WO2018019318A1 - Rotor/stator system with an inlet funnel for an eccentric screw pump - Google Patents

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WO2018019318A1
WO2018019318A1 PCT/DE2017/000219 DE2017000219W WO2018019318A1 WO 2018019318 A1 WO2018019318 A1 WO 2018019318A1 DE 2017000219 W DE2017000219 W DE 2017000219W WO 2018019318 A1 WO2018019318 A1 WO 2018019318A1
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rotor
stator
inlet
funnel
section
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PCT/DE2017/000219
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Inventor
Josef Strohhofer
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Netzsch Pumpen & Systeme Gmbh
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    • F04C2/1075Construction of the stationary member

Definitions

  • Rotor-stator system with an inlet funnel for an eccentric screw pump
  • the present invention relates to a rotor-stator system for an eccentric screw pump and an eccentric screw pump with such a rotor-stator system.
  • Eccentric screw pumps are known from the prior art and described for example in German Patent 602 107. They are used to promote a variety of media, in particular viscous, highly viscous and / or abrasive media, such as sludges, chemicals, adhesives, fats and petroleum.
  • Conventional progressing cavity pumps include a rotor-stator system connected to a drive in which a rotor is received in a stator and is rotatable eccentrically relative to the stator.
  • a number of delivery chambers are formed between the rotor and the stator, depending on the so-called number of stages of the rotor-stator system.
  • the medium to be delivered can be continuously transported in the direction of a Rotattonsache of the stator from an inlet region to an outlet region of the rotor-stator system and pressurized upon rotation of the rotor.
  • Eccentric screw pumps are self-priming and can thus suck in operation the medium to be pumped from a feeder or a hopper.
  • the suction capacity of progressing cavity pumps is basically limited and moreover depends on different operating parameters, such as the speed of the rotor. To improve the suction capacity various design measures are known.
  • the document EP 1 522 729 A1 discloses an eccentric screw pump with a rotor-stator system, in which an expansion is provided in the inlet area of the rotor-stator system in order to facilitate the entry of a medium to be conveyed.
  • Document EP 2 532 833 A1 proposes an eccentric screw pump with a rotor-stator system which comprises a first delivery volume and a second delivery volume, wherein the first delivery volume should be greater than the second delivery volume.
  • the first stage of the rotor-stator system should act as a "booster" for the second stage.
  • the rotor-stator system for an eccentric screw pump comprises a stator having a stator pitch (the dimension of which is a length) and a helical inner peripheral surface with N + 1 pitches, and a rotor having a helical outer peripheral surface with N pitches, wherein the Rotor is at least partially received in the stator.
  • the rotor-stator system comprises a main portion in which a seal line between the stator and the rotor is present, and an inlet-side end portion adjacent to the main portion, in which a seal-free inlet funnel is formed between the stator and the rotor along a funnel length wherein the helical inner peripheral surface of the stator is formed in the main portion and in the inlet-side end portion.
  • the rotor-stator system is not limited to a drivable rotor. Rather, the invention relates to rotor-stator systems in which the rotor and / or the stator can be driven to produce a relative movement between the two.
  • the rotor Stator system in addition to conventional tube stators also include wobblers, IFD stators, stators with uniform wall thickness and other stators.
  • the inner circumferential surface of the stator of the rotor-stator system according to the invention may be formed of an elastomer, while the rotor may be formed of a wear-resistant material, preferably metal.
  • stator pitch and rotor pitch each one
  • Length is understood and this term is used accordingly in the context of the present invention.
  • the inventor of the present invention has recognized that advantageous flow effects can be achieved by means of an inlet funnel between the stator and the rotor which, on the one hand, comprises a continuation of the helical inner peripheral surface of the stator and, on the other hand, is impermeable to seal.
  • these measures significantly reduce the flow-side flow pressure losses, which results in a correspondingly improved intake capacity.
  • To achieve this advantageous effect can already be sufficient funnel length, which is less than the length of a stage of the associated rotor-stator system.
  • a feed hopper according to the invention which has a funnel length of 10% of a step length, appreciable fluidic improvements over the prior art can be achieved.
  • the inlet funnel is formed by a funnel-shaped widening of the helical inner circumferential surface in the inlet-side end section.
  • the helical inner peripheral surface of the stator is seated in the main portion is formed, in the funnel-shaped widening of the inlet-side end portion away.
  • the formation of the helical inner peripheral surface in the inlet side end portion substantially corresponds to the formation of the helical inner peripheral surface in the main portion, for example, with respect to the rotational direction and pitch of the screw flights.
  • the helical inner peripheral surfaces of the main portion and the end portion in this embodiment differ in their opening cross section.
  • the maximum widening of the helical inner peripheral surface is provided at the inlet or in the vicinity of the inlet, whereas the minimum widening is formed in a region of the end portion adjoining the main portion.
  • the rotor may have a constant cross-sectional area in the main portion and the inlet-side end portion in this embodiment, but no seal line is provided in the inlet funnel between the stator and the rotor.
  • the funnel length can be in a range of 1% to 20%, preferably 2% to 15% of the stator pitch. Such funnel lengths are already sufficient to reduce flow losses in the inlet area of the rotor-stator system.
  • the stator has in the region of the inlet funnel an inlet opening and an inlet opening opposite, adjacent to the main section outlet opening.
  • a cross-sectional geometry of the inlet opening substantially corresponds to a cross-sectional geometry of the outlet opening, wherein the position of the inlet opening is rotated relative to the position of the outlet opening about an axis of rotation of the stator.
  • the outlet opening of the inlet funnel of the stator which adjoins the main section may be identical in its position and cross-sectional geometry to the opening of the main section formed by the inner circumferential surface of the stator, which adjoins this outlet opening. It is understood that the term of the cross-sectional geometry of the inlet opening and the outlet opening refers to the shape of the respective opening. However, the respective dimensions of the cross-sectional geometries of the inlet opening and the outlet opening may differ from one another, for example in the case of a funnel-shaped widening of the helical inner circumferential surface in the inlet-side end section.
  • the position of the inlet opening is rotated relative to the position of the outlet opening of the inlet funnel about an axis of rotation of the stator.
  • the associated twist angle can be particularly depending on the funnel length and the stator pitch.
  • the cross-sectional geometry of the outlet opening is in the form of a first elongated hole having a first width and a first length
  • the cross-sectional geometry of the inlet opening has the shape of a second elongated hole having a second width and a second length, wherein the second width is greater than the first width and the second length is greater than the first length.
  • Such a form of the cross-sectional geometries of the inlet opening and the outlet opening of the inlet funnel may be provided especially in 1-2-speed rotor-stator systems, i. a system with a 2-speed stator and a 1-speed rotor. In this case, the rotor may have a circular cross-section.
  • Wl arctan ((B 2 -Bi) / T), where Wi may be in a range of 5 ° to 50 °, preferably in a range of 12 ° to 40 ° and where B 2 is the second width of the second slot, Bi the first width of the first slot and T is the funnel length of the inlet funnel.
  • the relationship for the rotor-stator system according to the invention may be the following:
  • W 2 arctane ((H 2 -H / T), where W 2 may be in a range of 5 P to 50 °, preferably in a range of 12 ° to 14 °, and H 2 is the second length of the second slot, Hi is the first length of the first slot and T is the funnel length of the inlet funnel.
  • the cross-sectional geometry of the exit opening has substantially the shape of a first triangle with rounded corners
  • the cross-sectional geometry of the entry opening has substantially the shape of a second triangle with rounded corners.
  • the second triangle may have a larger area than the first triangle.
  • Such cross-sectional geometries can be provided in particular for 2-3-speed rotor-stator systems, ie a system with a 3-speed stator and a
  • the rotor-stator system according to the invention is neither limited to 1-2-speed nor to 2-3-speed systems. Rather, the rotor-stator system according to the invention can be designed as any N-M-common system. For this N-M-standard rotor-stator system, the relationship applies:
  • M IM + 1, where M is the number of threads of the stator and N is the number of threads of the rotor.
  • the inlet funnel between the rotor and the stator can also be formed by a substantially inversely funnel-shaped reduction in cross-section of the rotor in the inlet-side end section.
  • the helical stator may have a constant opening cross section in the main portion and the inlet side end portion, yet the desired funnel shape is formed in the inlet side end portion between the rotor and the stator by the inversely funnel-shaped reduction in the cross section of the rotor.
  • Both embodiments may also be combined, ie, in addition to the reduction in the cross section of the rotor, a widening (or even a reduction) of the helical stator cross section may be formed in the region of the inlet-side end section.
  • the rotor of the rotor-stator system has an inlet-side cross-section in the region of the inlet-side end section and an outlet-side cross-section which is opposite to the inlet-side cross-section and adjoins the main section of the rotor-stator system.
  • a geometry of the inlet-side cross-section substantially corresponds to a geometry of the exit-side cross-section, wherein the inlet-side cross-section is rotated relative to the exit-side cross-section about the axis of rotation of the rotor.
  • the axis of rotation of the rotor describes the longitudinal axis of the rotor about which the helical outer peripheral surface of the rotor is coiled, ie the longitudinal axis passing through the center of an enveloping circle formed by the helical outer circumferential surface of the rotor.
  • geometry refers to the shape of the inlet-side cross-section and the exit-side cross-section, wherein the dimensions of the inlet-side cross-section may differ from the dimensions of the exit-side cross-section, for example due to the inversely funnel-shaped cross-sectional reduction of the rotor.
  • the inlet-side as well as the outlet-side cross-section may in particular be circular.
  • the rotation of the inlet-side cross-section relative to the outlet-side cross section of the rotor about the axis of rotation of the rotor can be selected as a function of the associated funnel length and the rotor pitch.
  • a R T / H R x 360 °, where a R is the angle of rotation between the outlet-side cross-section and the inlet-side cross-section the axis of rotation of the rotor, T is the funnel length and H R is the rotor pitch.
  • the inlet funnel and an adjoining peripheral surface of the rotor-stator system can merge substantially edge-free into each other.
  • each point of a transition between the inlet funnel and an adjacent circumferential surface of the rotor-stator system is then differentiable.
  • this differentiable transition can be formed on the stator and / or the rotor.
  • An edge-free or differentiable transition can conditions in the inlet area of the rotor-stator system by further reducing pressure losses.
  • At least one rounded surface section can be formed on a longitudinal end of the inlet funnel.
  • a plurality of rounded surface portions may be formed at the inlet end of the inlet funnel, which ensure a flow as possible lossless transition between a feed cross section and the inlet funnel.
  • these rounded surface portions as a
  • the invention also relates to an eccentric screw pump which is equipped with a rotor-stator system of the type described above.
  • the eccentric screw pump may further comprise a drive device connected to the rotor and / or the stator, by means of which the rotor and / or the stator can be set in rotation, and a supply line device connected to the stator on the inlet side.
  • Figure 1 is a sectional view of an eccentric screw pump with a rotor-stator system according to the invention
  • Figure 2 is a sectional view of a stator of the rotor-stator system according to the invention according to a first embodiment
  • Figure 3 is a plan view of an inlet side end face of the invention
  • Figure 4 is a sectional view of a stator of the rotor-stator system according to the invention according to a second embodiment
  • Figure 5 is a plan view of an inlet side end face of the invention
  • FIG. 6 is a side view of a rotor of the rotor-stator system according to the invention according to a third embodiment
  • Figure 7 is a plan view of an inlet side end face of the rotor of Figure 6;
  • Figure 8 is a sectional view of a stator of the rotor-stator system according to the invention according to a fourth embodiment
  • Figure 9 is a side view of a rotor of the rotor-stator system according to the invention according to a fifth embodiment
  • Figure 10 is a perspective sectional view of a stator of the rotor-stator system according to the invention according to a sixth embodiment.
  • Figure 11 is a side view of a rotor of the rotor-stator system according to the invention according to a seventh embodiment.
  • FIG 1 shows a sectional view of an eccentric screw pump 10, which is equipped with a rotor-stator system 12 according to the invention.
  • the rotor-stator system 12 includes a stator 14 having a helical inner peripheral surface 16 made of an elastic material and a rigid shell 17 surrounding the inner peripheral surface.
  • the helical inner peripheral surface 16 of the stator 14 is shown in Figure 1 with two flights. It will be understood, however, that in other embodiments of the invention, the inner peripheral surface 16 may have any number of threads. Further exemplary embodiments of stators according to the invention with a defined number of threads are shown in the further figures.
  • the rotor-stator system 12 further includes a rotor 18, which is received for the most part in the stator 14 and has a helical outer peripheral surface.
  • the helical outer peripheral surface of the rotor 18 is shown in Figure 1 with a thread. It is understood, however, that the outer peripheral surface of the rotor 18 may have more threads in other embodiments of the invention. Further exemplary embodiments
  • the rotor-stator system 12 has a main portion 20 in which, regardless of the relative position of the rotor 18 to the stator 14 has a substantially longitudinal sealing line between the réelle researcherssfikiee 16 of the stator and the outer peripheral surface of the rotor 18 is present. Adjacent to the main portion 20 is located on the inlet side of the rotor-stator system 12, an inlet-side end portion 22.
