DE8708465U1

DE8708465U1 - Drehkolbenpumpe

Info

Publication number: DE8708465U1
Application number: DE8708465U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-06-19
Filing date: 1987-06-16
Publication date: 1987-08-20

Description

I I I i &igr; f ( I I < i » <	ti ·· · · ittt t i i · · · < Mil H ·	I	15* Juni 1987
&igr; t i Dr* Werner Haßler "' "	*Il ti H* ·**		A 87 Ö7Ö
Patentanwalt		5253 Lindlaf-Schmitzhöhe
Asenbefg 62
5880 Lü'defisctieid
Anmelder: Herr Thies Eggeire	Drehkolbenpumpe
Reichenhain 21	Beschreibune

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe mit einem zylindrischen Gehäuse, mit paarweise einander zugeordneten Einlassen und Aus-

lassen für das Fördermittel und mit einem Kolben, der mit Dichtkanten k

an den Zylinderinnenflächen anliegt, sowie mit einem Radialechieber i

auf der in Drehrichtung des Kolbens gelegenen Hinterkante jedes Aus- 5

lasses. f

to/ Eine Drehkolbenpumpe der beschriebenen Art ist aus dem DE-GM |

78 11 068 bekannt. Dort sind einerseits Innerhalb des zylindrischen I

Gehäuses große Förderwege vorgesehen. Außerdem muß der Schieber zum |

Abschluß der Zylinderkammer große Wege überbrücken. i

Gleiches gilt für die Drehkolbenpumpe nach der GB-PS 799 302. | Die vergleichsweise engen Strömungskattäle sind for empfindliche Fördermedien ungeeignet. Außerdem ergeben sich auf dort großes radialen

Flächen Abdichtprobleme. i

A 15 Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Drehkolbenpum- j

pe, die in ihrer Leistung sehr anpassungsfähig ist und bei der die I

Verstellwege des Radialschiebers vergleichsweise klein Bind, so daß ■■

die spezifischen Belastungen für den Radialschieber sicher beherrsch i werden können. Außerdem soll eine sichere Abdichtung gewährleistet

sein. :

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der
Drehkolben im Querschnitt als regelmäßiges Vieleck mit mindestens

vier Ecken ausgebildet ist und daß Ringstege an den Radialflächen des j

Drehkolbens in Kreisrinnen der Gehäusewandungen eingreifen. |

Durch diese Ausbildung des Drehkolbens erreicht man, über den Um- S

fang verteilt, eine der Eckenanzahl entsprechende Anzahl von Zylinder— s

kammern. Dadurch wird das Fördervolumen der Pumpe entsprechend ver- }

grÖßert* Die Zylindeikaminern haben zwar nur eine geringe Tiefe in radialer Richtung. Durch die Mehrzahl der Zylinderkannern erreißht man jedoch ein hohes resultierendes FÖrdervölutäeni Außerdem werden die Verstellwege für den Radialschieber klein gehalten^ so daß die spezifische Belastung desselben nicht unzulässig groß wird. Die Radialschieber bestehen aus einem verschleißfesten und gleitfahigeri Werkstoff. Die Einlasse und Auslässe können einen großen Querschnitt hiftben, so daß empfindliche Medien schonend gefördert werden· Die Ring™ stege ergeben in Verbindung mit den Kreisrinnen eine labyrinthartige

&Igr;&Ogr; Abdichtung, die auch bei Wärmedehnungen und anderen Toleranzen keinen nennenswerten Leckfluß zuläßt.

Mit der Drehkolbenpumpe lassen sich Flüssigkeiten, viskose und pastenartige Fördermittel sowie fließfähige, pulverförmige und stückige Fördermittel fördern. Die Drehkolbenpumpe eignet sich besonders zur Förderung von Fördermitteln, bei deren Förderung Scherkräfte vermieden werden müssen. Die Drehkolbenpumpe eignet sich zur Förderung von Molkereierzeugnissen, insbesondere Quarkerzeugnissen, Joghurterzeugnissen, Sahne, ferner Früchten und anderem empfindlichem Fördergut. Die Drehkolbenpumpe hat bei kleinem Kammervolumen eine sehr hohe Leistung. Die Leistung kann durch Änderung der axialen Abmessung des Drehkolbens, durch Änderung der Drehzahl, durch Änderung der Außenform des Rotors und durch Änderung der Anzahl der Einlasse und Auslässe jedem Bedarf angepaßt werden.

