EP1454063B1 - Förderpumpe - Google Patents

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EP1454063B1
EP1454063B1 EP02762260A EP02762260A EP1454063B1 EP 1454063 B1 EP1454063 B1 EP 1454063B1 EP 02762260 A EP02762260 A EP 02762260A EP 02762260 A EP02762260 A EP 02762260A EP 1454063 B1 EP1454063 B1 EP 1454063B1
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channel
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0088—Lubrication
    • F04C15/0092—Control systems for the circulation of the lubricant
    • 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
    • F04C13/00—Adaptations of machines or pumps for special use, e.g. for extremely high pressures
    • F04C13/005—Removing contaminants, deposits or scale from the pump; Cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F04C2/12—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C2/14—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C2/18—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with similar tooth forms

Definitions

  • the invention relates to a feed pump for promotion of fluid media according to the preamble of the main claim.
  • the media to be delivered usually have a high fluidity.
  • a pressure P1 the smaller is the pressure P2 prevailing on the pressure side of the pump, whereby by this pressure difference, the pumped medium via pressed or sucked the surfaces to be lubricated sliding bearings becomes.
  • This acting as a lubricant actual fluid is returned to the material flow on the suction side of the pump delivered by on the suction side and on the Pressure side in front of or behind the actual pump connection channels are provided with valve means which the storage area connect the pump to the production channel.
  • a gear pump is described with one at least one side in a housing-side rotationally fixed Bearing body conveying medium lubricated, sliding rotor shaft, wherein the axially outer plain bearing closure with the Low pressure side of the pump communicates to a backflow of the lubricating medium in the pumped medium main stream to allow at least one in or on the bearing body Channel in the axial direction through the slide bearing closure with the low pressure side of the pump connects.
  • This channel can be adjustable with respect to its flow cross-section by by means of a set screw the inlet opening in the channel can be varied. This should make it possible, for example at startup of a pump that are changing rheological properties of the fluid to be considered.
  • the invention is based on the object, a reversal of the Sliding bearing lubricating medium even when using highly viscous Polymer melts to allow, while still at the promotion of high-viscosity polymer melts simultaneously a cleaning of the connection channel can be achieved should.
  • valve tappets instead spring-loaded butterfly valves or multi-way valve tappets be used, which provided in the pump housing Connecting channels designed as straight holes and the valve tappets are perfect these connection channels close, d. H. Sucking tight but adjustable in These connection channels are arranged.
  • the valve tappets are not just in terms of the diameter of the holes, but also with regard to the length of the holes, to this Adapted connection channels, d. H. close the valve tappets the channels over their entire length.
  • the bore is simultaneously of polymer material present in it, so that a cracking of this material inside the hole can not occur.
  • the control of the valve tappet can automatically via pressure sensors done by the pressure in the production channel before and measured behind the pump and for controlling the valve tappets is exploited.
  • 1 denotes a pump housing
  • the Pump cover 2 and 2a has.
  • a displacement body 6 for example a gear, arranged, which is driven via a drive shaft 4 and is mounted with plain bearings 10 and 11.
  • the displacement body 6 is arranged in a production channel 7 and thus creates a suction side S 1 and a pressure side D 1 in the production channel 7.
  • the sliding bearing for the drive shaft 4 can be seen, and flowing or conveyed in the production channel 7 medium is returned through the plain bearings back into the production channel 7, wherein on the suction side S 1 connecting channels 8 and 8a are provided.
  • the flow of this production medium, which also serves as a lubricant, is indicated by the arrows.
  • connection channels 8, 8a; 9, 9a in the pump housing 1 are designed as straight holes and enforce at the illustrated embodiment, the pump housing. 1 in its entire height.
  • FIG. 1 In the arrangement of FIG. 1 prevails on the suction side S 1, a pressure P 1 , which is smaller than the pressure P 2 , which prevails on the pressure side D 1 , so that inevitably flowing in the production channel 7 medium as a lubricant through the sliding bearing 10th and 11 is sucked and returned to the production channel 7 via the connecting channels 8 and 8a.
