betriebseigenschaften erzielt und ein Lecken des geförderten Fluids um die Läufer herum minimiert werden, wodurch ein hoher volumetrischer Wirkungsgrad erzielt werden soll. Zu diesem Zweck dienen unter anderem zwei an der Innenwand des Gehäuses vorgesehene, die Läufer teilweise umgebende Kanäle, die einerseits über Bohrungen in der Gehäusewand mit den Stirnseiten der Läufer in Verbindung stehen und die zum anderen als vordere Öffnungsabschnitte der Auslaßöffnung angesehen werden können.

Bei Pumpen dieser Gattung ergibt sich im praktischen Betrieb das Problem, daß zwar bei maximaler Leistungseinstellung ein befriedigendes Betriebsverhalten vorliegt, daß jedoch bei Verminderung der Leistung, insbesondere bei geringeren oder unregelmäßigen Fördermengen oder bei zu fördernden Medien hoher Viskosität, starke Schwingungen und hämmernde Geräusche auftreten, die zu einem starken Verschleiß der Pumpe führen. Man nimmt an, daß diese Erscheinungen deswegen auftreten, weil sich die Auslaßöffnungen der Läufertaschen, die sich wegen der hohen Drehzahl der Läufer oder wegen der hohen Viskosität des Fördermediums nur teilweise gefüllt haben, gegenüber dem Auslaß der Pumpenkammer und der an ihn angeschlossenen Auslaßleitung schlagartig öffnen, so daß sich die Läufertaschen von der Auslaßleitung her plötzlich erneut wieder füllen (Rückfüllung), was zu einem kurzzeitigen Druckabfall in der Auslaßleitung und zu einer entsprechenden Drucksteigerung in den Läufertaschen führt.

Aus der US-PS 24 80 818 ist ferner eine Drehkolbenpumpe mit schraubenförmiger Anordnung der Läufertaschen bekannt, bei der die Auslaßöffnung an einem axialen Ende des Pumpengehäuses, also asymmetrisch bezüglich der Läufertaschen angeordnet ist Dadurch tritt in unerwünschter Weise die beschriebene Rückfüllung von Material aus der Auslaßleitung an einem axialen Ende der Läufertaschen auf, so daß Stoßkräfte auf die Läufer einwirken und eine erhebliche Vibration hervorrufen. Bei dieser bekannten Pumpe ist die Auslaßöffnung derart ausgebildet, daß sich im Hinblick auf eine große Förderleistung der größtmögliche öffnungsquerschnitt ergibt, ohne daß ein »Kurzschluß« also eine direkte Verbindung des Einlasses mit dem Auslaß über eine Läufertasche entstehen kann. Angestrebt wird dabei, daß sich die Einlaß- und Auslaßöffnungen gleichzeitig öffnen oder schließen und daß sich die Auslaßöffnung schlagartig entlang der ganzen Umrißkontur einer Läufertasche öffnet. Damit bei einer solchen Ausbildung durch Druckunterschiede keine allzu großen Verluste auftreten, ist seitlich neben der Auslaßöifnung ein Ausgleichskanal als Ausnehmung an der Innenseite der Gehäusewand vorgesehen. Hierdurch soll auch ein gewisser Rückfluß ermöglicht werden. Dieser Ausgleichskanal liegt aber in axialer Richtung auf einer Seite neben der Auslaßöffnung, so daß sich für die Rückfüllung asymmetrische Verhältnisse ergeben. Damit treten auch beim Betrieb dieser Pumpe, insbesondere bei geringeren oder unregelmäßigen Fördermengen oder bei hochviskosen Fördermedien, die beschriebenen Schwingungen und hämmernden Geräusche mit der Folge eines raschen Verschleißes der Pumpe auf.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Gattung zu schaffen, bei der ein schlagartiger Rückfluß aus der Druckleitung in unvollständig gefüllte Läufertaschen vermieden ist und bei der auch im Teillastbetrieb ein ruhiger Lauf ohne Schwingungen oder hämmernde Geräusche erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst.