Im einfachsten Fall ist vorgesehen, daß ein Einlaß und ein Auslaß einander diametral gegenüberstehend angeordnet sind. Dieses ist für einen Drehkolben mit Quadratquerschnitt geeignet.

Zur Verringerung des Förderweges innerhalb des Zylinders ist vorgesehen, daß der Querschnitt des Drehkolbens ein regelmäßiges Sechseck ist und daß zwei Paare von Einlassen und Auslässen vorgese— hen sind, die jeweils um 90° in Umfausrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind. Man kann so einerseits den Förderweg innerhalb des Zylinders auf einenn Umfangsbogeti von 90° verkleinern und andererseits zwei Förderabschnitte innerhalb eines Zylinders vorsehen. Diese Förderabschnitte kann man parallel oder hintereinander schalten. Man kann in beiden Förderabschnitten gleiches oder unterschiedliches Fördermittel fördern* Bei der Förderung unterschiedlicher Fördermittel kann man eine Mischung der Förderströme vornehmen.

Im Kolkerelbetrieb und in der Lebensmitteltechnik ist auf Sauberkeit und Hygiene besonderer Wert zu legen, so daß die Drehkolben-

• . < · . · t im Hit

pumpe für eine vollständige Reinigung ausgelegt weiden muß* Hierzu sieht die Erfindung vor, daß bei einem Dtehkolben mit quadratischem Querschnitt zwei Paare von Einlassen und Auslassen vorgesehen sind, wobei die Einlasse Und die Auslösse Zu beiden Seiten der einander diisunetiial gegenüberstehenden Radialschieber angeordnet sind. Durch diese Ausbildung Gireicht man &igr; daß keine Toträume vorhanden sind und daß das Reinigungs- und Desinfektionsmittel das gesamte Volumen beaufschlagen kann. Infolgedessen ist eine vollständige Reinigung und Desinfektion der Pumpe möglich.

Zur Vergrößerung des Fördervolumens sieht die Erfindung vor, daß die Außenflächen des Drehkolbens im Querschnitt desselben nach einer konkaven Linie gekrümmt sind. Dieses ist besonders bei Kolben mit einer größeren Eckenzahl wichtig, da somit die durch gerade Kanten gegenüber der Kreiswandung des Zylinders begrenzten Förderräume schnell klein werden.

Zur Einstellung des Förderdrucks sieht die Erfindung vor, daß jeder Radiälschieber eine Spannvorrichtung zur Einstellung der Federkraft aufweist.

Bei einer Pumpe mit mehreren Paaren von Einlassen und Auslassen und damit mit mehreren Förderwegen kann man vorsehen, daß die Einlasse und Auslässe mindestens teilweise Abpserrschieber aufweisen. Hierdurch erreicht man, daß die Förderleistung der Pumpe leicht anpaßbar ist. Innerhalb der verschiedenen Wege von Einlaß zu Auslaß kann man unterschiedliche oder gleiche Produkte fördern. Man kann z.B. eine Verpackungsmaschine mit Quark und Sahne oder Milch und Sahne oder mit verschiedenen Fruchtsorten beschicken. Man kann auch eine Pumpe mehreren Packmaschinen zuordnen, wobei die Förderwege der verschiedenen Packmaschinen voneinander getrennt sind. Wenn ein Förderweg gesperrt wurden muß, so können die entsprechenden Schieber geschlossen werden, damit das Fördergut innerhalb der Pumpe in einem Förderweg umgewälzt wird. Durch diese Schieber laßt sich auch die Leistung der Pumpe anpassen sowie das Druckniveau steuern und/oder regeln.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

Fig=. 1 einen Schnitt durch eine Drehkolbenpumpe mit einem quadratischen Kolben,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Drehkolbenpumpe mir einem Sechseckkolben

« 69 ·■· &psgr; 9

Fig* 3 einen Schnitt djfch die Zylinderkammer, Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform einer Drehkolbenpumpe

™ mit einem quadratischen Drehkölben,

Fig. 5 eine weitere Abwandlung einer solchen Drehkolbenpumpe j Flg. 6 eine AuefÜhrungsforffl einer Drehkolbenpumpe mit sechseckigem Drehkolbeii und
Fig. 7 einen axialen Schnitt durch die Drehkolbenpumpe nach

Fig.l.