  • a seal-free inlet funnel 24 is formed, ie, regardless of the relative position of the Rotor 18 and the stator 14 to each other is therefore in the region of the inlet funnel 24 no sealing line between the rotor 18 and stator 14 is present.
  • the rotor 18 is connected axially outside the stator 14 via a propeller shaft 26 to a drive shaft 28 of a drive device 30.
  • the propeller shaft 26 is arranged in the region of a supply line device 32, which comprises an opening 34 for Beschi ⁇ cken the eccentric screw pump 10.
  • the rotor-stator system 12 is connected to a downstream device 36, which is not shown in FIG. 1 and can be configured as desired.
  • the eccentric screw pump 10 sucks in a medium to be conveyed on the inlet side 38 of the rotor-stator system 12 and builds a pressure in the downstream device 36 on the outlet side.
  • FIG. 2 shows a stator 14 of the rotor-stator system 12 according to the invention of a first embodiment, with a stator rotation axis Rs.
  • the helical inner peripheral surface 16 has two threads which are located both in the region of the main section 20 and in the region of the end section 22 are formed.
  • this first embodiment of the rotor-stator system according to the invention is therefore a so-called 1-2-speed system, the 1-speed rotor is not shown here.
  • the helical inner peripheral surface 16 of the stator 14 in the end portion 22 is expanded toward the inlet side 38 approximately funnel-shaped, thus forming an inlet funnel 24 between the stator 14 and the rotor (not shown).
  • the funnel-shaped widening of the inner circumferential surface 16 is selected such that no sealing line exists between the stator 14 or the helical inner circumferential surface 16 and the rotor (not shown) in the region of the end section 22.
  • the funnel length T of the inlet funnel 24 in the embodiment shown about 6% of the stator slope H s the skilled person understands the terms stator slope and rotor pitch each a length specification.
  • FIG. 3 shows an inlet-side end view of the rotor-stator system 12 according to the invention in accordance with the first embodiment shown in FIG.
  • the stator 14 more specifically, the helical inner peripheral surface 16 of the stator 14, has an inlet opening 42 and an outlet opening 44, each having the shape of a slot.
  • the inlet opening 42 is the opening of the inlet funnel 24 formed on the inlet side of the rotor-stator system 12.
  • the outlet opening 44 is arranged opposite to the inlet opening 42 and represents the opening of the inlet funnel 24 which is connected to the main section 20 of the rotor Stator system 12 adjacent.
  • the inlet funnel 24 extends in FIG. 3 from the inlet opening 42 to the outlet opening 44, wherein it can be seen that the helical shape of the interior Peripheral surface 16 of the stator 14 is continued in the region of the inlet funnel 24.
  • the outlet opening 44 has a first width Bi and a first length Hi, while the inlet opening 42 has a second width B 2 and a second length H 2 .
  • the second width B 2 in the embodiment shown is greater than the first width Bi and the second length H 2 is greater than the first length Hi in the illustrated embodiment.
  • FIG. 3 it can be seen in FIG. 3 that the position of the inlet opening 42 is rotated relative to the position of the outlet opening 44 about an axis of rotation Rs of the stator 14.
  • a twist angle asi between the position of the inlet opening 42 and the position of the outlet opening 44 is approximately 22 ° in the illustrated embodiment.
  • FIG. 4 shows a sectional illustration of a stator 114 of the rotor-stator system according to the invention in accordance with a second embodiment, wherein a representation of the rotor has also been dispensed with here.
  • the stator 114 of the second embodiment has an additional third thread.
  • the second embodiment of the rotor-stator system according to the invention is therefore a so-called 2-3-speed system.
  • the three-flighted helical inner peripheral surface 116 The stator 114 also extends beyond the main section 120 into the end section 122 of the rotor-stator system and is thus also formed in the region of the inlet funnel 124.
  • the inlet funnel 124 is also formed in the second embodiment according to Figure 4 by an approximately funnel-shaped widening of the helical inner peripheral surface 116 in the inlet-side end portion 122 between the stator 114 and the rotor (not shown). Again, in all relative positions between the rotor and the stator in the region of the inlet funnel 124, there is never a sealing line between the rotor and the stator.
  • the funnel length T is also about 6% of the stator pitch H s in the second embodiment.
  • FIG. 5 shows an inlet-side end view of the rotor-stator system 112 according to the invention of the second embodiment with the stator 114 shown in FIG. 4 and a rotor 118 received therein, which is shown in a sectional view.
  • the inlet opening 142 and the outlet opening 144 of the stator 114 in the example shown each have a substantially triangular cross-sectional geometry with rounded corners. Due to the funnel-shaped widening of the helical inner peripheral surface 116 of the stator 114 in the region of
  • Inlet funnel 124 is the inlet opening 142 larger than the outlet opening 144th
  • a twist angle as2 between the position of the inlet opening 142 and the position of the outlet opening 144 in the illustrated embodiment is again about 22 °.
  • FIG. 6 shows a schematic view of a rotor 218 of the rotor-stator system according to the invention of a third embodiment of the invention, which has a helical outer peripheral surface.
  • the rotor 218 has a rotor axis RR.
  • a funnel-shaped reduction in cross section is formed on the rotor 218 in the opposite direction of flow. More specifically, the cross section of the rotor 218 in the inlet side end portion 222 progressively decreases from the main portion 220 of the rotor-stator system 212 toward the inlet side 238.
  • This reduction in the cross-section of the rotor 218 thus forms the inlet funnel 224 between the rotor 218 and the stator (not shown) in the illustrated third embodiment of the invention.
  • a stator which does not have an extension of the helical inner peripheral surface in the inlet side end portion 222 of the rotor-stator system but has a substantially constant inner circumference.
  • the helical shape of the inner circumferential surface of the stator is also formed in the region of the inlet-side end portion 222 and thus in the region of the inlet funnel 224.
  • FIG. 7 shows an inlet-side end view of the rotor 218 of the rotor-stator system according to the third embodiment of the invention shown in FIG.
  • the rotor 218 has an inlet-side cross-section 250 in the region of the inlet-side end portion 222 and an outlet-side cross-section 252 opposite the inlet-side cross-section 250, which adjoins the main portion 220 of the rotor-stator system.
  • the inlet funnel 224 extends between the inlet-side cross-section 250 and the outlet-side cross-section 252.
  • FIG. 7 also shows an enveloping circle 254 of the rotor 218 which is generated in operation by the eccentric movement of the rotor 218 from the outer circumferential surface of the rotor 218.
  • Both the inlet-side and outlet-side cross-section of the rotor 218 is circular in the embodiment shown, wherein the inlet-side cross-section 250 has a smaller area than the outlet-side cross-section 252 due to the inversely funnel-shaped reduction in cross-section of the rotor 218.
  • the twist angle QR is determined by the ratio of the funnel length T and the rotor pitch HR and is approximately 60 ° in the illustrated embodiment.
  • FIG. 8 shows a sectional view of a stator 314 according to a fourth embodiment of the rotor-stator system according to the invention.
  • the stator 314 essentially corresponds to the stator 14 of the first shown in FIG.
  • the stator 314 of the fourth embodiment of the invention has a differentiable transition of the helical inner peripheral surface 316 in the region of the inlet funnel 324 to the adjacent thereto, helical inner peripheral surface 316 of the stator 314 in the region of the main portion 320 on.
  • the inlet funnel 324 which in the embodiment shown is formed by the widening of the inner circumferential surface 316, and the adjoining inner circumferential surface 316 of the stator 314 in the region of the main section 320 essentially merge into one another without edges.
  • Such a transition has additional beneficial effects on the flow conditions in the region of the inlet funnel 324 and contributes to a further improvement in the suction capacity of a corresponding eccentric screw pump.
  • a rotor 418 according to a fifth embodiment of the rotor-stator system according to the invention is shown in FIG.
  • the rotor 418 substantially corresponds to the rotor of the third embodiment of the invention shown in FIG.
  • the rotor 418 according to the fifth embodiment shown in FIG. 9 has a differentiable transition in the region of the inlet funnel 424 between the portion of the rotor 418 forming the inlet funnel 324 and the main portion 420 of the rotor 418 adjacent thereto.
  • the cross-section-reduced region of the rotor 418 merges substantially edge-free into the main section of the rotor 418.
  • the edge-free transition between the inlet funnel 424 and the main section 420 of the rotor-stator system can additionally reduce the flow pressure losses in this area and thus further increase the intake capacity of a corresponding eccentric screw pump.
  • FIG. 10 shows a perspective sectional view of a stator 514 according to a sixth embodiment of the rotor-stator system according to the invention.
  • the stator 514 of the sixth embodiment of the invention substantially corresponds to the stator 14 shown in FIG. 2 of the first embodiment of the rotor-stator system 12 according to the present invention.
  • the stator 514 according to the sixth embodiment includes a fluidic one optimized transition at its inlet end adapted to a connected lead portion (not shown).
  • the stator 514 has variously formed, rounded surface portions 556. By forming these rounded surface portions 556, it is possible to achieve a uniform transition to the feed cross section, which is in line with the rotor Stator system 512 is connected, whereby flow pressure losses in the inlet region of the rotor-stator system 512 can be further minimized.
  • FIG. 11 shows a rotor 618 of a rotor-stator system according to a seventh embodiment of the invention.
  • the rotor 618 shown in FIG. 11 is similar to the rotor 218 of the rotor-stator system 212 of the third embodiment shown in FIG.
  • the rotor 618 according to the seventh embodiment of the invention has variously formed rounded surface portions 656 at an entrance end of the inlet funnel 624 formed by the cross-sectional reduced rotor 618.
  • rounded surface portions 656 are adapted depending on the geometry of the rotor 618 and the surrounding components, such as the associated stator and a feed cross-section connected to the rotor-stator system.
  • the rounded surface sections 656 improve the flow conditions in the inlet region of the rotor-stator system according to the invention.
  • the intake capacity of the associated eccentric screw pump can be further improved by this seventh embodiment of the rotor-stator system according to the invention.

Abstract

A rotor/stator system (12) for an eccentric screw pump (10) comprises a stator (14), which has a stator pitch and a screw thread-shaped inner circumferential surface (16) with N+l thread paths, and a rotor (18), which has a screw-shaped outer circumferential surface with N thread paths, wherein at least some sections of the rotor are received in the stator. The rotor/stator system additionally comprises a main section (20), in which a sealing line between the stator and the rotor is provided, and an inlet-side end section (22), which adjoins the main section and in which a sealing line-free inlet funnel (24) is formed between the stator (14) and the rotor (18) along a funnel length. The screw thread-shaped inner circumferential surface (16) of the stator (14) is formed both in the main section (20) as well as in the inlet-side end section (22).

Description

Rotor-Stator-System mit einem Einlauftrichter für eine Exzenterschneckenpumpe  Rotor-stator system with an inlet funnel for an eccentric screw pump
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rotor-Stator-System für eine Exzenterschneckenpumpe sowie eine Exzenterschneckenpumpe mit einem solchen Rotor-Stator- System. The present invention relates to a rotor-stator system for an eccentric screw pump and an eccentric screw pump with such a rotor-stator system.
Exzenterschneckenpumpen sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in der deutschen Patentschrift 602 107 beschrieben. Sie dienen zur Förderung einer Vielzahl von Medien, insbesondere von dickflüssigen, hochviskosen und/oder abrasiven Medien, wie beispielsweise Schlämmen, chemischen Substanzen, Klebstoffen, Fetten und Erdöl. Eccentric screw pumps are known from the prior art and described for example in German Patent 602 107. They are used to promote a variety of media, in particular viscous, highly viscous and / or abrasive media, such as sludges, chemicals, adhesives, fats and petroleum.
Herkömmliche Exzenterschneckenpumpen umfassen ein mit einem Antrieb verbundenes Rotor-Stator-System, bei dem ein Rotor in einem Stator aufgenommen und exzentrisch relativ zum Stator drehbar ist. Durch eine schraubenförmige Ausführung des Rotors und die Ausbildung einer schraubengangförmigen Innenumfangsfiäche an dem zugehörigen Stator werden zwischen dem Rotor und dem Stator eine Reihe von Förderräumen gebildet, abhängig von der sogenannten Stufenzahl des Rotor-Stator- Systems. Mittels dieser Förderräume kann das zu fördernde Medium bei einem Drehen des Rotors kontinuierlich in Richtung einer Rotattonsache des Stators von einem Einlassbereich zu einem Auslassbereich des Rotor-Stator-Systems transportiert und unter Druck gesetzt werden. Exzenterschneckenpumpen sind selbstansaugend und können somit im Betrieb das zu fördernde Medium aus einer Zuführeinrichtung oder einem Zufuhrbehälter ansaugen. Conventional progressing cavity pumps include a rotor-stator system connected to a drive in which a rotor is received in a stator and is rotatable eccentrically relative to the stator. By a helical design of the rotor and the formation of a helical Innenumfangsfiäche on the associated stator a number of delivery chambers are formed between the rotor and the stator, depending on the so-called number of stages of the rotor-stator system. By means of these delivery chambers, the medium to be delivered can be continuously transported in the direction of a Rotattonsache of the stator from an inlet region to an outlet region of the rotor-stator system and pressurized upon rotation of the rotor. Eccentric screw pumps are self-priming and can thus suck in operation the medium to be pumped from a feeder or a hopper.
