EP2935890A2

EP2935890A2 - Mehrfachpumpe

Info

Publication number: EP2935890A2
Application number: EP13836227.2A
Authority: EP
Inventors: Helmuth Weber
Original assignee: Netzsch Pumpen and Systeme GmbH
Current assignee: Netzsch Pumpen and Systeme GmbH
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2015-10-28
Also published as: US20150285245A1; AR094087A1; JP2016505756A; AU2013362364B2; JP6101363B2; RU2015129345A; AU2013362364A1; WO2014094715A2; KR101728260B1; DE102012112618B3; BR112015012372A2; KR20150094772A; BR112015012372B1; CN104822942A; WO2014094715A4; WO2014094715A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine adaptive Exzenterschneckenpumpe (2), welche bei Bedarf eine Erhöhung der Förderleistung, des Druckes und/oder die gleichzeitige Förderung von mehr als einem Fördermedium ermöglicht und wobei die Exzenterschneckenpumpe (2) einen vergleichsweise geringen Energieverbrauch aufweist und deren Herstellungs- und Wartungsaufwand gering gehalten wird. Dazu ist erfindungsgemäß die Exzenterschneckenpumpe (2) mit einem modularen Fördersystem ausgestattet, enthaltend mindestens zwei jeweils einen Rotor (10) und einen Stator (8) umfassende Fördermodule (4, 6, 38, 40), wobei die Fördermodule (4, 6, 38, 40) miteinander gekoppelt sind und dem Fördersystem lediglich eine Antriebsvorrichtung (14) zugeordnet ist und wobei das Fördersystem für ein Fördermedium mehr als einen Ein- und/oder Ausgang (18, 24) oder mindestens ein modulares Durchströmungsgehäuse (12) aufweist.

Description

Beschreibung

Mehrfachpumpe

Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe.

Exzenterschneckenpumpen kommen auf unterschiedlichen Gebieten zum Einsatz wie beispielsweise in der Landwirtschaft, in der chemischen Industrie, der Lebensmittelindustrie und bei der Papierherstellung. Sie zählt zur Gruppe der rotierenden Verdrängerpumpen und besteht neben einer Antriebsvorrichtung im Wesentlichen aus einem Rotor und einem Stator. Der schraubenartige Rotor der Exzenterschneckenpumpe ist gekennzeichnet durch eine große Steigung, großer Gangtiefe und kleinem Kerndurchmesser. Der Stator weist gegenüber dem Rotor einen Gewindegang mehr auf und verfügt über die doppelte Steigungslänge des Rotors. Zwischen Stator und Rotor bilden sich so Förderräume aus, die sich kontinuierlich von der Eintritts- zur Austrittsseite bewegen und in denen das Fördermedium transportiert werden kann.

Der Rotor einer Exzenterschneckenpumpe besteht üblicherweise aus einem abriebfesten Material wie beispielsweise Stahl. Hingegen besteht der Stator in der Regel aus einem elastischen Material wie beispielsweise aus Gummi. Aus dem Stand der Technik sind jedoch auch Statoren bekannt, welche aus einem Material oder einem Materialverbund aus Metall und/oder Kunststoff bestehen.

Die einzelnen Komponenten der Exzenterschneckenpumpe sind für die jeweilige Förderaufgäbe entsprechend dimensioniert und ausgelegt. Beispielsweise sind die Förderleistung und der erreichbare Druck von der Größe und Konfiguration von Stator und Rotor bestimmt. Die Antriebsvorrichtung kann somit zum Bei- spiel bei zwei ganz unterschiedlich eingesetzten Exzenterschneckenpumpen gleich ausgelegt und aufgebaut sein. Insbesondere können die Exzenterschneckenpumpen bei gleicher Umdrehungszahl der Rotoren unterschiedliche Förderleistungen und Drücke erreichen. Ändern sich die Anforderungen an die Exzenterschneckenpumpe, weil sich beispielsweise die zu erreichende Förderleistung erhöht hat und ist die Pumpe dafür nicht mehr geeignet, so kann die Exzenterschneckenpumpe nur noch ausgetauscht werden, da ein Umbau in der Regel zu aufwendig ist.

Beispielsweise ist aus der US 2,483,370 eine Exzenterschneckenpumpe mit mehreren Zylindern bekannt, welche in einem Gehäuse fest integriert sind und in dem auch ein Rotorgetriebe angeordnet ist. Als vorteilhaft wird angesehen, dass die Pumpe aufgrund ihrer Bauweise nur eine einzige Dichtung benötigt. Die Pumpe verfügt über nur einen Ausgang (exhaust port 29) , weshalb der Druck für alle Fördermodule nicht variierbar ist. Die Fördermodule unterliegen einer Exzentrizität die durch das interne Getriebe kompensiert werden muss, was zur Folge hat, dass die Fördermenge beschränkt und die Pumpe einem hohen Verschleiß ausgesetzt ist. Die Pumpe hat nur einen Eingang (inlet port 28) für nur ein Fördermedium und die Module lassen sich aufgrund der kompakten Bauweise und der speziellen Antriebskonfiguration nur mit einem relativ hohen Aufwand paarweise austauschen.

