WO1995006819A1 - Vane-cell pump - Google Patents

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WO1995006819A1
WO1995006819A1 PCT/DE1994/001001 DE9401001W WO9506819A1 WO 1995006819 A1 WO1995006819 A1 WO 1995006819A1 DE 9401001 W DE9401001 W DE 9401001W WO 9506819 A1 WO9506819 A1 WO 9506819A1
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WO
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rotor
vane
outlet opening
vane pump
inlet
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Application number
PCT/DE1994/001001
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German (de)
French (fr)
Inventor
Joachim Stegner
Original Assignee
Imk Ingenieurkontor Für Maschinenkonstruktion Gmbh
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Publication date
Priority claimed from DE4405333A external-priority patent/DE4405333C1/en
Application filed by Imk Ingenieurkontor Für Maschinenkonstruktion Gmbh filed Critical Imk Ingenieurkontor Für Maschinenkonstruktion Gmbh
Publication of WO1995006819A1 publication Critical patent/WO1995006819A1/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C2/3441Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C13/00Adaptations of machines or pumps for special use, e.g. for extremely high pressures
    • F04C13/001Pumps for particular liquids
    • F04C13/002Pumps for particular liquids for homogeneous viscous liquids

Definitions

  • the invention relates to a vane pump, in particular for viscous media, for example concrete, consisting of a pump housing that receives a rotor with radially movable vanes.
  • a vane pump of the type mentioned is i.a. known from DE-GM 88 05 078.
  • the vanes lying opposite one another in one plane and sliding in radial vane guides of the rotor have a uniform thickness and a uniform length in pairs.
  • the guide curves are designed according to the principle of a curve of the same diameter. It is scanned in a form-fitting manner by the head surfaces of wings lying opposite one another in pairs, which have essentially the same distance from one another.
  • the guide curve has two rest areas.
  • the latching areas are arranged between the inlet opening and outlet opening in the delivery area on a large diameter and between the outlet opening and inlet opening on a smaller diameter.
  • Such a pump is indeed very well suited for the conveyance of air or liquid media, but its disadvantage is that when granular and also pasty media are used, jamming occurs, particularly where the outer edges of the blades are the inlet opening or outlet opening leave in the direction of the rest areas.
  • the wings approach the locking level at an acute angle or as a tangent. Grains or solid components of the medium to be conveyed, which lie on this edge in front of a wing, only have the chance to escape to the outside in the discharge channel.
  • DE Gb 19 88 878 proposes a vane pump for liquid media in which a vane of constant length is mounted in the rotor base body in a radially movable manner and moves in an eccentric space to the rotor axis.
  • a vane pump for liquid media in which a vane of constant length is mounted in the rotor base body in a radially movable manner and moves in an eccentric space to the rotor axis.
  • the outer surfaces of the wing are reduced by recesses in the form of a groove, that they have an optimal sealing effect even at different system angles.
  • Such a vane pump is not suitable for pumping viscous media, in particular concrete, because this narrow surface can also lead to blockage if the smallest grains of sand get into the conical gap at the outlet from the inlet and outlet openings.
  • the rotary lobe pump for conveying concrete disclosed with the German utility model 66 091 99 has a stationary scraper at the outlet of the inlet and at the outlet of the outlet opening for the concrete to be conveyed relative to the rotating piston.
  • a design of the pump is unsatisfactory with regard to its performance, since the cement sucked into the arcuate free space of the rotary piston does not dissolve out again in the region of the outlet channel at the usual speeds.
  • the rotary piston attaches concrete to its radial surfaces, which hardens and then influences the functioning of the scraper up to complete inoperability.
  • Pumps of this complicated type are either piston pumps or peristaltic pumps with displacement rollers.
  • Screw pumps are also widely used, the outer screw flight of which consists of a hard but elastic material.
  • this outer worm gear has to lie against the long length under pretension.
  • the aim of the invention is to remedy these shortcomings.
  • the object of the invention is to design a vane pump for conveying concrete or cement mixes in such a way that blockages of the rotor by granular components of the medium to be conveyed are avoided, that sealing elements which are difficult to move and rub are reduced to a minimum and that the delivery rate to be applied is essentially determined only by the mass of the medium per unit of time, its internal friction and the delivery head.
  • this object is achieved by using a vane pump with the special features defined in claim 1.
  • the essence of the effect of the inventive elements is that grains of different sizes, between the wing and the respective scraper edge at the end of the inlet or outlet openings, can deflect on several sides. If the grains dodge inwards, they collect in the step-shaped section of the respective wing. The excess mass accumulating there is basically pressed to the circumference of the rotor and is carried there by the scraper into the outlet channel. The mass within the step is exchanged with the appropriate design of the transitions during the next conveying process, so that there is always soft mortar or concrete ready for picking up stripped grains.
  • the design according to claim 2 focuses the step on the area of greatest risk of blocking and ensures that no grains can be positively clamped in front of the scraper edge of the outlet opening.
  • the positioning of the cam track and the section of the step-shaped recess of the wing according to claim 3 enables mortar that accumulates and compresses between the curve, wing and scraper edge to escape to both sides and into the step-shaped recess.
  • the design according to claim 5 is proposed for relatively coarse-grained concrete mixtures.
  • the large number of large grains are only pushed into the outlet channel in the same cycle in the rarest of cases. If these grains are not carried away by the concrete to be subsequently conveyed, this option remains the only form of cleaning the step.
  • This type of return can be combined with an appropriate design of the return channel with the pressure relief on the inside of the wing.
  • this return channel is formed by recesses open on one side in a removable cover or a disc that can be exposed. If the one-sided openings of the return channels face the end faces of the rotor, edges of the blades can support the conveying of the concrete in these channels.
  • the return channels in disks consist of a stable, elastic material (e.g. polyurethane).
  • the pump housing and the channels can be easily cleaned while the pump is in operation and by introducing water instead of the medium to be conveyed.
  • FIG. 2 shows a section through the cover, approximately along line II-II, of the pump housing with part of the rotor, the guide curves and a disk provided with channels;
  • 3 shows a section analogous to FIG. 1 of a modified rotor and blade design;
  • FIG. 5 shows a section along the line V-V in Fig. 4th
  • the vane pump consists of a pump housing 1 with a bearing for the rotor 2.
  • the movement space for the rotor 2 and the vanes 21, 22; 23, 24 is delimited on the one hand by a cylindrical conveyor section 11 with a large diameter in relation to the rotor axis 25 and a second cylindrical return section 12 with a small radius, likewise in relation to the rotor axis 25.
  • the principle is chosen that the distance between the current guide surfaces 213 of the wings 21, 22; 23.24 - measured over the rotor axis 25 - always remains the same.
  • the number of wing pairs 21, 22 and 23.24 is advantageously 2. Depending on the size of the pump and the required delivery rate, more wing pairs can also be used.
  • this pump has been specially designed for use as a pump for conveying concrete or mortar.
  • the wings 21,22; 23, 24 in the embodiment according to FIG. 1 have a clearly stepped recess on their front side in the direction of movement and on the outside.
  • This recess serves to ensure that when one of the wings 21, 22; 23, 24 and the scraper edge 142 at the end of the outlet opening 14 grain-like structures are positioned, the possibility exists that they can be pressed both upwards into the outlet opening 14 and downwards into the area of the step. Blocking of the rotor 2 is prevented.
  • the space created by the step is regularly full of mortar or concrete.
