EP1762726A2 - Statorsystem einer Exzenterschneckenpumpe - Google Patents

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EP1762726A2
EP1762726A2 EP06017597A EP06017597A EP1762726A2 EP 1762726 A2 EP1762726 A2 EP 1762726A2 EP 06017597 A EP06017597 A EP 06017597A EP 06017597 A EP06017597 A EP 06017597A EP 1762726 A2 EP1762726 A2 EP 1762726A2
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EP
European Patent Office
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stator
eccentric screw
lining
pump according
pump
Prior art date
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Granted
Application number
EP06017597A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1762726A3 (de
EP1762726B1 (de
Inventor
Johann Kreidl
Mikael Tekneyan
Helmuth Weber
Hisham Kamal
Michael Robby
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Netzsch Pumpen and Systeme GmbH
Original Assignee
Netzsch Pumpen and Systeme GmbH
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Publication date
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Publication of EP1762726A2 publication Critical patent/EP1762726A2/de
Publication of EP1762726A3 publication Critical patent/EP1762726A3/de
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Publication of EP1762726B1 publication Critical patent/EP1762726B1/de
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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
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • 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
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
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    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids 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
    • F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids 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 helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for operating a progressing cavity pump in which the Statorinnenbinee be adapted to the circumstances occurring during operation.
  • a pump construction which consists of a conical stator housing on the inside and a conical lining of the stator on the outside. If wear occurs on the lining which increases the internal cross-section of the lining, then the two conical parts, the stator housing and the lining, are displaced longitudinally relative to one another. By this relative movement, the liner is pressurized radially, with no change in the length of the stator liner. The location of the liner is accomplished by transferring shims from the position in front of a flange to a position behind the flange.
  • the DD 279043 A1 shows a stator assembly of an eccentric screw pump which also, as in the DE 1303705 consists of conically shaped parts, here referred to as sleeve and stator parts.
  • the reduction of the inner diameter of the stator is done by moving the parts against each other. This sliding process is triggered by a clamping nut with which a pressure piece moves the stator into a sleeve.
  • the DE 1553126 discloses in Fig. 4, the design of a rotor, which is composed of an inner and outer polygonal shell and a polygonal lining.
  • a longitudinally divided stator jacket is the Fig. 4 of DE 10042335
  • two levers are shown, which form a positive connection with the second half of the jacket element.
  • the multi-part cylindrical stator housing is connected via screw with this reservoir and with the outlet pipe in connection.
  • the distance between the reservoir and also between the outlet tube can be changed by various measures. Either this distance is changed directly in the region of the reservoir and the outlet tube or in the central region between the two stator shell parts. Due to the axial variation of the distance between the reservoir and the outlet tube, an annular cap reduces the axial length of the stator liner from one or both sides of the stator.
  • stator lining Since in all embodiments the stator lining is clamped in the middle of its longitudinal extent between individual stator parts, there is no uniform distribution of the material of the stator lining in the region of the inner cross section. From all embodiments it is also apparent that with each change in the length of the stator lining is accompanied by a change in the total length of the pump.
  • the object of the invention is that the pump to a variety of operating conditions without changing the pump length and only with little installation effort is possible.
  • stator internal cross section By shortening or lengthening the stator lining.
  • the elastomeric stator lining is subjected to an axial tensile or compressive action.
  • stator lining can be adjusted mechanically or electrically / electronically. It has been shown that not only by radial deformation of the stator, but according to the invention by axial shortening (compression) or extension (extension), the interaction of rotor and stator can be controlled or corrected.
  • compression compression
  • extension extension
  • a shortening of the length of the elastic stator lining can be achieved by reducing the distance between the contact surfaces of the lining on the pump housing and on the pressure flange.
  • stator and thus the lining of the stator only when installed the measures provided for the operation of the pump internal dimensions by the desired axial compression, so the assembly of the pump is facilitated. This results from the fact that the stator can be slid easily over the already mounted rotor with greater rest or Ursprunginnen geometry.