Bekannt ist zudem eine Exzenterschneckenpumpe mit mindestens zwei in Reihe geschalteten Pumpenstufen (US 5,820,354). Der Volumenstrom von der zweiten Pumpe ist kleiner als der Volumenstrom von der ersten Pumpe. Diese Ausführung ermöglicht die Kompensation des Fördermediums durch deren Kühlung mit Hilfe eines Kühlaggregates (cooling System 55) das zwischen den Pumpenstufen angeordnet ist. Durch die Kühlwirkung auf das Fördermedium verringert sich dessen Volumen und eine kleinere Pumpenstufe kann nachgeschaltet werden. Die Förderrichtung und damit der Ein- und Auslass für das Fördermedium der Pumpvorrichtung sind nicht veränderbar.

Eine Exzenterschneckenpumpe mit zwei Pumpabschnitten (Pa,Pb), bei der mindestens ein innerer Pumpenrotor durch mindestens einen äußere Pumpenrotor umschlossen ist, wobei die Pumpabschnitte (Pa, Pb) mit unterschiedlichen Drehzahlen der Rotoren angetrieben werden, ist in der WO 2009/038473 AI offenbart. Die Pumpe weist einen Einlass (inlet flange 21) und einen Auslass (outlet flange 28) zur Förderung eines Fluids auf.

Es wäre jedoch wünschenswert, eine Pumpe bereitzustellen, welche sich einfach und mit geringem Aufwand an die jeweilige Förderaufgäbe anpassen lässt. Mit der Pumpe sollte zudem eine gleichzeitige Förderung verschiedener Produkte möglich sein, ohne dass zu diesem Zweck mehrere separate Pumpen oder

Pumpvorrichtungen benötigt werden. Auch sollte sich die Beanspruchung der förderrelevanten Bauteile der Pumpe gegenüber einer herkömmlichen Exzenterschneckenpumpe, nicht wesentlich erhöhen .

Die bekannten Exzenterschneckenpumpen oder -Systeme sind dazu aber nur unzureichend geeignet .

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Exzenterschneckenpumpe anzugeben, mit der bei Bedarf eine Erhöhung der Förderleistung, des Druckes und/oder die gleichzeitige Förderung von mehr als einem Fördermedium möglich ist, wobei die Exzenterschneckenpumpe einen vergleichsweise geringen Energieverbrauch beim Betrieb der Exzenterschneckenpumpe aufweist und deren Herstellungs- und Wartungsaufwand gering gehalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem eine Exzenterschneckenpumpe vorgeschlagen wird, welche mit einem modula- ren Fördersystem ausgestattet ist, enthaltend mindestens zwei jeweils eine Rotor und einen Stator umfassende Fördermodule, wobei die Fördermodule miteinander gekoppelt sind und dem Fördersystem lediglich nur eine Antriebsvorrichtung zugeordnet ist und wobei das Fördersystem für ein Fördermedium mehr als einen Ein- und/oder Ausgang oder mindestens ein modulares Durchströmungsgehäuse aufweist.

Als Fördermodul wird dabei die Rotor-Stator-Anordnung gesehen, mit deren Hilfe das Fördermedium transportiert wird. Durch die erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe und den Einsatz von mehr als einem Fördermodul, können verschiedene Produkte aber auch gleiche Produkte aus verschiedenen Quellen gleichzeitig gefördert werden können. Zudem kann der erreichbare Druck der Pumpe, durch eine Reihenschaltung mehrerer Fördermodule erhöht werden. Die Fördermodule sind zu diesem Zweck miteinander gekoppelt, derart, dass zu deren Antrieb lediglich eine Antriebsvorrichtung erforderlich ist.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass durch ein modular aufgebautes Fördersystem eine Anpassung an die jeweilige Förderaufgäbe besonders einfach realisierbar ist. Dabei sollten die Ein- und Ausgänge für das Fördermedium und die Anzahl der Fördermodule im Wesentlichen beliebig erweiterbar und kombinierbar sein. Durch ein so zur Verfügung gestelltes Baukastensystem kann eine effektive Abstimmung der Pumpe an die Anforderungen des Anwenders erfolgen.

Dies wird dadurch erreicht, dass mindestens zwei Fördermodule miteinander gekoppelt sind. Die Fördermodule umfassen jeweils einen Stator und eine Rotor, wobei der Rotor von lediglich einer Antriebsvorrichtung angetrieben wird. Dazu werden die Rotoren miteinander verbunden, um die im Betrieb der Exzenterschneckenpumpe auftretenden Kräfte, insbesondere die von der Antriebsvorrichtung erzeugten Drehmomentkräfte zu übertragen. Vorzugsweise werden dabei die Fördermodule derart miteinander gekoppelt, dass zwischen den durch die jeweiligen Rotoren der Fördermodule und einer drehwinkelabhängiger Druckpulsation hervorgerufenen Schwingungen, ein Phasenunterschied von 180° erzielt wird. Da die Frequenz der Schwingungen gleich ist, aufgrund dessen, dass nur ein Antriebssystem verwendet wird, werden so die Schwingungen auf ein Minimum reduziert.

Bevorzugt sind die Fördermodule über Saug- Druck- oder Durchströmungsgehäuse miteinander gekoppelt. Das hat den Vorteil, dass je nach Förderaufgäbe die Exzenterschneckenpumpe individuell montiert werden kann. Die Saug- und Druckgehäuse sind dabei mit einem Anschlussstutzen zum Verbinden mit den Förderleitungen versehen. So kann an das Sauggehäuse eine Saugleitung und an das Druckgehäuse eine Druckleitung angeschlossen werden.

