DE4411744A1

DE4411744A1 - Vielzellenpumpe mit mitlaufendem Außenläufer

Info

Publication number: DE4411744A1
Application number: DE19944411744
Authority: DE
Inventors: Guido Fox
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-04-06
Filing date: 1994-04-06
Publication date: 1995-10-12

Description

Ölumlaufgeschmierte Drehschieber- und Vielzellenpumpen zählen zu den wichtigsten Pumpentypen in der heutigen Technik. Das verwendete Öl dient dabei zum Abdichten der Verdichtungszellen, zum Abführen der Wärme in der Verdichtungsstufe sowie zur Schmierung des Schöpfraumes /1/. Im Betrieb ist eine Kontamination des Öls durch den Kontakt mit dem Fördermedium (z. B. bei Vorhandensein von Schmutzpartikeln oder korrosiven Bestandteilen) in der Regel unvermeidbar, womit eine Verschlechte rung des Pumpverhaltens einhergeht /1/. Daher wird auf modulares Zubehör zur Me diumsreinigung zurückgegriffen, wie Flüssigkeitsabscheider, Gasreiniger, Kondensa toren, Tiefkühlfallen etc., und somit zum Verbessern der Pumpeigenschaften beige tragen /2/. Neuere Entwicklungen zielen auf eine Frischölschmierung. Neben dem Beibehalten der bekannten Vorteile ermöglicht diese Art der Schmierung das Ausspü len des kontaminierten Öls, wodurch sich verlängerte Betriebszeiten ergeben /1,2,3/.

/1/ Barati, G.
Absaugen von feuchten und korrosiven Gasen mit mechanischen Vakuumpumpen; Verdichter, Handbuch 1. Ausgabe, Vulkan Verlag, Essen, 1990, S. 379-383
/2/ Bannwarth, H.
Technisches Handbuch: Flüssigkeitsring-, Vakuumpumpen, -kompressoren und -Anlagen, 1. Auflage, Weinheim; New York; Basel; Cambridge:VCH, 1991
/3/ Klein, R.
Technische Funktion von Drehschieber-Vakuumpumpen; Verdichter, Handbuch 1. Ausgabe, Vulkan Verlag, Essen, 1990, S. 332-337.

Diese genannten Vorgehensweisen haben sich in der Praxis zwar bewährt, jedoch wird ein grundsätzliches Problem - die Reibung der Drehschieber am Gehäuse - nicht berührt. Eine reduzierte Reibung würde die Wärmeentwicklung in der Verdichtungs stufe (reduzierte Reibungswärme) erniedrigen. Des weiteren wäre für den sicheren Betrieb der Pumpe eine geringere Schmierung ausreichend, gegebenenfalls könnte auf sie ganz verzichtet werden. Ferner könnten höhere Drehzahlen realisiert werden, wodurch sich der Wirkungsgrad der Pumpe erhöhen ließe.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Reibung der Drehschieber an der Gehäusewandung zu reduzieren.

Dieses Problem wird durch das im Patentanspruch 1 aufgeführte Merkmal gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß infolge ei ner verringerten Reibung der Drehschieber am Gehäuse die Schmierung in Dreh schieber- und Vielzellenpumpen reduziert werden kann. Ebenso lassen sich höhere Drehzahlen bei deutlich reduziertem Verschleiß realisieren. Hierdurch wird sowohl der Wirkungsgrad der Pumpe als auch ihre Lebensdauer erhöht.

Das Problem wird erfindungstechnisch dadurch gelöst, daß ein Exzenter, wie er in konventionellen Drehschieberpumpen oder Vielzellenpumpen verwendet wird, in ei nem frei drehbaren, zylindrischen Gehäuse läuft, welches als Außenläufer bezeichnet werden soll. Durch das Gleiten der Drehschieber über die Gehäusewandung wird ein Drehmoment auf das drehbare Gehäuse übertragen, welches hierdurch in Rotation versetzt wird. Auf Grund der unterschiedlichen Relativbewegungen der einzelnen Drehschieber zu der des Gehäuses ist weiterhin eine Abdichtung der Arbeitsräume gewährleistet. Als signifikanter Vorteil ergibt sich jedoch, daß die relativen Gleitwege der Drehschieber an der Gehäusewandung infolge der Rotation des Gehäuses ver kürzt sind. Hierdurch wird die Reibung und somit auch der abrasive Verschleiß deut lich reduziert. Demzufolge läßt sich die beschriebene Pumpe mit mitlaufendem Au ßenläufer bei sehr viel höheren Drehzahlen betreiben als eine konventionelle. Gleich zeitig wird der Wirkungsgrad sowie die Lebensdauer der Pumpe erhöht. Das be schriebene Pumpenkonzept bedingt, daß die Ein- und Auslaßstutzen axial angebracht werden.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung in beispielsweiser Ausführung für eine Vielzellenpumpe. Die Übertragung auf eine Drehschieberpumpe ist entsprechend. Es zeigen:

Bild 1 eine schematische Darstellung der Pumpe in der Draufsicht,

Bild 2 eine schematische Darstellung der Pumpe im Querschnitt.

Die Vielzellenpumpe mit mitlaufendem Außenläufer besteht aus einem herkömmli chen Exzenter 1, welcher über eine Welle 2 von einem Motor angetrieben wird. Dieser Verdränger 1 rotiert in einem drehbar gelagerten Gehäuse 3, welches als Außenläufer bezeichnet wird. Beide, sowohl der Exzenter 1 als auch der Außenläufer 3, sind in ei nem stationären Gehäuse 4 angeordnet. Die Lagerung des Außenläufers 3 innerhalb des stationären Gehäuses 4 kann dabei sowohl zentrisch von der Vorder- oder Rück seite, wobei die dynamische Abdichtung über Wellendichtringe oder Gleitringe mit O- Ring-Einlage o. ä. vorgenommen werden kann, und/oder durch mantelseitig angeord nete Führungsrollen (Kugellager, Nadellager o. ä.) erfolgen. Bild 2 zeigt beispielhaft eine einseitige rückwärtige Lagerung des Außenläufers.

Die Stutzen für den Ein- 5 und den Auslaß 6 des Fördermediums sind senkrecht zum stationären Gehäuse 4 angeordnet.

Die Leckverluste bleiben beim Einhalten kleiner Spaltbreiten gering und sind mit de nen von konventionellen Vielzellen- oder Drehschieberpumpen vergleichbar.

Eine Regelung des Förderstroms kann wie bei konventionellen Vielzellen- oder Dreh schieberpumpen durch eine Veränderung der Exzentrizität und/oder durch eine Ver änderung der Drehzahl erfolgen.

Die beschriebene Pumpe ermöglicht es, sehr viel höhere Drehzahlen zu realisieren, ohne daß der Verschleiß in einem nicht-tolerierbarem Maße verstärkt. Hierdurch wird der Wirkungsgrad respektive die Leistung der Pumpe vergrößert. Im Vergleich zu herkömmlichen Drehschieberpumpen ist bei gleichen Drehzahlen mit einer erhöhten Lebensdauer zu rechnen.

Claims

Rotierende Verdrängerpumpe für Gase und Flüssigkeiten, dadurch gekennzeich net, daß ein Exzenter, wie er in konventionellen Drehschieber- oder Vielzellenpumpen verwendet wird, in einem frei drehbaren, zylindrischen Innengehäuse angetrieben wird, so daß auf Grund der an der Innenseite des Gehäuses mit unterschiedlichen Relativgeschwindigkeiten abgleitenden Drehschieber das drehbare Gehäuse in Rota tion versetzt wird.