EP0683319A1 - Exzenterschneckenpumpe - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
- F04C2/107—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
- F04C2/1071—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type
- F04C2/1073—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type where one member is stationary while the other member rotates and orbits
- F04C2/1075—Construction of the stationary member
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/0096—Heating; Cooling
Definitions
- the invention relates to an eccentric screw pump with a rigid rotor in a stator which is lined with an elastomer and has a cooling jacket, the cavity of the stator and the rotor receiving it being designed in the manner of a steep thread.
- the elastomer used for the aforementioned pumps is generally a poor heat conductor, it cannot be avoided that the rotor and the stator are heated during operation of the pump. Such heating is not harmful under normal conditions, but it can lead to considerable disadvantages if the elastomer, for example rubber, heats up above about 140 ° C., since the elastomer can then be modified in terms of material.
- the invention is based on the object of proposing a jacket, in particular suitable for cooling, for pumps of the type mentioned at the outset, which can be easily assembled or exchanged and can also be retrofitted to stators which are manufactured per se.
- the cooling jackets designed in this way have the great advantage that they can be connected to the stator by pushing it on after completion. It is also possible to remove the cooling jacket from the stators by pulling them off.
- the cooling jacket consists of an external rigid tube and a tubular sleeve located therein. By connecting the sleeve and the rigid tube at their ends, the space for introducing the coolant is created between the inner surface of the tube and the sleeve.
- the temperature of the stator can be reduced to more than half by such a cooling jacket. This is particularly the case when the cooling jacket is effectively connected to a metallic outer layer surrounding the elastomer lining of the stator, which can be designed as a closed metal tube, but also as a tensioning collar in the case of segmented stators. These metal parts ensure that the cooling is effective practically over the entire length of the stator.
- connection of the cuff ends to those of the rigid tube can be done by adhesion e.g. by vulcanizing or gluing, but it is also possible to turn the ends of the cuffs inside out so that they rest on the outside of the pipe and can be fixed there by a clamp that surrounds them.
- the rotor 1 which is made of steel, has an active part in the form of a steep thread 2 and a coupling half 3 for engaging the drive element at the suction end of the pump.
- the stator 4 has a lining 5 made of rubber within an outer layer designed as a closed tube 6 and a pump cavity 7 likewise shaped like a steep thread for receiving the rotor 1.
- the lining 5 is firmly attached to the outside layer or the pipe 6 on the outside.
- the eccentricity is labeled E.
- the rotor 1 is single-start and the stator 4 is double-start, but the invention is not restricted to specific numbers of gears of the pump elements.
- the stator 4 is provided with a cooling jacket 8; it consists of a tube 9 made of steel arranged concentrically to the stator 4 and an inner sleeve 10 made of rubber which may be reinforced.
- This sleeve 10 is in the region of the edges of the tube 9 firmly connected to the tube 9 at 11. This results in a cavity 12 between the tube 9 and the outside of the sleeve 10, into which water can be supplied and discharged at 13 at diametrically opposite locations at 13, but a throttle is provided in the region of the outlet in order to achieve the desired water throughput to ensure through the cavity 12.
- the sleeve 10 is of such a nature and has limited elasticity that it can deform inward under the action of the cooling water from a diameter corresponding to the inside diameter of the tube 9 and can thereby rest firmly on the outside surface of the tube 6.
- the stator 4 On the suction side and on the pressure side, the stator 4 is gripped and held by flange-like holders 15. The length of the cooling jacket 8 is held so that it can be arranged between the two brackets 15 with some play.
- the cooling jacket 8 acts directly on the tube 6. It is made of metal and therefore the cooling effect is particularly intense. In addition, when the coolant is let in, the sleeve 10 expands inwards and thus fixes the cooling jacket 8 on the pipe 6.
- the cooling jacket 10 is thus also easily replaceable. Thus, it can also be easily removed from the stator 4 and removed onto the new stator 4 for removing and replacing a stator 4.