Durch geeignete Kombination und Auswahl der Gehäuse ist eine Anpassung beziehungsweise Änderung der Exzenterschneckenpumpe in Abhängigkeit von der jeweiligen Förderaufgäbe mit einem relativ geringen Aufwand möglich. Die Fördermodule können wahlweise mit einem Druck-, Saug- oder Durchströmungsgehäuse miteinander gekoppelt, beziehungsweise abschließend mit einem Druck- oder Sauggehäuse versehen werden. Zudem können die Fördermodule verschieden ausgeführt sein, so dass bei gleicher Umdrehungsfrequenz der Rotoren, die Förderleistungen der Fördermodule unterschiedlich sind. Werden verschiedene Produkte gefördert, kann so ein bestimmtes Mischungsverhältnis eingestellt werden.

Die den Fördermodulen zugeordneten Rotoren sind vorzugsweise über eine starre Verbindung innerhalb der Gehäuse miteinander gekoppelt, so dass eine Übertragung der von der Antriebsvorrichtung auf den Rotor wirkenden Kräfte spiel- und verlustfrei möglich ist. Die Rotoren können mittels jeder aus dem Stand der Technik bekannten starren oder starr gebildete Verbindung gekoppelt werden, welche je nach Anwendung geeignet ist, Drehmomente oder Drehmomente und Axialkräfte zu übertragen. Beispielhaft sei hier auf stoffschlüssige Verbindungen wie

Schweiß-, Kleb- oder Lötverbindungen oder auf kraft- und/oder Formschlüssige Verbindungen wie eine Schraub-, Klemm- oder Stiftverbindungen hingewiesen. Selbstverständlich können die Rotoren aber auch durch Gelenke miteinander verbunden sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Rotoren lösbar miteinander verbunden. Die Montage und Demontage der Fördermodule wird dadurch vereinfacht und verbessert . So ist es möglich, die erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe entsprechend einer geänderten Förderaufgäbe umzurüsten.

In einer weiteren Ausführungsform wird vorgeschlagen, den Rotor für mindestens zwei Fördermodule einstückig auszubilden. Da es keine Verbindungsstellen gibt, ist diese Bauform besonders gut zur Förderung von beispielsweise abrasiven und aggressiven Medien geeignet. Bei der Montage werden die Gehäuse und Statoren über den einstückigen Rotor geschoben. Als Fördermodul wird bei dieser speziellen Ausführungsform der Stator angesehen, auch wenn das Fördermodul erst nach der Montage, zusammen mit dem jeweiligen Rotorabschnitt, seine Funktion erfüllt.

Die Exzenterschneckenpumpe ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die in Richtung der Antriebsvorrichtung wirkende axiale Kraft F gegen Null geht oder zumindest verringert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass jeweils zwei Fördermodule, bei gleicher Drehzahl und gleichem Drehsinn der Rotoren, in entgegengesetzte Richtungen fördern. Dazu weisen die Fördermodule entgegengesetzte Steigungen auf. Bei einer Exzenterschneckenpumpe mit beispielsweise zwei Fördermodulen, weist das eine Fördermodul eine Links- und das andere Fördermodul eine Rechtssteigung auf. Die während des Betriebes der Exzenterschneckenpumpe jeweils pro Fördermodul auftretenden Axialkräfte wirken in entgegengesetzte Richtungen und heben sich nahezu vollständig auf, wenn gleichartige Fördermodulen eingesetzt werden. Unter gleichartig ist, von der unterschiedlichen Steigung abgesehen, eine bestimmte Ausführungsform und Dimensionierung der Förderelemente zu verstehen. Die antriebsseitig resultierende axiale Kraft geht dann gegen Null, weshalb beispielsweise kostenintensive Lagerelemente der Antriebsvorrichtung, welche im Wesentlichen aus einer Antriebskomponente und einem Pumpengehäuse mit Anschlussstutzen besteht, durch kostengünstigere Lagerelemente ersetzt werden können. Im Ergebnis wird die Gesamtbelastung der Antriebsvorrichtung deutlich reduziert .

Besonders bevorzugt sind bei der vorgeschlagenen Exzenterschneckenpumpe die Fördermodule in Reihe angeordnet . Die Drehmomentübertragung von der Antriebsvorrichtung auf die Rotoren bzw. auf den Rotor kann dadurch besonders einfach gehalten werden. Beispielsweise ist es dadurch auch möglich, wie bereits vorgeschlagen, den Rotor einstückig auszubilden. Für alle Förderelemente der Exzenterschneckenpumpe ist bei dieser Ausführungsform somit nur ein Rotor erforderlich.