  • the grains or mortar parts additionally pressed into this space by the scraper 142 make it necessary for other, preferably flowable, masses to be able to escape there. As a rule, these evasive mass parts are pressed in the direction of the outlet opening 14 and stripped off.
  • an access 411 to a return channel 41 is provided, which receives the pressed-out concrete mixture and into the open or better through the opening 413 leads back into the inlet opening 13 of the pump.
  • This return channel 41 is expediently designed as a groove-shaped recess in the disk 4, which delimits the end region of the rotor 2. The fact that each time a wing 21.22; 23,24 concrete mix is pressed into the step-shaped recess, the concrete is continuously moved in this return channel and cannot dry in it.
  • FIG. 3 A somewhat different variant of the vane pump is shown in FIG. 3, which is specified by the detailed representations in FIGS. 4 and 5.
  • the cam track 141 'for controlling the blades 21', 22 ', 23', 24 ' is arranged approximately in the middle of the rotor 2 (FIG. 5).
  • the cam track 141 ' is designed in such a way that the front edge of the wing 21', 22 ', 23 •, 24' has already reached the outer diameter of the rotor base body 20 before the largest grains can get caught between it and the scraper edge .
  • step-shaped design 23a of the wings 21 ', 22', 23 • , 24 ' helps, at least in the region of the curved track 141'.
  • the problem of reducing the excess pressure in the area of the step-shaped recess 23a is overcome on the one hand by the recess 23a being wider than the curved path 141 '. Mortar can also escape to the outside.
  • a lateral return channel 41 'in the sense described above is sufficient for reducing the pressure and the mortar from the area of the wing guide.
  • the wide, ring-shaped free space which should be tightly closed on the inside towards the bearings and on the outside towards the delivery chamber, dissipates pressure and concrete without problems and avoids excessive friction losses and wear zones.
  • the return channels 41 can be provided on both plane sides of the rotor 2.
  • the part of the cover 3 into which the return channels 41 are incorporated is designed as a separate disk 4.
  • This disc 4 is preferably made of an elastic but stable material, hard rubber or polyurethane.
  • the vane cell pump is cleaned after its use has ended simply by interrupting the supply of concrete and supplying water in its place. After a very short time, all cavities of the pump are freed of concrete residues and the pump can be shut down until the following use.
  • the cover 3 of the pump housing 1 should be removed from time to time in order to check that no residues have been preserved and hardened in the return channels 41 in which the water flow is somewhat lower.
  • an additional, elastic wiper 133 is provided in front of the normal wiper edge 132.
  • This additional scraper 133 can avoid coarser grains with its scraper edge and then pushes them into the movement space of the wings.
  • the design of your drive can therefore be limited to the actual delivery rate, which depends on the delivery rate per unit of time, the specific weight of the medium to be pumped, the delivery head and the friction conditions in the piping system and within the medium.
  • the design of the interior of the vane pump may well differ from the example described.
  • Inlet opening 1 curved track 2 wipers, edge with an angle smaller than 90 ° 3 wipers, elastic
  • Outlet opening 1, 141 'cam track 2 wipers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

The invention relates to a vane-cell pump, especially for viscous media, e.g. concrete, consisting of a pump housing containing a rotor with radially movable vanes, a conveyor section for the medium between the inlet and outlet apertures, a return section between the outlet and inlet apertures and curved tracks in the region of the inlet and outlet apertures to guide the vanes from the conveyor to the return sections and vice versa. In order to prevent the rotor from being blocked, the vanes (21 to 24 and 21' to 24') are stepped down at least in sections in the head region on the side in front of their vane guide (211, 221, 231, 241) in the direction of movement in the basic rotor body (20) and the boundary edges opposite the direction of movement of the rotor (2) of the inlet (13) and outlet apertures (14) take the form of strippers (132, 142).

Description

Flügelzellenpumpe Vane pump
Die Erfindung bezieht sich auf eine Flügelzellenpumpe, insbesondere für dickflüssige Medien, zum Beispiel Beton, bestehend aus einem Pumpengehäuse, das einen Rotor mit radial beweglichen Flügeln aufnimmt,The invention relates to a vane pump, in particular for viscous media, for example concrete, consisting of a pump housing that receives a rotor with radially movable vanes.
- mit einem Förderabschnitt für das Medium zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung, in dem die Flügel aus ihrer Flügelführung hervorstehen und sich dichtend an der Innenfläche des Pumpengehäuses abstützen,with a conveying section for the medium between the inlet opening and the outlet opening, in which the vanes protrude from their vane guide and are supported sealingly on the inner surface of the pump housing,
- mit einem Rückführabschnitt zwischen der Auslaßδff-with a return section between the outlet δff
;g und der Einlaßöffnung, in dem die Flügel weitge¬ hend in den Flügelführungen im Grundkörper des Rotors versenkt sind und der Durchmesser des Rückführungsab¬ schnittes des Pumpengehäuses in diesem Bereich etwa dem Außendurchmesser des Rotorgrundkörpers entspricht, undand the inlet opening in which the vanes are largely recessed in the vane guides in the base body of the rotor and the diameter of the return section of the pump housing in this area corresponds approximately to the outside diameter of the rotor base body, and
- mit Kurvenbahnen im Bereich von Einlaß- und Ausla߬ öffnung, zur Führung der Flügel vom Förderabschnitt zum Rückführungsabschnitt und umgekehrt.- With curved tracks in the area of the inlet and outlet opening, for guiding the wings from the conveying section to the return section and vice versa.
Eine Flügelzellenpumpe der genannten Art ist u.a. durch das DE-GM 88 05 078 bekannt. Die in einer Ebene gegenüberliegenden, in radialen Flügelführungen des Rotors gleitenden Flügel besitzen eine einheitliche Stärke und paarweise eine einheitliche Länge.A vane pump of the type mentioned is i.a. known from DE-GM 88 05 078. The vanes lying opposite one another in one plane and sliding in radial vane guides of the rotor have a uniform thickness and a uniform length in pairs.
Die Führungskurven sind nach dem Prinzip einer Kurve gleichen Durchmessers gestaltet. Sie wird von den Kopf¬ flächen einander paarweise gegenüberliegender Flügel, die im wesentlichen den gleichen Abstand voneinander besitzen, formschlüssig abgetastet. Die Führungskurve besitzt zwei Rastbereiche. Die Rastbereiche sind einmal zwischen Einlaßöffnung und Auslaßöffnung im Förderbereich auf einem großen Durch¬ messer und zwischen Auslaßöffnung und Einlaßöffnung auf einem kleineren Durchmesser angeordnet.The guide curves are designed according to the principle of a curve of the same diameter. It is scanned in a form-fitting manner by the head surfaces of wings lying opposite one another in pairs, which have essentially the same distance from one another. The guide curve has two rest areas. The latching areas are arranged between the inlet opening and outlet opening in the delivery area on a large diameter and between the outlet opening and inlet opening on a smaller diameter.
Im den Abschnitten zwischen den Rastbereichen sind separate Führungskurven vorgesehen, die die Einlaß- und Auslaßöffnungen frei lassen.Separate guide curves are provided in the sections between the locking areas, which leave the inlet and outlet openings free.
Eine derartige Pumpe ist zwar für die Förderung von Luft oder leichtflüssigen Medien sehr gut geeignet, ihr Nachteil besteht aber darin, daß bei Verwendung von körnigen und auch pastösen Medien Verklemmungen, insbe¬ sondere dort eintreten, wo die Außenkanten der Flügel die Einlaßöffnung bzw. Außlaßöffnung in Richtung der Rastbereiche verlassen.Such a pump is indeed very well suited for the conveyance of air or liquid media, but its disadvantage is that when granular and also pasty media are used, jamming occurs, particularly where the outer edges of the blades are the inlet opening or outlet opening leave in the direction of the rest areas.