  • the start-up behavior can be influenced in the fully assembled pump.
  • it is provided to stretch the elastic stator lining.
  • the elastic material of the lining reduces the pressure on the rotor and thus facilitates the starting behavior by reducing the breakaway torque.
  • stator shell and stator liner are made of separate parts.
  • the stator jacket and the stator lining have contact surfaces running parallel to the longitudinal axis of the pump. Only then is a homogeneous cross-section reduction or enlargement possible, since no blockages form in this case.
  • an adjusting ring which can be controlled from the outside of the pump can also be used instead of the aforementioned insert ring.
  • the adjusting ring can be installed both in an end piece and in the pump housing.
  • the adjusting ring is axially movable and, if a fluid is used, provided with seals. If an electric adjustment unit is used, the applied or generated preload between the adjusting ring and the lining suffices as a sealing force.
  • the stator lining can also be loaded or unloaded during pump operation by supplying and removing pressure medium.
  • the adjusting ring which is also called Verstellbrille because of the cross-sectional shape of the double-threaded stator, thus may be the actuator for a controller, which receives various operating parameters, such as the delivery pressure or the pump temperature. If the controller detects an increase in temperature, which is accompanied by an expansion of the elastomer, the pressure on the adjusting ring and the bias on the rotor decreases.
  • stator lining and the stator jacket are separate parts and the rotor transmits forces to the stator lining, it tends to twist itself. However, this rotation must be avoided to maintain the pump function. According to the stator lining and the stator shell are therefore not round at their contact surfaces, but polygonal shaped. Of course, a rigid positioning can also be achieved by other surface shapes, such as grooves, wedge or waveform.
  • the invention provides to form the stator casing from a profile with a longitudinal slot.
  • a locking rail tensions and keeps the profile stable. Without the locking rail gape the two profile longitudinal sides apart, making the insertion and removal of the stator lining is much easier.
  • the locking rail fits flush into the profile on the inside of the stator shell.
  • the closure rail enters into a positive connection with the longitudinal sides of the stator jacket.
  • the locking rail could of course also extend inwards, in which case the lining must have a corresponding groove.
  • stator jacket To simplify the production of the stator jacket this consists of a one-piece or multi-part extruded profile in longitudinal or transverse form.
  • the delivery pressure-dependent stabilization of the stator is also taken into account by the choice of different materials during production. For example, various plastics as well as metals are provided as materials for the stator jacket.
  • Fig. 1 shows a typical arrangement of a stator 10 in an eccentric screw pump.
  • the stator 10 is clamped between a pressure flange 12 and the pump housing 14.
  • clamping elements clamping screws can be provided.
  • the distance between the pump housing 14 and the pressure flange 12 is determined by the length of the stator shell 16.
  • both parts can be moved axially against each other. In the installed state, however, the stator lining is delimited at both ends by a stop 20, 22.
  • the stop consists of an annular end face, on the pressure flange or the pump housing.
  • Fig. 1 does not correspond to the length in einblauvant state, but is already slightly compressed and therefore axially shortened.
  • the length of the stator lining in Fig. 1 corresponds to the new condition of the pump in the delivery condition. In this operating state, the ends of the stator are biased only to the extent that it creates a certain sealing function between the pumping chamber 24 and the outside atmosphere.
  • FIG. 2 An operational axial change of the stator length, in particular the length of the stator lining, is shown in FIG. 2.
  • an axial shortening has occurred on the right side of the stator lining.
  • the shortening is due to a spacer ring 26 which sits in the region of the pressure flange between the stop 20 and the complementary end face of the stator lining.
  • the elastic mass of the stator lining which is displaced by the spacer, distributed over the entire inner surface. This results in a larger inner surface, which leads to increased pressure on the rotor, not shown.
  • This measure is taken when the delivery pressure in the region of the pressure flange 12 decreases, which suggests a wear on the inner surface of the stator lining (hereinafter referred to as lining).