- the cooling jacket 8 can no longer be removed from the stator 4 because it is locked between the two brackets 15. It is also irrelevant whether the cooling jacket 8 e.g. has exactly a centered position between the two brackets 15 or not, since it comes into contact with the tube 6 in every position and always brings about a sufficient cooling effect.
- the design of the pump according to the invention is particularly advantageous when water or the like is required during the pumping process and / or with the medium conveyed by the pump.
- This medium can then be used as a cooling medium in connection with the cooling jacket according to the invention before it is added or the like.
- a ring 26 which surrounds the stator 4 and which is solid or made of an elastomer is expedient and is enclosed by the adhesive point 11.
- the ring 26 can also be as wide or followed by a second ring 27 which extends as far as the holder 15 enough.
- the radial thickness of the ring 26 is preferably also dimensioned such that it can be fixed by clamping.
- the ring 26 can be endlessly ring-shaped, but can also finally be designed in the sense of FIG. 4 in order to be able to attach it subsequently. So that an open joint cannot result, the ends of the ring body are chamfered to form an oblique joint.
- the rings 26 are only shown on the right side of FIG. 1.
- the axial length of the hose provided for the sleeve 10 is greater than the axial length of the tube 9.
- the edges 29 of the sleeve 10, which are given in this way, are turned inside out in such a way that they rest on the ends of the tube Tube 9 rest.
- clips 29 enclosing the edges 29 are provided.
- the sleeve 10 lies essentially against the inner surface of the tube 9.
- the cuff 10 thus has a large clear passage, and the entire cooling jacket 8 can then simply be pulled onto the stator 4 or removed from it when it is removed.
- the sleeve 1o thus reduces its inner diameter under the internal pressure of the cooling liquid.
- a ring 26 (shown with double hatching) can be used or clamped between the sleeve 10 and the tube 6 at the end of the tube 9 in order to prevent the sleeve 10 from migrating axially.
- the ring 26 can be of an angular shape and have an upwardly directed leg 30 which can serve for further protection. He secures it from the End face of the tube 9 located part of the sleeve 10.
- a heating medium or a heating liquid can possibly also be introduced into the cavity 12 if the medium to be pumped is not cooled, but e.g. should be heated for reasons of viscosity.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe mit einem starren Rotor in einem innen mit einem Elastomer ausgekleideten, einen Kühlmantel aufweisenden Stator, wobei der Hohlraum des Stators und der ihn aufnehmende Rotor nach Art eines Steilgewindes ausgeführt sind.
- Da das für die vorerwähnten Pumpen benutzte Elastomer in der Regel ein schlechter Wärmeleiter ist, kann nicht vermieden werden, dass beim Betrieb der Pumpe der Rotor und der Stator erwärmt werden. Unter normalen Bedingungen ist eine solche Erwärmung nicht schädlich, sie kann aber dann zu erheblichen Nachteilen führen, wenn das Elastomer z.B. Gummi Erwärmungen über etwa 140° C erfährt, da dann das Elastomer werkstoffmässig veränderbar ist.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Pumpen der eingangs erwähnten Art einen insb. zur Kühlung geeigneten Mantel vorzuschlagen, der leicht montierbar bzw. auswechselbar und auch nachträglich noch an für sich hergestellten Statoren angebracht werden kann.
- Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäss die Merkmale nach dem Kennzeichen des 1. Patentanspruchs vorgesehen. Zweckmässige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Die so ausgeführten Kühlmäntel haben den grossen Vorteil, dass sie nach Fertigstellung des Stators mit diesem durch Aufschieben verbunden werden können. Ebenso ist es möglich, die Statoren durch Abziehen von ihrem Kühlmantel zu befreien. In einfacher Weise besteht der Kühlmantel aus einem aussen gelegenen starren Rohr und einer darin befindlichen rohrförmigen Manschette. Durch Verbinden der Manschette und des starren Rohres an ihren Enden wird der zum Einleiten des Kühlmittels dienende Raum zwischen der Innenfläche des Rohres und der Manschette geschaffen.