Die Flügel nähern sich der Rastebene im spitzen Winkel oder als Tangente. Körner oder feste Bestandteile des zu fördernden Mediums, die an dieser Kante vor einem Flügel liegen, haben nur die Chance nach außen in den Abführkanal auszuweichen.The wings approach the locking level at an acute angle or as a tangent. Grains or solid components of the medium to be conveyed, which lie on this edge in front of a wing, only have the chance to escape to the outside in the discharge channel.
Kommen dieselben so zu liegen, daß sie nach der Innen¬ seite der sich begegnenden Scheitel gedrückt werden, werden sie zwischen Flügel bzw. dem Rotorgrundkörper und der führenden Fläche, insbesondere im Bereich der Führungskurven des Pumpengehäuses eingeklemmt. Der Rotor blockiert und die Pumpe wird unbrauchbar.If they come to lie in such a way that they are pressed towards the inside of the apex encountered, they are clamped between the wing or the rotor base body and the leading surface, in particular in the region of the guide curves of the pump housing. The rotor is blocked and the pump becomes unusable.
Durch das DE Gb 19 88 878 wird eine Flügelzellenpumpe für flüssige Medien vorgeschlagen, bei der ein Flügel konstanter Länge radial beweglich in dem Rotorgrundkör¬ per gelagert ist und sich in einem exzentrischen Raum zur Rotorachse bewegt. Zur Sicherung einer optimal dichtenden Ablage sind die äußeren Flächen des Flügels durch hohlkehl enförmige Ausnehmungen derart verringert, daß sie auch bei unterschiedlichen Anlagewinkeln eine optimale Dichtwirkung besitzen. Eine derartige Flügel¬ pumpe ist für das Fördern von dickflüssigen Medien, insbesondere von Beton, nicht geeignet, weil auch diese schmale Fläche zum Blockieren führen kann, wenn klein¬ ste Sandkörner in den konischen Spalt am Ausgang von Einlaß- und Auslaßöffnung gelangen.DE Gb 19 88 878 proposes a vane pump for liquid media in which a vane of constant length is mounted in the rotor base body in a radially movable manner and moves in an eccentric space to the rotor axis. To ensure an optimally sealing deposit, the outer surfaces of the wing are reduced by recesses in the form of a groove, that they have an optimal sealing effect even at different system angles. Such a vane pump is not suitable for pumping viscous media, in particular concrete, because this narrow surface can also lead to blockage if the smallest grains of sand get into the conical gap at the outlet from the inlet and outlet openings.
Es ist weiterhin bekannt, an einer Flügelpumpe für Flüssigkeiten im Rotor radial bewegliche Flügel vorzu¬ sehen, deren vordere Enden spitzwinklig gegen die Laufrichtung abgesetzt sind. Auch eine so gestaltete Flügelpumpe läßt sich nicht für das Fördern dicker und körniger Medien einsetzen, weil sich K 1er zwischen der Innenfläche des exzentrischen Förde aumes und den geneigten Flächen des Flügels einklemmen . Die stumpf¬ winkligen Übergänge von der Einlaß- und der Auslaßöff¬ nung zum exzentrischen Förderraum unterstützen diesen Mangel zusätzlich.It is also known to provide, on a vane pump for liquids, radially movable vanes in the rotor, the front ends of which are offset at an acute angle from the running direction. Even a vane pump designed in this way cannot be used for conveying thick and granular media, because K 1s get stuck between the inner surface of the eccentric conveyor and the inclined surfaces of the vane. The obtuse-angled transitions from the inlet and outlet openings to the eccentric delivery chamber additionally support this defect.
Die mit dem deutschen Gebrauchsmuster 66 091 99 offen¬ barte Drehkolbenpumpe zum Fördern von Beton besitzt .am Ausgang der Einlaß- und am Ausgang der Austrittsöffnung je einen ortsfesten Abstreifer für den zu fördernden Beton gegenüber dem rotierenden Kolben. Eine solche Ausbildung der Pumpe ist jedoch hinsicht¬ lich ihrer Leistungsfähigkeit unbefriedigend, da sich der in den bogenförmigen Freiraum des Drehkolbens eingesaugte Zement bei den üblichen Drehzahlen nicht wieder im Bereich des Ausgangskanales herauslöst.The rotary lobe pump for conveying concrete disclosed with the German utility model 66 091 99 has a stationary scraper at the outlet of the inlet and at the outlet of the outlet opening for the concrete to be conveyed relative to the rotating piston. However, such a design of the pump is unsatisfactory with regard to its performance, since the cement sucked into the arcuate free space of the rotary piston does not dissolve out again in the region of the outlet channel at the usual speeds.
Diesen Mangel behebt auch ein gesteuerter Abstreifer nicht, der in dem Freiraum auf die inere Führung des Drehkolbens geschoben wird und so den Zement nach außen ableiten soll . Eine solche Pumpe ist wenig leistungsfähig und birgt viele Unsicherheiten, insbesondere hinsichtlich des Abstreifers in sich.Even a controlled scraper does not remedy this deficiency, which is pushed into the free space on the inner guide of the rotary piston and is intended to lead the cement to the outside. Such a pump is inefficient and involves many uncertainties, especially with regard to the scraper.
Der Rotationskolben setzt an seinen radialen Flächen Beton an, der aushärtet und dann die Funktionsweise des Abstreifers bis hin zur völligen Funktionsunfähigkeit beeinfl ußt .The rotary piston attaches concrete to its radial surfaces, which hardens and then influences the functioning of the scraper up to complete inoperability.
Aus den genannten Gründen hat man, obwohl der dringen¬ de Wunsch bestand, diese einfachen Pumpen für das Fördern von Beton einzusetzen (vergl . auch DE 680 917) , langfristig bedeutend kompliziertere Pumpen für diesen Zweck verwendet.For the reasons mentioned, although there was an urgent desire to use these simple pumps for conveying concrete (see also DE 680 917), significantly more complicated pumps were used for this purpose in the long term.
Pumpen dieser komplizierten Art sind entweder Kolben¬ pumpen oder Schlauchpumpen mit Verdrängerrollen.Pumps of this complicated type are either piston pumps or peristaltic pumps with displacement rollers.
Solche Pumpen sind einerseits teuer und kostenaufwendig und erfordern außerdem einen hohen Leistungsbedarf für ihren Betrieb - selbst im Leerlauf.On the one hand, such pumps are expensive and costly, and they also require a high level of power for their operation - even when idle.
Sehr verbreitet werden auch Schneckenpumpen eingesetzt, deren äußerer Schneckengang aus einem harten aber elastischen Werkstoff besteht. Dieser äußere Schnecken¬ gang muß zum Zwecke der Abdichtung des Spaltes zum inneren, metallischen Schneckengang unter Vorspannung auf großer Länge anliegen.Screw pumps are also widely used, the outer screw flight of which consists of a hard but elastic material. For the purpose of sealing the gap to the inner, metallic worm gear, this outer worm gear has to lie against the long length under pretension.