  • a pressure is reversed, that is, on the suction side S 2 there is a lower pressure P 1 as the pressure prevailing on the pressure side D 2 pressure P 2, and have for this reason bulb controls the plunger 12 and 12a associated with them Connection channels 8 and 8a closed and the plunger 14 and 14a have been opened so that thereby the connection channels 9 and 9a are opened and now the pumped liquid flowing in the production channel 7, pressed by the pump according to the arrows through the connection channels 9 and 9a becomes.
  • connection channels 8 and 8a and 9 and 9a completely close, clean them when entering the connection channels assigned to them at the same time these connection channels, d. H. they push that in these connection channels any material present, namely the high-viscosity polymer melt, from the connection channel into the production channel and thereby clean this connection channel. apart from the functional switching of the lubricant flow So at the same time there is a complete closure the connecting channels, leaving a residue of highly viscous Polymer melt is not possible in these channels.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Förderpumpe zur Förderung von fluiden Medien gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
In vielen chemischen Förderanlagen sind Zahnradpumpen oder Drehkolbenpumpen zur Förderung des Mediums eingesetzt, wobei die für die Gleitlager der Pumpe erforderliche Schmierung durch das Fördermedium selbst erfolgt.
Gemäß der GB 322 778 weisen die zu fördernden Medien üblicherweise eine hohe Fluidität auf. Im Normalbetrieb der Anlage herrscht auf der Saugseite der Pumpe ein Druck P1, der kleiner ist als der auf der Druckseite der Pumpe herrschende Druck P2, wobei durch diesen Druckunterschied das Fördermedium über die zu schmierenden Flächen der Gleitlager gedrückt bzw. gesaugt wird. Dieses als Schmierstoff wirkende, eigentliche Fördermedium wird auf der Saugseite der Pumpe wieder in den Materialstrom abgegeben, indem auf der Saugseite und auf der Druckseite vor bzw. hinter der eigentlichen Pumpe Verbindungskanäle mit Ventileinrichtungen vorgesehen sind, die den Lagerbereich der Pumpe mit dem Produktionskanal verbinden.
Wenn aus irgendwelchen produktionstechnischen Gründen die übliche Druckdifferenz zwischen dem Bereich vor der Pumpe und dem Bereich hinter der Pumpe umgekehrt wird, d. h. die normalerweise einen niedrigen Druck aufweisende Saugseite plötzlich einen höheren Druck als die normalerweise einen höheren Druck aufweisende Druckseite aufweist, ist es in der Praxis bekannt geworden, dass die vorgesehenen Ventileinrichtungen als federgesteuerte Ventile ausgebildet sind, die in Abhängigkeit des herrschenden Druckes automatisch die zugeordneten Verbindungskanäle verschließen oder öffnen.
Diese Umkehr der Druckdifferenz zwischen dem Bereich vor und hinter der eigentlichen Pumpe erfolgt immer dann, wenn der Bereich hinter der Pumpe beispielsweise aus produktionstechnischen Gründen plötzlich beispielsweise zur Atmosphäre hin geöffnet wird, um irgendwelche Arbeiten hinter der Pumpe beispielsweise an den angeschlossenen Produktionsanlagen vorzunehmen. Die bekannterweise vorgesehenen federgesteuerten Ventile arbeiten bei niedrigviskosen fluiden Medien zufriedenstellend.
In der US 5 253 988 wird eine Zahnradpumpe erläutert, bei der, um bei der Reinigung der Zahnradpumpe mit Lager mittels einer von der Pumpe selbst geförderten Reinigungsmediums die Reinigung im Lagerbereich zu intensivieren, eine Bypassverbindung mit steuerbarem Ventil von der Druckseite der Pumpe an eine Schmiermittelzuführung für das Lager vorgesehen ist. Über diese Bypassleitung wird das Lager im Normalbetrieb von der Niederdruckseite der Pumpe mit einem Schmiermittelstrom vom geförderten Hauptstrom beschickt. Mit Hilfe der Rückführung wird die Reinigungswirkung im Lager des durch die Pumpe geförderten Reinigungsmediums intensiviert.
Bei der Verarbeitung von hochviskosen Polymerschmelzen, z. B. gemäß der JP 05-052 186 A, können solche Ventile nicht eingesetzt werden. Diese bekannten, federgesteuerten und federbelasteten Ventile würden sich bei der Förderung von hochviskosen Polymerschmelzen zusetzen und sind deshalb bei diesen Fördermedien nicht funktionsfähig.