Jedoch ist das Ansaugvermögen von Exzenterschneckenpumpen grundsätzlich begrenzt und darüber hinaus von verschiedenen Betriebsparametern abhängig, wie beispielsweise der Drehzahl des Rotors. Zur Verbesserung des Ansaugvermögens sind verschiedene konstruktive Maßnahmen bekannt. However, the suction capacity of progressing cavity pumps is basically limited and moreover depends on different operating parameters, such as the speed of the rotor. To improve the suction capacity various design measures are known.
Das Dokument EP 1 522 729 AI offenbart eine Exzenterschneckenpumpe mit einem Rotor-Stator-System, bei dem in dem Einlassbereich des Rotor-Stator-Systems eine Aufweitung vorgesehen ist, um den Eintritt eines zu fördernden Mediums zu erleichtern. Das Dokument EP 2 532 833 AI schlägt eine Exzenterschneckenpumpe mit einem Rotor-Stator-System vor, das ein erstes Fördervolumen und ein zweites Fördervolumen umfasst, wobei das erste Fördervolumen größer als das zweite Fördervolumen sein soll. Dadurch soll die erste Stufe des Rotor-Stator-Systems als ein„Booster" für die zweite Stufe wirken. The document EP 1 522 729 A1 discloses an eccentric screw pump with a rotor-stator system, in which an expansion is provided in the inlet area of the rotor-stator system in order to facilitate the entry of a medium to be conveyed. Document EP 2 532 833 A1 proposes an eccentric screw pump with a rotor-stator system which comprises a first delivery volume and a second delivery volume, wherein the first delivery volume should be greater than the second delivery volume. As a result, the first stage of the rotor-stator system should act as a "booster" for the second stage.
Ein solches Rotor-Stator-System ist jedoch nur schwierig und mit entsprechendem Kostenaufwand zu fertigen. However, such a rotor-stator system is difficult and to manufacture with a corresponding cost.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Ansaugvermögen einer Exzenterschneckenpumpe auf möglichst einfache Art und Weise spürbar zu verbes¬ sern. It is therefore an object of the present invention to appreciably verbes ¬ the aspiration of an eccentric screw pump in the simplest possible way.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Rotor-Stator-System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Exzenterschneckenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 14. This object is achieved by a rotor-stator system with the features of claim 1 and an eccentric screw pump with the features of claim 14th
Bevorzugte Ausführungsformen in den Unteransprüchen 2 bis 13 sowie der nachfolgenden Beschreibung angegeben. Preferred embodiments in the dependent claims 2 to 13 and the following description.
Das erfindungsgemäße Rotor-Stator-System für eine Exzenterschneckenpumpe umfasst einen Stator, der eine Statorsteigung (deren Dimension eine Länge ist) und eine schraubengangförmige Innenumfangsfläche mit N+l Gewindegängen aufweist, und einen Rotor, der eine schraubenförmige Außenumfangsfläche mit N Gewindegängen aufweist, wobei der Rotor zumindest abschnittsweise in dem Stator aufgenommen ist. Ferner umfasst das Rotor-Stator-System einen Hauptabschnitt, in dem eine Dichtlinie zwischen dem Stator und dem Rotor vorhanden ist, und einen an den Hauptabschnitt angrenzenden, einlassseitigen Endabschnitt, in dem ein dichtlinienfreier Einlauftrichter zwischen dem Stator und dem Rotor entlang einer Trichterlänge ausgebildet ist, wobei die schraubengangförmige Innenumfangsfläche des Stators in dem Hauptabschnitt und in dem einlassseitigen Endabschnitt ausgebildet ist. The rotor-stator system for an eccentric screw pump according to the invention comprises a stator having a stator pitch (the dimension of which is a length) and a helical inner peripheral surface with N + 1 pitches, and a rotor having a helical outer peripheral surface with N pitches, wherein the Rotor is at least partially received in the stator. Further, the rotor-stator system comprises a main portion in which a seal line between the stator and the rotor is present, and an inlet-side end portion adjacent to the main portion, in which a seal-free inlet funnel is formed between the stator and the rotor along a funnel length wherein the helical inner peripheral surface of the stator is formed in the main portion and in the inlet-side end portion.
Obwohl im Rahmen der Erfindung die Begriffe Rotor und Stator verwendet werden, Ist das erfindungsgemäße Rotor-Stator-System nicht auf einen antreibbaren Rotor beschränkt. Vielmehr bezieht sich die Erfindung auf Rotor-Stator-Systeme, bei denen der Rotor und/oder der Stator angetrieben werden können, um eine Relativbewegung zwischen diesen beiden zu erzeugen. Somit kann das erfindungsgemäße Rotor- Stator-System neben herkömmlichen Rohrstatoren auch Wobblestatoren, IFD- Statoren, Statoren mit gleichmäßiger Wandstärke sowie sonstige Statoren umfassen. Although the terms rotor and stator are used in the context of the invention, the rotor-stator system according to the invention is not limited to a drivable rotor. Rather, the invention relates to rotor-stator systems in which the rotor and / or the stator can be driven to produce a relative movement between the two. Thus, the rotor Stator system in addition to conventional tube stators also include wobblers, IFD stators, stators with uniform wall thickness and other stators.
Die Innenumfangsfläche des Stators des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems kann aus einem Elastomer gebildet sein, während der Rotor aus einem verschleißbeständigen Material, vorzugsweise Metall, gebildet sein kann. The inner circumferential surface of the stator of the rotor-stator system according to the invention may be formed of an elastomer, while the rotor may be formed of a wear-resistant material, preferably metal.
Ferner kann die Statorsteigung des Stators doppelt so lang sein wie eine Rotorsteigung des Rotors. In diesem Zusammenhang sei nochmals erwähnt, dass der Fachmann unter den Begriffen Statorsteigung und Rotorsteigung jeweils eine Further, the Statorsteigung the stator can be twice as long as a rotor pitch of the rotor. In this context, it should be mentioned again that the person skilled in the art under the terms stator pitch and rotor pitch each one
Längenangabe versteht und dieser Begriff im Rahmen der vorliegenden Erfindung entsprechend verwendet wird. Length is understood and this term is used accordingly in the context of the present invention.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat erkannt, dass durch einen Einlauftrichter zwischen dem Stator und dem Rotor, der einerseits eine Fortsetzung der schrauben- gangförmigen Innenumfangsfläche des Stators umfasst und andererseits dichtlinien- frei Ist, vorteilhafte Strömungseffekte erzielt werden können. Insbesondere werden durch diese Maßnahmen die elnlaufseitJgen Strömungsdruckverluste deutlich herabgesetzt, was ein entsprechend verbessertes Ansaugvermögen zur Folge hat. Zur Erreichung dieses vorteilhaften Effekts kann bereits eine Trichterlänge ausreichen, die geringer als die Länge einer Stufe des zugehörigen Rotor-Stator-Systems ist. Beispielsweise können mit einem erfindungsgemäßen Einlauftrichter, der eine Trichterlänge von 10% einer Stufenlänge hat, spürbare strömungstechnische Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik erreicht werden. Durch die The inventor of the present invention has recognized that advantageous flow effects can be achieved by means of an inlet funnel between the stator and the rotor which, on the one hand, comprises a continuation of the helical inner peripheral surface of the stator and, on the other hand, is impermeable to seal. In particular, these measures significantly reduce the flow-side flow pressure losses, which results in a correspondingly improved intake capacity. To achieve this advantageous effect can already be sufficient funnel length, which is less than the length of a stage of the associated rotor-stator system. For example, with a feed hopper according to the invention, which has a funnel length of 10% of a step length, appreciable fluidic improvements over the prior art can be achieved. By the
schraubengangförmige Ausbildung der Innenumfangsfläche des Stators im Bereich des Einlauftrichters wird das zu fördernde Medium, bevor das Medium den Hauptabschnitt erreicht und ein abgeschlossenes Fördervolumen bildet, bereits in eine Bewegung versetzt, die im Wesentlichen seiner Bewegung in dem Hauptabschnitt des Rotor-Stator-Systems entspricht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Rotor-Stator- Systemen mit Aufweitungen im Einlaufbereich können durch das Ausbilden eines erfindungsgemäßen Elnlauftrichters zwischen dem Stator und dem Rotor einlassselti- ge Strömungsverluste welter reduziert werden, was den Wirkungsgrad von Exzenterschneckenpumpen mit einem erfindungsgemäßen Rotor-Stator-System erhöht. helical formation of the inner circumferential surface of the stator in the region of the inlet funnel, the medium to be conveyed, before the medium reaches the main portion and forms a closed delivery volume, already placed in a movement which substantially corresponds to its movement in the main portion of the rotor-stator system. In contrast to conventional rotor-stator systems with widenings in the inlet region, by forming an oil funnel according to the invention between the stator and the rotor, inlet flow losses can be reduced, which increases the efficiency of eccentric worm pumps with a rotor-stator system according to the invention.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Einlauftrichter durch eine trichterförmige Aufweitung der schraubengangförmigen Innenumfangsfläche in dem einlasssei- tigen Endabschnitt gebildet. Somit setzt sich bei dieser Ausführungsform die schraubengangförmige Innenumfangsfläche des Stators, die in dem Hauptabschnitt ausgebildet ist, in der trichterförmigen Aufweitung des einlassseitigen Endabschnitts fort. Die Ausbildung der schraubengangförmlgen Innenumfangsfläche in dem einlassseitigen Endabschnitt entspricht im Wesentlichen der Ausbildung der schraubengangförmlgen Innenumfangsfläche in dem Hauptabschnitt, beispielsweise in Bezug auf die Drehrichtung und Steigung der Schraubengänge. Aufgrund der trichterförmigen Aufweitung in dem Endabschnitt unterscheiden sich die schraubengangförmlgen Innenumfangsflächen des Hauptabschnitts und des Endabschnitts in dieser Ausführungsform jedoch hinsichtlich ihrer Öffnungsquerschnitts. Die maximale Aufweitung der schraubengangförmlgen Innenumfangsfläche ist an dem Einlass oder in der Nähe des Einlasses vorgesehen, wohingegen die minimale Aufweitung in einem an den Hauptabschnitt angrenzenden Bereich des Endabschnitts ausgebildet ist. Der Rotor kann in dieser Ausführungsform in dem Hauptabschnitt und dem einlassseitigen Endabschnitt eine konstante Querschnittsfläche aufweisen, jedoch ist im Einlauftrichter zwischen dem Stator und dem Rotor keine Dichtlinie vorhanden. In one embodiment of the invention, the inlet funnel is formed by a funnel-shaped widening of the helical inner circumferential surface in the inlet-side end section. Thus, in this embodiment, the helical inner peripheral surface of the stator is seated in the main portion is formed, in the funnel-shaped widening of the inlet-side end portion away. The formation of the helical inner peripheral surface in the inlet side end portion substantially corresponds to the formation of the helical inner peripheral surface in the main portion, for example, with respect to the rotational direction and pitch of the screw flights. However, due to the funnel-shaped widening in the end portion, the helical inner peripheral surfaces of the main portion and the end portion in this embodiment differ in their opening cross section. The maximum widening of the helical inner peripheral surface is provided at the inlet or in the vicinity of the inlet, whereas the minimum widening is formed in a region of the end portion adjoining the main portion. The rotor may have a constant cross-sectional area in the main portion and the inlet-side end portion in this embodiment, but no seal line is provided in the inlet funnel between the stator and the rotor.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Trichterlänge in einem Bereich von 1% bis 20%, vorzugsweise 2% bis 15% der Statorsteigung liegen. Solche Trichterlängen sind bereits ausreichend, um Strömungsverluste im Einlassbereich des Rotor-Stator-Systems zu reduzieren. According to one embodiment of the invention, the funnel length can be in a range of 1% to 20%, preferably 2% to 15% of the stator pitch. Such funnel lengths are already sufficient to reduce flow losses in the inlet area of the rotor-stator system.
Der Stator hat in dem Bereich des Einlauftrichters eine Eintrittsöffnung und eine der Eintrittsöffnung entgegengesetzte, an den Hauptabschnitt angrenzende Austrittsöffnung. Vorzugsweise entspricht eine Querschnittsgeometrie der Eintrittsöffnung im Wesentlichen einer Querschnittsgeometrie der Austrittsöffnung, wobei die Lage der Eintrittsöffnung relativ zur Lage der Austrittsöffnung um eine Rotationsachse des Stators verdreht ist. Die an den Hauptabschnitt angrenzende Austrittsöffnung des Einlauftrichters des Stators kann in ihrer Lage und Querschnittsgeometrie der durch die Innenumfangsfläche des Stators gebildeten Öffnung des Hauptabschnitts gleich sein, die an diese Austrittsöffnung angrenzt. Es versteht sich, dass sich der Begriff der Querschnittsgeometrie der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung auf die Form der jeweiligen Öffnung bezieht. Die jeweiligen Maße der Querschnittsgeometrien der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung können sich jedoch voneinander unterscheiden, beispielsweise im Falle einer trichterförmigen Aufweitung der schraubengangförmlgen Innenumfangsfläche in dem einlassseitigen Endabschnitt. The stator has in the region of the inlet funnel an inlet opening and an inlet opening opposite, adjacent to the main section outlet opening. Preferably, a cross-sectional geometry of the inlet opening substantially corresponds to a cross-sectional geometry of the outlet opening, wherein the position of the inlet opening is rotated relative to the position of the outlet opening about an axis of rotation of the stator. The outlet opening of the inlet funnel of the stator which adjoins the main section may be identical in its position and cross-sectional geometry to the opening of the main section formed by the inner circumferential surface of the stator, which adjoins this outlet opening. It is understood that the term of the cross-sectional geometry of the inlet opening and the outlet opening refers to the shape of the respective opening. However, the respective dimensions of the cross-sectional geometries of the inlet opening and the outlet opening may differ from one another, for example in the case of a funnel-shaped widening of the helical inner circumferential surface in the inlet-side end section.