Allein zur Überwindung der dafür notwendigen Dichtungs¬ kräfte sind erhebliche Energiemengen notwendig. Andererseits führen diese großen Dichtungskräfte bei Anwesenheit von kleinsten Körnern in dem zu fördernden Medium zu einem extrem hohen Verschleiß an den Schneckenkörpern.Considerable amounts of energy are required to overcome the sealing forces required for this alone. On the other hand, these large sealing forces lead to extremely high wear on the screw bodies in the presence of the smallest grains in the medium to be conveyed.
Aus diesem Grunde blieb bisher die Anwendung von Pumpen dieser Art für das Fördern von Flüssigbeton oder Mörtel begrenzt und teuer. Das Reinigen der bisher eingesetzten Pumpen von den Flüssigbetonresten erforderte stets eine Demontage der gesamten Pumpe und das separate Reinigen jedes einzel¬ nen Bestandsteiles der Pumpe mit Hilfe von Wasser.For this reason, the use of pumps of this type for conveying liquid concrete or mortar has so far been limited and expensive. The cleaning of the pumps used to date from the liquid concrete residues always required dismantling of the entire pump and separate cleaning of each individual component of the pump with the aid of water.
Ein weiterer Nachteil, insbesondere der Schneckenpumpen besteht darin, daß für jeden Korngrößenbereich desAnother disadvantage, particularly of the screw pumps, is that for each grain size range
Flüssigbetons unterschiedliche Pumpen mit unter- schiedli-hen Abmessungen der Schneckengänge eingesetzt werden müssen.Liquid concrete different pumps with different dimensions of the screw flights must be used.
Neben dem anpassendem Umbau bestand immer wieder dieIn addition to the adapting conversion, there was always the
Gefahr, daß es bei Informationsverlusten hinsichtlich der eingebauten Schnecken oder des zu förderndenDanger of loss of information regarding the installed screws or the to be promoted
Mediums oft zu Havarien, zu Blockierungen oder zu höherem Verschleiß kam.Medium often came to accidents, blockages or increased wear.
Diesen Mängeln abzuhelfen ist das Ziel der Erfindung.The aim of the invention is to remedy these shortcomings.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Flügel¬ zellenpumpe für das Fördern von Beton oder Zement¬ mischungen so auszugestalten, daß Blockierungen des Rotors durch körnige Bestandteile des zu fördernden Mediums vermieden werden, daß schwer bewegbare und reibende Dichtungselemente auf ein Minimum reduziert werden und daß die aufzubringende Förderleistung im wesentlichen nur von der Masse des Mediums pro Zeiteinheit, dessen innerer Reibung und der Förderhöhe bestimmt wird.The object of the invention is to design a vane pump for conveying concrete or cement mixes in such a way that blockages of the rotor by granular components of the medium to be conveyed are avoided, that sealing elements which are difficult to move and rub are reduced to a minimum and that the delivery rate to be applied is essentially determined only by the mass of the medium per unit of time, its internal friction and the delivery head.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Einsatz einer Flügelzellenpumpe mit den in Anspruch 1 definier¬ ten, besonderen Merkmalen gelöst. Das Wesen der Wirkung der erfinderischen Elemente besteht darin, daß Körner unterschiedlicher Größe, die zwischen Flügel und der jeweiligen Abstreifkante am Ende der Einlaß- oder Auslaßöffnungen, nach mehreren Seiten ausweichen können. Weichen die Körner nach innen aus, sammeln sie sich in dem stufenförmigen Abschnitt des jeweiligen Flügels. Die sich dort ansammelnde überschüssige Masse wird grundsätzlich zum Umfang des Rotors gedrückt und dort vom Abstreifer mit in den Auslaßkanal geführt. Die sich innerhalb der Stufe befindliche Masse wird bei entsprechender Gestaltung der Übergänge beim nächsten Fördervorgang ausgetauscht, so daß dort immer wieder weicher Mörtel oder Beton für das Aufnehmen abgestrif- fener Körner bereitsteht.According to the invention, this object is achieved by using a vane pump with the special features defined in claim 1. The essence of the effect of the inventive elements is that grains of different sizes, between the wing and the respective scraper edge at the end of the inlet or outlet openings, can deflect on several sides. If the grains dodge inwards, they collect in the step-shaped section of the respective wing. The excess mass accumulating there is basically pressed to the circumference of the rotor and is carried there by the scraper into the outlet channel. The mass within the step is exchanged with the appropriate design of the transitions during the next conveying process, so that there is always soft mortar or concrete ready for picking up stripped grains.
Die Gestaltung nach Anspruch 2 orientiert die Stufe auf den Bereich der größten Blockierungsgefahr und sichert, daß vor der Abstreifkante der Auslaßöffnung keine Körner formschlüssig geklemmt werden können.The design according to claim 2 focuses the step on the area of greatest risk of blocking and ensures that no grains can be positively clamped in front of the scraper edge of the outlet opening.
Die Positionierung der Kurvenbahn und des Abschnittes der stufenförmigen Ausnehmung der Flügel nach Anspruch 3 ermöglicht, daß sich zwischen Kurve, Flügel und Abstreifkante ansammelnder und verdichtender Mörtel nach beiden Seiten und in die stufenförmige Ausnehmung ausweichen können.The positioning of the cam track and the section of the step-shaped recess of the wing according to claim 3 enables mortar that accumulates and compresses between the curve, wing and scraper edge to escape to both sides and into the step-shaped recess.
Mit der Ausführung nach Anspruch 4 gewährleistet man auch, daß beim Abdrängen auch größerer Körner in den Raum der Stufe dort befindlicher Mörtel oder Beton in den Raum gedrückt wird, wo der Abstreifer wirksam ist.With the embodiment according to claim 4 it is also ensured that mortar or concrete located there, when larger grains are pushed into the space of the step, is pressed into the space where the scraper is effective.
Die Gestaltung nach Anspruch 5 wird für relativ grob¬ körnige Betonmischungen vorgeschlagen. Die in großer Zahl vorhandenen großen Körner werden nur in den sel¬ tensten Fällen im gleichen Zyklus in den Auslaßkanal abgedrängt. Wenn diese Körner auch von dem in der Folge zu fördernden Beton nicht weggeführt werden, bleibt diese Möglichkeit die einzige Form der Reinigung der Stufe. Diese Art der Rückführung kann durch eine entsprechende Gestaltung des Rückführkanales mit der Druckentlastung an der Innenseite der Flügel kombiniert werden.The design according to claim 5 is proposed for relatively coarse-grained concrete mixtures. The large number of large grains are only pushed into the outlet channel in the same cycle in the rarest of cases. If these grains are not carried away by the concrete to be subsequently conveyed, this option remains the only form of cleaning the step. This type of return can be combined with an appropriate design of the return channel with the pressure relief on the inside of the wing.
Eine zweckmäßige und einfache Gestaltung des Rückführ- kanales ergibt sich dann, wenn dieser sich in minde¬ stens einer der stirnseitigen Begrenzungen des Rotorge¬ häuses befindet.An expedient and simple design of the return duct is obtained if it is located in at least one of the front-side boundaries of the rotor housing.
Es reicht aus, wenn dieser Rückführkanal durch einsei¬ tig offene Ausnehmungen in einem abnehmbaren Deckel oder einer freilegbaren Scheibe gebildet wird. Sind die einseitigen Öffnungen der Rückführkanäle den Stirnseiten des Rotors zugewandt, können Kanten der Flügel das Fördern des Betons in diesen Kanälen unter¬ stützen.It is sufficient if this return channel is formed by recesses open on one side in a removable cover or a disc that can be exposed. If the one-sided openings of the return channels face the end faces of the rotor, edges of the blades can support the conveying of the concrete in these channels.