  • FIGS. 3 and 4 Another possibility to change the internal geometry of the stator lining is shown in FIGS. 3 and 4.
  • the main difference of this design is that a movable adjusting ring 28 is used here.
  • the adjusting ring 28 can be operated externally without assembly work on the pressure flange or the pump housing.
  • the adjusting ring is provided with one or more adjusting screws, which are to be operated from the surface of the pump.
  • a hydraulic drive for the axial deformation of the stator lining can be provided.
  • the hydraulic fluid passes through the line 30 in the annular chamber 32.
  • the annular chamber is limited both in the direction of the lining 18 and the product-carrying side of seals 34, 36.
  • the hydraulic pressure in the annular chamber can be controlled by a manually operated piston screw or automatically via a hydraulic system.
  • the hydraulic system or an electrical device allow the actuation of the adjusting ring 28, depending on which pressure or temperature values prevail in the pump area.
  • the annular chamber 32 is bounded by the adjusting ring 28 and an end face 38 on the pressure flange.
  • stator lining is only under a slight pretension. The more hydraulic fluid is forced into the annular chamber, the more the lining is compressed and the smaller the internal dimensions. If the distance around which the lining is compressed is not sufficient for long pumps, this can be remedied by shortening the stator jacket, whereby individual elements, e.g. Ring elements to be removed.
  • Fig. 5 and Fig. 6 show the lining 18 and the stator shell 16, two separate components that are not connected to each other even during operation.
  • the twist-proof arrangement of the lining in the stator jacket is done only by positive locking on the polygonal inner and outer shape of these elements.
  • the stator jacket is provided with a longitudinal slot.
  • the two longitudinal edges 42, 44 of the stator shell form with the locking rail 46 a positive connection.
  • the locking rail 46 shoots on the inside of Statormantes1 plan.
  • the stator jacket is shown in one piece in Fig. 5, it may consist of several longitudinal or transverse parts. It is important that the diameter or the longitudinal gap of the stator shell are larger without closure rail to facilitate the insertion or removal of the liner.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe und ein Verfahren zu deren Betrieb. Abweichend vom bisher bekannten Stand der Technik, wo verschleißbedingte Änderungen an der Innengeometrie des Pumpenstators stets mit radial wirkenden Spannmaßnahmen behoben wurden, geht die Erfindung davon aus, dies durch eine Änderung der Länge der Auskleidung herbeizuführen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Exzenterschneckenpumpe bei der die Statorinnenmaße den während des Betriebs auftretenden Umständen angepaßt werden.
  • Aus der DE 1303705 geht eine Exzenterschneckenpumpe hervor, deren Lebensdauer verlängert werden soll. Dazu ist eine Pumpenkonstruktion vorgesehen, die aus einem an der Innenseite konischen Statorgehäuse und einer an der Außenseite konischen Auskleidung des Stators besteht. Tritt an der Auskleidung Verschleiß auf der zur Vergrößerung des Innenquerschnitts der Auskleidung führt, so verschiebt man die beiden konischen Teile, das Statorgehäuses und die Auskleidung, in Längsrichtung gegeneinander. Durch diese Relativbewegung wird die Auskleidung radial unter Druck gesetzt, wobei keine Veränderung der Länge der Auskleidung des Stators stattfindet. Die Lage der Auskleidung wird durch das Umsetzen von Ausgleichsscheiben von der Position vor einem Flansch in eine Position hinter den Flansch bewerkstelligt.
  • Die DD 279043 A1 zeigt einen Statoraufbau einer Exzenterschneckenpumpe der auch, wie bei der DE 1303705 aus konisch geformten Teilen, hier als Hülse und Stator bezeichneten Teilen, besteht. Die Verkleinerung des Innendurchmessers des Stators geschieht durch Verschieben der Teile gegeneinander. Ausgelöst wird dieser Schiebevorgang über eine Spannmutter mit der ein Druckstück den Stator in eine Hülse verschiebt.