Wie zuvor beschrieben, ist in dieser Ausführungsform der Erfindung die Lage der Eintrittsöffnung relativ zu der Lage der Austrittsöffnung des Einlauftrichters um eine Rotationsachse des Stators verdreht. Der zugehörige Verdrehwinkel kann insbeson- dere in Abhängigkeit der Trichterlänge und der Statorsteigung gewählt werden. So kann für den Verdrehwinkel zwischen der Lage der Eintrittsöffnung und der Lage der Austrittsöffnung um eine Rotationsachse des Stators die Beziehung gelten: as = T / Hs x 360°, wobei äs der Verdrehwinkel zwischen der Lage der Eintrittsöffnung und der Lage der Austrittsöffnung um die Rotationsachse des Stators, T die Trichterlänge des Einlauftrichters und Hs die Statorsteigung ist. As described above, in this embodiment of the invention, the position of the inlet opening is rotated relative to the position of the outlet opening of the inlet funnel about an axis of rotation of the stator. The associated twist angle can be particularly depending on the funnel length and the stator pitch. Thus, for the angle of rotation between the position of the inlet opening and the position of the outlet opening about an axis of rotation of the stator the relationship applies: a s = T / H s x 360 °, where äs the angle of rotation between the position of the inlet opening and the position of the outlet opening to the axis of rotation of the stator, T is the funnel length of the inlet funnel and Hs is the stator pitch.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung hat die Querschnittsgeometrie der Austrittsöffnung die Form eines ersten Langlochs mit einer ersten Breite und einer ersten Länge, während die Querschnittsgeometrie der Eintrittsöffnung die Form eines zweiten Langlochs mit einer zweiten Breite und einer zweiten Länge hat, wobei die zweite Breite größer als die erste Breite und die zweite Länge größer als die erste Länge ist. Eine solche Form der Querschnittsgeometrien der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung des Einlauftrichters kann vor allem bei 1-2-gängigen Rotor-Stator- Systemen vorgesehen sein, d.h. einem System mit einem 2-gängigen Stator und einem 1-gängigen Rotor. In diesem Fall kann der Rotor einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. In preferred embodiments of the invention, the cross-sectional geometry of the outlet opening is in the form of a first elongated hole having a first width and a first length, while the cross-sectional geometry of the inlet opening has the shape of a second elongated hole having a second width and a second length, wherein the second width is greater than the first width and the second length is greater than the first length. Such a form of the cross-sectional geometries of the inlet opening and the outlet opening of the inlet funnel may be provided especially in 1-2-speed rotor-stator systems, i. a system with a 2-speed stator and a 1-speed rotor. In this case, the rotor may have a circular cross-section.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann für das erfindungsgemäße Rotor-Stator-System die Beziehung gelten: In the embodiment described above, the relationship can apply to the rotor-stator system according to the invention:
Wl = arctan ((B2 - Bi) / T), wobei Wi in einem Bereich von 5° bis 50° liegen kann, vorzugsweise In einem Bereich von 12° bis 40° und wobei B2 die zweite Breite des zweiten Langlochs, Bi die erste Breite des ersten Langlochs und T die Trichterlänge des Einlauftrichters ist. Wl = arctan ((B 2 -Bi) / T), where Wi may be in a range of 5 ° to 50 °, preferably in a range of 12 ° to 40 ° and where B 2 is the second width of the second slot, Bi the first width of the first slot and T is the funnel length of the inlet funnel.
Darüber hinaus oder alternativ dazu kann in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform für das erfindungsgemäße Rotor-Stator-System die Beziehung gelten: In addition or alternatively, in the embodiment described above, the relationship for the rotor-stator system according to the invention may be the following:
W2 = arctan ((H2 - H / T), wobei W2 in einem Bereich von 5P bis 50° liegen kann, vorzugsweise in einem Bereich von 12° bis 14° und wobei H2 die zweite Länge des zweiten Langlochs, Hi die erste Länge des ersten Langlochs und T die Trichterlänge des Einlauftrichters ist. Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung hat die Querschnittsgeometrie der Austrittsöffnung Im Wesentlichen die Form eines ersten Dreiecks mit abgerundeten Ecken und die Querschnittsgeometrie der Eintrittsöffnung hat im Wesentlichen die Form eines zweiten Dreiecks mit abgerundeten Ecken. Das zweite Dreieck kann eine größere Fläche als das erste Dreieck aufweisen. Derartige Querschnittsgeometrien können insbesondere bei 2-3-gängigen Rotor-Stator-Systemen vorgesehen sein, d.h. einem System mit einem 3-gängigen Stator und einem W 2 = arctane ((H 2 -H / T), where W 2 may be in a range of 5 P to 50 °, preferably in a range of 12 ° to 14 °, and H 2 is the second length of the second slot, Hi is the first length of the first slot and T is the funnel length of the inlet funnel. In other preferred embodiments of the invention, the cross-sectional geometry of the exit opening has substantially the shape of a first triangle with rounded corners, and the cross-sectional geometry of the entry opening has substantially the shape of a second triangle with rounded corners. The second triangle may have a larger area than the first triangle. Such cross-sectional geometries can be provided in particular for 2-3-speed rotor-stator systems, ie a system with a 3-speed stator and a
2-gängigen Rotor. 2-speed rotor.
Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Rotor-Stator-System weder auf 1-2- gängige noch auf 2-3-gängige Systeme beschränkt ist. Vielmehr kann das erfindungsgemäße Rotor-Stator-System als beliebiges N-M-gängiges System ausgebildet sein. Für dieses N-M-gängige Rotor-Stator-System gilt die Beziehung: It is understood that the rotor-stator system according to the invention is neither limited to 1-2-speed nor to 2-3-speed systems. Rather, the rotor-stator system according to the invention can be designed as any N-M-common system. For this N-M-standard rotor-stator system, the relationship applies:
M = IM + 1, wobei M die Anzahl der Gewindegänge des Stators und N die Anzahl der Gewindegänge des Rotors ist. M = IM + 1, where M is the number of threads of the stator and N is the number of threads of the rotor.
Erfindungsgemäß kann der Einlauftrichter zwischen dem Rotor und dem Stator auch durch eine im Wesentlichen umgekehrt trichterförmige Querschnittsverringerung des Rotors in dem einlassseitigen Endabschnitt gebildet sein. In diesem Fall kann der schraubengangförmige Stator in dem Hauptabschnitt und dem einlassseitigen Endabschnitt einen konstanten Öffnungsquerschnitt haben, wobei durch die umgekehrt trichterförmige Querschnittsverringerung des Rotors dennoch der gewünschte Einlauftrichter in dem einlassseitigen Endabschnitt zwischen dem Rotor und dem Stator gebildet ist. Beide Ausführungsformen können auch kombiniert werden, d.h. es kann zusätzlich zu der Querschnittsverringerung des Rotors eine Aufweitung (oder auch eine Verringerung) des schraubengangförmigen Statorquerschnitts Im Bereich des einlassseitigen Endabschnitts ausgebildet sein. Unabhängig von der Ausbildung des schraubengangförmigen Stators im Bereich des einlassseitigen Endabschnitts herrscht erfindungsgemäß jedoch stets eine Dichtlinienfreiheit zwischen dem Rotor und dem Stator im Bereich des Einlauftrichters. Eine maximale Querschnittsverringerung des Rotors kann insbesondere an der Einlassselte des Rotor-Stator-Systems ausgebildet sein, während eine minimale Querschnittsverringerung des Rotors in einem an den Hauptabschnitt angrenzenden Bereich des Endabschnitts des Rotor- Stator-Systems ausgebildet sein kann. Der Rotor des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems hat im Bereich des einlass- seitigen Endabschnitts einen eintrittsseitigen Querschnitt und einen dem eintrittssei- tigen Querschnitt entgegengesetzten, an den Hauptabschnitt des Rotor-Stator- Systems angrenzenden, austrittsseitigen Querschnitt. Vorzugsweise entspricht eine Geometrie des eintrittsseitigen Querschnitts im Wesentlichen einer Geometrie des austrittsseitigen Querschnitts, wobei der eintrittsseitige Querschnitt relativ zu dem austrittsseitigen Querschnitt um die Rotationsachse des Rotors verdreht ist. Die Rotationsache des Rotors beschreibt die Längsachse des Rotors, um die die schraubenförmige Außenumfangsfläche des Rotors gewendelt ist, d.h. die Längsachse, die durch den Mittelpunkt eines durch die schraubenförmige Außenumfangsfläche des Rotors gebildeten Hüllkreises verläuft. Auch hier versteht sich, dass sich der Begriff Geometrie auf die Form des eintrittsseitigen Querschnitts und des austrittsseitigen Querschnitts bezieht, wobei die Maße des eintrittsseitigen Querschnitts von den Maßen des austrittsseitigen Querschnitts abweichen können, beispielsweise aufgrund der umgekehrt trichterförmigen Querschnittsverringerung des Rotors. Der eintrittsseitige sowie der austrittsseltige Querschnitt können insbesondere kreisförmig sein. Ferner kann die Verdrehung des eintrittsseitigen Querschnitts relativ zu dem austrittsseitigen Querschnitt des Rotors um die Rotationsachse des Rotors in Abhängigkeit der zugehörigen Trichterlänge und der Rotorsteigung gewählt werden. According to the invention, the inlet funnel between the rotor and the stator can also be formed by a substantially inversely funnel-shaped reduction in cross-section of the rotor in the inlet-side end section. In this case, the helical stator may have a constant opening cross section in the main portion and the inlet side end portion, yet the desired funnel shape is formed in the inlet side end portion between the rotor and the stator by the inversely funnel-shaped reduction in the cross section of the rotor. Both embodiments may also be combined, ie, in addition to the reduction in the cross section of the rotor, a widening (or even a reduction) of the helical stator cross section may be formed in the region of the inlet-side end section. Regardless of the design of the helical stator in the region of the inlet-side end portion, according to the invention, there is always a seal line clearance between the rotor and the stator in the region of the inlet funnel. A maximum reduction in the diameter of the rotor can be formed in particular on the inlet side of the rotor-stator system, while a minimum reduction in the diameter of the rotor can be formed in a region of the end section of the rotor-stator system adjoining the main section. The rotor of the rotor-stator system according to the invention has an inlet-side cross-section in the region of the inlet-side end section and an outlet-side cross-section which is opposite to the inlet-side cross-section and adjoins the main section of the rotor-stator system. Preferably, a geometry of the inlet-side cross-section substantially corresponds to a geometry of the exit-side cross-section, wherein the inlet-side cross-section is rotated relative to the exit-side cross-section about the axis of rotation of the rotor. The axis of rotation of the rotor describes the longitudinal axis of the rotor about which the helical outer peripheral surface of the rotor is coiled, ie the longitudinal axis passing through the center of an enveloping circle formed by the helical outer circumferential surface of the rotor. Again, it is understood that the term geometry refers to the shape of the inlet-side cross-section and the exit-side cross-section, wherein the dimensions of the inlet-side cross-section may differ from the dimensions of the exit-side cross-section, for example due to the inversely funnel-shaped cross-sectional reduction of the rotor. The inlet-side as well as the outlet-side cross-section may in particular be circular. Furthermore, the rotation of the inlet-side cross-section relative to the outlet-side cross section of the rotor about the axis of rotation of the rotor can be selected as a function of the associated funnel length and the rotor pitch.
Insbesondere kann für den Verdrehwinkel zwischen dem austrittsseitigen Querschnitt und dem eintrittsseitigen Querschnitt des Rotors im Bereich des einlassseitigen Endabschnitts die folgende Beziehung gelten: aR = T / HR x 360°, wobei aR der Verdrehwinkel zwischen dem austrittsseitigen Querschnitt und dem eintrittsseitigen Querschnitt um die Rotationsachse des Rotors, T die Trichterlänge und HR die Rotorsteigung ist. In particular, for the angle of rotation between the outlet-side cross-section and the inlet-side cross-section of the rotor in the region of the inlet-side end section, the following relationship applies: a R = T / H R x 360 °, where a R is the angle of rotation between the outlet-side cross-section and the inlet-side cross-section the axis of rotation of the rotor, T is the funnel length and H R is the rotor pitch.