- Es hat sich gezeigt, dass durch einen solchen Kühlmantel die Temperatur des Stators auf mehr als die Hälfte gesenkt werden kann. Dies ist insb. dann der Fall, wenn der Kühlmantel wirkungsmässig mit einer die Elastomerauskleidung des Stators umschliessenden metallischen Aussenschicht in Verbindung steht, die als geschlossenes Metallrohr, aber auch bei segmentierten Statoren als Spannmanschette ausgebildet sein kann. Diese Metallteile tragen dafür Sorge, dass die Kühlung praktisch über die gesamte Länge des Stators wirksam ist.
- Die Verbindung der Manschettenenden mit denjenigen des starren Rohres kann durch eine Haftung z.B. durch Anvulkanisieren bzw. Ankleben erfolgen, es ist aber auch möglich, die Manschettenenden umzukrempeln, sodass sie aussen auf dem Rohr aufliegen und dort durch eine sie umfassende Schelle fixiert werden können.
- Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen :
- Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Exzenterschneckenpumpe ohne Antrieb und ohne Maschinengestell,
- Fig. 2 ebenfalls einen Längsschnitt durch eine Exzenterschneckenpumpe, jedoch mit abgewandeltem Kühlmantel,
- Fig. 3 eine Verbindungsstelle zwischen einem Rohrende und einem Manschettenende im Schnitt in einer gegenüber Fig. 2 abgewandelten Ausführung und
- Fig. 4 ein bandförmiges Hilfsmittel für die Verbindungsstelle gemäss Fig. 3 im ausgerollten, noch nicht eingebauten Zustand, und zwar in einer Teildraufsicht.
- Der aus Stahl bestehende Rotor 1 hat einen aktiven Teil in Form eines Steilgewindes 2 und am saugseitigen Ende der Pumpe eine Kupplungshälfte 3 zum Eingriff des Antriebselementes. Der Stator 4 weist eine aus Gummi bestehende Auskleidung 5 innerhalb einer als geschlossenes Rohr 6 ausgeführten Aussenschicht und einen ebenfalls nach Art eines Steilgewindes geformten Pumpenhohlraum 7 zur Aufnahme des Rotors 1 auf.
- Aussen ist die Auskleidung 5 festhaftend mit der Aussenschicht bzw. dem Rohr 6 verbunden. Die Exzentrizität ist mit E bezeichnet.
- Im Regelfalle ist der Rotor 1 eingängig und der Stator 4 zweigängig ausgeführt, jedoch ist die Erfindung nicht auf bestimmte Gangzahlen der Pumpenelemente beschränkt.
- Erfindungsgemäss ist der Stator 4 mit einem Kühlmantel 8 versehen; er besteht aus einem konzentrisch zum Stator 4 angeordneten Rohr 9 aus Stahl und einer innen liegenden Manschette 10 aus Gummi, die ggfs. verstärkt ist. Diese Manschette 10 ist im Bereich der Ränder des Rohres 9 innen bei 11 festhaftend mit dem Rohr 9 verbunden. Somit ergibt sich zwischen dem Rohr 9 und der Aussenseite der Manschette 10 ein Hohlraum 12, in den an diametral gegenüber liegenden Stellen bei 13 Wasser zugeführt und bei 14 abgeführt werden kann, wobei jedoch im Bereich des Austritts eine Drossel vorgesehen ist, um den gewünschten Wasserdurchsatz durch den Hohlraum 12 zu gewährleisten.
- Die Manschette 10 ist derart beschaffen und begrenzt dehnbar, dass sie sich unter der Einwirkung des Kühlwassers von einem dem Innendurchmesser des Rohres 9 entsprechenden Durchmesser aus nach innen verformen und dabei fest auf die Aussenfläche des Rohres 6 auflegen kann.
- Saugseitig und druckseitig ist der Stator 4 durch flanschartige Halterungen 15 erfasst und gehalten. Die Länge des Kühlmantels 8 ist dabei so gehalten, dass er mit etwas Spiel zwischen den beiden Halterungen 15 angeordnet werden kann.