  • Die DE 1553126 offenbart in Fig. 4 die Gestaltung eines Rotors, der sich aus einem inneren und äußeren polygonförmigen Mantel und einer polygonförmigen Auskleidung zusammensetzt.
  • Aus der DE 19821065 läßt sich ein auf der Außenseite schneckenförmig gestalteter Rotor entnehmen. Statormantel und Auskleidung sind bindemittelfrei verbunden.
  • Einen längsgeteilten Statormantel stellt die Fig. 4 der DE 10042335 dar. Als Verschluß sind zwei Hebel dargestellt, die mit der zweiten Hälfte des Mantelelements eine formschlüssige Verbindung eingehen.
  • In mehreren Ausführungsbeispielen zeigt die DE 1 204 072 A1 den Stator einer Exzenterschneckenpumpe mit den angrenzenden Vorrichtungsteilen eines Vorratsbehälters und eines Auslaßrohres. Das mehrteilige zylindrische Statorgehäuse steht über Schraubverbindungen mit diesem Vorratsbehälter und mit dem Auslaßrohr in Verbindung. Der Abstand zwischen dem Vorratsbehälter und auch zwischen dem Auslaßrohr kann durch verschiedene Maßnahmen verändert werden. Entweder wird dieser Abstand unmittelbar im Bereich des Vorratsbehälters und des Auslaßrohres verändert oder im zentralen Bereich zwischen den zwei Statormantelteilen. Durch die axiale Veränderung des Abstandes zwischen dem Vorratsbehälter und dem Auslaßrohr verringert von einer oder von beiden Seiten des Stators aus eine ringförmige Kappe die axiale Länge der Statorauskleidung. Nachdem bei allen Ausführungbeispielen die Statorauskleidung in der Mitte ihrer Längsausdehnung zwischen einzelnen Statorteilen eingespannt ist, findet keine gleichmäßige Verteilung des Materials der Statorauskleidung im Bereich des Innenquerschnitts statt. Aus allen Ausführungsbeispielen geht darüberhinaus hervor, daß mit jeder Änderung der Länge der Statorauskleidung eine Änderung der Gesamtlänge der Pumpe einhergeht.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, daß die Pumpe an unterschiedlichste Betriebsbedingungen ohne Veränderung der Pumpenlänge und nur mit geringem Montageaufwand möglich ist.
  • Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 6.
  • Beim Betrieb einer Exzenterschneckenpumpe sind unterschiedlichste Phasen zu berücksichtigen, die die Betriebsweise oder die Gestaltung der aktiv an der Förderung beteiligten Pumpenteile beeinflussen. Als Beispiel sei hier angeführt, daß die Pumpe beim Fördern niedrig- bis hochviskoser Produkte mit oder ohne Abrasivteilchen natürlich unterschiedliche Pumpenreaktionen hervorruft, was sich während der Anlaufphase und im normalen Pumpenbetrieb zeigt.
  • Um auf Reaktionen der Pumpe, wie Abfall des Förderdrucks, Trockenlauf, Temperaturerhöhung oder Blockierung, reagieren zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen den Statorinnenquerschnitt durch Verkürzen oder Verlängern der Statorauskleidung zu ändern. Dazu setzt man die elastomere Statorauskleidung einer axialen Zug- oder Druckwirkung aus.
  • Am häufigsten werden Abnormitäten durch den Abfall des Förderdrucks oder den Anstieg der Stromaufnahme des Antriebsmotors erkannt. Je nachdem wie schnell eine Reaktion erfolgen muß, kann die Anpassung der Innenmaße der Statorauskleidung mechanisch oder elektrisch/elektronisch erfolgen. Es hat sich gezeigt, daß nicht nur durch radiale Verformung der Statorauskleidung, sondern erfindungsgemäß durch axiale Verkürzung (Stauchung) oder Verlängerung (Streckung) das Zusammenwirken von Rotor und Stator gesteuert oder korrigiert werden kann. Zur Verkürzung der Statorlänge, worunter eine Verkürzung sowohl der Länge der Auskleidung als auch des Statormantels verstanden werden kann, sind unterschiedliche Maßnahmen erforderlich. Eine Verkürzung der Länge der elastischen Statorauskleidung läßt sich durch Verringerung des Abstandes zwischen den Anlageflächen der Auskleidung am Pumpengehäuse und am Druckflansch erreichen.