Bei bevorzugten Ausführungsformen können der Einlauftrichter und eine daran angrenzende Umfangsfläche des Rotor-Stator-Systems im Wesentlichen kantenfrei ineinander übergehen. Anders ausgedrückt ist dann jede Stelle eines Übergangs zwischen dem Einlauftrichter und einer daran angrenzenden Umfangsfläche des Rotor-Stator-Systems differenzierbar. Abhängig davon, ob der Einlauftrichter durch eine Aufweitung des Stators und/oder eine Verringerung des Rotors gebildet ist, kann dieser differenzierbare Übergang an dem Stator und/oder dem Rotor ausgebildet sein. Ein kantenfreier bzw. differenzierbarer Übergang kann die Strömungsver- hältnisse im Einlassbereich des Rotor-Stator-Systems weiter verbessern, indem Druckverluste herabgesetzt werden. In preferred embodiments, the inlet funnel and an adjoining peripheral surface of the rotor-stator system can merge substantially edge-free into each other. In other words, each point of a transition between the inlet funnel and an adjacent circumferential surface of the rotor-stator system is then differentiable. Depending on whether the inlet funnel is formed by an expansion of the stator and / or a reduction of the rotor, this differentiable transition can be formed on the stator and / or the rotor. An edge-free or differentiable transition can conditions in the inlet area of the rotor-stator system by further reducing pressure losses.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann an einem elntrlttsseltlgen Ende des Einlauftrichters wenigstens ein abgerundeter Flächenabschnitt ausgebildet sein. Auch können mehrere abgerundete Flächenabschnitte an dem eintrittsseitigen Ende des Einlauftrichters ausgebildet sein, die einen strömungstechnisch möglichst verlustfreien Übergang zwischen einem Zuleitungsquerschnitt und dem Einlauftrichter sicherstellen. Ferner können diese abgerundeten Flächenabschnitte als ein According to one development of the invention, at least one rounded surface section can be formed on a longitudinal end of the inlet funnel. Also, a plurality of rounded surface portions may be formed at the inlet end of the inlet funnel, which ensure a flow as possible lossless transition between a feed cross section and the inlet funnel. Furthermore, these rounded surface portions as a
strömungstechnisch optimierter Übergang zu einer sich einlassseitig an den Einlauf¬ trichter anschließenden, herkömmlichen Aufweitung des Rotor-Stator-Systems ausgestaltet sein. fluidically optimized transition to be located on the inlet side configured to the inlet funnel ¬ subsequent conventional expansion of the rotor-stator system.
Die Erfindung betrifft auch eine Exzenterschneckenpumpe, die mit einem Rotor- Stator-System der vorstehend beschriebenen Art ausgerüstet ist. Die Exzenterschneckenpumpe kann ferner eine mit dem Rotor und/oder dem Stator verbundene Antriebseinrichtung, mittels der der Rotor und/oder der Stator in Rotation versetzbar ist, und eine einlassseitig mit dem Stator verbundenen Zuleitungseinrichtung umfassen. The invention also relates to an eccentric screw pump which is equipped with a rotor-stator system of the type described above. The eccentric screw pump may further comprise a drive device connected to the rotor and / or the stator, by means of which the rotor and / or the stator can be set in rotation, and a supply line device connected to the stator on the inlet side.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar: Preferred embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying schematic drawings. They show:
Figur 1 eine Schnittansicht einer Exzenterschneckenpumpe mit einem erfindungsgemäßen Rotor-Stator-System; Figure 1 is a sectional view of an eccentric screw pump with a rotor-stator system according to the invention;
Figur 2 eine Schnittansicht eines Stators des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems gemäß einer ersten Ausführungsform; Figure 2 is a sectional view of a stator of the rotor-stator system according to the invention according to a first embodiment;
Figur 3 eine Draufsicht einer einlassseitlgen Stirnseite des erfindungsgemäßen Figure 3 is a plan view of an inlet side end face of the invention
Rotor-Stator-Systems gemäß der ersten Ausführungsform;  Rotor-stator system according to the first embodiment;
Figur 4 eine Schnittansicht eines Stators des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform; Figure 4 is a sectional view of a stator of the rotor-stator system according to the invention according to a second embodiment;
Figur 5 eine Draufsicht einer einlassseitigen Stirnseite des erfindungsgemäßen Figure 5 is a plan view of an inlet side end face of the invention
Rotor-Stator-Systems gemäß der zweiten Ausführungsform; Figur 6 eine Seitenansicht eines Rotors des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems gemäß einer dritten Ausführungsform; Rotor-stator system according to the second embodiment; Figure 6 is a side view of a rotor of the rotor-stator system according to the invention according to a third embodiment;
Figur 7 eine Draufsicht einer einlassseitigen Stirnseite des Rotors aus Figur 6; Figure 7 is a plan view of an inlet side end face of the rotor of Figure 6;
Figur 8 eine Schnittansicht eines Stators des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems gemäß einer vierten Ausführungsform; Figure 8 is a sectional view of a stator of the rotor-stator system according to the invention according to a fourth embodiment;
Figur 9 eine Seitenansicht eines Rotors des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems gemäß einer fünften Ausführungsform; Figure 9 is a side view of a rotor of the rotor-stator system according to the invention according to a fifth embodiment;
Figur 10 eine perspektivische Schnittansicht eines Stators des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems gemäß einer sechsten Ausführungsform; und Figure 10 is a perspective sectional view of a stator of the rotor-stator system according to the invention according to a sixth embodiment; and
Figur 11 eine Seitenansicht eines Rotors des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems gemäß einer siebten Ausführungsform. Figure 11 is a side view of a rotor of the rotor-stator system according to the invention according to a seventh embodiment.
Figur 1 zeigt eine Schnittansicht einer Exzenterschneckenpumpe 10, die mit einem erfindungsgemäßen Rotor-Stator-System 12 ausgerüstet ist. Das Rotor-Stator-System 12 umfasst einen Stator 14 mit einer schraubengangförmigen Innenumfangsfläche 16 aus einem elastischen Material und einer die Innenumfangsfläche umschließenden starren Ummantelung 17. Die schraubengangförmige Innenumfangsfläche 16 des Stators 14 ist in Figur 1 mit zwei Gewindegängen dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass die Innenumfangsfläche 16 in weiteren Ausführungsformen der Erfindung eine beliebige Anzahl an Gewindegängen aufweisen kann. Weitere beispielhafte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Statoren mit einer definierten Anzahl an Gewindegängen sind in den weiteren Figuren dargestellt. Figure 1 shows a sectional view of an eccentric screw pump 10, which is equipped with a rotor-stator system 12 according to the invention. The rotor-stator system 12 includes a stator 14 having a helical inner peripheral surface 16 made of an elastic material and a rigid shell 17 surrounding the inner peripheral surface. The helical inner peripheral surface 16 of the stator 14 is shown in Figure 1 with two flights. It will be understood, however, that in other embodiments of the invention, the inner peripheral surface 16 may have any number of threads. Further exemplary embodiments of stators according to the invention with a defined number of threads are shown in the further figures.
Das Rotor-Stator-System 12 umfasst ferner einen Rotor 18, der zum größten Teil in dem Stator 14 aufgenommen ist und eine schraubenförmige Außenumfangsfläche hat. Die schraubenförmige Außenumfangsfläche des Rotors 18 ist in Figur 1 mit einem Gewindegang dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass auch die Außenumfangsfläche des Rotors 18 in anderen Ausführungsformen der Erfindung mehr Gewindegänge aufweisen kann. Weitere beispielhafte Ausführungsformen The rotor-stator system 12 further includes a rotor 18, which is received for the most part in the stator 14 and has a helical outer peripheral surface. The helical outer peripheral surface of the rotor 18 is shown in Figure 1 with a thread. It is understood, however, that the outer peripheral surface of the rotor 18 may have more threads in other embodiments of the invention. Further exemplary embodiments
erfindungsgemäßer Rotoren mit einer definierten Anzahl an Gewindegängen sind ebenfalls in den weiteren Figuren zu finden. Das Rotor-Stator-System 12 hat einen Hauptabschnitt 20, In dem unabhängig von der Relativstellung des Rotors 18 zum Stator 14 eine Im Wesentlichen In Längsrichtung verlaufende Dichtlinie zwischen der Innenumfangsfiäche 16 des Stators und der Außenumfangsfläche des Rotors 18 vorhanden ist. Angrenzend an den Hauptabschnitt 20 befindet sich auf der Einlassseite des Rotor-Stator-Systems 12 ein einlass- seitiger Endabschnitt 22. In diesem einlassseitigen Endabschnitt 22 ist zwischen dem Stator 14 und dem Rotor 18 ein dichtlinienfreier Einlauftrichter 24 ausgebildet, d.h. unabhängig von der Relativstellung des Rotors 18 und des Stators 14 zueinander ist demnach in dem Bereich des Einlauftrichters 24 keine Dichtlinie zwischen Rotor 18 und Stator 14 vorhanden. Rotors according to the invention with a defined number of threads are likewise to be found in the further figures. The rotor-stator system 12 has a main portion 20 in which, regardless of the relative position of the rotor 18 to the stator 14 has a substantially longitudinal sealing line between the Innenumfangsfiäche 16 of the stator and the outer peripheral surface of the rotor 18 is present. Adjacent to the main portion 20 is located on the inlet side of the rotor-stator system 12, an inlet-side end portion 22. In this inlet-side end portion 22 between the stator 14 and the rotor 18, a seal-free inlet funnel 24 is formed, ie, regardless of the relative position of the Rotor 18 and the stator 14 to each other is therefore in the region of the inlet funnel 24 no sealing line between the rotor 18 and stator 14 is present.
Der Rotor 18 ist axial außerhalb des Stators 14 über eine Gelenkwelle 26 mit einer Antriebswelle 28 einer Antriebseinrichtung 30 verbunden. Die Gelenkwelle 26 ist im Bereich einer Zuleitungseinrichtung 32 angeordnet, die eine Öffnung 34 zum Beschi¬ cken der Exzenterschneckenpumpe 10 umfasst. Austrittsseitig ist das Rotor-Stator- System 12 an eine nachgelagerte Einrichtung 36 angeschlossen, die in Fig. 1 nicht weiter dargestellt ist und beliebig ausgebildet sein kann. The rotor 18 is connected axially outside the stator 14 via a propeller shaft 26 to a drive shaft 28 of a drive device 30. The propeller shaft 26 is arranged in the region of a supply line device 32, which comprises an opening 34 for Beschi ¬ cken the eccentric screw pump 10. On the outlet side, the rotor-stator system 12 is connected to a downstream device 36, which is not shown in FIG. 1 and can be configured as desired.
Durch Drehen der Antriebswelle 28 der Antriebseinrichtung 30 wird der Rotor 18 mittels der Gelenkwelle 26 exzentrisch gegenüber dem Stator 14 bewegt. Aufgrund des Vorhandenseins der Dichtlinie zwischen Stator 14 und Rotor 18 im Hauptabschnitt 20 werden zwischen dem Rotor 18 und der Innenumfangsfiäche 16 des Stators 14 eingeschlossene Fördervolumina von einer Einlassseite 38 des Rotor-Stator- Systems 12 zu einer Auslassseite 40 des Rotor-Stator-Systems 12 transportiert. Dabei saugt die Exzenterschneckenpumpe 10 ein zu förderndes Medium an der Einlassseite 38 des Rotor-Stator-Systems 12 an und baut auslassseitig einen Druck in der nachgelagerten Einrichtung 36 auf. Der dichtlinienfrele Einlauftrichter 24, der einen Teil der schraubengangförmigen Innenumfangsfiäche 16 des Stators 14 umfasst verringert den Strömungsdruckverlust an der Einlassseite 38 des Rotor-Stator-Systems 12 und erhöht damit das Ansaugvermögen der Exzenterschneckenpumpe 10. By rotating the drive shaft 28 of the drive device 30, the rotor 18 is moved by means of the propeller shaft 26 eccentrically relative to the stator 14. Due to the presence of the sealing line between the stator 14 and the rotor 18 in the main portion 20, delivery volumes trapped between the rotor 18 and the inner peripheral surface 16 of the stator 14 are transferred from an inlet side 38 of the rotor-stator system 12 to an outlet side 40 of the rotor-stator system 12 transported. In this case, the eccentric screw pump 10 sucks in a medium to be conveyed on the inlet side 38 of the rotor-stator system 12 and builds a pressure in the downstream device 36 on the outlet side. The close-coupled inlet hopper 24, which includes a portion of the helical inner peripheral surface 16 of the stator 14, reduces the flow pressure loss at the inlet side 38 of the rotor-stator system 12, thereby increasing the suction capacity of the eccentric screw pump 10.
In den im Folgenden beschriebenen Figuren sind gleiche oder vergleichbare bzw. gleichwirkende Komponenten und Merkmale mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Komponenten und Merkmale, die mit Bezug auf die weiteren Rguren nicht erneut beschrieben sind, ähneln in ihrer Ausbildung und Funktion den entsprechenden Komponenten und Merkmalen gemäß den jeweils zuvor beschriebenen Figuren. Erwähnt sei im Hinblick auf nachstehende Werteangaben, dass die Maßstäbe zwischen den verschiedenen Figuren variieren können. In the figures described below, identical or comparable or equivalent components and features are provided with the same reference numerals. The components and features, which are not described again with reference to the other features, are similar in their design and function to the corresponding components and features according to the respective previously described figures. It should be mentioned with regard to the following values that the scales between the different figures can vary.