Fig* i zeigt ein zylindrisches Gehäuse 1 mit einander diametral iÖ gegenüberliegendem Einlaß 2 und Auslaß 3 mit großem Querschnitt. &OHacgr;&agr;&aacgr; zylindrische Gehäuse ist an den Stirnseiten durch Gehäustwandungen 14 abgeschlossen, in denen eine Antriebswelle 4 gelagert ist, die einen Drehkolben 5 mit quadratischem Querschnitt trägt. Die Gehöusewandungen 14 weisen konzentrische Kreisrinnen 13 auf, auf dio konzen~ trische Ringstege 12 an den RadialfJächen des Drehkolbens 5 ausgerichtet sind. Diese Ringstege 12 und Kreisrinnen 13 greifen im Einbauzustand ineinander und stellen eine labyrinthartige Dichtung dar. Die Ringstege 12 und Kreisrinnen 13 lassen in axialer Richtung eine Verschiebung zu, so daß sich thermische und mechanische Spannungen ausgleichen können. Die Abdichtwirkung wird dadurch nicht beeinträchtigt.

Die Antriebswelle 4 ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor verflanscht. Der Drehkolben 5 mit quadratischem Querschnitt trägt jeweils an den Eckkanten Dichtleisten 6, die einen dichten Abschluß gegenüber der Innenwand des Gehäuses 1 sicherstellen.

Der Drehkolben 5 dreht sich, bezogen auf Fig. 1, in Uhrzeijrvrrichtung. An der Hinterkante des Auslassen, bezogen auf diese Drehrichtung des Drehkolbens 5, ist ein Radialschieber 7 mit einer einstellbaren Spannvorrichtung 8 angeordnet. Die Spannvorrichtung 8 stellt den Anpreßdruck für den RadialscMeber 7 zur Verfugung. ¹¹¹S

kann sich um eine Feder, um ein Druckmittel oder um eine andere geeignete Vorrichtung handeln. Die Spannvorrichtung &dgr; ist einstellbar, so daß die Federkraft für den Radialschieber eingestellt werden kann.

Bei der Drehung des Drehkolbens 5 fördert derselbe das Fördermittel vom Einlaß 2 zum Auslaß 3. Da die Wand des Gehäuses zylindrisch ist und der Drehkolben zentrisch innerhalb des Gehäuses umläuft, ändert sich das Voluman der jeweiligen Zylinderkannaer 9 während der Drehbewegung des Drehkolbens 5 nicht» Infolgedessen wird das Fördermittel sehr schonend gefördert. Insbesondere werden bei der Förderung

keine Druckkräfte oder Scherkräfte auf das Fördermittel ausgeübt. Der Radialschieber 7 stellt eine vollständige Entleerung der Zylinderkammer 's sicher. Die eingestellte Federkraft für den Radialschieber bestimmt den jeweiligen Förderdruck innerhalb des Auslasses 3. Der For— derdruck kann ohne Schwierigkeiten bis zu etwa 10 bar und mehr eingestellt werden.

Es hat sich ergeben, daß man mit einem Durchmesser der Zylinderkammer von etwa 14 cm und einer axialen Breite der Zylinderkammer von 5 cm sowie einer Antriebsdrehzahl von 600 Umdrehungen/min eine Fördermenge von über 10 000 l/h erhält.

Eine abgewandelte Ausführungsform dieser Drehkolbenpumpe ist in Fig. 4 gezeigt. Dort sind Einlaß 21 und Auslaß 31 unmittelbar nebeneinandergesetzt und durch Jen Radialschieber 7 getrennt. Dem Einlaß 21 folgt der Auslaß 31 entgegen der Drehrichtung des Drehkolbens 5.