In der EP 0 628 725 A wird eine Zahnradpumpe beschrieben mit einer mindestens einseitig in einem gehäuseseitigen drehfesten Lagerkörper fördermediumgeschmierten, gleitgelagerten Rotorwelle, wobei der axial außen liegende Gleitlagerabschluß mit der Niederdruckseite der Pumpe kommuniziert, um eine Rückströmung des Schmiermediums in den Fördermedium-Hauptstrom zu ermöglichen, wobei im oder am Lagerkörper mindestens ein Kanal in Axialrichtung durchgehend den Gleitlagerabschluß mit der Niederdruckseite der Pumpe verbindet. Dieser Kanal kann bezüglich seines Strömungsquerschnittes einstellbar sein, indem mittels einer Stellschraube die Einlaßöffnung in den Kanal variiert werden kann. Hierdurch soll es möglich sein, beispielsweise beim Hochfahren einer Pumpe, die sich ändernden rheologischen Eigenschaften des Fördermediums zu berücksichtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umkehr des die Gleitlager schmierenden Fördermediums auch bei Einsatz hochviskoser Polymerschmelzen zu ermöglichen, wobei weiterhin bei der Förderung von hochviskosen Polymerschmelzen gleichzeitig eine Reinigung des Verbindungskanales erreichbar sein soll.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des Hauptanspruches gelöst.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist im Unteranspruch erläutert.
Mit anderen Worten ausgedrückt wird vorgeschlagen, dass anstelle federbelasteter Ventilklappen oder Mehrwegeventile Ventilstößel eingesetzt werden, wobei die im Pumpengehäuse vorgesehenen Verbindungskanäle als geradlinige Bohrungen ausgebildet sind und die Ventilstößel diese Verbindungskanäle vollkommen verschließen, d. h. saugend dicht, aber verstellbar in diesen Verbindungskanälen angeordnet sind. Die Ventilstößel sind nicht nur im Hinblick auf den Durchmesser der Bohrungen, sondern auch im Hinblick auf die Länge der Bohrungen, an diese Verbindungskanäle angepasst, d. h. die Ventilstößel verschließen die Kanäle über ihre gesamte Länge.
Hierdurch wird einerseits im Verschlußfall der Durchfluß des Fördermediums gestoppt, andererseits wird die Bohrung gleichzeitig von in ihr vorhandenem Polymermaterial gereinigt, so dass ein Vercracken dieses Materiales innerhalb der Bohrung nicht auftreten kann.
Die Steuerung der Ventilstößel kann über Drucksensoren automatsch erfolgen, indem der Druck im Produktionskanal vor und hinter der Pumpe gemessen und zur Steuerung der Ventilstößel ausgenutzt wird.
Während im voraufgehenden die Erfindung am Beispiel der Förderung von hochviskosen Polymerschmelzen erläutert wird, kann die erfindungsgemäße Anordnung auch bei allgemein fluiden Medien eingesetzt werden und dort die bekannten Ventilklappen ersetzen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei in
Fig. 1
eine Anordnung, bei der in üblicher Weise auf der Saugseite der Pumpe vor der eigentlichen Pumpe ein Druck herrscht, der kleiner ist als der auf der Druckseite der Pumpe hinter der Pumpe herrschende Druck und in
Fig. 2
die Anordnung, bei der diese Druckdifferenz umge-Kehrt ist.
In der Zeichnung ist mit 1 ein Pumpengehäuse bezeichnet, das Pumpendeckel 2 und 2a aufweist. Innerhalb des Pumpengehäuses ist ein Verdrängerkörper 6, beispielsweise ein Zahnrad, angeordnet, der über eine Antriebswelle 4 angetrieben wird und mit Gleitlager 10 und 11 gelagert ist.
Der Verdrängerkörper 6 ist in einem Produktionskanal 7 angeordnet und schafft so eine Saugseite S1 und eine Druckseite D1 im Produktionskanal 7.
Bei 10 und 11 sind die Gleitlager für die Antriebswelle 4 erkennbar, und das im Produktionskanal 7 fließende oder geförderte Medium wird durch die Gleitlager hindurch wieder in den Produktionskanal 7 zurückgeführt, wobei auf der Saugseite S1 Verbindungskanäle 8 und 8a vorgesehen sind. Der Fluß dieses Produktionsmediums, das gleichzeitig als Schmiermedium dient, ist durch die Pfeile angedeutet.