Besonders vorteilhaft hinsichtlich geringen Verschlei¬ ßes ist es, wenn die Rückführkanäle in Scheiben aus stabilem, elastischem Werkstoff bestehen (z.B. Polyurethan) .It is particularly advantageous with regard to low wear if the return channels in disks consist of a stable, elastic material (e.g. polyurethane).
Im Bedarfsfalle lassen sich Pumpengehäuse und die Kanäle bei Aufrechterhaltung des Betriebes der Pumpe und durch Einführen von Wasser anstelle des zu fördern¬ des Mediums leicht reinigen.If necessary, the pump housing and the channels can be easily cleaned while the pump is in operation and by introducing water instead of the medium to be conveyed.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei¬ spiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings:
Fig. 1: einen Schnitt durch das Pumpengehäuse quer zur Rotorachse;1 shows a section through the pump housing transverse to the rotor axis;
Fig. 2: einen Schnitt durch den Deckel, etwa ent¬ lang der Linie II-II, des Pumpengehäuses mit einem Teil des Rotors, den Führungskur¬ ven und einer mit Kanälen versehenen Scheibe; Fig. 3 einen Schnitt analog zu Fig. 1 einer modi¬ fizierten Rotor- und Flügelgestaltung;2 shows a section through the cover, approximately along line II-II, of the pump housing with part of the rotor, the guide curves and a disk provided with channels; 3 shows a section analogous to FIG. 1 of a modified rotor and blade design;
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines ge¬ schnittenen Flügels im abgestuften Abschnitt unmittelbar vor dem Abstreifer der Auslaßöffnung und4 shows an enlarged illustration of a cut wing in the stepped section immediately in front of the scraper of the outlet opening and
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4.5 shows a section along the line V-V in Fig. 4th
Die Flügelzellenpumpe besteht aus einem Pumpengehäuse 1 mit einem Lager für den Rotor 2.The vane pump consists of a pump housing 1 with a bearing for the rotor 2.
Der Bewegungsraum für den Rotor 2 und die in ihm paar¬ weise geführten Flügel 21,22; 23,24 wird einerseits be¬ grenzt durch einen Zylinderförmigen Förderabschnitt 11 mit einem großen Durchmesser bezogen auf die Rotorachse 25 und einem zweiten zylindrischen Rückführabschnitt 12 mit einem kleinen Radius, ebenfalls bezogen auf die Rotorachse 25.The movement space for the rotor 2 and the vanes 21, 22; 23, 24 is delimited on the one hand by a cylindrical conveyor section 11 with a large diameter in relation to the rotor axis 25 and a second cylindrical return section 12 with a small radius, likewise in relation to the rotor axis 25.
Diese beiden Abschnitte 11,12 liegen einander diametral gegenüber und haben - gemessen über die Rotorachse 25 - stets den gleichen Abstand voneinander. Die Flügel 21,22; 23,24, die diametral einander gegen¬ überstehen, sind zwar voneinander getrennt, haben aber - abgesehen von geringen Toleranzen - ein solches Maß, daß sie nahezu formschlüssig zwischen den zylindri¬ schen Flächen der Abschnitte 11,12 geführt werden können.These two sections 11, 12 are diametrically opposed to one another and - measured via the rotor axis 25 - are always at the same distance from one another. The wings 21,22; 23, 24, which are diametrically opposed to one another, are separated from one another, but - apart from small tolerances - have such a dimension that they can be guided between the cylindrical surfaces of the sections 11, 12 in an almost form-fitting manner.
Im Bereich der Einlaß- 13 und der Außlaßöffnung 14 des Pumpengehäuses 1 wird die radiale Führung der Flügel 21,22; 23,24 durch Kurven bewerkstelligt, die die Flügel 21,22; 23,24 nach möglichst stoß- und ruck¬ freien Bewegungsgesetzen mit beherrschbaren Beschleunigungen und Verzögerungen vom größeren Radius auf den kleineren Radius im Bereich der Auslaßöffnung 14 und vom kleineren Radius auf den größeren Radius im Bereich der Einlaßöffnung 13 führen.In the area of the inlet 13 and the outlet opening 14 of the pump housing 1, the radial guidance of the vanes 21, 22; 23.24 accomplished by curves that the wings 21.22; 23, 24 according to laws of motion that are as free of jolts and jerks as possible with controllable Accelerations and decelerations lead from the larger radius to the smaller radius in the area of the outlet opening 14 and from the smaller radius to the larger radius in the area of the inlet opening 13.
Auch hier ist das Prinzip gewählt, daß der Abstand der augenblicklichen Führungsflächen 213 der Flügel 21,22; 23,24 - gemessen über die Rotorachse 25 - stets gleich bleibt.Here too, the principle is chosen that the distance between the current guide surfaces 213 of the wings 21, 22; 23.24 - measured over the rotor axis 25 - always remains the same.
Es wird das Prinzip der zwangsläufigen Kurvensteuerung mit Hilfe einer Kurve gleichbleibenden wirksamen Durch¬ messers verwendet.The principle of the inevitable curve control with the aid of a curve of constant effective diameter is used.
Die Zahl der Flügelpaare 21,22 bzw. 23,24 beträgt vorteilhaft 2. In Abhängigkeit von der Größe der Pumpe und von der geforderten Förderleistung können auch mehr Flügelpaare verwendet werden.The number of wing pairs 21, 22 and 23.24 is advantageously 2. Depending on the size of the pump and the required delivery rate, more wing pairs can also be used.
Für den Einsatzzweck als Pumpe zum Fördern von Beton oder Mörtel ist diese Pumpe an einigen Stellen beson¬ ders gestaltet worden.In some places, this pump has been specially designed for use as a pump for conveying concrete or mortar.
Die Flügel 21,22; 23,24 in der Ausführung nach Fig. 1 besitzen an ihrer in Bewegungsrichtung vorn liegenden Seite und außen eine deutliche stufenförmige Ausneh¬ mung.The wings 21,22; 23, 24 in the embodiment according to FIG. 1 have a clearly stepped recess on their front side in the direction of movement and on the outside.
Diese Ausnehmung dient dazu, daß dann, wenn sich zwi¬ schen der Vorderkante eines der Flügel 21,22; 23,24 und der Abstreifkante 142 am Ende der Auslaßöffnung 14 kornähnliche Gebilde positioniert werden, die Möglich¬ keit besteht, daß dieselben sowohl nach oben in die Auslaßöffnung 14, als auch nach unten in den Bereich der Stufe gedrückt werden können. Ein Blockieren des Rotors 2 wird dadurch verhindert. Der durch die Stufe geschaffene Raum ist regelmäßig voll mit Mörtel oder Beton zugesetzt. Die vom Abstrei¬ fer 142 zusätzlich in diesen Raum gedrückten Körner oder Mörtelteile machen es notwendig, daß dort befind¬ liche andere, vorzugsweise fließfähige Massen auswei¬ chen können. In der Regel werden diese ausweichenden Massenteile in Richtung der Auslaßöffnung 14 gedrückt und abgestriffen.This recess serves to ensure that when one of the wings 21, 22; 23, 24 and the scraper edge 142 at the end of the outlet opening 14 grain-like structures are positioned, the possibility exists that they can be pressed both upwards into the outlet opening 14 and downwards into the area of the step. Blocking of the rotor 2 is prevented. The space created by the step is regularly full of mortar or concrete. The grains or mortar parts additionally pressed into this space by the scraper 142 make it necessary for other, preferably flowable, masses to be able to escape there. As a rule, these evasive mass parts are pressed in the direction of the outlet opening 14 and stripped off.
