EP3239525B1 - Zweispindelige schraubenspindelpumpe in einflutiger bauweise - Google Patents

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EP3239525B1
EP3239525B1 EP17172594.8A EP17172594A EP3239525B1 EP 3239525 B1 EP3239525 B1 EP 3239525B1 EP 17172594 A EP17172594 A EP 17172594A EP 3239525 B1 EP3239525 B1 EP 3239525B1
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    • F04C2280/02—Preventing solid deposits in pumps, e.g. in vacuum pumps with chemical vapour deposition [CVD] processes

Definitions

  • the invention relates to a two-spindle screw pump in einflutiger construction with a pump housing having a pump section, a bearing portion and a gear portion having a gear housing, wherein the bearing portion and the pump portion are designed separately, with a conveyor housing part as part of the pump section in which two Shafts arranged conveying screws are provided, wherein the shafts are mounted in the bearing portion and extend into the transmission portion.
  • a pump structure is known from the DE 10 2012 001 700 A1 , These pumps are characterized in particular by a product-friendly operation and an associated low wear.
  • the disclosed screw pump is provided between the pump section and bearing section with mechanical seals. As a result, in particular a reversible promotion is possible.
  • the mechanical seal is located at the inlet or outlet of the pump.
  • the conveying screws are located in the pump housing within the pump section. They are enclosed by the conveyor housing section and together form delivery chambers.
  • the conveyor screws are mounted on the shafts that terminate in a gearbox section. On the shafts gear wheels are arranged in the transmission section, by means of which the shafts are rotationally coupled.
  • the conveyor screws are arranged so that they are engaged. They each have a corresponding pitch and a corresponding width of the screw threads. Between the screw threads are the delivery chambers. During the rotation of the shafts and thus of the conveying screws, the medium to be pumped is displaced in these delivery chambers from the inlet to the outlet.
  • US 3,057,665 A also shows a screw pump as described above with conveying screws, but in two-sided storage. Their conveying screws are divided into two sections, the pump screw section and the transport screw section. The transport screw sections are provided in a feed chamber over which a hopper is arranged. With the transport screw sections, the material discharged from the hopper is conveyed to the pump screw sections.
  • This type of screw pump is often used in a circuit where powder is metered into a carrier liquid. By circulating the liquid / powder mixture, a homogeneous fluid is generated after a certain time.
  • the object of the invention is to improve the aforementioned pump to the effect that such particle formation is avoided.
  • the pump housing has a mixer section which is connected to the pump section, that a mixer housing part is provided, in which the waves extend, that on the waves mixing elements are provided, and that the mixing elements are arranged so that In the medium to be pumped, a shearing motion can be generated without moving the medium in the conveying direction of the spindle pump through the mixing elements.
  • the mixing elements By providing the mixing elements directly inside the pump, it is possible to dispense upstream additional elements. Furthermore, in a simple way the Particle formation prevented. During the rotation of the mixing elements, the inflowing fluid is additionally sheared and swirled. The lumps are destroyed before entering the conveyor screw and facilitates the homogenization
  • the mixing element is an agitator. This represents a particularly simple embodiment of the mixing element according to the invention.
  • a further teaching of the invention provides that the mixing element has at least one mixing blade, preferably two, three, four or more mixing blades.
  • a further teaching of the invention provides that the mixing vanes of a mixing element are arranged on a radial plane with respect to the respective shaft.
  • a further teaching of the invention provides that the at least one mixing vanes axially offset from the at least one mixing vanes of the second shaft is arranged. As a result, the introduction of the shear forces in the liquid is achieved particularly easily.
  • Another teaching of the invention provides that the mixing elements are arranged so that a shear movement can be generated in the medium to be pumped.
  • Fig. 1 shows a sectional view of a spindle pump 10 according to the invention.
  • the spindle pump 10 has a housing 11 which has a pump section 12 with a conveyor housing part 13, a mixer section 14 with a mixer housing part 15, a bearing section 16 and a gear section 17.
  • the sections are spatially separated, with a hydraulic separation between the pump section 12 in connection with the mixer section 14 and the bearing section 16, or the gear section 17, is provided.
  • bearing section 16 and pump section 12 the separation is effected by a mechanical seal 42nd
  • the spindle pump 10 includes a driven shaft 22 and a driven shaft 23.
  • a feed screw 24 and on the driven shaft 23 are engaged.
  • the Feed screws 24, 25 are each located in a corresponding bore 26, 27 in the conveyor housing part thirteenth
  • a mixing element 18 On the driven shaft 22 is a mixing element 18 and on the driven shaft 23, a mixing element 19 is arranged.