In einer weiteren bevorzugten Konfiguration sind zwei benachbarte Fördermodule über ein Durchströmungsgehäuse miteinander gekoppelt und für gleiche Förderrichtungen ausgestaltet . Die Steigungen sind dazu bei beiden Fördermodulen identisch, vorzugsweise weisen die Fördermodule eine Linkssteigung auf. Das Produkt wird also über den Einlassstutzen des Pumpgehäuses in ein erstes Fördermodul, durch ein Durchströmungsgehäuse und ein zweites Fördermodul in eine Richtung gefördert. Da jedes Fördermodul eine Druckstufe darstellt, kann durch mehrere in Reihe geschaltete Fördermodule der resultierende Druck erhöht werden . Weiterhin kann es vorteilhaft sein, zwei benachbarte Fördermodule über ein Saug- oder Druckgehäuse miteinander zu koppeln, wobei die Fördermodule für einander entgegengesetzte Förderrichtungen ausgestaltet sind. Die Steigungen sind dazu bei beiden Fördermodulen unterschiedlich. So kann die Exzenterschneckenpumpe ein erstes Fördermodul mit einer Linkssteigung und ein zweites Fördermodul mit einer Rechtssteigung umfassen, die beide über ein Druckgehäuse miteinander gekoppelt sind, so dass das Fördermedium durch die Fördermodule hin zum Druckgehäuse gefördert wird. In einer zweiten Ausführungsform kann die Exzenterschneckenpumpe ein erstes Fördermodul mit einer Rechtssteigung und ein zweites Fördermodul mit einer Linkssteigung umfassen, wobei beide über ein Sauggehäuse verbunden sind, so dass das Fördermedium durch die Fördermodule angesaugt und in entgegengesetzte Richtungen gefördert wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Exzenterschneckenpumpe nur zwei Fördermodule . Auch wenn nur zwei Fördermodule eingesetzt werden, kann die Exzenterschneckenpumpe entsprechend der jeweiligen Anforderung an die Förderaufgäbe konfiguriert werden und weist dennoch eine kompakte Bauform auf .

Die Exzenterschneckenpumpe kann beispielsweise so konfiguriert werden, dass sie im Vergleich zu einer herkömmlichen Exzenterschneckenpumpe, bei gleicher Drehzahl und Drehrichtung, die doppelte Förderleistung bei unveränderter einfacher Druckleistung erreicht. Dazu weist ein mit der Antriebsvorrichtung gekoppeltes erstes Fördermodul eine Linkssteigung und ein zweites in Reihe geschaltete Fördermodul eine Rechtssteigung auf. Beide Fördermodule sind über ein Druckgehäuse miteinander gekoppelt. Das zweite Fördermodul weist an seiner dem Druckgehäuse gegenüberliegenden Ende ein Sauggehäuse auf. Wie bei einer herkömmlichen Exzenterschneckenpumpe wird das Fördermedium über einen Saugstutzen am Pumpengehäuse angesaugt, hier aber zusätzlich noch über einen Saugstutzen am Sauggehäuse. Das Fördermedium wird also im Betriebszustand der Pumpe von zwei Seiten kommend hin zum Druckgehäuse gefördert und tritt über einen Druckstutzen am Druckgehäuse aus. Auf diese Weise können auch verschiedene Fördermedien zugeführt werden. Das Fördermedium oder die Fördermedien werden dabei zusammengeführt, wobei ein Mischungsverhältnis durch geeignete Wahl der Fördermodule eingestellt werden kann.

Möglich ist aber auch eine Konfiguration der Exzenterschneckenpumpe, welche bei einfacher Förderleistung, wie bei einer herkömmlichen Exzenterschneckenpumpe, den doppelten Druck erreicht. Die Exzenterschneckenpumpe ist dazu mit zwei Fördermodulen gleicher Steigung, vorzugsweise Linkssteigung ausgestattet. Beide Fördermodule sind über ein Durchströmungsgehäuse miteinander gekoppelt. Das zweite Fördermodul weist an seinem dem Durchströmungsgehäuse gegenüberliegenden Ende ein Druckgehäuse auf. Bei dieser Variante wird das Fördermedium über den Saugstutzen des Pumpengehäuses angesaugt und über das erste Fördermodul, das Durchströmungsgehäuse und das zweite Fördermodul hin zum Druckgehäuse gefördert, welches mit einem Druckstutzen versehen ist.

In einer weiteren Variante umfasst die Exzenterschneckenpumpe insgesamt vier Fördermodule. Dadurch wird ermöglicht, dass je nach Konfiguration, im Vergleich zu einer herkömmlichen Exzenterschneckenpumpe, entweder die vierfache Fördermenge bei unverändertem Druck oder die doppelte Fördermenge bei doppeltem Druck erreicht werden kann.

Um die vierfache Fördermenge zu erreichen, sind jeweils zwei Fördermodule mit unterschiedlicher Steigung über ein Druckgehäuse miteinander gekoppelt, die beiden so gebildeten Fördermodule-Paare wiederum sind über ein Sauggehäuse miteinander gekoppelt. An dem der Antriebsvorrichtung gegenüberliegenden Ende der Exzenterschneckenpumpe ist ein weiteres Sauggehäuse angeordnet . Das Fördermedium kann somit über insgesamt drei Saugstutzen und zwei Druckstutzen gefördert werden. Die Fördermodule weisen vom ersten bis vierten Fördermodul vorzugsweise die Steigungen Links-Rechts-Links-Rechts auf.