Es kann aber auch passieren, daß der Beton nicht nach außen entweichen kann. Dünnflüssige Bestandteile werden daher durch Spalten zwischen Flügel 21...24 und Flügel¬ führungen 211....241 gedrückt.But it can also happen that the concrete cannot escape to the outside. Thin liquid components are therefore pressed through gaps between wings 21 ... 24 and wing guides 211 ... 241.
Unter den Flügeln 21....24 baut sich durch diesen Um¬ stand ein Druck und auch eine Betonschicht auf , die die Arbeitsweise der Pumpe erheblich behindern können.Due to this circumstance, a pressure and also a concrete layer builds up under the wings 21... 24, which can considerably impede the functioning of the pump.
Zur Vermeidung dieses Mangels, ist beim Beispiel nach Fig.l im Bereich des Grundkörpers 20 des Rotors 2 nahe der Abschlagkante 142 der Auslaßöffnung 14 ein Zugang 411 zu einem Rückführkanal 41 vorgesehen, der das herausgedrückte Betongemisch aufnimmt und ins Freie oder besser über die Öffnung 413 in die Einlaßöffnung 13 der Pumpe zurückführt.To avoid this deficiency, in the example according to FIG. 1 in the area of the base body 20 of the rotor 2 near the tapping edge 142 of the outlet opening 14, an access 411 to a return channel 41 is provided, which receives the pressed-out concrete mixture and into the open or better through the opening 413 leads back into the inlet opening 13 of the pump.
Dieser Rückführkanal 41 ist zweckmäßig als eine nutför- mige Ausnehmung in der Scheibe 4 gestaltet, die den stirnseitigen Bereich des Rotors 2 begrenzt. Dadurch, daß bei jedem Vorbeigang eines Flügels 21,22; 23,24 Betonmischung in die stufenförmige Ausnehmung gedrückt wird, wird der Beton in diesem Rückführkanal kontinuierlich bewegt und kann darin nicht eintrocknen.This return channel 41 is expediently designed as a groove-shaped recess in the disk 4, which delimits the end region of the rotor 2. The fact that each time a wing 21.22; 23,24 concrete mix is pressed into the step-shaped recess, the concrete is continuously moved in this return channel and cannot dry in it.
In der Praxis ist es auch mit der beschriebenen Maßnah¬ me nicht vermeidbar, daß sich zwischen der radial innenliegenden Fläche der Flügel 21,22; 23,24 und der dieser gegenüberliegenden Fläche des Rotorgrundkörpers 20 ebenfalls Beton ansammelt. Es ist daher zweckmäßig, daß insbesondere dort, wo dieser Raum am kleinsten ist, eine seitlicher Zugang 412 zu dem Rückführkanal 41, den man auch als Druckent¬ lastungskanal bezeichnen könnte, vorgesehen wird. So kann gewährleistet werden, daß auch der sich dort sammelnde Beton nicht festsetzt und aushärtet.In practice, even with the measure described, it is unavoidable that between the radially inner surface of the wings 21, 22; 23, 24 and the surface of the rotor base body 20 opposite this likewise also accumulates concrete. It is therefore expedient that, especially where this space is the smallest, a lateral access 412 to the return duct 41, which could also be referred to as a pressure relief duct, is provided. This can ensure that the concrete that collects there does not get stuck and harden.
Eine etwas abweichende Variante der Flügelzellenpumpe ist in Fig. 3 dargestellt, die durch Detaildarstellun¬ gen in den Fig. 4 und 5 präzisiert wird.A somewhat different variant of the vane pump is shown in FIG. 3, which is specified by the detailed representations in FIGS. 4 and 5.
Im Bereich der Auslaßöffnung 14 ist die Kurvenbahn 141' für die Steuerung der Flügel 21' ,22' ,23' ,24' etwa in der Mitte des Rotors 2 angeordnet (Fig. 5).In the area of the outlet opening 14, the cam track 141 'for controlling the blades 21', 22 ', 23', 24 'is arranged approximately in the middle of the rotor 2 (FIG. 5).
Die Kurvenbahn 141' ist so gestaltet, daß die Vorder¬ kante des Flügels 21' ,22' ,23• ,24' bereits den Außen¬ durchmesser des Rotorgrundkörpers 20 erreicht hat, bevor sich zwischen ihr und der Abstreifkante auch die größten Körner einklemmen können.The cam track 141 'is designed in such a way that the front edge of the wing 21', 22 ', 23 •, 24' has already reached the outer diameter of the rotor base body 20 before the largest grains can get caught between it and the scraper edge .
Das ist mit Sicherheit der Fall, wenn dieser Punkt etwa drei bis acht mm vor der Abstreif ante erreicht wird.This is certainly the case when this point is reached about three to eight mm before the scraper ante.
Das Anordnen einer stufenförmigen Ausnehmung 23a an den Flügeln 21' ,22• ,23' ,24' macht sich in diesem Falle nur im Bereich der Kurvenbahn 141' erforderlich. Hier fehlt die Abstreifkante 142.The arrangement of a step-shaped recess 23a on the wings 21 ', 22 •, 23', 24 'is only necessary in this case in the region of the cam track 141'. The scraper edge 142 is missing here.
Der von der Kurvenbahn 141' durch den Flügel 21',22', 23',24' abgestriffene körnige Beton kann nicht nach oben in die Auslaßöffnung 14 entweichen und führt unweigerlich zu Blockierungen.The granular concrete stripped from the curved path 141 'by the wing 21', 22 ', 23', 24 'cannot escape upwards into the outlet opening 14 and inevitably leads to blockages.
Hier hilft die stufenförmige Gestaltung 23a der Flügel 21' ,22' ,23 ,24' zumindest in dem Bereich der Kurven¬ bahn 141' . Das Problem, den Überdruck im Bereich der stufenförmi¬ gen Ausnehmung 23a abzubauen überwindet man einerseits dadurch, daß die Ausnehmung 23a breiter ist als die Kurvenbahn 141'. Mörtel kann dadurch auch nach außen entweichen.This is where the step-shaped design 23a of the wings 21 ', 22', 23 , 24 'helps, at least in the region of the curved track 141'. The problem of reducing the excess pressure in the area of the step-shaped recess 23a is overcome on the one hand by the recess 23a being wider than the curved path 141 '. Mortar can also escape to the outside.
Im Übrigen reicht für den Abbau des Druckes und des Mörtels aus dem Bereich der Flügelführung die Anordnung eines seitlichen Rückführkanales 41' im oben beschrie¬ benen Sinne.In addition, the arrangement of a lateral return channel 41 'in the sense described above is sufficient for reducing the pressure and the mortar from the area of the wing guide.
Die Gestaltung des Rückführkanales 41' in der in Fig. 3 dargestellten Form hat sich als sinnvoll erwiesen.The design of the return duct 41 'in the form shown in Fig. 3 has proven to be useful.
Der breite, ringförmige freie Raum, der nach innen zu den Lagern und nach außen zu dem Förderraum dicht geschlossen sein sollte, führt Druck und Beton problem¬ los ab und vermeidet übermäßige Reibungsverluste und Verschleißzonen.The wide, ring-shaped free space, which should be tightly closed on the inside towards the bearings and on the outside towards the delivery chamber, dissipates pressure and concrete without problems and avoids excessive friction losses and wear zones.