Da die Läufertaschen parallel zt den Drehachsen angeordnet sind und da die Auslaßöffnung in der Mitte der Läufertaschen angeordnet ist, herrschen symmetrische Verhältnisse bezüglich der Mitte der Längserstreckung der Läufertaschen. Die Auslaßöffnung für jeden der beiden Läufer weist einen sich zuerst öffnenden vorderen Öffnungsabschnitt als Durchbohrung der Geäusewand auf. Dieser Öffnungsabschnitt erstreckt sich nur über einen kleinen mittleren Teil der Länge der Läufertaschen, so daß zunächst nur ein kleiner Öffnungsquerschnitt zum Druckausgleich mit entsprechend geringer Rückfüllung zur Verfugung steht. Wegen der Erweiterung des Öffnungsquerschnitts der Auslaßöffnung in Drehrichtung der Läufer öffnet sich die Auslaßöffnung für jeden Läufer nur allmählich, und es erfolgt ein sanfter Druckausgleich ohne Vibration und Geräusche. Die beiden sich zuerst öffnenden vorderen Öffnungsabschnitte erweitern sich fortschreitend zu einem gemeinsamen mittleren, zuletzt öffnenden Öffnungsabschnitt, der den vollen Öffnungsquerschnitt zum Ausstoßen des Fördergutes ergibt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform der Drehkolbenpumpe in einem senkrechten, durch die Mitte der Auslaßöffnung verlaufenden Querschnitt;

F i g. 2 einen der F i g. 1 ähnlichen Teilschnitt, der jedoch durch einen seitlichen Abschnitt der Auslaßöffnung verläuft;

F i g. 3 einen Teilschnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 1,

der einen Teil der Außenwand der Pumpenkammer und die Auslaßöffnung der Pumpe nach den F i g. 1 und 2 erkennen läßt;

F i g. 4 in einer Darstellung entsprechend F i g. 3 eine abgeänderte Ausführungsform der Auslaßöffnung.

Die F i g. 1 und 2 zeigen eine Pumpe 62 mit einem Pumpengehäuse 64, das eine Pumpenkammer 56 umschließt, in der zwei langgestreckte, zahnradartige Läufer 68,70 drehbar gelagert sind. Die Pumpenkaromer 66 weist auf der einen Seite einen Einlaß 72 auf, der durch eine Ansaugleitung 74 mit einer Quelle für das zu fördernde Gut verbunden werden kann. Auf der anderen Seite der Pumpenkammer 66 ist eine Auslaßöffnung 76 vorhanden, an die eine Förderleitung 78 anschließt, die dazu dient, das Fördergut zu der gewünschten Stelle abzuleiten.

Die Läufer 68 und 70 werden um ihre Längsachsen in entgegengesetzten Drehrichtungen angetrieben, wie es in F i g. 1 durch Pfeile angedeutet ist. Die Läufer 68 und 70 sind gleichartig ausgebildet und weisen jeweils mehrere übsr ihren Umfang verteilte Läufertaschen 80 auf, die in Umfangsrichtung auf beiden Seiten durch Seitenwände 82 von Flügeln 84 der Läufer 68 und 70 abgegrenzt werden. Die Läufertaschen 80 erstrecken sich in Längsrichtung parallel zu den Achsen der Läufer 68,70, und die Flügel 84 jedes Läufers werden jeweils während eines Teils jeder Umdrehung in bekannter Weise von den zugehörigen Taschen 80 des jeweils anderen Läufers aufgenommen.