- Der Kühlmantel 8 wirkt unmittelbar auf das Rohr 6 ein. Es besteht aus Metall, und daher ist die Kühlwirkung besonders intensiv. Zudem erfolgt mit dem Einlassen des Kühlmittels die Dehnung der Manschette 10 nach innen und damit die Fixierung des Kühlmantels 8 auf dem Rohr 6.
- Damit ist auch der Kühlmantel 10 leicht auswechselbar. So kann er auch zum Ausbau und Auswechseln eines Stators 4 von dem Stator 4 ohne weiteres abgezogen und auf den neuen Stator 4 aufgezogen werden. Wenn der Stator 4 montiert ist, kann der Kühlmantel 8 nicht mehr von dem Stator 4 abgezogen werden, da er zwischen den beiden Halterungen 15 eingesperrt ist. Dabei ist es auch unerheblich, ob der Kühlmantel 8 z.B. genau eine zentrierte Lage zwischen den beiden Halterungen 15 eingenommen hat oder nicht, da er in jeder Lage mit dem Rohr 6 in Berührung kommt und immer eine ausreichende Kühlwirkung zustandebringt.
- Es sei erwähnt, dass die erfindungsgemässe Ausbildung der Pumpe dann besonders vorteilhaft ist, wenn beim Pumpvorgang und/oder bei dem von der Pumpe geförderten Medium Wasser od. dgl. benötigt wird. Dieses Medium kann dann vor seiner Beimengung od. dgl. als Kühlmedium in Verbindung mit dem erfindungsgemässen Kühlmantel benutzt werden.
- Damit die Manschette 10 nicht axial ausweichen kann, ist ein den Stator 4 umschliessender, fester bzw. aus einem Elastomer bestehender Ring 26 zweckmässig, der von der Haftstelle 11 umschlossen ist. Der Ring 26 kann auch so breit bzw. von einem zweiten Ring 27 gefolgt sein, der bis an die Halterung 15 reicht. Die radiale Stärke des Ringes 26 wird vorzugsweise auch so bemessen, dass er durch Klemmen fixiert werden kann. Der Ring 26 kann endlos ringförmig ausgeführt sein, aber auch im Sinne von Fig. 4 endlich ausgebildet sein, um ihn nachträglich anbringen zu können. Damit sich eine offene Stosstelle nicht ergeben kann, sind die Enden des Ringkörpers zur Bildung eines Schrägstosses angeschrägt. Der Einfachheit halber sind die Ringe 26 nur auf der rechten Seite der Fig. 1 wiedergegeben.
- Bei der Ausführung gemäss Fig. 2 ist die axiale Länge des für die Manschette 10 vorgesehenen Schlauches grösser als die axiale Länge des Rohres 9. Die so gegebenen Ränder 29 der Manschette 10 sind nach aussen umgekrempelt in der Weise, dass sie aussen auf den Enden des Rohres 9 aufliegen. Um zu verhindern, dass die Ränder 29 abrutschen, sind die Ränder 29 umschliessende Schellen 28 vorgesehen.
Damit ergibt sich mit einfachen Mitteln ein mit einem Hohlraum 12 versehener Kühlmantel. Auch hier ergibt sich der Vorteil, dass bei nicht eingefülltem Kühlmittel die Manschette 10 im wesentlichen an der Innenfläche des Rohres 9 anliegt. Damit hat die Manschette 10 einen grossen lichten Durchgang, und der gesamte Kühlmantel 8 kann dann einfach auf den Stator 4 aufgezogen bzw. von diesem abgezogen werden, wenn er ausgebaut ist. Die Manschette 1o verringert also unter dem Innendruck der Kühlflüssigkeit ihren Innendurchmesser. - Auch bei der Ausführung gemäss Fig. 2 kann gemäss Fig. 3 ein Ring 26 ( doppelt schraffiert dargestellt ) benutzt bzw. am Ende des Rohres 9 zwischen Manschette 10 und Rohr 6 eingeklemmt sein, um ein axiales Auswandern der Manschette 10 auszuschliessen. Zudem kann der Ring 26 winkelförmig gestaltet sein und einen nach oben gerichteten Schenkel 30 aufweisen, der zur weiteren Absicherung dienen kann. Er sichert den vor der Stirnfläche des Rohres 9 befindlichen Teil der Manschette 10 ab.