Im Betrieb wird das Fördennitel über den Einlaß 21 angesaugt und über den gesamten Umfang der Zylinderkammer gefördert. Schließlich wird das Fördermittel durch den Auslaß 31 ausgegeben. Diese Anordnung stellt sicher, daß beim Reinigungsvorgang keine Toträume bleiben, die nicht oder nur unzureichend gereinigt oder desinfiziert werden. Eine solche Ausbildung ist besonders für den Lebensmittelbereich und Molkereibereich außerordentlich wichtig.

Eine weitere Abwandlung dieser Drehkolbenpumpe ist in Fig. 5 gezeigt. Dort sind zwei Paare von Einlaß 21 bzw. 22 und AusIpO Jl bzw. 32 yorhanden, die jeweils durch einen Radialschieber 7 \&ogr;!einander getrennt sind. Die beiden Radialschieber 7 stehen einander diametral gegenüber. Das Fördermittel wird jeweils über nahezu den halben Umfang des Gehäuses 1 bewegt. Diese Drehkolbenpumpe hat zwei getrennte Förderwege. In diecen getrennten Förderwegen können verschiedene oder gleiche Produkte gefördert werden. Man kann die beiden Förderwege an eine gemeinsame Verpackungsmaschine anschließen^ wenn bei der Verpackung zwei verschiedene Produkte gemischt werden sollen, z.B. Quark und Sahne, Milch und Sahne, verschiedene Fruchsorten, verschiedene Eissorten oder dergleichen. Man kann auch dia verschiedenen Förderwege unterschiedlichen Packmaschinen zuordnen.

Einige EInI"see sind mit Absperrschiebern 11 ausgestattet. Diese Aböpefrschieber ermöglichen eine Absperrung der entsprechenden Einläöße Urtd Ausli/üge. Wenn 2*B« in einem Förderweg eine Störung äuftrifcfe, so kann der betreffende Pöfderweg abgespefrt werden. Me betreffenden Kammern laufen dann leer mit. Eine solche Steuerung def Abspeirschie-'

■ a» ■»

ber kann automatisch durch entsprechende Überwachungsschaltungen erfolgen. Wenn ein unzulässiger Druckanstieg in einm Förderweg eintritt, so kann man denselben ebenfalls auf der Einlaßseite absperren und erreicht so eine Niveauregelung.

Zur Vergrößerung des Kammervolumans können die Seitenflächen des Drehkolbens 5 nach einer konkaven Linie 52 gewölbt sein. Die Vergrößerung des Kammervolumens ist besonders bei der Förderung von grobstückigem Fördermittel vorteilhaft.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Drehkolbenpumpe nach der Erfindung. Das zylindrische Gehäuse 1 weis*· jeweils paarweise zwei Einlasse 2 und zwei Auslässe 3 auf, die einander diametral gegenüberstehen. Die Einlasse und die Auslässe sind jeweils um 90° in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt. An die Antriebswelle 4 ist ein Antriebsmotor 10 angeflanscht.

Der Drehkolben 51 hat einen Sechseckquerschnitt. Dieses erlaubt bei den dargestellten Abmessungen, daß jeweils die Dichtleisten 6 zweier benachbarter Kanten des Drehkolbens 51 zwischen einem Einlaß 2 und einem um 90° versetzten Auslaß 3 eine Zylinderkammer bei der Drehung begrenzen, so daß zwei Förderwege möglich sind. Jedem Auslaß 3 ist in der zuvor beschriebenen Weise ein Radialschieber 7 zugeordnet. Die beiden Förderwege können parallel oder hintereinander geschaltet werden. Für den Drehkolben 51 ist in strichpunktierten Linien ein Sechseckquerschnitt mit geraden Seiten dargestellt. Zur Vergrößerung des Fördervolumens kann man diese Seiten konkav gemäß den Linien 52 ausbilden.

Diese Ausführungsform der Drehkolbenpumpe arbeitet im übrigen

&Idigr; entsprechend dieser zuvor vorbeschriebenen Ausführungsform. Für einen | Durchmesser des Gehäuses von ca. 14 ctn und eine axiale Breite von 5 cm sowie eine Drehzahl des Drehkolbens von 600 ümdrehungen/tt In ergibt sich eine Fördermenge /on über 5 000 l/h, wenn die Seiten des Drehkolbens gerade abgeschnitten sind. Wenn die Seiten des Kolbens entsprechend den Linien 52 konkav verlaufen, erhält man für zwei parallel geschaltete Förderwege ein Fördervolumen von über 22 000 l/h.