Neben der bevorzugten Ausführungsform der mit insgesamt vier Fördermodulen ausgestatteten Exzenterschneckenpumpe, bei der das Pumpsystem zwei Saug- und zwei Druckgehäuse umfasst, sind in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung die Fördermodule über ein Saug-, zwei Durchströmungs- und ein Druckgehäuse miteinander gekoppelt. Jeweils zwei Fördermodule mit gleicher Steigung sind über ein Durchströmungsgehäuse, die beiden so gebildeten Fördermodul-Paare wiederum über ein Druckgehäuse miteinander gekoppelt. An dem der Antriebsvorrichtung gegenüberliegenden Ende der Exzenterschneckenpumpe ist ein Sauggehäuse angeordnet. Die Fördermodule weisen vorzugsweise die Steigungen Links-Links-Rechts-Rechts auf.

Vorzugsweise weist die Exzenterschneckenpumpe im Kopplungsbereich der Fördermodule mit dem Rotor gekoppelte Mittel zum Mischen auf. Dadurch wird ermöglicht, dass das Fördermedium oder die Fördermedien während des Transports vermengt werden. Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn zwei unterschiedliche Produkte, beispielsweise wenn über ein erstes Sauggehäuse das eine Produkt und über ein zweites Sauggehäuse das anderes Produkt, in die Exzenterschneckenpumpe eingeleitet werden. Für ein besonders effektives Mischen der Produkte ist das Mittel zum Mischen innerhalb des Druckgehäuses angeordnet und mit dem Rotor direkt gekoppelt. Ein separater Antrieb ist deshalb nicht erforderlich.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind die Gehäuse im Wesentlichen identischen ausgebildet. Insbesondere sind Saug- und Druckgehäuse identisch und werden erst durch die Art ihrer Verwendung definiert. Im Unterschied dazu ist das Durchströmungsgehäuse vorzugsweise aus einem Saug- oder Druckgehäuse gebildet, indem der Saug- oder Druckstutzen mit einem Verschlussmittel versehen ist. Beispielsweise kann das Verschlussmittel als Blindflansch ausgebildet sein, welcher über eine Flanschverbindung am Gehäusestutzen befestigt ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine Förderung von unterschiedlichen Fördermedien, in einem bestimmten vordefinierten Mischungsverhältnis, mit nur einem Pumpsystem realisiert werden kann. Das Pumpsystem kann dabei durch die Anzahl und Auswahl der Fördermodule und der Kopplungsmittel besonders einfach der Förderaufgäbe ange- passt werden. Aufgrund dessen, dass die Fördermenge und Fördergeschwindigkeit bei einer Exzenterschneckenpumpe von verschiedenen Faktoren wie Geometrie und Steigung von Rotor und Stator bestimmt und beeinflusst wird, kann so die Fördermenge mit Hilfe des modularen Pumpenaufbaus besonders einfach eingestellt werden. Durch den Einsatz von Fördermodulen mit unterschiedlichen Förderleistungen kann das Mischungsverhältnis der Fördermedien beeinflusst werden. Zudem ist eine Kosteneinsparung möglich. Es können Energie- und Materialkosten eingespart werden, da der erfindungsgemäße modulare Aufbau der Exzenterschneckenpumpe ohne Kuppelstangen und Gelenke auskommt und somit die Anzahl der bewegten Teile im Fördermedium vergleichsweise gering gehalten wird. Auch die sich auf den Wirkungsgrad der Pumpe und deren Lebensdauer negativ auswirkenden Reibungskräfte werden dadurch reduziert. Die Fördermodule können so angeordnet werden, dass sich die Axialkräfte fast vollständig aufheben. Durch Umkehr der Drehrichtung des Rotors beziehungsweise der Rotoren, kann die Förderrichtung verändert werden.

Ein weiterer Vorteil ist, dass nur ein Dichtsystem an der Saugseite des Antriebssystems erforderlich und zu warten ist. Beispielsweise kann durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe als sogenannte Tauchpumpe, bei gleichem Rohrdurchmesser bzw. Bohr- oder Spundloch, die Fördermenge verdoppelt werden.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in exemplarischer Weise mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, so zeigen schematisch:

Figur 1 eine Exzenterschneckenpumpe mit zwei Fördermodulen, welche über ein Durchströmungsgehäuse miteinander gekoppelt sind und an deren Ende ein Druckgehäuse angeordnet ist, eine Exzenterschneckenpumpe mit zwei m entgegengesetzten Richtungen fördernden Fördermodule, welche mittels eines Druckgehäuses miteinander gekoppelt sind und an deren Ende ein Sauggehäuse angeordnet ist , eine Exzenterschneckenpumpe mit zwei in entgegengesetzten Richtungen fördernden Fördermodule, welche mittels eines Druckgehäuses miteinander gekoppelt sind und an deren Ende ein Sauggehäuse angeordnet ist, mit einer eine Ausgleichskupplung umfassende An triebsvorrichtung, eine Exzenterschneckenpumpe mit insgesamt vier Fördermodulen, welche über ein Saug- und zwei Druckgehäuse miteinander gekoppelt sind und an deren Ende ein Sauggehäuse angeordnet ist, Figur 5 eine Exzenterschneckenpumpe mit insgesamt vier Fördermodulen, welche über ein Druck- und zwei Durchströmungsgehäuse miteinander gekoppelt sind und an deren Ende ein Sauggehäuse angeordnet ist,

Figur 6 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Fördersystem, bei der insgesamt vier Exzenterschneckenpumpen parallel geschaltet sind.