- Es sei erwähnt. dass in den Hohlraum 12 ggfs. auch ein Heizmedium bzw. eine Heizflüssigkeit eingeleitet werden kann, wenn das zu pumpende Medium nicht gekühlt, sondern z.B. aus Viskositätsgründen erwärmt werden soll.
Claims (14)
- Exzenterschneckenpumpe mit einem starren Rotor (1) und einem innen mit einem Elastomer ausgekleideten, einen Kühlmantel (8) aufweisenden Stator (4), wobei der Hohlraum (7) des Stators und der ihn aufnehmende Rotor (1) nach Art eines Steilgewindes ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel (8) lösbar mit dem Stator (4) verbunden ist und ein starres, den Stator (4) umschliessendes Rohr (9) aufweist, das innen mit einer Manschette (10) in der Weise verbunden ist, dass zwischen Rohr (9) und Manschette (10) eine Flüssigkeit einleitbar ist und dadurch die Manschette (10) gegen den Stator (4) anpressbar ist.
- Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel (8) auf der metallischen Aussenschicht (Rohr 6 ) des an sich ohne Kühlmantel (8) benutzbaren Stators (4) angeordnet ist.
- Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder der Manschette (10) festhaftend mit dem Rohr (9) verbunden sind.
- Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel (8) sich zwischen den die beiden Statorenden erfassenden Halterungen (15) der Pumpe befindet.
- Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel (8) im nicht oder nur wenig beaufschlagten Zustand der Manschette (10) auf einen für sich ohne Kühlmantel (8) benutzbaren Stator (4) axial aufgeschoben und durch Abziehen vom Stator (4) gelöst werden kann.
- Pumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Enden des Rohres (9) ein axiales Ausweiten der Manschette (10) unterbindende Ringe (26) vorgesehen sind, die auf dem Stator (4) aufliegen.
- Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (26) aus einem endlichen Streifen bestehen, der zu einem Ring formbar ist.
- Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (26) zwischen der Manschette (10) und dem Stator (4) angeordnet und durch Klemmen gehalten sind.
- Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (26) seitlich aussen einen nach aussen gerichteten Schenkel (30) aufweisen, der sich bis auf die Höhe der Stirnflächen des Rohres (9) erstreckt.
- Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (26) oder zusätziche Ringe (27) vorgesehen sind, die seitlich aussen bis an die Halterung (15) für die Statoren (4) reichen.
- Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (29) der Manschette (10) derart umgekrempelt sind, dass sie aussen auf dem Rohr (9) aufliegen.
- Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (29) durch eine sie umschliessende Schelle (28) gehalten sind.
- Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel (8) mit einer den Stator (4) erwärmenden Flüssigkeit beschickbar ist.
- Pumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schelle (28) den Kühlmantel (8) an seinen Enden überragt und an oder nahe an den den Stator (4) erfassenden Halterungen (15) enden.
Applications Claiming Priority (4)
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DE19944413818 DE4413818A1 (de) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | Exzenterschneckenpumpe |
DE4413818 | 1994-04-20 | ||
DE19949409409 DE9409409U1 (de) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | Mantel für Statoren von Exzenterschneckenpumpen |
DE9409409U | 1994-06-13 |
Publications (2)
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EP0683319B1 EP0683319B1 (de) | 1997-09-17 |
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Family Applications (1)
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AT (1) | ATE158385T1 (de) |
DE (1) | DE59500665D1 (de) |
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- 1995-04-14 EP EP95105682A patent/EP0683319B1/de not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0683319B1 (de) | 1997-09-17 |
DE59500665D1 (de) | 1997-10-23 |
ATE158385T1 (de) | 1997-10-15 |
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