Eine weitere Ausführungsform dieser Drehkolbenpumpe ist in Fig.

6 dargestellt. Diese Drehkolbenpumpe hat drei Paare von Einlassen 21, 22 bzw. 23 Und Auslässen 31, 32 bzw* 33 und stellt somit drei Föiderwege zur Verfügung. Die Anordnung und die Funktion dieser Pumpe ergibt sich Unmittelbar aue der vorigen Beschreibung. In den drei Förderwegen kann man difei Komponenten fordern, die in einer gemeinsamen

4 I I I i I ti Il I Il I'll

. I I I · I I I I ·

41 . . t Il Il ··! ··*

Verpackungsmaschine gemischt abgepackt werden. Man kann die drei Förderwege auch drei verschiedenen Verpackungsmaschinen zuordnen. Die Absperrschieber 11 ermöglichen eine Steuerung der einzelnen Förderwege, insbesondere eine Absperrung derselben und/oder eine Niveausteuerung des Förderdruckes.

Il lit I Il ti « ·· »'·»

¹Il' &igr;'&iacgr; i '<«' ! · itl ill t if &igr; «t tt«*äi i i

Claims

* · ft · · * ea ■

I «K( B · #·· &Bgr;· B

&lgr; &lgr; a a a * · &bgr; &bgr; &bgr; · ·

■•a·· rs &igr; * *· *

Dr. Werner Haßler

Patentanwalt

Asenberg 62 15. Juni 1987

Lüdenscheid A 87 070

Anmelder: Herr Thies Eggers
Reichenhain 21
5253 Lindlar-Schinitzhöhe

Drehkolbenpumpe Ansprüche

1. Drehkolbenpumpe mit einem zylindrischen Gehäuse, mit paarweise einander zugeordneten Einlassen und Auslässen für das Fördermittel und mit einem Kolben, der mit Dichtkanten an den Zylinderinnenflächen anliegt, sowie mit einem Radialschieber auf der in Drehrichtung des Kolbens gelegenen Hinterkante je-^es Auslasses, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (5, 51) im Querschnitt als regelmäßiges Vieleck mit m^ndes^ns vier Ecken ausgebildet ist und daß Ringstege (12) an den Radialflächen des Drehkolbens (5) in Kreisrinnen (13) der Gehäusewandungen (14) eingreifen.
2. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einlaß (2) und ein Auslaß (3) einander diametral geget^berstehend angeordnet sind.
3. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Drehkolbens (51) ein regelmäßiges Sechseck ist und daß zwei Paare von Einlassen (2) und Auslassen (3) vorgesehen sind, die jeweils um 90° in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind.
4. Drehkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (21) und der Auslaß (31) entgegen der Drehrichtung des Drehkolbens (5) unmittelbar benachbart und durch den Radialechieber (7) getrennt angeordnet sind.
5. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Drehkolben mit quadratischem Querschnitt zwei Paare von Einlassen (21 bzw. 22) und Auslassen (31 bzw. 32) Vorgebehen sind, wobei die Einlasse und die Auslasse zu beiden Seiten der einander diametral gegenüberstehenden Radialschieber (7) angeordnet sind.
6. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

«cetera*·**

bei einem Drehkolben mit sechseckigem Querschnitt drei Paare von Einlassen und Auslassen vorgesehen sind, wobei die Radialschieber je— weils um 120° in tfmfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.
7. Drehkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch

gekennzeichnet, daß die Außenflächen des Drehkolbens (5, 51) im Querschnitt desselben nach einer konkaven Linie (52.) gekrümmt sind.
8. Drehkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Radialschieber (7) eine Spannvorrichtung (8) zur Einstellung der Federkraft aufweist.
9. Drehkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlasse und Auslässe mindestens teilweise Absperrschieber (11) aufweisen.

i I < 1 · I · · I I

«« t t t i« 4 * I *· ··*

'la' S la' ..* a ·< ·"