Die Vorrichtung gemäß Figur 1 zeigt eine Exzenterschneckenpumpe 2 mit einem ersten und einem zweiten Fördermodul 4,6, umfassend jeweils einen Stator 8 und einen Rotor 10, welche über ein Durchströmungsgehäuse 12 miteinander gekoppelt sind. An dem einer Antriebsvorrichtung 14 gegenüber liegenden Ende der Exzenterschneckenpumpe 2, ist am zweiten Fördermodul 6 ein Druckgehäuse 16 mit einem Druckstutzen 18 angeordnet. Beide Fördermodule 4,6 sind baugleich ausgeführt und weisen eine Linkssteigung L auf. Das Durchströmungsgehäuse 12 ist ein

Druckgehäuse oder ein Sauggehäuse, welches mit einem Verschlussmittel 20 versehen ist. Das Verschlussmittel 20 sollte nahe dem Druckgehäuse angeordnet sein, um Totraum zu vermeiden, der sich nachteilig auf den Strömungsverlauf auswirken und indem sich Fördermedium absetzen kann.

Die Exzenterschneckenpumpe 2 ist mit hier nicht dargestellten Standfüßen ausgestattet . Der für die Förderung nicht verwendete Stutzen des Durchströmungsgehäuses 12 kann dabei vorteilhafter Weise als ein Standfuß oder als Basis für die Montage eines Standfußes genutzt werden.

Das sich im Wesentlichen aus den Fördermodulen 4,6 und den Gehäusen 12,16 zusammensetzende Fördersystem ist mit der Antriebsvorrichtung 14 gekoppelt, welche ein Pumpengehäuse 22 mit einem Saugstutzen 24 und eine Antriebskomponente 26 um- fasst. Die Kraftübertragung auf den Rotor 10 des ersten Fördermoduls 4 erfolgt mit Hilfe von über Gelenke 28 gekoppelten Antriebswellen 30. Weiterhin ist die Antriebsvorrichtung 14 mit einer Dichtung 32 versehen, um zu verhindern, dass Fördermedium nach außen gelangt.

Die Rotoren 10 der Fördermodule 4,6 sind über eine starre Kupplung 34 miteinander verbunden. Während des Betriebs der Exzenterschneckenpumpe 2 gelangt das Fördermedium aus einer hier nicht dargestellten Saugleitung über den Saugstutzen 24 in das Pumpengehäuse 22 und wird mittels der Fördermodule 4,6 durch das Durchströmungsgehäuse 12 hindurch bis zum Druckgehäuse 16 gefördert, wo es dann über den Druckstutzen 18 in eine hier nicht dargestellte Druckleitung transportiert wird. Die dabei auftretenden Axialkräfte wirken entgegen der Förderrichtung und werden durch ein dafür vorgesehene Lager aufgenommen. Da die Fördermodule 4,6 bei dieser Ausführungsform in Reihe geschaltet sind, wird ein im Vergleich zu einer herkömmlichen Exzenterschneckenpumpe, welche mit nur einer Rotor-Stator-Anordnung ausgestatteten ist, doppelter Druck erreicht.

Eine Exzenterschneckenpumpe 2 mit zwei über einen Druckgehäuse 16 gekoppelten Fördermodulen 4,6 ist in Figur 2 dargestellt. Das erste Fördermodul 4 weist eine Linkssteigung L und das zweite Fördermodul 6 eine Rechtssteigung R auf. Die Rotoren 10 sind über eine starre Kupplung 34 miteinander verbunden. An dem der Antriebsvorrichtung 14 gegenüber liegenden Ende der Exzenterschneckenpumpe 2, ist ein mit einem Saugstutzen 24 versehenes Sauggehäuse 36 angeordnet. Wie bei der in Figur 1 dargestellten Exzenterschneckenpumpe 2 weist das Pumpengehäuse 22 einen weiteren Saugstutzen 24 auf.

Aufgrund der unterschiedlichen Links-Rechts Steigungen L,R der Fördermodule 4,6, wirkt das am Ende der Exzenterschneckenpumpe 2 angeordnete Gehäuse als Sauggehäuse 36. Das Fördermedium wird somit über die beiden Saugstutzen 24 in das Druckgehäuse 16 transportiert und durch den Druckstutzen 18 gefördert.

Trotz gleichem Drehsinn der Rotoren 10, die durch eine gemeinsame Antriebsvorrichtung 14 angetrieben werden, werden die Fördermedien in entgegengesetzte Richtungen transportiert. Das hat zur Folge, dass sich die im Betrieb der Exzenterschneckenpumpe 2 auftretenden und auf die Rotoren 10 wirkenden Axial- kräfte entgegenwirken, wodurch die auf die Lager der Antriebs - Vorrichtung 14 wirkende resultierende Kraft gegen Null geht o- der zumindest reduziert wird. Die Kupplung 34 für die Rotoren 10 sollte dabei so ausgelegt sein, dass diese die auftretenden Zugkräfte aufnehmen kann. Vorteilhafter Weise werden damit die Antriebswellen 30, Gelenke 28 und Lager 32 weniger beansprucht, was einen geringeren Verschleiß zur Folge hat. Auch können die Bauteile der Exzenterschneckenpumpe 2 entsprechend kostengünstiger dimensioniert werden. Im Druckgehäuse 16 ist im Bereich der Kupplung 34 ein Mittel zum Mischen angeordnet, welches mit den Rotoren gekoppelt ist und als Rührelement 37 ausgebildet ist. Da die Fördermodule 4,6 bei dieser Ausführungsform parallel geschaltet sind, wird eine im Vergleich zu einer herkömmlichen Exzenterschneckenpumpe doppelte Förderleistung erreicht.

