DE3726748A1 - Drehkolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe zum Fördern von strömenden Medien hoher Viskosität, mit einem Rotor, der die zu fördernde Masse durch Verdrängerwirkung von der Saug- zur Druckseite fördert und mit einem auf den Rotorflächen ent­ langgleitenden den Saug- vom Druckraum trennenden Abstreifer, insbesondere Füllmassepumpe für die Zuckerindustrie.

Zum Fördern von strömenden Medien mit hoher Viskosität und Gehalten an Kristallen ist es in der Zuckerindustrie bekannt auf Verdrängerwirkung beruhende Pumpen einzusetzen. Als be­ sonders geeignet dafür haben sich langsamlaufende Rotations­ pumpen mit einem Rotor erwiesen, dessen Querschnittsform oval ist und dessen Spitzen abgeflacht sind. Der Rotor wird als Zweiblattrotor bezeichnet. Der Einfluß der Viskosität der zu fördernden, erheblich mit Kristallen durchsetzten Füllmassen, beispielsweise Weißzucker, Rohrzucker, Nachprodukte, Kristall­ zucker, Melasse, Weißablauf und Grünablauf ist sehr gering, da die Massen im Verhältnis zur Volumenverdrängung nur wenig Wandflächenkontakt haben. Während des Strömens der Füllmasse durch die Pumpe entstehen praktisch keine Wirbelströme oder sonstigen Gegenstrome.

Mit jeder Umdrehung des Rotors werden zwei Förderhübe aus­ geführt. Es kommt also zu zwei schwellenden Belastungen durch große Kammermengen, was bekanntlich mit nachteiligen hohen Stromschwankungen verbunden ist. Dieser Nachteil macht sich insbesondere bei extrem langsamem Lauf des Rotors bemerkbar. Die Kühlung des Motors reicht nicht aus, um die Erwärmung durch höhere Stromaufnahmen über eine längere Zeit zu ver­ meiden. Die hohe, schwellenförmige Belastung wirkt sich auch ungünstig auf die Bewegung des den Saug- vom Druckraum tren­ nenden Abstreifers sowie auf die Rotorlagerung aus.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Pumpe nach dem eingangs genannten Gattungsbegriff so auszubilden, daß eine höhere Betriebssicherheit erreicht wird, wofür insbesondere der Abbau hoher periodischer Belastungen und der dadurch verursachten hohen Strombelastungen, die sich besonders bei geringen Drehzahlen sehr nachteilig bemerkbar machen, an­ gestrebt wird. Die Erfindung als Lösung dieser Aufgabe zeich­ net sich dadurch aus, daß der Rotor als Dreiblattrotor aus­ gebildet ist. Vorteilhaft ist die Ausbildung des Rotorquer­ schnitts in Form eines Dreiecks, dessen Seitenflächen, auf denen der Abstreifer entlanggleitet, konvex gewölbt sind.

Die während einer Umdrehung des Rotors geförderte Menge wird nunmehr auf drei statt auf zwei Hübe verteilt. Entsprechend geringer ist die schwellenförmige Belastung und die damit verbundene Stromaufnahme. Bei gleichhohen Belastungen kann die Drehzahl im Vergleich zu Zweiblattrotoren erheblich ge­ senkt werden.

Weitere, den Erfindungsgegenstand vorteilhaft gestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und nachstehend erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Pumpenquerschnitt,

Fig. 2 die Außenansicht der Pumpe von die Saugseite,

Fig. 3 die Konstruktion der Rückstellfeder für den Abstrei­ fer mit einer Dämpfungseinrichtung und

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Pumpe zur Darstellung der Wellenabdichtung.

Innerhalb eines Pumpengehäuses 1 mit dem Saugstutzen 2 und dem Druckstutzen 3 ist ein Rotor 4 angeordnet, dessen Quer­ schnitt die Form eines Dreiecks mit konvexen Seiten und ab­ gestumpften Spitzen hat. Ein solcher Rotor wird als Drei­ blattrotor bezeichnet.

Der Gehäuseraum oberhalb des Rotors wird durch einen Ab­ streifer 5 verschlossen, der mit einem Ende am Rotor an­ liegt und bei dessen Drehung auf seinen Flächen gleitet. Der Abstreifer ist am freien Ende eines drehbar gelagerten Schwenkarmes 6 befestigt. Die Drehachse ist mit 7 bezeichnet und durchsetzt das Gehäuse. Zur Abdichtung des Abstreifers 5 gegen das Gehäuse dient eine Dichtleiste 8 aus einem dafür geeigneten Material. Das Druckgefälle innerhalb des Pumpenge­ häuses unterstützt dessen Dichtwirkung.

Außerhalb des Pumpengehäuses trägt die Drehachse 7 des Ab­ streifers einen Federarm 9, dessen freies Ende mit einer Kolbenstange 10 verbunden ist und welche in einen Zylinder 11 mit einer darin angeordneten Rückstellfeder 12 hineinreicht. Die Rückstellfeder ist mit einem Ende am zweiteiligen Zylin­ der und mit dem anderen an einem darin verschiebbaren Kolben 13 befestigt, der von der Kolbenstange 10 getragen wird. Mit seinem dem Federarm 9 gegenüberliegenden Ende ist der Zylin­ der 11 drehbar in einem starr mit dem Pumpengehäuse 1 ver­ bundenen Haltearm 14 gelagert. Diese Anordnung ermöglicht einen wartungsfreien Betrieb der Rückstellfeder in Verbindung mit einer Dämpfung der schwellenförmigen Bewegungen des Ab­ streifers 5.