Auf der Druckseite D1 der Anordnung sind ebenfalls Verbindungskanäle 9 und 9a vorgesehen.
Diese Verbindungskanäle 8, 8a; 9, 9a im Pumpengehäuse 1 sind als geradlinige Bohrungen ausgebildet und durchsetzen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Pumpengehäuse 1 in seiner gesamten Höhe.
Mit den Verbindungskanälen 8, 8a und 9, 9a fluchtend, sind Stößel 12, 12a bzw. 14, 14a z. B. in den Pumpendeckeln 2, 2a vorgesehen, deren Betätigungsmittel aus Übersichtlichkeitsgründen in der Zeichnung nicht dargestellt sind.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 herrscht auf der Saugseite S1 ein Druck P1 , der kleiner ist als der Druck P 2 , der auf der Druckseite D 1 herrscht, so dass zwangsläufig das im Produktionskanal 7 fließende Medium als Schmiermittel durch die Gleitlager 10 und 11 gesaugt wird und über die Verbindungskanäle 8 und 8a wieder in den Produktionskanal 7 zurückgeführt wird.
In Fig. 1 ist dabei dargestellt, dass die Stößel 14 und 14a die ihnen zugeordneten Verbindungskanäle 9 und 9a vollständig verschließen.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 ist eine Druckumkehr erfolgt, d. h. auf der Saugseite S 2 herrscht ein niedrigerer Druck P 1 als der auf der Druckseite D 2 herrschende Druck P 2, und aus diesem Grunde haben fühlergesteuert die Stößel 12 und 12a die ihnen zugeordnete Verbindungskanäle 8 und 8a verschlossen und die Stößel 14 und 14a sind geöffnet worden, so dass dadurch die Verbindungskanäle 9 und 9a geöffnet sind und nunmehr das Fördermedium, das im Produktionskanal 7 fließt, über die Pumpe entsprechend den eingezeichneten Pfeilen durch die Verbindungskanäle 9 und 9a gedrückt wird.
Da die Stößel 12, 12a und 14, 14a in ihrem Einsatzfall jeweils die ihnen zugeordneten Verbindungskanäle 8 und 8a bzw. 9 und 9a vollständig verschließen, reinigen sie beim Einfahren in die ihnen zugeordneten Verbindungskanäle gleichzeitig diese Verbindungskanäle, d. h. sie schieben das in diesen Verbindungskanälen ggf. vorhandene Material, nämlich die hochviskose Polymerschmelze, aus dem Verbindungskanal in den Produktionskanal und reinigen dadurch diesen Verbindungskanal. Abgesehen von dem funktionsfähigen Umschalten des Schmiermittelflusses erfolgt also gleichzeitig eine komplette Verschließung der Verbindungskanäle, so dass ein Rückstand an hochviskoser Polymerschmelze in diesen Kanälen nicht möglich ist.

Claims (3)

  1. Förderpumpe zur Förderung von fluiden Medien, wobei die Schmierung der Pumpenlager durch das Fördermedium selbst erfolgt und auf der Saugseite sowie auf der Druckseite vor bzw. hinter einem Verdrängerkörper (6) Verbindungskanäle (8, 9; 8a, 9a) mit Ventileinsätzen vorgesehen sind, die den Lagerbereich der Pumpe mit dem Produktionskanal (7) verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungskanäle (8, 9; 8a, 9a) im Pumpengehäuse (1) als geradlinige Bohrungen und die Ventileinrichtungen als Stößel (12, 12a; 14, 14a) ausgebildet sind, die in den ihnen zugeordneten Verbindungskanalabschnitten saugend dicht angeordnet und verstellbar sind.
  2. Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilstößel (12, 12a, 14, 14a) die Verbindungskanäle (8, 9, 8a, 9a) über ihre gesamte Länge verschließen.
  3. Förderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (12, 12a; 14, 14a) in Abhängigkeit des im Produktionskanal (7) vor und hinter dem Verdrängerkörper herrschenden Druckes steuerbar sind.
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