Als alternative hier nicht dargestellte Ausführungsform am Beispiel der Figur 2, kann der Rotor 10 auch einstückig ausgebildet sein. Somit kann auf eine Kupplung 34 verzichtet werden. Der Rotor 10 weist dazu zwei Abschnitte für die Fördermodule 4,6 auf. Einen ersten Abschnitt mit einer Linkssteigung L und einen zweiten Abschnitt mit einer Rechtssteigung R.

Fig. 3 zeigt eine wie in Fig. 2 dargestellte Exzenterschneckenpumpe 2 aber mit einer anderen Antriebsvorrichtung 14. Die Antriebsvorrichtung weist zur Übertragung des Drehmoments auf die Rotoren eine Ausgleichskupplung 33 auf. Durch die kompakte Bauform der Antriebsvorrichtung 14 kann die verlängerte Bauform der Exzenterschneckenpumpe 2, durch die in Reihe geschalteten Fördermodule 4,6, fast vollständig kompensiert werden.

In Figur 4 ist eine Exzenterschneckenpumpe 2 mit insgesamt vier Fördermodulen 4,6,38,40 dargestellt, wobei zwei analog der Ausführungsform in Figur 2 mittels Druckgehäuse 16 miteinander gekoppelte Fördermodule, über ein Sauggehäuse 36 miteinander gekoppelt sind, derart, dass die Fördermodule 4,6,38,40 des Fördersystems von der Antriebsvorrichtung 14 ausgehend die Steigungen Links-Rechts-Links-Rechts aufweisen. An dem der Antriebsvorrichtung 14 gegenüber liegendem Ende der Exzenterschneckenpumpe 2, ist ein Sauggehäuse 36 mit einem Saugstutzen 24 angeordnet. Die Rotoren 10 sind durch starre Kupplungen 34 miteinander verbunden. Das Fördermedium wird über insgesamt drei Saugstutzen 24 und zwei Druckstutzen 18 gefördert. Da die vier Fördermodule 4,6,38,40 bei dieser Ausführungsform parallel geschaltet sind, wird eine im Vergleich zu einer herkömmlichen Exzenterschneckenpumpe vierfache Förderleistung erreicht . Aufgrund der gleichen Anzahl von Fördermodulen

4,6,38,40 mit einer Links- und einer Rechtssteigung, geht die auf die Lager der Antriebsvorrichtung 14 wirkende resultierende Kraft gegen Null oder wird zumindest reduziert.

Eine weitere alternative Ausführungsform mit insgesamt vier Fördermodulen 4,6,38,40 ist in Figur 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind jeweils zwei über ein Durchströmungsgehäuse 12 miteinander gekoppelte und in Reihe geschaltete Fördermodul-Paare, ein erstes Fördermodul-Paar 4,6 und ein zweites Fördermodul-Paar 38,40, mittels eines Druckgehäuses 16 miteinander gekoppelt. Die in Reihe geschalteten Fördermodul- Paare 4,6 und 38,40 weisen unterschiedliche Steigungen auf, so dass das Fördersystem insgesamt Fördermodule 4,6,38,40 mit den Steigungen Links-Links-Rechts-Rechts umfasst. Während des Betriebs der Exzenterschneckenpumpe 2 wird das Fördermedium mittels der Saugstutzen 24 am Sauggehäuse 36 und am Pumpengehäuse 22 angesaugt und über lediglich einen Druckstutzen 18 abtransportiert. Da bei dieser Ausführungsform jeweils zwei Fördermodule in Reihe geschaltet sind und die somit gebildeten beiden Fördermodul-Paare eine Parallelschaltung darstellen, wird eine im Vergleich zu einer herkömmlichen Exzenterschneckenpumpe doppelte Förderleistung und ein doppelter Druck erreicht. Aufgrund der gleichen Anzahl von Fördermodulen 4,6,38,40 mit einer Links- und einer Rechtssteigung, geht die auf die Lager der Antriebsvorrichtung 14 wirkende resultierende Kraft gegen Null oder wird zumindest reduziert.

In Figur 6 ist zum Vergleich eine aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung mit mehreren baugleichen herkömmlichen Exzenterschneckenpumpen 42 dargestellt. Wie durch die gestrichelt dargestellten Strömungsverläufe des Fördermediums ersichtlich, sind die insgesamt vier Exzenterschneckenpumpen 42 parallel geschaltet, um die vierfache Förderleistung gegenüber einer einfachen Exzenterschneckenpumpe zu erreichen. Im Vergleich zur erfindungsgemäßen modular aufgebauten Exzenterschneckenpumpe 2, hat die aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung unter anderem einen nachteilig hohen Energiebedarf zum Betreiben der Pumpe, hohe Herstellungs- und Wartungskosten sowie einen hohen Platzbedarf zur Folge.