  • Erhalten der Stator und damit die Auskleidung des Stators erst im eingebauten Zustand die für den Betrieb der Pumpe vorgesehenen Innenmaße durch die gewünschte axiale Komprimierung, so wird der Zusammenbau der Pumpe erleichtert. Dies ergibt sich daraus, daß der Stator mit größerer Ruhe- oder Ursprungsinnengeometrie leichter über den bereits montierten Rotor geschoben werden kann.
  • Bei entsprechender Gestaltung des Stators und dessen Auskleidung kann bei der fertig montierten Pumpe auch das Anfahrverhalten beeinflußt werden. Hierzu ist vorgesehen, die elastische Statorauskleidung zu strecken. Dabei verringert das elastische Material der Auskleidung den Druck auf den Rotor und erleichtert somit das Anfahrverhalten durch Senkung des Losbrechmoments.
  • In einer Grundgestaltung zur axialen Verkürzung der Auskleidung wird deren ursprünglich zur Verfügung stehender Abstand zwischen dem Pumpengehäuse oder einem Teil davon und einem Pumpenendstück verkürzt. Entsprechend der Erfindung sieht man hier ein oder mehrere Einlagen in Form von Ringen vor. Bei den Ausführungsbeispielen ist es notwendig, daß der Statormantel und die Statorauskleidung aus getrennten Teilen bestehen. Zur gleichmäßigen Verteilung des an dem Ende aufgebrachten Drucks oder Zugkraft über die gesamte Statorlänge verfügt der Statormantel und die Statorauskleidung über zur Längsachse der Pumpe parallel verlaufende Berührungsflächen. Nur damit ist eine homogene Querschnittsreduzierung oder -vergrößerung möglich, da sich hierbei keine Blockaden bilden.
  • Zur leichteren Handhabung der Einstellung der Vorspannung der Statorauskleidung auf den Rotor kann auch ein von der Außenseite der Pumpe aus steuerbarer Verstellring anstatt des vorgenannten Einlagerings Einsatz finden.
  • Bei dieser Ausführung kann der Verstellring sowohl in einem Endstutzen als auch im Pumpengehäuse eingebaut sein. Der Verstellring ist axial bewegbar und, sofern ein Fluid zum Einsatz kommt, mit Dichtungen versehen. Kommt eine elektrische Verstelleinheit zum Einsatz, genügt die anliegende bzw. erzeugte Vorspannung zwischen dem Stellring und der Auskleidung als Abdichtungskraft. Durch den Einsatz eines beweglichen Verstellrings läßt sich die Statorauskleidung auch während des Pumpenbetriebs durch Druckmittelzu- und -abfuhr be- oder entlasten. Der Verstellring, der wegen der Querschnittsform des zweigängigen Stators auch Verstellbrille genannt wird, kann somit das Stellglied für eine Steuerung sein, die auf verschiedene Betriebsparameter, wie den Förderdruck oder die Pumpentemperatur, eingeht. Erkennt die Steuerung ein Ansteigen der Temperatur, womit eine Ausdehnung des Elastomers einhergeht, so fällt der Druck auf den Verstellring und die Vorspannung auf den Rotor verringert sich.
  • Da Statorauskleidung und Statormantel getrennte Teile sind und der Rotor Kräfte auf die Statorauskleidung überträgt, neigt diese selbst zum Verdrehen. Diese Verdrehung muß jedoch zur Aufrechterhaltung der Pumpenfunktion vermieden werden. Erfindungsgemäß sind die Statorauskleidung und der Statormantel deshalb an ihren Berührungsflächen nicht rund, sondern polygonförmig geformt. Natürlich ist eine starre Positionierung auch durch andere Oberflächenformen, wie Nuten-, Keil- oder Wellenform, zu erreichen.