  • the mixing elements 18, 19 each have two mixing blades 20.
  • the respective mixing element 18, 19 is locked on the shafts 22, 23 with a fastening element 21 opposite to the conveyor screw 24, 25.
  • the shafts 22, 23 are mounted with needle bearings 30 and roller bearings 31.
  • the gear portion 17 has a gear chamber 32 into which the shaft ends 33, 34 of the shafts 22, 23 extend.
  • On the driven shaft 22 is a gear.
  • the gear chamber 32 has an opening 38 which is closed by a cover 39. Through the opening 38 through the backlash of the conveyor screws 24, 25 can be adjusted.
  • the mixing element 18 of the driven shaft 22 has two mixing blades 20 arranged opposite one another. These are provided on a first radial plane 28.
  • the mixing element 19 of the driven shaft 23 has two mixing blades 20 arranged opposite one another. These are provided on a second radial plane 29.
  • the mixing vanes 20 have a length such that during the rotation of the outer ends 35 of the mixing vanes 20, the resulting peripheral circle 40 is designed so that in a plan view, as in Fig. 2 is shown, the circles intersect. As a result, a particularly good shearing effect is generated in the liquid.
  • the mixing vanes 20 are arranged offset on the base body 41 of the mixing elements 18, 19 axially forward or axially rearward seen from the center of the main body 41 from.
  • the base bodies are designed such that they can be placed on the shafts 22, 23 in both directions, so that only one mixing element 18, 19 has to be manufactured, which is then arranged on the shafts 22, 23 the mixing vanes 20 are located on the first and second radial planes 28, 29, respectively.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine zweispindelige Schraubenspindelpumpe in einflutiger Bauweise mit einem Pumpengehäuse, das einen Pumpenabschnitt, einen Lagerabschnitt und einen Getriebeabschnitt mit einem Getrieberaum aufweist, wobei der Lagerabschnitt und der Pumpenabschnitt getrennt voneinander ausgeführt sind, mit einem Fördergehäuseteil als Bestandteil des Pumpenabschnitts, in dem zwei auf Wellen angeordnete Förderschrauben vorgesehen sind, wobei die Wellen im Lagerabschnitt gelagert sind und sich in den Getriebeabschnitt erstrecken.
    Ein solcher Pumpenaufbau ist bekannt aus der DE 10 2012 001 700 A1 . Diese Pumpen zeichnen sich insbesondere durch einen produktschonenden Betrieb und eine damit einhergehende Verschleißarmut aus. Die offenbarte Schraubenspindelpumpe ist zwischen Pumpenabschnitt und Lagerabschnitt mit Gleitringdichtungen versehen. Dadurch wird insbesondere eine reversible Förderung möglich. Hierdurch liegt die Gleitringdichtung am Eintritt oder am Austritt der Pumpe. Die Förderschrauben befinden sich im Pumpengehäuse innerhalb des Pumpenabschnitts. Sie werden umschlossen vom Fördergehäuseteil und bilden zusammen Förderkammern. Die Förderschrauben sind auf den Wellen angebracht, die in einem Getriebeabschnitt enden. Auf den Wellen sind im Getriebeabschnitt Zahnräder angeordnet, mittels derer die Wellen drehgekoppelt sind.
  • Die Förderschrauben sind so angeordnet, dass sie sich im Eingriff befinden. Sie weisen jeweils eine korrespondierende Steigung und eine korrespondierende Breite der Schraubengänge auf. Zwischen den Schraubengängen befinden sich die Förderkammern. Während der Rotation der Wellen und damit der Förderschrauben wird das zu verpumpende Medium in diesen Förderkammern vom Eintritt zum Austritt verschoben.
  • US 3 057 665 A zeigt ebenfalls eine Schraubenspindelpumpe wie zuvor beschrieben mit Förderschrauben, allerdings in zweiseitiger Lagerung. Deren Förderschrauben sind unterteilt in zwei Abschnitte, dem Pumpschraubenabschnitt und dem Transportschraubenabschnitt. Die Transportschraubenabschnitte sind in einer Zuführkammer vorgesehen, über der ein Hopper angeordnet ist. Mit den Transportschraubenabschnitten wird das aus dem Hopper abgegebene Material zu den Pumpschraubenabschnitten gefördert.
  • Dieser Art von Schraubenspindelpumpe wird häufig in einem Kreislauf eingesetzt, wo Pulver in einer Trägerflüssigkeit ein dosiert wird. Durch das Zirkulieren des Flüssigkeit/Pulver-Gemisches wird nach einer bestimmten Zeit ein homogenes Fluid erzeugt.
