DE2408186A1 - Exzenterschneckenpumpe - Google Patents

Description

• Exzenterschneckenpumpe Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe, bestehend aus einer angetriebenen schraubenförmig verwundenen Spindel kreisförmigen Windungsquerschnitts als Rotor, die in einem ebenfalls schraubenförmig verwundenen feststehenden Stator, bestehend aus einem Teil aus gummielastflscheo Materral in einer Buchse aus starrem Material kreisförmigen Querschnitts, mit doppelter Ganghöhe rotiert, wobei sich der Drehung des Rotors eine zusätzliche kreisende Bewegung des Rotors um die Achse des Stators in gegenläufiger Richtung überlagert und wobei der den Rotor aufnehmende lichte Raum des Stators die Form eines zweigängigen Steilgewindes aufweist, dessen Querschnitt von einer Rechteckfläche und zwei an deren einander gegenüberliegenden Kanten anschließende Halbkreisflächen gebildet ist, deren Durch messer der Breite der Rechteckfläche zwischen deren beiden anderen Kanten und höchstens gleich dem Durchmesser des Windungsquerschnitts der Spindel ist.
• Mit den bekannten Vorrichtungen sind hohe Förderdrücke nicht erreichbar, und schon im Bereich höherer Drücke treten starke Druckschwankungen auf. Dies scheint vor allem durch Undichtigkeit zwischen dem Rotor und den beiden geraden Begrenzungslinien des lichten Raumes des Stators bedingt zu sein. Im Gegensatz zu den halbkreisförmigen Teilen des lichten Raumes liegt der Rotor im Bereich der geraden Begrenzungslinie nur in einem schmalen Dichtstreifen am Stator.
• Es wurde nun vorgeschlagen, die Buchse des Stators aus starrem Material in der Längsrichtung mit einem oder auch mehreren Schlitzen zu versehen und den Stator mit einem Spanngehäuse zusammenzupressen. Dabei wird aber der lichte Raum unkantrolliert in seiner Form verändert.
• Im weiteren wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der die Breite der Rechteckfläche im Querschnitt des lichten Raumes gegenüber dem Durchmesser der Halbkreis flächen um ein gewisses Maß verengt ist, wodurch sich zwischen Stator und Rotor ein erhöhtes Maß an Vorspannung einstellt.-Es ist auch bekannt, die Buchse des Stators innen mit symmetrisch angeordneten Längsstegen zu versehen und den Teil aus gummielastischem Material so groß zu wählen, daß sich über den ganzen Querschnitt zwischen dem elastischen Teil und der Buchse ein Hohlraum bildet, der durch Druck beaufschlagt werden kann. Die Längsstege in der Buchse wirken dabei einer möglichen Drehung des elastischen Teils entgegen. Da der Druck Über den ganzen Umfang verteilt ist, konnte aber auch bei dieser Vorrichtung keine genügende Abdichtung zwischen Rotor und Stator erreicht werden. Alle genannten Maßnahmen fUhrten nicht zum Erfolg. Insbesondere war e8 nur beschränkt möglich, Flüssigkeiten oder speziell Medien mit hohem Fsststoffgehalt mit hohen Drücken zu fördern.
• Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden, Dies wird dadurch erreicht, daß im Stator vorzugsweise zwischen der Buchse aus starrem Material und dem Teil aus gummielastischenl Material oder innerhalb des Teils aus gummielastischen Material, mindestens zwei einander symmetrisch gegenüberliegende, durch Druck beaufschlagbare Hohlräume vorgesehen sind, dessen Querschnittsbreite 3eweils begrenzt ist durch die Schenkel eines Sektors mit einem Winkel von 30 bis 1200, wobei die Symmetrielinie der Sektoren zugleich Mittellinie der Rechteckfläche durch deren Begrenzungslinien des lichten Querschnitts ist.
• Zweckmäßig kann in den Hohlräumen ein stets dem Druck des zu fördernden Mediums am Pumpenausgang proportionaler Druck aufrecht erhalten werden. Der Druck kann aber auch ohne BerUcksichtigung des Förderdrucks gewählt werden und sich nur nach der Art des Fördermediums richten. Zweckmäßig werden die einander gegenüberliegenden Hohlräume mit dem gleichen Druck beaufschlagt. Die Hohlräume könneh eine beliebige Form aufweisen; zweckmäßig sind kreisringsektorartige, sichelartige oder segmentartige Formen, die gegebenenfalls ihrerseits noch in mehrere Kammern mit getrennt regulierbarem Druck aufgeteilt werden können.
• Die Hohlräume können mit Jedem zum Druckaufbau geeigneten und die Statormaterialien nicht angreifenden Medium mit Druck beaufschlagt werden.
• Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Brfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 einen, in Achsrichtung gesehen, an beliebiger Stelle geführten Schnitt durch eine Exzenterschneckenpumpe, in dem der Rotor eine der Endstellungen im lichten Raum des Stators einnimmt; Fig. 2 und 3 weitere mögliche Ausführungsformen von erfindunge gemäßen Hohlräumen.
• Ein wesentlicher Teil der Exzenterschneckenpumpe ist der Stator, der aus einer äußeren Buchse 1 aus starrem Material und einem inneren Teil 2 aus gummielastischem Material besteht, wobei das gummielastische Material an allen Auflagepunkten an der Buchse mit derselben fest verbunden ist, Der Stator enthält einen in Achsrichtung der Pumpe als zweigängiges Steilgewinde ausgebildeten lichten Raum, dessen Querschnitt durch die beiden Halbkreisflächen 3 und 4 und das dazwischen liegende Rechteck 5 gebildet wird. Die Mittellinie 6 der Rechteckfläche stellt zugleich die Symmetrielinie fÜr die beiden Sektoren mit dem Winkel ct dar. Der Winkel a hat eine Größe von 30 bis 1200, bei einer Teilung des Kreises in 3600. Vorzugsweise beträgt der Winkel a der Sektoren 45 bis 900.
• Die Sektoren begrenzen die Breite der Hohlräume 7 und 8. Die Weite der Hohlräume soll wenigstens so groß sein, daß das druckübertragende Medium ungehindert durchfließen kann, doch nur 50 groß, daß eine gewisse Formstabilität der schraubenförmigen Verwindung gewahrt bleibt.
• Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Form des lichten Raumes grundsätzlich gewahrt bleibt und nicht durch unkontrolliertes Zusammendrücken von außen oder durch Druckeinflüsse des zu fördernden Mediums von innen verändert wird.
• Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Aus führungs form der Hohlräume 7, 8 in Segmentform.
• Fig. 3 zeigt eine weitere Aus führungs form der Hohlräume in Sichelform, wobei der Sichelquerschnitt Jeweils in drei unabhängige Räume 10, 11, 12 geteilt ist, die gegebenenfalls mit unterschiedlichem Druck beaufschlagt werden können.
• Weitere beispielhafte Möglichkeiten sind neben einteiligen zwei-oder dreigeteilte kreisringsektorförmige, segmentförmige oder sichelformige Hohlräume.
• In der Querschnittsfläche des lichten Raumes des Stators bewegt sich die kreisrunde Querschnittsfläche des schraubenförmig verwundenen Rotors 9 von einer halbkreisförmigen Begrenzung zur andern.
• Die Breite der Rechteckfläche 5 und der Durchmesser der beiden Halbkreisflächen 3, 4 sind gleich oder zur Erzielung einer gewissen Vorspannung etwas kleiner als der Durchmesser des Windungsdurchschnitts des Rotors 9.
• Durch die Hubbewegung in der Cuerschnittsfläche bildet sich vor dem Rotor fortwährend ein sich verkleinernder Raum, in dem ein Druckanstieg erfolgt, und hinter dem Rotor vergrößert sich der Raum; dadurch entsteht ein Druckgefälle, und es wäre möglich, daß das zu fördernde Medium das gummielastische Material des Teils 2 des Stators wegdrückt und am Rotor vorbeifließt. Durch den in den erfindungsgemäßen Hohlräumen erzeugte Druck, der durch das gummielastische Material des Teils 2 übertragen wird, erhöht sich der Anpreßdruck des Stators an den Rotor.
• Insbesondere dann, wenn der Druck in den Hohlräumen proportional dem Druck des zu fördernden Mediums am Pumpenausgang ist, ergibt sich keine Erhöhung der Reibung zwischen Stator und Rotor, da dem Druck des Stators auf den Rotor der Druck des zu fördernden Mediums auf das gummielastische Material entgegensteht.
• Da andererseits aber die Vorspannung durch den in den Hohlräumen erzeugte Druck erhalten bleibt oder zusätzlich noch erhöht werden kann, bleibt der Dichtstreifen insbesondere im Bereich der geraden Begrenzungslinien des lichten Raumes gleich groß oder wird durch den Druck noch vergrößert, so daß kein Material am Dichtstreifen zwischen Rotor und Stator vorbeifließen kann.
• Uber die Regelung des Druckes in den Hohlräumen wird auch ein Verschleiß des Stators ausgeglichen, und der Wirkungsgrad der Pumpe bleibt konstant.
• Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, neben den bisher bekannten Anwendungsmöglichkeiten auch Medien mit Feststoffgehalten von über 80% dauernd mit Drücken von über 50 atü und mit kurzzeitigen Spitzendrücken von über 100 atü zu fördern.