  • Da der Statormantel und die Statorauskleidung getrennte Teile sind, kann die Auskleidung bei Bedarf rasch gewechselt werden. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Statormantel aus einem Profil mit einem Längsschlitz zu formen. Eine Verschlußschiene spannt und hält das Profil stabil. Ohne die Verschlußschiene klaffen die beiden Profillängsseiten auseinander, womit das Ein- und Ausbringen der Statorauskleidung erheblich erleichtert wird. Die Verschlußschiene fügt sich auf der Innenseite des Statormantels plan in das Profil ein. An der Außenseite geht die Verschlußschiene eine formschlüssige Verbindung mit den Längsseiten des Statormantel ein.
  • Zur Erhöhung der Verdrehsicherheit könnte sich die Verschlußschiene natürlich auch nach innen erstrecken, wobei dann die Auskleidung eine entsprechende Nut aufweisen muß.
  • Zur Vereinfachung der Herstellungsweise des Statormantels besteht dieser aus einem einteiligen oder mehrteiligen Strangprofil in Längs- oder Querform. Auch der förderdruckabhängigen Stabilisierung des Stators wird durch die Wahl unterschiedlicher Materialien bei der Fertigung Rechnung getragen. So sind als Materialien für den Statormantel verschiedene Kunststoffe als auch Metalle vorgesehen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen die nachfolgend beschriebenen Figuren:
    • Fig. 1
    Teilschnitt einer Exzenterschneckenpumpe
    Fig. 2
    dto.
    Fig. 3
    dto.
    Fig. 4
    Teilschnitt eines Stators und Exzenterschneckenpumpe
    Fig. 5
    Statormantel
    Fig. 6
    Statorauskleidung
  • Die Fig. 1 zeigt eine typische Anordnung eines Stators 10 in einer Exzenterschneckenpumpe. Der Stator 10 ist zwischen einem Druckflansch 12 und dem Pumpengehäuse 14 eingespannt. Als Spannelemente können Spannschrauben vorgesehen sein. Der Abstand zwischen dem Pumpengehäuse 14 und dem Druckflansch 12 wird von der Länge des Statormantels 16 bestimmt. Solange der Statormantel und die Statorauskleidung 18 nicht zwischen dem Pumpengehäuse 14 und dem Druckflansch 12 eingebaut sind, können beide Teile axial gegeneinander verschoben werden. Im eingebauten Zustand wird die Statorauskleidung dagegen an beiden Enden von einem Anschlag 20, 22 begrenzt. Der Anschlag besteht aus einer ringförmigen Stirnfläche, am Druckflansch oder dem Pumpengehäuse. Die Länge der in Fig. 1 dargestellten Statorauskleidung entspricht nicht der Länge im einbaulosen zustand, sondern ist bereits geringfügig gestaucht und demnach axial verkürzt. Die Länge der Statorauskleidung in Fig. 1 entspricht dem Neuzustand der Pumpe im Auslieferungszustand. Bei diesem Betriebszustand sind die Enden der Statorauskleidung nur soweit vorgespannt, daß durch sie eine gewisse Abdichtfunktion zwischen dem Förderraum 24 und der Außenatmosphäre entsteht.
  • Eine betriebsbedingte axiale Änderung der Statorlänge, insbesondere der Länge der Statorauskleidung, stellt die Fig. 2 dar. Hier ist beispielsweise an der rechten Seite der Statorauskleidung eine axiale Verkürzung eingetreten. Entstanden ist die Verkürzung aufgrund eines Distanzrings 26 der im Bereich des Druckflansches zwischen dem Anschlag 20 und der komplementären Stirnfläche der Statorauskleidung sitzt. Die elastische Masse der Statorauskleidung, die vom Distanzring verdrängt wird, verteilt sich auf deren gesamte innere Oberfläche. Dadurch entsteht eine größere innere Oberfläche, die zu erhöhtem Druck auf den nicht dargestellten Rotor führt. Diese Maßnahme wird ergriffen, wenn der Förderdruck im Bereich des Druckflansches 12 nachläßt, was auf eine Verschleißerscheinung an der inneren Oberfläche der Statorauskleidung (im folgenden Auskleidung genannt) schließen läßt.