Die Auslaßöffnung 76 ist von einer Abdeckung 86 umgeben, die die Pumpenkammer gegenüber der Förderleitung 78 abgrenzt. Die Abdeckung 86 ist so ausgebildet, daß die Taschen 80 beider Läufer 68,70 während ihrer Drehbewegung anfänglich jeweils nur über einen kleinen Teil ihrer axialen Länge zur Förderleitung 78 hin geöffnet werden, um erst danach über einen größeren Teil ihrer Länge geöffnet zu werden. Im einzelnen weist die Abdeckung 86 für jeden Läufer 68,70 gleichartige, kreisbogenförmig gekrümmte Abdeckurigsteile auf, die Bestandteile der Wand 88 der Pumpenkammer 66 bilden. Jeder Teil der Abdeckung 86 weist eine Kante 90 (Fig.3) auf, die nicht parallel zu den Wänden 82 verläuft, die die Seitenflächen der Läufertaschen 80 bilden. Die Kante 90 begrenzt jeweils denjenigen Teil der Auslaßöffnung 76, der als erster mit dem betreffenden Läufer 68 oder 70 zusammenarbeitet. Da bei jedem Teil der Abdeckung 86 eine solche Kante 90 vorhanden istweist die Auslaßöifnung 76 für jeden Läufer 68,70 einen axial mittleren Abschnitt 92 auf, der als erster in Drehrichtung mit dem zugehörigen Läufer zusammenarbeitet und dessen parallel zur Längsachse der Läufertaschen 80 gemessene Länge nur einem kleinen Teil der Länge der Läufertaschen entspricht. Ferner ist die Kante 90 jedes Teils der Abdeckung 86 so ausgebildet, daß weitere Abschnitte 94 an der Auslaßöffnung 76 vorhanden sind, die später zur Wirkung kommen als die axial mittleren Abschnitte 92 und deren axiale Länge allmählich oder fortschreitend zunimmt. Weiterhin gehört zu der Auslaßöffnung 76 ein gemeinsamer, sich über die ganze Länge der Läufertaschen 80 erstreckender hinterer Öffnungsabschnitt 96, der gemäß Fig.3 für beide Läufer gemeinsam zwischen den beiden vorderen Öffnungsabschnitten 92 der beiden Läufer angeordnet ist Die Wirkungsweise der Pumpe 62 dürfte ohne weiteres klar sein. Während des Betrieb,·,·· */erden die Läufer 68 und 7ö kontinuierlich in den in FIf 1 durch Pfeile bezeichneten Drehrichtungen angetrieben, so daß die Läufertaschen 80 abwechselnd mit dem Pumpenkammereinlaß 72 und der Auslaßöffnung 76 verbunden werden. Hhrbei kommen die beschriebenen Örfnungsabschnitte der Auslaßöffnung 76 in vorteilhafter Weise derart zur Wirkung, daß die Läufertaschen 80 jeweils nacheinander zunächst mit den axial kürzeren vorderen Öffnungsabschnitten 92, dann mit dea mittleren Öffnungsabschnitten 94 und schließlich mit den sich über die ganze Länge der Läufertaschen erstreckenden hinteren Öffnungsabschnitten 96 in Verbindung gebracht werden, damit das Fordergut von den Läufertaschen 80 in die Förderleitung 78 abgegeben werden kann.

Die Auslaßöffnung 76 braucht natürlich nicht die vor-. stehend anhand der F i g. 1 bis 3 beschriebene Form zu haben, sondern sie kann auch anders ausgebildet werden.

So zeigt beispielsweise F i g. 4, wo Teile, die den in Fig. 1 bis 3 gezeigten Teilen entsprechen, jeweils mit deri gleichen Bezugszahlen mit dem Index a bezeichnet sind, eine weitere zweckmäßige abgeänderte Ausführungsform der Auslaßöffnung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Drehkolbenpumpe mit einem eine Pumpenkammer mit einem Einlaß und einem Auslaß umschließenden Gehäuse, mit zwei parallelachsig in der Pumpenkammer angeordneten geradverzahnten Läufern, an deren Umfang eine Vielzahl von Läufertaschen ausgebildet ist, die sich bei Drehung der Läufer alternativ zum Einlaß oder Auslaß öffnen, um mit einer in der Gehäusewand in der Mitte der Längserstreckung der Läufertaschen angeordneten Auslaßöffnung, die für jeden Läufer einen sich in dessen Drehrichtung zuerst öffnenden vorderen Öffnangsabschnitt aufweist, der sich axial nur Ober einen kleinen mittleren Teil der Länge der Läufertaschen erstreckt, und deren Öffnungsquerschnitt sich von den beiden vorderen Öffnungsabschnitten her in Drehrichtung der Läufer zu einem anschließenden, zuletzt öffne «den gemeinsamen Öffnungsabschnitt erweitert, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Auslaßöffnung (76) von den als Durchbrechungen der Gehäusewand (86; 86a) ausgebildeten vorderen Öffnungsabschnitten (92; 92a) her fortschreitend zu dem gemeinsamen Öffnungsabschnitt (96; 96a) erweitert, der sich über die ganze Länge der Läufertaschen (80) erstreckt.