Jede der vier Exzenterschneckenpumpen 42 umfasst jeweils eine Antriebsvorrichtung 14 eine Rotor-Stator-Anordnung 44 und ein an dem der Antriebsvorrichtung 14 gegenüberliegenden Ende angeordneten Druckgehäuse 16, welches mit einem Druckstutzen 18 versehen ist. Das Fördermedium wird über die Saugstutzen 24 am Pumpengehäuse 22 angesaugt und in Richtung der Druckgehäuse 16 gefördert, von wo aus es über die Druckstutzen 18 in hier nicht dargestellte Druckleitungen transportiert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist spezifisch auf eine Exzenterschneckenpumpe 2 ausgerichtet, welche flexibel einsetzbar ist und mit der Kosten und Aufwand gespart werden können. Durch den besonders einfachen modularen Aufbau, kann die Exzenterschneckenpumpe 2, durch die Anzahl und die Auswahl geeigneter Fördermodule 4,6,38,40 und Gehäuse 16,36, der jeweiligen Förderaufgäbe angepasst werden. Dazu erforderlich ist lediglich nur eine Antriebsvorrichtung 14, was vor allem den Energie- und Wartungsbedarf vergleichsweise gering hält. Durch die wechselseitige Anordnung von Fördermodulen mit unterschiedlichen Steigungen L,R können zudem die auf die Lager der Exzenterschneckenpumpe wirkenden Axialkräfte reduziert werden.

Bezugszeichenliste

02 Exzenterschneckenpumpe

04 Erstes Fördermodul

06 Zweites Fördermodul

08 Stator

10 Rotor

12 Durchströmungsgehäuse

14 Antriebsvorrichtung

16 Druckgehäuse

18 Druckstutzen

20 Verschlussmittel

22 Pumpengehäuse

24 Saugstutzen

26 Antriebskomponente

28 Gelenke

30 Antriebswellen

32 Dichtung

33 Ausgleichskupplung

34 Kupplung

36 Sauggehäuse

37 Rührelement

38 Drittes Fördermodul

40 Viertes Fördermodul

42 Exzenterschneckenpumpe (Stand der Technik)

44 Rotor-Stator-Anordnung (Stand der Technik)

Claims

Patentansprüche

1. Exzenterschneckenpumpe (2) mit einem modularen Fördersystem, enthaltend mindestens zwei jeweils einen Rotor (10) und einen Stator (8) umfassende Fördermodule (4,6,38,40), wobei die Fördermodule (4,6,38,40) miteinander gekoppelt sind und dem Fördersystem lediglich eine Antriebsvorrichtung (14) zugeordnet ist und wobei das Fördersystem für ein Fördermedium mehr als einen Ein- und/oder Ausgang (18,24) und mindestens ein modulares Durchströmungsgehäuse (12) aufweist.

2. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 1, bei der die Fördermodule (4,6,38,40) jeweils über ein Sauggehäuse (36), Druckgehäuse (16) oder Durchströmungsgehäuse (12) miteinander gekoppelt sind.

3. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Rotoren (10) der Fördermodule (4,6,38,40) im Sauggehäuse (36) oder Druckgehäuse (16) über eine starre Verbindung (34) miteinander gekoppelt sind.

4. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 3, bei der die Rotoren (10) lösbar miteinander verbunden sind.

5. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Rotor (10) für die Fördermodule (4,6,38,40) einstückig ausgebildet ist.

6. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 1 bis 5, bei der, durch die Auswahl und Konfiguration der Fördermodule (4,6,38,40), ein bestimmtes Mischungsverhältnis der Fördermedien einstellbar ist.

7. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 1 bis 6, bei der die in Richtung der Antriebsvorrichtung (14) wirkende axiale Kraft gegen Null geht.

8. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 1 bis 7, wobei die Fördermodule (4,6,38,40) in Reihe angeordnet sind.

9. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 1 bis 8, wobei zwei benachbarte Fördermodule (4,6,38,40) über ein Sauggehäuse (36) oder Druckgehäuse (16) miteinander gekoppelt und für einander entgegengesetzte Förderrichtungen ausgestaltet sind.

10. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 1 bis 8, wobei zwei benachbarte Fördermodule (4,6,38,40) über ein Durchströmungsgehäuse (12) miteinander gekoppelt und für gleiche Förderrichtungen ausgestaltet sind.

11. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 1 bis 10, bei der das Fördersystem zwei Fördermodule (4,6,38,40) umfasst.

12. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 11, bei der das Fördersystem ein Druckgehäuse (16) und ein Sauggehäuse (36) umfasst .

13. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 11, bei der das Fördersystem ein Druckgehäuse (16) und ein Durchströmungsgehäuse (12) umfasst.

14. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 1 bis 10, bei der das Fördersystem vier Fördermodule (4,6,38,40) umfasst.

15. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 14, bei der das Fördersystem zwei Sauggehäuse (36) und zwei Druckgehäuse (16) umfasst .

16. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 14, bei der das Fördersystem ein Sauggehäuse (36) , zwei Durchströmungsgehäuse (12) und ein Druckgehäuse (16) umfasst.

17. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 1 bis 16, bei der im Kopplungsbereich der Fördermodule (4,6,38,40) mit dem Rotor (10) gekoppelte Mittel zu Mischen (17) angeordnet sind.

18. Exzenterschneckenpumpe (2) nach Anspruch 17, bei der die Mittel zum Mischen im Druckgehäuse (16) angeordnet sind.

19. Gehäuse (12,16,36) für ein Fördersystem einer Exzenterschneckenpumpe (2) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18.