  • Bei dieser Art von Pumpe besteht eine Schwierigkeit darin, dass es bei solch einem Einsatz während des Prozesses zu einer Partikelbildung kommen kann, wenn die Umsetzung des Pulvers in der Flüssigkeit nicht ausreichend erfolgt, was entweder die Prozessdauer verlängert oder schlimmstenfalls zum Blockieren der Pumpe durch die festen ungelösten Partikel führen kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannte Pumpe dahingehend zu verbessern, dass eine solche Partikelbildung vermieden wird.
  • Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass das Pumpengehäuse einen Mischerabschnitt aufweist, der mit dem Pumpenabschnitt verbunden ist, dass ein Mischergehäuseteil vorgesehen ist, in den sich die Wellen erstrecken, dass auf den Wellen Mischelemente vorgesehen sind, und dass die Mischelemente so angeordnet sind, dass im zu pumpenden Medium eine Scherbewegung erzeugbar ist, ohne dabei das Medium in Förderrichtung der Spindelpumpe durch die Mischelemente fortzubewegen..
  • Durch das Vorsehen der Mischelemente direkt innerhalb der Pumpe wird es möglich, vorgeschaltete Zusatzelemente zu verzichten. Weiterhin wird auf einfache Weise die Partikelbildung unterbunden. Während der Rotation der Mischelemente wird das einströmende Fluid zusätzlich geschert und verwirbelt. Dabei werden die Klumpen vor Eintreten in die Förderschraube zerstört und die Homogenisierung erleichtert
  • Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass es sich bei dem Mischelement um ein Rührwerk handelt. Dieses stellt eine besonders einfache Ausführung des erfindungsgemäßen Mischelements dar.
  • Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Mischelement wenigstens einen Mischflügel, bevorzugt zwei, drei, vier oder mehr Mischflügel aufweist. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Mischflügel eines Mischelements auf einer radialen Ebene in Bezug auf die jeweilige Welle angeordnet sind Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Mischflügel ersten Welle axial versetzt gegenüber dem wenigstens einen Mischflügel der zweiten Welle angeordnet ist. Hierdurch wird das Einleiten der Scherkräfte in die Flüssigkeit besonders einfach erreicht.
  • Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Mischelemente so angeordnet sind, dass im zu pumpenden Medium eine Scherbewegung erzeugbar ist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Pumpe, und
    Fig. 2
    eine räumliche Stirnansicht zu Fig. 1.
  • Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Spindelpumpe 10. Die Spindelpumpe 10 weist ein Gehäuse 11 auf, das einen Pumpenabschnitt 12 mit einem Fördergehäuseteil 13, einem Mischerabschnitt 14 mit einem Mischergehäuseteil 15, einem Lagerabschnitt 16 und einem Getriebeabschnitt 17 aufweist. Die Abschnitte sind räumlich voneinander getrennt, wobei auch eine hydraulische Trennung zwischen dem Pumpenabschnitt 12 in Verbindung mit dem Mischerabschnitt 14 und dem Lagerabschnitt 16, beziehungsweise dem Getriebeabschnitt 17, vorgesehen ist. Zwischen Lagerabschnitt 16 und Pumpenabschnitt 12 erfolgt die Trennung durch eine Gleitringdichtung 42.
  • Die Spindelpumpe 10 umfasst eine angetriebene Welle 22 und eine getriebene Welle 23. An der angetriebenen Welle 22 ist eine Förderschraube 24 und an der getriebenen Welle 23 ist eine Förderschraube 25 angeordnet, die sich im Eingriff befinden. Die Förderschrauben 24, 25 befinden sich jeweils in einer korrespondierenden Bohrung 26, 27 im Fördergehäuseteil 13.
  • An der angetriebenen Welle 22 ist ein Mischelement 18 und an der getriebenen Welle 23 ist eine Mischelement 19 angeordnet. Die Mischelemente 18, 19 weisen jeweils zwei Mischflügel 20 auf. Das jeweilige Mischelement 18, 19 wird mit einem Befestigungselement 21 gegenüber der Förderschraube 24, 25 auf den Wellen 22, 23 arretiert.
  • Im Lagerabschnitt 16 sind die Wellen 22, 23 mit Nadellagern 30 und Rollenlagern 31 gelagert. Der Getriebeabschnitt 17 weist einen Getrieberaum 32 auf, in den sich die Wellenenden 33, 34 der Wellen 22, 23 erstrecken .Auf der angetriebenen Welle 22 befindet sich ein Zahnrad. Auf der getriebenen Welle 23 ist ein Zahnrad angeordnet. Die Zähne der Zahnräder befinden sich kämmend im Eingriff.