  • Eine weitere Möglichkeit die Innengeometrie der Statorauskleidung zu ändern wird in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Wesentlicher Unterschied dieser Gestaltung ist, daß hier ein beweglicher Verstellring 28 Verwendung findet. Der Verstellring 28 läßt sich extern ohne Montagearbeiten am Druckflansch oder dem Pumpengehäuse bedienen. Dazu ist der Verstellring mit einer oder mehreren Verstellschrauben versehen, die von der Oberfläche der Pumpe aus zu bedienen sind. Neben dieser mechanischen Variante kann natürlich auch ein hydraulischer Antrieb für die axiale Verformung der Statorauskleidung vorgesehen sein. Die Hydraulikflüssigkeit gelangt hierbei über die Leitung 30 in die Ringkammer 32. Die Ringkammer ist sowohl in Richtung zur Auskleidung 18 als auch zur produktführenden Seite von Dichtungen 34, 36 begrenzt.
  • Der hydraulische Druck in der Ringkammer läßt sich durch eine von hand zu betätigende Kolbenschraube oder automatisch über ein Hydrauliksystem steuern. Das Hydrauliksystem oder eine elektrische Einrichtung ermöglichen das Betätigen des Verstellrings 28, je nachdem, welche Druck- oder Temperaturwerte im Pumpenbereich herrschen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird die Ringkammer 32 vom Verstellring 28 und einer Stirnfläche 38 am Druckflansch begrenzt.
  • Liegt der Verstellring 28 an der Stirnfläche 38 an, steht die Statorauskleidung nur unter einer geringen Vorspannung. Je mehr Hydraulikflüssigkeit in die Ringkammer gepreßt wird, desto stärker wird die Auskleidung komprimiert und desto kleiner werden die Innenmaße. Sollte bei langen Pumpen die Strecke um die die Auskleidung komprimiert wird, nicht ausreichen, so kann dies durch die Verkürzung des Statormantels behoben werden, wobei Einzelelemente, z.B. Ringelemente, zu entfernen sind.
  • Fig. 5 und Fig. 6 zeigen die Auskleidung 18 und den Statormantel 16, zwei getrennte Bauelemente, die auch während des Betriebs nicht vollflächig miteinander verbunden sind. Die verdrehungssichere Anordnung der Auskleidung im Statormantel geschieht nur durch Formschluß über die polygonale Innen- und Außenform dieser Elemente. Zwecks leichterer Entnahme der Auskleidung ist der Statormantel mit einem Längsschlitz versehen. Die beiden Längskanten 42, 44 des Statormantels bilden mit der Verschlußschiene 46 eine formschlüssige Verbindung. Die Verschlußschiene 46 schießt an der Innenseite des Statormantes1 plan ab. Obwohl der Statormantel in Fig. 5 einteilig dargestellt ist, kann er aus mehreren Längs- oder Querteilen bestehen. Wichtig ist, daß der Durchmesser oder der Längsspalt des Statormantels ohne Verschlußschiene größer sind, um das Einsetzen oder Entnehmen der Auskleidung zu erleichtern.