Figur 2 zeigt einen Stator 14 des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems 12 einer ersten Ausführungsform, mit einer Statorrotationsachse Rs. In dem gezeigten Beispiel weist die schraubengangförmige Innenumfangsfläche 16 zwei Gewindegänge auf, die sowohl im Bereich des Hauptabschnitts 20 als auch im Bereich des Endabschnitts 22 ausgebildet sind. Bei dieser ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotor- Stator-Systems handelt es sich demnach um ein sogenanntes 1-2-gängiges System, wobei der 1-gängige Rotor hier nicht dargestellt ist. 2 shows a stator 14 of the rotor-stator system 12 according to the invention of a first embodiment, with a stator rotation axis Rs. In the example shown, the helical inner peripheral surface 16 has two threads which are located both in the region of the main section 20 and in the region of the end section 22 are formed. In this first embodiment of the rotor-stator system according to the invention is therefore a so-called 1-2-speed system, the 1-speed rotor is not shown here.
Wie in Figur 2 gut zu erkennen ist, ist die schraubengangförmige Innenumfangsfläche 16 des Stators 14 in dem Endabschnitt 22 zur Einlassseite 38 hin näherungsweise trichterförmig erweitert und bildet so einen Einlauftrichter 24 zwischen dem Stator 14 und dem Rotor (nicht gezeigt). Die trichterförmige Aufweitung der Innenumfangsfläche 16 ist so gewählt, dass im Bereich des Endabschnitts 22 keine Dichtlinie zwischen dem Stator 14 bzw. der schraubengangförmigen Innenumfangsfläche 16 und dem Rotor (nicht gezeigt) existiert. As can be clearly seen in Figure 2, the helical inner peripheral surface 16 of the stator 14 in the end portion 22 is expanded toward the inlet side 38 approximately funnel-shaped, thus forming an inlet funnel 24 between the stator 14 and the rotor (not shown). The funnel-shaped widening of the inner circumferential surface 16 is selected such that no sealing line exists between the stator 14 or the helical inner circumferential surface 16 and the rotor (not shown) in the region of the end section 22.
Wie ebenfalls aus Figur 2 zu erkennen ist, beträgt die Trichterlänge T des Einlauftrichters 24 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 6 % der Statorsteigung Hs, wobei der Fachmann unter den Begriffen Statorsteigung und Rotorsteigung jeweils eine Längenangabe versteht. As can also be seen from Figure 2, the funnel length T of the inlet funnel 24 in the embodiment shown about 6% of the stator slope H s , the skilled person understands the terms stator slope and rotor pitch each a length specification.
Figur 3 zeigt eine einlassseitige Stirnansicht des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems 12 gemäß der in Figur 2 gezeigten ersten Ausführungsform. Im Gegensatz zu Figur 2 ist jedoch in Figur 3 neben dem Stator 14 auch der darin aufgenommene Rotor 18 in einer Schnittansicht dargestellt. Der Stator 14, genauer gesagt die schraubengangförmige Innenumfangsfläche 16 des Stators 14, hat eine Eintrittsöffnung 42 sowie eine Austrittsöffnung 44, die jeweils die Form eines Langlochs haben. Die Eintrittsöffnung 42 Ist in dem gezeigten Beispiel die an der Einlassseite des Rotor-Stator-Systems 12 ausgebildete Öffnung des Einlauftrichters 24. Die Austrittsöffnung 44 Ist der Eintrittsöffnung 42 entgegengesetzt angeordnet und stellt diejenige Öffnung des Einlauftrichters 24 dar, die an den Hauptabschnitt 20 des Rotor-Stator- Systems 12 angrenzt. FIG. 3 shows an inlet-side end view of the rotor-stator system 12 according to the invention in accordance with the first embodiment shown in FIG. In contrast to Figure 2, however, in addition to the stator 14 and the rotor 18 received therein is shown in a sectional view in Figure 3. The stator 14, more specifically, the helical inner peripheral surface 16 of the stator 14, has an inlet opening 42 and an outlet opening 44, each having the shape of a slot. In the example shown, the inlet opening 42 is the opening of the inlet funnel 24 formed on the inlet side of the rotor-stator system 12. The outlet opening 44 is arranged opposite to the inlet opening 42 and represents the opening of the inlet funnel 24 which is connected to the main section 20 of the rotor Stator system 12 adjacent.
Der Einlauftrichter 24 erstreckt sich in Figur 3 von der Eintrittsöffnung 42 zu der Austrittsöffnung 44, wobei zu erkennen ist, dass die Schraubengangform der Innen- umfangsfläche 16 des Stators 14 in dem Bereich des Einlauftrichters 24 fortgeführt ist. The inlet funnel 24 extends in FIG. 3 from the inlet opening 42 to the outlet opening 44, wherein it can be seen that the helical shape of the interior Peripheral surface 16 of the stator 14 is continued in the region of the inlet funnel 24.
Die Austrittsöffnung 44 hat eine erste Breite Bi und eine erste Länge Hi, während die Eintrittsöffnung 42 eine zweite Breite B2 und eine zweite Länge H2 hat. Die zweite Breite B2 ist in der gezeigten Ausführungsform größer als die erste Breite Bi und die zweite Länge H2 ist in der gezeigten Ausführungsform größer als die erste Länge Hi. Ferner ist in Figur 3 zu erkennen, dass die Lage der Eintrittsöffnung 42 relativ zu der Lage der Austrittsöffnung 44 um eine Rotationsachse Rs des Stators 14 verdreht ist. The outlet opening 44 has a first width Bi and a first length Hi, while the inlet opening 42 has a second width B 2 and a second length H 2 . The second width B 2 in the embodiment shown is greater than the first width Bi and the second length H 2 is greater than the first length Hi in the illustrated embodiment. Furthermore, it can be seen in FIG. 3 that the position of the inlet opening 42 is rotated relative to the position of the outlet opening 44 about an axis of rotation Rs of the stator 14.
Ein Verdrehwinkel asi zwischen der Lage der Eintrittsöffnung 42 und der Lage der Austrittsöffnung 44 beträgt in der gezeigten Ausführungsform ca. 22°. A twist angle asi between the position of the inlet opening 42 and the position of the outlet opening 44 is approximately 22 ° in the illustrated embodiment.
Ferner gilt für die Beziehung zwischen den Breiten der Eintrittsöffnung und der Aus- trittsöffnung in der hier gezeigten Ausführungsform: Furthermore, for the relationship between the widths of the inlet opening and the outlet opening in the embodiment shown here:
Wi = arctan ((B2 - B / T) = 33°, wobei B2 die zweite Breite des Langlochs der Eintrittsöffnung 42, Bi die erste Breite des Langlochs der Austrittsöffnung 44 und T die Trichterlänge des Einlauftrichters 24 ist. Wi = arctan ((B 2 -B / T) = 33 °, where B 2 is the second width of the slot of the inlet opening 42, Bi is the first width of the slot of the outlet opening 44 and T is the funnel length of the inlet funnel 24.
Des Weiteren gilt für die Beziehung zwischen den Längen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung in der hier gezeigten Ausführungsform: Furthermore, for the relationship between the lengths of the inlet opening and the outlet opening in the embodiment shown here:
W2 = arctan ((H2 - Hi) / T) = 33°, wobei H2 die zweite Länge des Langlochs der Eintrittsöffnung 42, Hi die erste Länge des Langlochs der Austrittsöffnung 44 und T die Trichterlänge des Einlauftrichters 24 ist. W 2 = arctan ((H 2 - Hi) / T) = 33 °, where H 2 is the second length of the slot of the inlet opening 42, Hi the first length of the slot of the outlet opening 44 and T is the funnel length of the inlet funnel 24.
Figur 4 zeigt eine Schnittdarstellung eines Stators 114 des erfindungsgemäßen Rotor- Stator-Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei auch hier auf eine Darstellung des Rotors verzichtet wurde. Im Unterschied zu der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform des Stators 14 hat der Stator 114 der zweiten Ausführungsform einen zusätzlichen dritten Gewindegang. Bei der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems handelt es sich demnach um ein sogenanntes 2-3-gängiges System. Die dreigängige schraubenförmige Innenumfangsfläche 116 des Stators 114 erstreckt sich über den Hauptabschnitt 120 hinaus auch in den Endabschnitt 122 des Rotor-Stator-Systems und ist somit auch im Bereich des Einlauftrichters 124 ausgebildet. FIG. 4 shows a sectional illustration of a stator 114 of the rotor-stator system according to the invention in accordance with a second embodiment, wherein a representation of the rotor has also been dispensed with here. In contrast to the embodiment of the stator 14 shown in FIG. 2, the stator 114 of the second embodiment has an additional third thread. The second embodiment of the rotor-stator system according to the invention is therefore a so-called 2-3-speed system. The three-flighted helical inner peripheral surface 116 The stator 114 also extends beyond the main section 120 into the end section 122 of the rotor-stator system and is thus also formed in the region of the inlet funnel 124.
Analog zur ersten Ausführungsform ist der Einlauftrichter 124 auch in der zweiten Ausführungsform gemäß Figur 4 durch eine näherungsweise trichterförmige Aufweitung der schraubengangförmigen Innenumfangsfläche 116 in dem einlassseitigen Endabschnitt 122 zwischen dem Stator 114 und dem Rotor (nicht gezeigt) gebildet. Auch hier ist in allen Relativpositionen zwischen dem Rotor und dem Stator in dem Bereich des Einlauftrichters 124 niemals eine Dichtlinie zwischen dem Rotor und dem Stator vorhanden. Analogous to the first embodiment, the inlet funnel 124 is also formed in the second embodiment according to Figure 4 by an approximately funnel-shaped widening of the helical inner peripheral surface 116 in the inlet-side end portion 122 between the stator 114 and the rotor (not shown). Again, in all relative positions between the rotor and the stator in the region of the inlet funnel 124, there is never a sealing line between the rotor and the stator.
Die Trichterlänge T beträgt auch in der zweiten Ausführungsform etwa 6% der Statorsteigung Hs. The funnel length T is also about 6% of the stator pitch H s in the second embodiment.
Figur 5 zeigt eine einlassseitige Stirnansicht des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems 112 der zweiten Ausführungsform mit dem in Figur 4 dargestellten Stator 114 und einem darin aufgenommenen Rotor 118, der in einer Schnittansicht gezeigt ist. Die Eintrittsöffnung 142 und die Austrittsöffnung 144 des Stators 114 haben in dem gezeigten Beispiel jeweils eine im Wesentlichen dreieckige Querschnittsgeometrie mit abgerundeten Ecken. Aufgrund der trichterförmigen Aufweitung der schraubengangförmigen Innenumfangsfläche 116 des Stators 114 im Bereich des FIG. 5 shows an inlet-side end view of the rotor-stator system 112 according to the invention of the second embodiment with the stator 114 shown in FIG. 4 and a rotor 118 received therein, which is shown in a sectional view. The inlet opening 142 and the outlet opening 144 of the stator 114 in the example shown each have a substantially triangular cross-sectional geometry with rounded corners. Due to the funnel-shaped widening of the helical inner peripheral surface 116 of the stator 114 in the region of
Einlauftrichters 124 ist die Eintrittsöffnung 142 größer als die Austrittsöffnung 144. Inlet funnel 124 is the inlet opening 142 larger than the outlet opening 144th
Ein Verdrehwinkel as2 zwischen der Lage der Eintrittsöffnung 142 und der Lage der Austrittsöffnung 144 beträgt in der gezeigten Ausführungsform wiederum ca. 22°. A twist angle as2 between the position of the inlet opening 142 and the position of the outlet opening 144 in the illustrated embodiment is again about 22 °.
In Figur 6 ist eine schematische Ansicht eines Rotors 218 des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems einer dritten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, der eine schraubenförmige Außenumfangsfläche aufweist. Der Rotor 218 hat eine Rotorachse RR. In dem einlassseitigen Endabschnitt 222 des Rotor-Stator-Systems ist an dem Rotor 218 eine In Strömungsrichtung umgekehrt trichterförmige Querschnittsverringerung ausgebildet. Genauer gesagt verringert sich der Querschnitt des Rotors 218 in dem einlassseitigen Endabschnitt 222 ausgehend von dem Hauptabschnitt 220 des Rotor-Stator-Systems 212 hin zu der Einlassseite 238 fortschreitend. Diese Verringerung des Querschnitts des Rotors 218 bildet damit in der gezeigten dritten Ausführungsform der Erfindung den Einlauftrichter 224 zwischen dem Rotor 218 und dem Stator (nicht gezeigt) aus. Somit ist es in dieser dritten Ausfuhrungsform der Erfindung möglich, einen Stator einzusetzen, der in dem einlassseitigen Endabschnitt 222 des Rotor-Stator-Systems keine Erweiterung der schraubengangförmigen Innenumfangsfläche aufweist, sondern einen im Wesentlichen konstanten Innenumfang hat. Es versteht sich jedoch, dass unabhängig von der Wahl des mit dem Rotor 218 verwendeten Stators die Schraubengangform der Innenumfangsfläche des Stators auch im Bereich des einlassseitigen Endabschnitts 222 und somit im Bereich des Einlauftrichters 224 ausgebildet ist. FIG. 6 shows a schematic view of a rotor 218 of the rotor-stator system according to the invention of a third embodiment of the invention, which has a helical outer peripheral surface. The rotor 218 has a rotor axis RR. In the inlet-side end section 222 of the rotor-stator system, a funnel-shaped reduction in cross section is formed on the rotor 218 in the opposite direction of flow. More specifically, the cross section of the rotor 218 in the inlet side end portion 222 progressively decreases from the main portion 220 of the rotor-stator system 212 toward the inlet side 238. This reduction in the cross-section of the rotor 218 thus forms the inlet funnel 224 between the rotor 218 and the stator (not shown) in the illustrated third embodiment of the invention. Thus, in this third embodiment of the invention, it is possible to use a stator which does not have an extension of the helical inner peripheral surface in the inlet side end portion 222 of the rotor-stator system but has a substantially constant inner circumference. However, it is understood that regardless of the choice of the stator used with the rotor 218, the helical shape of the inner circumferential surface of the stator is also formed in the region of the inlet-side end portion 222 and thus in the region of the inlet funnel 224.