  • Der Getrieberaum 32 weist eine Öffnung 38 auf, die mit einem Deckel 39 verschlossen ist. Durch die Öffnung 38 hindurch lässt sich das Flankenspiel der Förderschrauben 24, 25 einstellen.
  • Das Mischelement 18 der angetriebenen Welle 22 weist zwei gegenüber angeordnete Mischflügel 20 auf. Diese sind auf einer ersten radialen Ebene 28 vorgesehen. Das Mischelement 19 der getriebenen Welle 23 weist zwei gegenüber angeordnete Mischflügel 20 auf. Diese sind auf einer zweiten radialen Ebene 29 vorgesehen. Die Mischflügel 20 weisen dabei eine Länge auf, so dass bei der Rotation der äußeren Enden 35 der Mischflügel 20 der entstehende Umfangskreis 40 so ausgeführt ist, dass bei einer Draufsicht, wie in Fig. 2 dargestellt ist, sich die Kreise schneiden. Hierdurch wird eine besonders gute Scherwirkung in der Flüssigkeit erzeugt. Die Mischflügel 20 sind dabei auf dem Grundkörper 41 der Mischelemente 18, 19 axial nach vorne beziehungsweise axial nach hinten von der Mitte des Grundkörpers 41 aus gesehen versetzt angeordnet. Hierbei ist bevorzugt, dass die Grundkörper so ausgeführt sind, dass sie in beide Richtungen auf die Wellen 22, 23 aufgesetzt werden können, so dass nur ein Mischelement 18, 19 gefertigt werden muss, das dann so auf den Wellen 22, 23 angeordnet wird, dass sich die Mischflügel 20 auf der ersten beziehungsweise zweiten radialen Ebene 28, 29 befinden. Bezugszeichenliste:
    10 Spindelpumpe 41 Grundkörper
    11 Gehäuse 42 Gleitringdichtung
    12 Pumpenabschnitt
    13 Fördergehäuseteil
    14 Mischerabschnitt
    15 Mischergehäuseteil
    16 Lagerabschnitt
    17 Getriebeabschnitt
    18 Mischelement
    19 Mischelement
    20 Mischflügel
    21 Befestigungselement
    22 angetriebene Welle
    23 getriebene Welle
    24 Förderschraube
    25 Förderschraube
    26 Bohrung
    27 Bohrung
    28 erste Ebene
    29 zweite Ebene
    30 Nadellager
    31 Rollenlager
    32 Getrieberaum
    33 Wellenende
    34 Wellenende
    35 Äußeres Ende
    38 Öffnung
    39 Deckel
    40 Umfangskreis

Claims (6)

  1. Zweispindelige Schraubenspindelpumpe in einflutiger Bauweise mit einem Pumpengehäuse (11), das einen Pumpenabschnitt (12), einen Lagerabschnitt (16) und einen Getriebeabschnitt (17) mit einem Getrieberaum (32) aufweist, wobei der Lagerabschnitt (16) und der Pumpenabschnitt (12) getrennt voneinander ausgeführt sind, mit einem Fördergehäuseteil (13) als Bestandteil des Pumpenabschnitts (12), in dem zwei auf Wellen (22, 23) angeordnete Förderschrauben (24, 25) vorgesehen sind, wobei die Wellen (22, 23) im Lagerabschnitt (16) gelagert sind und sich in den Getriebeabschnitt (17) erstrecken, wobei das Pumpengehäuse (12) einen Mischerabschnitt (14) aufweist, der mit dem Pumpenabschnitt (12) verbunden ist, wobei ein Mischergehäuseteil (15) vorgesehen ist, in den sich die Wellen (22, 23) erstrecken, und wobei auf den Wellen (22, 23) Mischelemente (18, 19) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischelemente (18, 19) so angeordnet sind, dass im zu pumpenden Medium eine Scherbewegung erzeugbar ist, ohne dabei das Medium in Förderrichtung der Spindelpumpe durch die Mischelemente (18, 19) fortzubewegen.
  2. Spindelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mischelement (18, 19) um ein Rührwerk handelt.
  3. Spindelpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement (18, 19) wenigstens einen Mischflügel (20), bevorzugt zwei, drei, vier oder mehr Mischflügel (20) aufweist.
  4. Spindelpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischflügel (20) eines Mischelements (18, 19) auf einer radialen Ebene (28, 29) in Bezug auf die jeweilige Welle (22, 23) angeordnet sind.
  5. Spindelpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Mischflügel (20) der ersten Welle (22) axial versetzt gegenüber dem wenigstens einen Mischflügel (20) der zweiten Welle (23) angeordnet ist.
  6. Spindelpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (22, 23) einseitig im Lagerabschnitt (16) gelagert sind.
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