    • Bezugsziffernliste
    • 10
    Stator
    12
    Pumpenendteil
    14
    Pumpengehäuse
    16
    Statormantel
    18
    Statorauskleidung
    20
    Anschlag
    22
    Anschlag
    24
    Förderraum
    26
    Distanzring
    28
    Verstellring
    30
    Leitung
    32
    Ringkammer
    34
    Dichtungen
    36
    Dichtungen
    38
    Stirnfläche
    40
    Ringelemente
    42
    Längskanten
    44
    Längskanten
    46
    Verschlußschiene

Claims (21)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Exzenterschneckenpumpe bei der die Statorinnenmaße dem während des Betriebs der E-Pumpe auftretenden Umständen angepaßt werden, wobei die axiale Länge der aus einem elastischen Werkstoff bestehenden Statorauskleidung verändert wird und nur an einer Seite des Stators Zug- oder Druckraft auf die Statorauskleidung, die über ihre gesamte Länge frei beweglich am Statormantel anliegt, ausgeübt wird, wobei die Statorauskleidung zur gleichmäßigen Verteilung des Drucks oder der Zugkraft entlang der zur Längsachse der Pumpe parallel verlaufenden Berührungsflächen verlängert oder verkürzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein im Pumpengehäuse oder im Pumpenendteil angeordneter, zur Pumpenlängsachse beweglicher Verstellring die axiale Verformung der Statorauskleidung bewirkt.
  3. Verfahren zum Betreiben einer Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Länge um die die Statorauskleidung axial verlängert oder verkürzt wird abhängig von der Stromaufnahme des Antriebs und/oder dem am Pumpenausgang gemessenen Druck und/oder der im Statorbereich gemessenen Temperatur eingestellt wird.
  4. Verfahren zum Betreiben einer Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich während der Änderung der Statorinnenmaße zwischen dem Statormantel und der Statorauskleidung eine Relativbewegung vollzieht.
  5. Verfahren zum Betreiben einer Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich der gesamte Innendurchmesser durch die axiale Verkürzung der Statorauskleidung bei gleichbleibendem Massevolumen verkleinert.
  6. Exzenterschneckenpumpe zur Durchführung des Verfahrens entsprechend den Ansprüchen 1 bis 5 mit einem Statormantel und einer darin angeordneten Statorauskleidung
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Statorauskleidung und der Statormantel als separate Einzelteile geformt sind und die Innenfläche des Statormantels (16) und die Außenfläche der Statorauskleidung (18) entlang der gesamten Statorlänge parallel zur Pumpenlängsachse verlaufende Berührungsflächen aufweist und daß im Pumpenendteil (12) oder im Pumpengehäuse (14) ein zur Pumpenlängesachse unabhängig von Montagearbeiten am Druckflansch oder dem Pumpengehäuse beweglicher Stellring (28) vorgesehen ist.
  7. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der bewegliche Verstellring (28) mit einer Hydraulik oder Pneumatikeinheit verbunden ist.
  8. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Verstellring (28) einen Durchmessersprung aufweist.
  9. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sowohl im Bereich des größeren als auch im Bereich des kleineren Durchmessers des Verstellrings Dichtungen (34, 36) vorgesehen sind, die eine Ringkammer (32) begrenzen.
  10. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Statormantel (16) mindestens teilweise aus einzelnen Ringelementen besteht.
  11. Exzenterschneckenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das/die Ende/n des Statormantels (16) an einer Innenfläche des Pumpengehäuses (14) und/oder Endteiles anliegen, wobei zum jeweiligen Anschlag (42, 44) Freiraum besteht.
  12. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Statormantel (16) mit der Statorauskleidung (18) formschlüssig verbunden ist.
  13. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Statorauskleidung (18) eine polygonförmige Außenform aufweist.
  14. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Statormantel ein- oder mehrteilig geformt ist.
  15. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Statormantel (16) einen achsparallelen Längsschlitz aufweist.
  16. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Statormantel eine Verschlußschiene aufweist.
  17. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Verschlußschiene mit den parallelen Längskanten (42, 44) des Statormantels (16) Formschluß bildet.
  18. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Verschlußschiene die Längskanten (42,44) an deren Außenseite überlappt.
  19. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 18,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Verschlußschiene (46) plan mit der Innenseite des Statormantels (16) abschließt.
  20. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Statormantel (16) ohne Verschlußschiene (46) einen größeren Durchmesser aufweist.
  21. Exzenterschneckenpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 20
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Statormantel (16) mit dem Pumpenendteil (12) oder dem Pumpengehäuse (14) eine Einheit bildet.
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