Es ist vorteilhaft, wenn die dichtende Fläche zwischen dem Rotor 20 und Stirnwand 4 zum Förderraum hin im Be¬ reich des höchsten Druckes etwas breiter gehalten wird.It is advantageous if the sealing surface between the rotor 20 and end wall 4 towards the delivery chamber is kept somewhat wider in the region of the highest pressure.
Die Rückführkanäle 41 können an beiden Planseiten des Rotors 2 vorgesehen werden.The return channels 41 can be provided on both plane sides of the rotor 2.
Bei Flügelzellenpumpen mit kleiner und mittlerer För¬ derleistung reicht es jedoch aus, diesen Kanal in den Deckel 3 zum Abdecken des Pumpengehäuses 1 einzuarbei¬ ten.In the case of vane pumps with small and medium delivery rates, however, it is sufficient to incorporate this channel in the cover 3 to cover the pump housing 1.
Zum Zwecke der Reinigung braucht dann nur der Deckel 3 gelöst werden und der Beton kann mit einem Wasserstrahl herausgeschwemmt werden.For cleaning purposes, only the cover 3 needs to be loosened and the concrete can be washed out with a water jet.
Aus Gründen des Verschleißes im Bereich des Deckels 3 und des leichten Entfernens evtl. ausgehärteter Beton¬ reste, wird der Teil des Deckels 3, in den die Rück¬ führkanäle 41 eingearbeitet sind, als separate Scheibe 4 ausgebildet. Diese Scheibe 4 besteht vorzugsweise aus einem elasti¬ schen aber stabilen Werkstoff, Hartgummi oder Polyurethan.For reasons of wear in the area of the cover 3 and the easy removal of any hardened concrete residues, the part of the cover 3 into which the return channels 41 are incorporated is designed as a separate disk 4. This disc 4 is preferably made of an elastic but stable material, hard rubber or polyurethane.
Das Reinigen der Flügelzellenpumpe nach Beendigung ihres Einsatzes erfolgt einfach dadurch, daß die Zufüh¬ rung von Beton unterbrochen wird und an dessen Stelle Wasser zugeführt wird. Bereits nach sehr kurzer Zeit sind alle Hohlräume der Pumpe von Betonresten befreit und die Pumpe kann bis zum folgenden Einsatz stillge¬ legt werden.The vane cell pump is cleaned after its use has ended simply by interrupting the supply of concrete and supplying water in its place. After a very short time, all cavities of the pump are freed of concrete residues and the pump can be shut down until the following use.
Vor dem folgenden Einsatz sollte man jedoch hin und wieder den Deckel 3 des Pumpengehäuses 1 abnehmen, um zu kontrollieren, daß in den Rückführkanälen 41 in denen die Durchflutung mit Wasser etwas s' v/ächer ist, keine Rückstände erhalten geblieben und ausgehärtet sind.Before the following use, however, the cover 3 of the pump housing 1 should be removed from time to time in order to check that no residues have been preserved and hardened in the return channels 41 in which the water flow is somewhat lower.
An der Abstreifkante 132 der Einlaßöffnung 13 ist der Sachverhalt ähnlich wie an der Abstreifkante 142 der Auslaßöffnung 14.The situation at the scraper edge 132 of the inlet opening 13 is similar to that at the scraper edge 142 of the outlet opening 14.
Auch hier muß gewährleistet werden, daß die zwischen den Scheiteln der dortigen Abstreifkante 132 und der Vorderkante des jeweiligen Flügels 21,22; 23,24 ge¬ klemmten Körner nach beiden Seiten ausweichen können.It must also be ensured here that the between the apexes of the scraper edge 132 there and the front edge of the respective wing 21, 22; 23, 24 clamped grains can dodge on both sides.
Der Raum über dem Flügel 21,22; 23,24 - in dieser Position - ist deshalb erweitert worden und das Ende der Einlaßöffnung ist regelrecht als Abstreifkante 132 ausgebildet (Fig. 1).The space above the wing 21,22; 23, 24 - in this position - has therefore been expanded and the end of the inlet opening is literally designed as a scraper edge 132 (FIG. 1).
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Einlaßöffnung 13 an der Oberseite der Pumpe anzuordnen, weil unter diesen Umständen der sich dort ansammelnde Beton durch die Wirkung der Schwerkraft immer wieder mit in den Prozeß einordnet wird und so nicht aushärten kann. Kann man diese Lage der Pumpe nicht realisieren, ist es zweckmäßig, an dieser Stelle ein schwingendes Element (nicht dargestellt) vorzusehen, das den in dieser Kehle gestauten Beton regelmäßig zum Zwecke des Förderns in den Wirkungsbereich der Flügel 21,22; 23,24 schiebt.It has proven to be expedient to arrange the inlet opening 13 at the top of the pump, because under these circumstances the concrete that accumulates there is repeatedly classified into the process by the action of gravity and thus cannot harden. If this position of the pump cannot be realized, it is expedient to provide a vibrating element (not shown) at this point, which regularly congests the concrete stowed in this throat for the purpose of conveying it into the effective area of the wings 21, 22; 23.24 pushes.
In Fig. 3 ist vor der normalen Abstreifkante 132 ein zusätzlicher, elastischer Abstreifer 133 vorgesehen.In FIG. 3, an additional, elastic wiper 133 is provided in front of the normal wiper edge 132.
Dieser zusätzliche Abstreifer 133 kann mit seiner Abstreifkante gröberen Körnern ausweichen und schiebt diese anschließend in den Bewegungsraum der Flügel.This additional scraper 133 can avoid coarser grains with its scraper edge and then pushes them into the movement space of the wings.
Die Leistungsaufnahme einer derartigen Flügelzellen¬ pumpe wird nur unwesentlich von technologisch bedingten Reibwerten an der Pumpe beeinflußt.The power consumption of such a vane pump is only insignificantly influenced by the friction coefficients on the pump caused by technology.
Die Auslegung ihres Antriebes kann daher auf die tatsächlich zu erbringende Förderleistung, die abhängt von der Fördermenge pro Zeiteinheit, dem spezifischen Gewicht des zu fördernden Mediums, der Förderhöhe und den Reibungsbedingungen im Rohrleitungssystem und innerhalb des Mediums begrenzt werden.The design of your drive can therefore be limited to the actual delivery rate, which depends on the delivery rate per unit of time, the specific weight of the medium to be pumped, the delivery head and the friction conditions in the piping system and within the medium.
Die Gestaltung des Innenraumes der Flügelzellenpumpe kann durchaus von dem beschriebenen Beispiel abweichen.The design of the interior of the vane pump may well differ from the example described.