Figur 7 zeigt eine einlassseitige Stirnansicht des in Figur 6 gezeigten Rotors 218 des Rotor-Stator-Systems gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung. Der Rotor 218 hat im Bereich des einlassseitigen Endabschnitts 222 einen eintrittsseitigen Querschnitt 250 sowie einen dem eintrittsseitigen Querschnitt 250 entgegengesetzten austrittsseitigen Querschnitt 252, der an den Hauptabschnitt 220 des Rotor- Stator-Systems angrenzt. Zwischen dem eintrittsseitigen Querschnitt 250 und dem austrittsseitigen Querschnitt 252 erstreckt sich der Einlauftrichter 224. Ferner ist in Figur 7 ein Hüllkreis 254 des Rotors 218 dargestellt, der im Betrieb durch die exzentrische Bewegung des Rotors 218 von der Außenumfangsfläche des Rotors 218 erzeugt wird. FIG. 7 shows an inlet-side end view of the rotor 218 of the rotor-stator system according to the third embodiment of the invention shown in FIG. The rotor 218 has an inlet-side cross-section 250 in the region of the inlet-side end portion 222 and an outlet-side cross-section 252 opposite the inlet-side cross-section 250, which adjoins the main portion 220 of the rotor-stator system. The inlet funnel 224 extends between the inlet-side cross-section 250 and the outlet-side cross-section 252. FIG. 7 also shows an enveloping circle 254 of the rotor 218 which is generated in operation by the eccentric movement of the rotor 218 from the outer circumferential surface of the rotor 218.
Sowohl der eintrittsseitige als auch der austrittsseitige Querschnitt des Rotors 218 ist in der gezeigten Ausführungsform kreisförmig, wobei der eintrittsseitige Querschnitt 250 aufgrund der umgekehrt trichterförmigen Querschnittsverringerung des Rotors 218 eine geringere Fläche als der austrittsseitige Querschnitt 252 hat. Both the inlet-side and outlet-side cross-section of the rotor 218 is circular in the embodiment shown, wherein the inlet-side cross-section 250 has a smaller area than the outlet-side cross-section 252 due to the inversely funnel-shaped reduction in cross-section of the rotor 218.
Ferner sind der eintrittsseitige Querschnitt 250 und der austrittsseitige Querschnitt 252 relativ zueinander um eine Rotationsachse RR des Rotors 218 verdreht. Der Verdrehwinkel QR bestimmt sich aus dem Verhältnis der Trichterlänge T und der Rotorsteigung HR und beträgt in der gezeigten Ausführungsform ca. 60°. Furthermore, the inlet-side cross-section 250 and the outlet-side cross-section 252 are rotated relative to each other about an axis of rotation RR of the rotor 218. The twist angle QR is determined by the ratio of the funnel length T and the rotor pitch HR and is approximately 60 ° in the illustrated embodiment.
In Figur 8 ist ein Stator 314 gemäß einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems in einer Schnittansicht gezeigt. Der Stator 314 entspricht dabei im Wesentlichen dem in Figur 2 gezeigten Stator 14 der ersten FIG. 8 shows a sectional view of a stator 314 according to a fourth embodiment of the rotor-stator system according to the invention. The stator 314 essentially corresponds to the stator 14 of the first shown in FIG
Ausführungsform des Rotor-Stator-Systems 112. Zusätzlich zu den Merkmalen des Stators 14 der ersten Ausführungsform der Erfindung weist der Stator 314 der vierten Ausführungsform der Erfindung einen differenzierbaren Übergang der schraubengangförmigen Innenumfangsfläche 316 im Bereich des Einlauftrichters 324 zu der daran angrenzenden, schraubengangförmigen Innenumfangsfläche 316 des Stators 314 im Bereich des Hauptabschnitts 320 auf. Mit anderen Worten gehen der Einlauftrichter 324, der in der gezeigten Ausführungsform durch die Aufweitung der Innenumfangsfläche 316 gebildet ist, und die daran angrenzende Innenumfangsfläche 316 des Stators 314 im Bereich des Hauptabschnitts 320 im Wesentlichen kantenfrei ineinander über. Ein solcher Übergang hat zusätzliche vorteilhafte Auswirkungen auf die Strömungsverhältnisse im Bereich des Einlauftrichters 324 und trägt zu einer weiteren Verbesserung des Ansaugvermögens einer zugehörigen Exzenterschneckenpumpe bei. Embodiment of the rotor-stator system 112. In addition to the features of the stator 14 of the first embodiment of the invention, the stator 314 of the fourth embodiment of the invention has a differentiable transition of the helical inner peripheral surface 316 in the region of the inlet funnel 324 to the adjacent thereto, helical inner peripheral surface 316 of the stator 314 in the region of the main portion 320 on. In other words, the inlet funnel 324, which in the embodiment shown is formed by the widening of the inner circumferential surface 316, and the adjoining inner circumferential surface 316 of the stator 314 in the region of the main section 320 essentially merge into one another without edges. Such a transition has additional beneficial effects on the flow conditions in the region of the inlet funnel 324 and contributes to a further improvement in the suction capacity of a corresponding eccentric screw pump.
Ein Rotor 418 gemäß einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotor- Stator-Systems ist In Rgur 9 gezeigt. Der Rotor 418 entspricht dabei im Wesentlichen dem in Figur 6 gezeigten Rotor der dritten Ausführungsform der Erfindung. Zusätzlich zu den Merkmalen des Rotors der dritten Ausführungsform weist der in Figur 9 gezeigte Rotor 418 gemäß der fünften Ausführungsform einen differenzierbaren Übergang im Bereich des Einlauftrichters 424 zwischen dem den Einlauftrichter 324 bildenden Abschnitt des Rotors 418 und dem daran angrenzenden Hauptabschnitt 420 des Rotors 418 auf. Mit anderen Worten geht der querschnittsverringerte Bereich des Rotors 418 im Wesentlichen kantenfrei in den Hauptabschnitt des Rotors 418 über. Auch in dieser fünften Ausführungsform kann der kantenfreie Übergang zwischen dem Einlauftrichter 424 und dem Hauptabschnitt 420 des Rotor-Stator- Systems die Strömungsdruckverluste in diesem Bereich zusätzlich verringern und somit das Ansaugvermögen einer zugehörigen Exzenterschneckenpumpe weiter erhöhen. A rotor 418 according to a fifth embodiment of the rotor-stator system according to the invention is shown in FIG. The rotor 418 substantially corresponds to the rotor of the third embodiment of the invention shown in FIG. In addition to the features of the rotor of the third embodiment, the rotor 418 according to the fifth embodiment shown in FIG. 9 has a differentiable transition in the region of the inlet funnel 424 between the portion of the rotor 418 forming the inlet funnel 324 and the main portion 420 of the rotor 418 adjacent thereto. In other words, the cross-section-reduced region of the rotor 418 merges substantially edge-free into the main section of the rotor 418. In this fifth embodiment too, the edge-free transition between the inlet funnel 424 and the main section 420 of the rotor-stator system can additionally reduce the flow pressure losses in this area and thus further increase the intake capacity of a corresponding eccentric screw pump.
Figur 10 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Stators 514 gemäß einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems. Der Stator 514 der sechsten Ausführungsform der Erfindung entspricht im Wesentlichen dem in Figur 2 gezeigten Stator 14 der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems 12. Zusätzlich zu den Merkmalen des Stators 14 der ersten Ausführungsform umfasst der Stator 514 gemäß der sechsten Ausführungsform einen strömungstechnisch optimierten Übergang an seinem einlassseitigen Ende, der an einen damit verbundenen Zuleitungsabschnitt (nicht gezeigt) angepasst ist. FIG. 10 shows a perspective sectional view of a stator 514 according to a sixth embodiment of the rotor-stator system according to the invention. The stator 514 of the sixth embodiment of the invention substantially corresponds to the stator 14 shown in FIG. 2 of the first embodiment of the rotor-stator system 12 according to the present invention. In addition to the features of the stator 14 of the first embodiment, the stator 514 according to the sixth embodiment includes a fluidic one optimized transition at its inlet end adapted to a connected lead portion (not shown).
Genauer gesagt weist der Stator 514 im Bereich des Einlauftrichters 524 an der Einlassseite 538 verschiedenartig ausgebildete, abgerundete Flächenabschnitte 556 auf. Durch das Ausbilden dieser abgerundeten Flächenabschnitte 556 kann ein gleichmäßiger Übergang zu dem Zuleitungsquerschnitt erreicht werden, der mit dem Rotor- Stator-System 512 verbunden ist, wodurch Strömungsdruckverluste im Einlassbereich des Rotor-Stator-Systems 512 weiter minimiert werden können. More specifically, in the region of the inlet funnel 524 on the inlet side 538, the stator 514 has variously formed, rounded surface portions 556. By forming these rounded surface portions 556, it is possible to achieve a uniform transition to the feed cross section, which is in line with the rotor Stator system 512 is connected, whereby flow pressure losses in the inlet region of the rotor-stator system 512 can be further minimized.
Figur 11 zeigt einen Rotor 618 eines Rotor-Stator-Systems gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung. Der in Figur 11 gezeigte Rotor 618 ähnelt dem in Figur 6 gezeigten Rotor 218 des Rotor-Stator-Systems 212 der dritten Ausführungsform. Zusätzlich zu den technischen Merkmalen des Rotors 218 der dritten Ausführungsform der Erfindung weist der Rotor 618 gemäß der siebten Ausführungsform der Erfindung an einem eintrittsseitigen Ende des durch den querschnittsverringerten Rotor 618 gebildeten Einlauftrichters 624 verschiedenartig ausgebildete, abgerundete Flächenabschnitte 656 auf. Diese abgerundeten Flächenabschnitte 656 sind in Abhängigkeit der Geometrie des Rotors 618 sowie der umliegenden Komponenten, wie beispielsweise dem zugehörigen Stator sowie einem mit dem Rotor-Stator-System verbundenen Zuleitungsquerschnitt angepasst. Durch eine geeignete strukturelle Anpassung verbessern die abgerundeten Flächenabschnitte 656 die Strömungsverhältnisse im Einlassbereich des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems. Dadurch kann das Ansaugvermögen der zugehörigen Exzenterschneckenpumpe durch diese siebte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems weiter verbessert werden. FIG. 11 shows a rotor 618 of a rotor-stator system according to a seventh embodiment of the invention. The rotor 618 shown in FIG. 11 is similar to the rotor 218 of the rotor-stator system 212 of the third embodiment shown in FIG. In addition to the technical features of the rotor 218 of the third embodiment of the invention, the rotor 618 according to the seventh embodiment of the invention has variously formed rounded surface portions 656 at an entrance end of the inlet funnel 624 formed by the cross-sectional reduced rotor 618. These rounded surface portions 656 are adapted depending on the geometry of the rotor 618 and the surrounding components, such as the associated stator and a feed cross-section connected to the rotor-stator system. By means of a suitable structural adaptation, the rounded surface sections 656 improve the flow conditions in the inlet region of the rotor-stator system according to the invention. As a result, the intake capacity of the associated eccentric screw pump can be further improved by this seventh embodiment of the rotor-stator system according to the invention.