Claims (8)

Patentansrüche

1. Exzenterschneckenpumpe, bestehend aus einer angetriebenen schraubenförmig verwundenen Spindel kreisförmigen Windungsquerschnitts als Rotor, die in einem ebenfalls schraubenförmig verwundenen feststehenden Stator, bestehend aus einem Teil aus gummielastischenz rilaterial in einer Buchse aus starrem Material kreisförmigen Querschnitts, mit doppelter Ganghöhe rotiert, wobei sich der Drehbewegung des Rotors eine zusätzliche kreisende Bewegung des Rotors um die Achse des Stators in gegenläufiger Richtung überlagert und wobei der den Rotor aufnehmende lichte Raum des Stators die Form eines zweigängigen Steilgewindes aufweist, dessen Querschnitt von einer Rechteckfläche und zwei an deren einander gegenüberliegenden Kanten anschließende Halbkreis flächen gebildet ist, deren Durchmesser der Breite der Rechteckfläche zwischen deren beiden anderen Kanten und höchstens gleich dem Durchmesser des rrtJlndungsquerschnitts der Spindel ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß im Stator (1, 2) mindestens zwei einander symmetrisch gegenüberliegende, durch Druck beaufschlagbare Hohlräume (7) und (s) vorgesehen sind, deren Querschnittsbreite Jeweils begrenzt ist durch die Schenkel eines Sektors mit einem Winkel () von 30 bis 1200, wobei die Symmetrielinie der Sektoren zugleich Mittellinie (6) der Rechteckfläche (5) durch deren Begrenzungslinien des lichten Querschnitts ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Hohlräume (7, 8) im Stator zwischen der Buchse (1) aus starrem Material und dem Teil (2) aus gummielastischem Material vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Hohlräume (7, 8) im Stator innerhalb des Teils (2) aus gummielastischem Material vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der AnsprSiche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Winkel (e) der Sektoren vorzugsweise 45 bis 900 betragen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß in den Hohlräumen (7, 8) ein stets dem Druck des zu fördernden Mediums am Pumpenausgang proportionaler Druck aufrechterhalten wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hohlräume (7, 8) kreisrings ektorförmig, 8 egmentförmig oder sichelförmig gestaltet sind,

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hohlräume (7, .8) in mehrere voneinander unabhängige Räume (10, 11, 12) unterteilt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z ei c h n e t , daß die einzelnen Teilräume (10, 11, 12) der Hohlräume (7, 8) mit unterschiedlichen nritcken beaufschlagt sind.

L e e r s e i t e