Entscheidend, ist, daß die geschilderten Bedingungen im Bereich der Abstreifkanten gesichert werden, daß ein Rückführkanal in der beschriebenen Weise vorgesehen ist und daß die Führungsflächen der Flügel nicht im spitzen Winkel den Führungsflächen im Pumpengehäuse angenähert werden, wenn sich in diesen Bereichen Körner der Beton¬ mischung sammeln können. Aufstellung der verwendeten BezugszeichenIt is crucial that the conditions described are ensured in the area of the scraper edges, that a return channel is provided in the manner described and that the guide surfaces of the blades are not brought into an acute angle to the guide surfaces in the pump housing if the concrete contains grains in these areas can collect mixture. List of the reference symbols used
Pumpengehäuse Förderabschnitt RückführabschnittPump housing delivery section return section
Einlaßöffnung 1 Kurvenbahn 2 Abstreifer, Kante mit einem Winkel kleiner 90° 3 Abstreifer, elastischInlet opening 1 curved track 2 wipers, edge with an angle smaller than 90 ° 3 wipers, elastic
Aus1aßöffnung 1, 141' Kurvenbahn 2 AbstreiferOutlet opening 1, 141 'cam track 2 wipers
Rotorrotor
Rotorgrundkörper ,22 ,23,24 F2ügel ',22',23' ,24' Flügel a Ausnehmung, stufenförmigBasic rotor body, 22, 23, 24 F2 blades ', 22', 23 ', 24' blades a recess, step-shaped
1,221,231,241 Flügelführung 3 Führungsfläche Rotorachse1,221,231,241 sash guide 3 rotor axis guide surface
Deckelcover
Scheibedisc
Begrenzungsfläche ,41' Rückführkanal 1 Zugang 2 Zugang 3 Öffnung Boundary surface, 41 'return channel 1 access 2 access 3 opening

Claims

Patentansprüche claims
1. Flügelzellenpumpe, insbesondere für dickflüssige Medien, z. Beispiel Beton, bestehend aus einem Pumpen¬ gehäuse, das einen Rotor mit radial beweglichen Flügeln aufnimmt,1. Vane pump, especially for viscous media, e.g. Example concrete, consisting of a pump housing, which holds a rotor with radially movable blades,
- mit einem Förderabschnitt für das Medium zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung, in dem die Flügel aus ihrer Flügelführung hervorstehen und sich dichtend an der Innenfläche des Pumpengehäuses abstützen,with a conveying section for the medium between the inlet opening and the outlet opening, in which the vanes protrude from their vane guide and are supported sealingly on the inner surface of the pump housing,
- mit einem Rückführabschnitt zwischen der Auslaßöff¬ nung und der Einlaßöffnung, in dem die Flügel weitge¬ hend in den Flügelführungen im Grundkörper des Rotors versenkt sind und der Durchmesser des Rückführungsab- schittes des Pumpengehäuses in diesem Bereich etwa dem Außendurchmesser des Rotorgrundkörpers entspricht, undwith a return section between the outlet opening and the inlet opening, in which the vanes are largely recessed in the vane guides in the base body of the rotor and the diameter of the return section of the pump housing in this area corresponds approximately to the outer diameter of the rotor base body, and
- mit Kurvenbahnen im Bereich von Einlaß- und Ausla߬ öffnung, zur Führung der Flügel vom Förderabschnitt zum Rückführungsabschnitt und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet,with cam tracks in the area of the inlet and outlet opening, for guiding the wings from the conveying section to the return section and vice versa, characterized in that
daß die Flügel (21 bis 24 und 21'bis 24') in ihrem Kopfbereich, auf der in Bewegungsrichtung vorn liegenden Seite gegenüber ihrer Flügelführung (211, 221, 231, 241) im Rotorgrundkörper (20) mindestens abschnittsweise stufenförmig abgesetzt sind undthat the blades (21 to 24 and 21 'to 24') in their head area, on the front side in the direction of movement opposite their blade guide (211, 221, 231, 241) in the rotor base body (20) are at least partially stepped and
daß die gegen die Bewegungsrichtung des Rotors (2) gerichteten Begrenzungskanten von Einlaß-(13) und Auslaßöffnung (14) als Kante mit einem Winkel von kleiner als 90° (132,142) ausgebildet sind. that the boundary edges of the inlet (13) and outlet opening (14) directed against the direction of movement of the rotor (2) are formed as an edge with an angle of less than 90 ° (132, 142).
2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Flügel (21, 22, 23, 24) mindestens im Wirkungs¬ bereich der im Bereich der Auslaßöffnung (14) wirk¬ samen Kurvenbahn (141,141') stufenförmig abgesetzt sind und daß die Kurvenbahn (141,141') so gestaltet ist, daß die Vorderkante der Flügel (21,22,23,24) mindestens im Abstand der Stufentiefe vor dem Abstreifer (142) nahe und innerhalb des Außendurchmessers des Rotorgrund¬ körpers (20) positioniert ist.2. Vane pump according to claim 1, characterized gekenn¬ characterized in that the vanes (21, 22, 23, 24) are stepped at least in the effective area of the cam track (141, 141 ') effective in the area of the outlet opening (14) and that the cam track (141, 141 ') is designed such that the front edge of the vanes (21, 22, 23, 24) is positioned at least at a distance from the step depth in front of the scraper (142) close to and within the outer diameter of the basic rotor body (20).
3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenbahn (141') mindestens im Bereich der Auslaßöffnung (14), zusammen mit dem ihr zugeordneten stufeinförmig gestalteten Abschnitt der Flügel (21,22, 23,24) axial etwa in der Mitte des Rotors (20) angeordnet ist.3. Vane pump according to claim 1 and 2, characterized in that the cam track (141 ') at least in the region of the outlet opening (14), together with the associated step-shaped section of the wing (21,22, 23,24) axially approximately in the center of the rotor (20) is arranged.
4. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenbahn (141,141') schmaler ist als der ihr zugeordnete stufenförmig gestalteten Abschnitt der4. Vane pump according to claim 1 to 3, characterized in that the cam track (141, 141 ') is narrower than the step-shaped section associated with it
Flügel (21,22,23,24).Wing (21,22,23,24).
5. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stufenförmigen Abschnitte der Flügel (21,22,5. Vane pump according to claim 1 to 4, characterized in that the step-shaped sections of the wing (21,22,
23,24) sich mindestens bis an eine der Stirnseiten des Rotors (2) erstrecken und daß an mindestens einer der Stirnseiten des Rotors (2),23, 24) extend at least to one of the end faces of the rotor (2) and that on at least one of the end faces of the rotor (2),
- an einer der ortsfesten Begrenzungsflächen (40),- on one of the fixed boundary surfaces (40),
- innerhalb des Außendurchmessers des Rotorgrund¬ körpers (20),- Within the outer diameter of the basic rotor body (20),
- nahe und vor dem Abstreifer (142) der Auslaßöffnung (14) ein Zugang (411) zu einem Rückführkanal (41) vorgesehen ist.- Near and in front of the scraper (142) of the outlet opening (14) access (411) to a return channel (41) is provided.
6. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelführungen (211,221,231,241) im Rotor (2) in ansich bekannter Weise seitlich offen sind und daß im radial inneren Bereich der seitlich offenen Flügelführungen (211,221,231,241) Zugänge (412) zu einem Rückführkanal (41,41') vorgesehen sind.6. Vane pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the vane guides (211,221,231,241) in the rotor (2) are laterally open in a manner known per se and that in the radially inner region of the laterally open vane guides (211,221,231,241) accesses (412) a return duct (41, 41 ') are provided.
7. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführkanal (41) als einseitig offene Nut im Deckel (3) ausgebildet ist.7. Vane pump according to claim 5 and 6, characterized in that the return channel (41) is designed as a groove open on one side in the cover (3).
8. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführkanal (41) mit seinen Zugängen (411,8. Vane pump according to claim 5 to 7, characterized in that the return channel (41) with its accesses (411,
412) in einer Scheibe (4) aus stabilem, elastischem412) in a disc (4) made of stable, elastic
Werkstoff angeordnet ist.Material is arranged.
9. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abstreifer (132) der Einlaßöffnung (13) im9. Vane pump according to claim 1 to 8, characterized in that the stripper (132) of the inlet opening (13) in
Abstand ein elastischer Abstrei er (133) vorgeordnet ist. Distance an elastic wiper he (133) is arranged.
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