Es versteht sich, dass die zuvor erläuterten beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung nicht abschließend sind und den Gegenstand der Erfindung nicht beschränken. Insbesondere ist für den Fachmann ersichtlich, dass er die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen miteinander kombinieren kann und/oder verschiedene Merkmale der Ausführungsformen weglassen kann, ohne dabei vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen. It should be understood that the above-described exemplary embodiments of the invention are not exhaustive and do not limit the scope of the invention. In particular, it will be apparent to those skilled in the art that they may combine the features of the various embodiments and / or omit various features of the embodiments without departing from the subject matter of the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Rotor-Stator-System (12) für eine Exzenterschneckenpumpe (10), mit 1. Rotor-stator system (12) for an eccentric screw pump (10), with
einem Stator (14, 114, 314, 514), der eine Statorsteigung (Hs) und eine schraubengangförmige Innenumfangsfläche (16, 116, 316, 516) mit N+l Gewindegängen aufweist, a stator (14, 114, 314, 514) having a stator pitch (H s ) and a helical inner peripheral surface (16, 116, 316, 516) having N + 1 pitches,
einem Rotor (18, 118, 218, 418, 618), der eine schraubenförmige Außenum- fangsfläche mit N Gewindegängen aufweist, wobei der Rotor (18, 118, 218, 418, 618) zumindest abschnittsweise in dem Stator (14, 114, 314, 514) aufgenommen ist, einem Hauptabschnitt (20, 120, 220, 320, 420, 520, 620), in dem eine Dichtlinie zwischen dem Stator (14, 114, 314, 514) und dem Rotor (18, 118, 218, 418, 618) vorhanden ist, und  a rotor (18, 118, 218, 418, 618) having a helical outer circumferential surface with N threads, wherein the rotor (18, 118, 218, 418, 618) at least partially in the stator (14, 114, 314 , 514), a main portion (20, 120, 220, 320, 420, 520, 620) in which a sealing line between the stator (14, 114, 314, 514) and the rotor (18, 118, 218, 418, 618), and
einem an den Hauptabschnitt (20, 120, 220, 320, 420, 520, 620) angrenzenden, einlassseitigen Endabschnitt (22, 122, 222, 322, 422, 522, 622), in dem ein dichtlinienfreier Einlauftrichter (24, 124, 224, 324, 424, 524, 624) zwischen dem Stator (14, 114, 314, 514) und dem Rotor (18, 118, 218, 418, 618) entlang einer Trichterlänge (T) ausgebildet ist, wobei die schraubengangförmige Innenumfangsfläche (16, 116, 316, 516) des Stators (14, 114, 314, 514) in dem Hauptabschnitt (20, 120, 220, 320, 420, 520, 620) und dem einlassseitigen Endabschnitt (22, 122, 222, 322, 422, 522, 622) ausgebildet ist.  a inlet-side end portion (22, 122, 222, 322, 422, 522, 622) adjacent to the main portion (20, 120, 220, 320, 420, 520, 620), in which a leak-free inlet funnel (24, 124, 224 , 324, 424, 524, 624) is formed between the stator (14, 114, 314, 514) and the rotor (18, 118, 218, 418, 618) along a funnel length (T), the helical inner peripheral surface (16 , 116, 316, 516) of the stator (14, 114, 314, 514) in the main portion (20, 120, 220, 320, 420, 520, 620) and the inlet end portion (22, 122, 222, 322, 422) , 522, 622) is formed.
2. Rotor-Stator-System (12) nach Anspruch 1, 2. Rotor-stator system (12) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Einlauftrichter (24, 124, 324, 524) durch eine trichterförmige Aufweitung der schraubengangförmigen Innenumfangsfläche (16, 116, 316, 516) in dem einlassseitigen Endabschnitt (22, 122, 322, 522) gebildet ist. characterized in that the inlet funnel (24, 124, 324, 524) is formed by a funnel-shaped widening of the helical inner peripheral surface (16, 116, 316, 516) in the inlet-side end portion (22, 122, 322, 522).
3. Rotor-Stator-System (12) nach Anspruch 1 oder 2, 3. rotor-stator system (12) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Trichterlänge (T) In einem Bereich von 1% bis 20%, vorzugsweise 2% bis 15% der Statorsteigung (Hs) liegt. characterized in that the funnel length (T) is in a range of 1% to 20%, preferably 2% to 15% of the stator pitch (H s ).
4. Rotor-Stator-System (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (14, 114) Im Bereich des Einlauftrichters (24, 124) eine Eintrittsöffnung (42, 142) und eine der Eintrittsöffnung (42, 142) entgegengesetzte, an den Hauptabschnitt (20, 120) angrenzende Austrittsöffnung (44, 144) umfasst, wobei eine Querschnittsgeometrie der Eintrittsöffnung (42, 142) im Wesentlichen einer Querschnittsgeometrie der Austrittsöffnung (44, 144) ent- spricht, und wobei die Lage der Eintrittsöffnung (42, 142) relativ zu der Lage der Austrittsöffnung (44, 144) um eine Rotationsachse (Rs) des Stators (14, 114) verdreht ist. 4. Rotor-stator system (12) according to any one of the preceding claims, characterized in that the stator (14, 114) in the region of the inlet funnel (24, 124) has an inlet opening (42, 142) and one of the inlet opening (42, 142) opposite, to the main portion (20, 120) adjacent the outlet opening (44, 144), wherein a cross-sectional geometry of the inlet opening (42, 142) substantially a cross-sectional geometry of the outlet opening (44, 144) speaks, and wherein the position of the inlet opening (42, 142) relative to the position of the outlet opening (44, 144) about an axis of rotation (Rs) of the stator (14, 114) is rotated.
5. Rotor-Stator-System (12) nach Anspruch 4, 5. rotor-stator system (12) according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsgeometrie der Austrittsöffnung (44) die Form eines ersten Langlochs mit einer ersten Breite (Bi) und einer ersten Länge (Ht) hat und die Querschnittsgeometrie der Eintrittsöffnung (42) die Form eines zweiten Langlochs mit einer zweiten Breite (B2) und einer zweiten Länge (H2) hat, wobei die zweite Breite (B2) größer als die erste Breite (Bi) und die zweite Länge (H2) größer als die erste Länge (HO ist. characterized in that the cross-sectional geometry of the outlet opening (44) has the shape of a first elongated hole having a first width (Bi) and a first length (Ht) and the cross-sectional geometry of the inlet opening (42) has the shape of a second elongated hole having a second width (B 2 ) and a second length (H 2 ), wherein the second width (B 2 ) is greater than the first width (Bi) and the second length (H 2 ) is greater than the first length (H0).
6. Rotor-Stator-System (12) nach Anspruch 5, 6. rotor-stator system (12) according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, dass für das System (12) folgende Beziehung gilt: arctan ((B2 - Bi) / T) = Wi, wobei Wi in einem Bereich von 5° bis 50° liegt, vorzugsweise in einem Bereich von 12° bis 40°, und wobei B2 die zweite Breite des zweiten Langlochs, Bi die erste Breite des ersten Langlochs und T die Trichterlänge des Einlauftrichters (24) ist. characterized in that the system (12) has the following relationship: arctan ((B 2 - Bi) / T) = Wi, where Wi is in a range of 5 ° to 50 °, preferably in a range of 12 ° to 40 ° °, and wherein B 2 is the second width of the second slot, Bi is the first width of the first slot and T is the funnel length of the inlet funnel (24).
7. Rotor-Stator-System (12) nach Anspruch 5 oder 6, 7. rotor-stator system (12) according to claim 5 or 6,
dadurch gekennzeichnet, dass für das System (12) folgende Beziehung gilt: arctan ((H2 - Hi) / T) = W2, wobei W2 in einem Bereich von 5° bis 50° liegt, vorzugsweise in einem Bereich von 12° bis 40°, und wobei H2 die zweite Länge des zweiten Langlochs, Hi die erste Länge des ersten Langlochs und T die Trichterlänge des Einlauftrichters (24) Ist. characterized in that the following relationship applies to the system (12): arctane ((H 2 - Hi) / T) = W 2 , where W 2 is in a range of 5 ° to 50 °, preferably in a range of 12 ° to 40 °, and where H 2 is the second length of the second slot, Hi is the first length of the first slot and T is the funnel length of the inlet funnel (24).
8. Rotor-Stator-System (12) nach Anspruch 4, 8. rotor-stator system (12) according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsgeometrie der Austrittsöffnung (144) im Wesentlichen die Form eines ersten Dreiecks mit abgerundeten Ecken hat und die Querschnittsgeometrie der Eintrittsöffnung (142) im Wesentlichen die Form eines zweiten Dreiecks mit abgerundeten Ecken hat. characterized in that the cross-sectional geometry of the exit opening (144) has substantially the shape of a first triangle with rounded corners and the cross-sectional geometry of the entrance opening (142) has substantially the shape of a second triangle with rounded corners.
9. Rotor-Stator-System (12) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Dreieck eine größere Fläche als das erste Dreieck hat. 9. rotor-stator system (12) according to claim 8, characterized in that the second triangle has a larger area than the first triangle.
10. Rotor-Stator-System (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlauftrichter (224, 424, 624) durch eine umgekehrt trichterförmige Querschnittsverringerung des Rotors (218, 418, 618) in dem einlassseitigen Endabschnitt (222, 422, 622) gebildet ist. Rotor-stator system (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet funnel (224, 424, 624) by an inversely funnel-shaped reduction in cross-section of the rotor (218, 418, 618) in the inlet-side end portion (222, 422, 622) is formed.
11. Rotor-Stator-System (12) nach Anspruch 10, 11. Rotor-stator system (12) according to claim 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (218) im Bereich des Einlauftrichters (224) einen eintrittsseitigen Querschnitt (250) und einen dem eintrittsseitigen Querschnitt (250) entgegengesetzten, an den Hauptabschnitt (220) des Rotor-Stator-Systems angrenzenden, austrittsseitigen Querschnitt (252) hat, wobei eine Geometrie des eintrittsseitigen Querschnitts (250) im Wesentlichen einer Geometrie des austrittsseitigen Querschnitts (252) entspricht und wobei der eintrittsseitige Querschnitt (250) relativ zu dem austrittsseitigen Querschnitt (252) um eine Rotationsachse (RR) des Rotors (218) verdreht ist. characterized in that the rotor (218) in the region of the inlet funnel (224) has an entrance-side cross-section (250) and an exit-side cross-section (252) which is opposite to the entry-side cross-section (250) and adjoins the main section (220) of the rotor-stator system ), wherein a geometry of the entry-side cross-section (250) substantially corresponds to a geometry of the exit-side cross-section (252) and wherein the entry-side cross-section (250) relative to the exit-side cross-section (252) about an axis of rotation (RR) of the rotor (218). is twisted.
12. Rotor-Stator-System (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlauftrichter (324, 424) und eine daran angrenzende Umfangsfläche des Rotor-Stator-Systems kantenfrei ineinander übergehen. 12. Rotor-stator system (12) according to any one of the preceding claims, characterized in that the inlet funnel (324, 424) and an adjoining peripheral surface of the rotor-stator system merge without edges into one another.
13. Rotor-Stator-System (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem eintrittsseitigen Ende des Einlauftrichters (524, 624) wenigstens ein abgerundeter Flächenabschnitt (556, 656) ausgebildet ist. 13. Rotor-stator system (12) according to any one of the preceding claims, characterized in that at an inlet-side end of the inlet funnel (524, 624) at least one rounded surface portion (556, 656) is formed.
14. Exzenterschneckenpumpe (10), mit 14. eccentric screw pump (10), with
einem Rotor-Stator-System (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einer mit dem Rotor (18, 118, 218, 418, 618) und/oder dem Stator (14, 114, 314, 514) verbundenen Antriebseinrichtung (30), mittels der der Rotor (18, 118, 218, 418, 618) und/oder der Stator (14, 114, 314, 514) in Rotation versetzbar ist, und einer einlassseitig mit dem Stator (14, 114, 314, 514) verbundenen Zuleitungseinrichtung (32).  a rotor-stator system (12) according to one of the preceding claims, a drive device (30) connected to the rotor (18, 118, 218, 418, 618) and / or the stator (14, 114, 314, 514), by means of which the rotor (18, 118, 218, 418, 618) and / or the stator (14, 114, 314, 514) is set into rotation, and an inlet side connected to the stator (14, 114, 314, 514) Supply line device (32).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017107962B3 (en) 2017-04-12 2018-09-13 Netzsch Pumpen & Systeme Gmbh Cavity Pump

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602107C (en) 1930-05-13 1934-09-03 Rene Joseph Louis Moineau A device that can be used as a pump, motor or simple transmission gear and consists of two parts arranged one inside the other with teeth that are permanently in contact
DE4442060C1 (en) * 1994-11-25 1996-03-14 Netzsch Mohnopumpen Gmbh Eccentric screw pump for highly viscous media
WO1999027254A1 (en) * 1997-11-26 1999-06-03 Wood Steven M Progressive cavity motors using composite materials
EP1522729A1 (en) 2003-10-07 2005-04-13 Johann Heinrich Bornemann GmbH - Kunststofftechnik Obernkirchen - Progressive cavity pump and stator for such a pump
EP2532833A1 (en) 2011-06-10 2012-12-12 ViscoTec Pumpen-u. Dosiertechnik GmbH Conveying element for an eccentric screw pump and eccentric screw pump

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602107C (en) 1930-05-13 1934-09-03 Rene Joseph Louis Moineau A device that can be used as a pump, motor or simple transmission gear and consists of two parts arranged one inside the other with teeth that are permanently in contact
DE4442060C1 (en) * 1994-11-25 1996-03-14 Netzsch Mohnopumpen Gmbh Eccentric screw pump for highly viscous media
WO1999027254A1 (en) * 1997-11-26 1999-06-03 Wood Steven M Progressive cavity motors using composite materials
EP1522729A1 (en) 2003-10-07 2005-04-13 Johann Heinrich Bornemann GmbH - Kunststofftechnik Obernkirchen - Progressive cavity pump and stator for such a pump
EP2532833A1 (en) 2011-06-10 2012-12-12 ViscoTec Pumpen-u. Dosiertechnik GmbH Conveying element for an eccentric screw pump and eccentric screw pump

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