Wie der Fig. 4 zu entnehmen ist, wird die den Rotor 4 tra­ gende Rotorwelle 15 in einem mit dem Pumpengehäuse 1 verbun­ denen Lagerstuhl 16 durch die beiden Wälzlager 17 und 18 ge­ tragen. Mit dem vom Rotor abgekehrten Ende greift die Welle mit einem Kupplungszapfen 15 a in eine Kupplungshülse 19. Die Kupplungshülse überträgt das Antriebsmoment von einer Getrie­ beausgangswelle 20 eines nicht dargestellten Getriebes auf die Rotorwelle.

Der Lagerstuhl 16 ist über ein Zwischenteil 21 mit dem Pumpen­ gehäuse verschraubt. In dem durch das Zwischenteil 21 gebil­ deten Zwischenraum kann die Federkonstruktion mit der Däm­ pfungseinrichtung angeordnet werden.

Zur Abdichtung des Wellenspalts zwischen dem Pumpengehäuse und der Rotorwelle wird eine Gleitringdichtung, bestehend aus einem stationären und zwei mit der Welle rotierenden Gleitringen verwendet. Der stationäre Gleitring ist im Pum­ pengehäuse fixiert. Gegen seine Seitenflächen werden die auf der Rotorwelle sitzenden Gleitringe 26 und 27 gedrückt. Schraubenfedern 28 und 29 drücken die beiden rotierenden Gleitringe an den stationären Ring. Der produktseitige Gleit­ ring 27 sitzt in einem Spalt zwischen dem Rotor und der Ro­ torwelle. Sowohl an seinem Außen- als auch an seinem Innen­ mantel sind O-Ringe 30 bzw. 31 angeordnet und dichten den die Gleitringfeder aufnehmenden Spaltabschnitt gegen das Eindrin­ gen von kleinen Mengen des zu fördernden Mediums ab. Die Fe­ der ist damit vor Einflüssen der Füllmassen geschützt.

Die auf der Atomsphärenseite angeordnete Gleitringfeder 28 wird von einer Schulter des Gleitringes 26 umfaßt und kann sich beispielsweise an einem Bund der Welle abstützen. Der Gleitring 26 in dem Spalt zwischen der rotierenden Welle und dem stationären Pumpengehäuse ist ebenfalls mit einem inneren O-Ring 32 ausgerüstet, so daß das zu fördernde Produkt nicht zur Feder 28 durchdringen kann. Ein Vordringen des Förderpro­ dukts auf der Außenseite des Gleitringes 26 wird durch die Abdichtung zwischen dem stationären Gleitring und dem rotie­ renden Gleitring 26 verhindert. Damit trägt diese Dichtungs­ konstruktion erheblich zu einer verbesserten Betriebssicher­ heit bei.

Claims (8)

1. Drehkolbenpumpe zum Fördern von strömenden Medien hoher Viskosität mit einem Rotor, der die zu fördernde Masse durch Verdrängerwirkung von der Saug- zur Druckseite fördert und mit einem auf den Rotorflächen entlanggleitenden, den Saug­ vom Druckraum trennenden Abstreifer, insbesondere Füllmasse­ pumpe für die Zuckerindustrie, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor als Dreiblattrotor (4) ausgebildet ist.

2. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor die Querschnittsform eines Dreiecks hat, dessen Seitenflächen konvex gewölbt sind.

3. Drehkolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (5) an durch den Ansaug­ bereich des Pumpengehäuses reichenden Schwenkarmen (6) be­ festigt ist, deren Drehachse mit einer außerhalb des Pumpen­ gehäuses (1) angeordneten Rückstellfeder (12) verbunden ist.

4. Drehkolbenpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (12) innerhalb eines die Abstreifbewegungen dämpfenden Zylinder- Kolbensystems angeordnet ist, wobei der mit einem Ende der Rückstellfeder verbundene Kolben (13) am Ende einer mit den Schwenkarmen des Abstreifers verbundenen Kolbenstange (10) befestigt ist.

5. Drehkolbenpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (11) drehbe­ weglich mit einem starr am Pumpengehäuse befestigten Halte­ arm (14) verbunden ist.

6. Drehkolbenpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwelle (15) mit einer doppelt wirkenden Gleitringdichtung versehen ist, be­ stehend aus einem am Wellenspalt im Gehäuse stationär ange­ ordneten Gleitring (25) und zwei zu dessen beiden Seiten an­ geordneten in axialer Richtung durch Federn (28, 29) gegen den stationären Gleitring drückbaren, mit der Pumpenwelle rotierenden und mit O-Ringen (30, 31, 32) bestückten Gleit­ ringen (26, 27).

7. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der produktseitige rotierende Gleitring (27) in einem Spalt zwischen der Rotorwelle und dem Rotor angeordnet ist und der die Gleitringfeder (29) aufnehmende Spaltabschnitt durch O-Ringe (30, 31) sowohl an der Außen- als auch an der Innenumfangfläche des rotierenden Gleitrings (27) hermetisch abgedichtet ist.

8. Drehkolbenpumpe nach den Ansprüchen 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (28) des atmosphärenseitigen rotierenden Gleitringes (26) von einer Ringschulter umfaßt und mit ihrem äußeren Ende an einem Wellenbund bzw. -ring ab­ gestützt ist.