WO2021009275A1 - Stator for an eccentric screw pump - Google Patents

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WO2021009275A1
WO2021009275A1 PCT/EP2020/070106 EP2020070106W WO2021009275A1 WO 2021009275 A1 WO2021009275 A1 WO 2021009275A1 EP 2020070106 W EP2020070106 W EP 2020070106W WO 2021009275 A1 WO2021009275 A1 WO 2021009275A1
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WO
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lining
stator
wall thickness
axial direction
zone
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/070106
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German (de)
French (fr)
Inventor
Sebastian Jäger
Thomas PETERHANSEL
Original Assignee
Arnold Jäger Holding GmbH
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Publication date
Application filed by Arnold Jäger Holding GmbH filed Critical Arnold Jäger Holding GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/107—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
    • F04C2/1071—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type
    • F04C2/1073—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type where one member is stationary while the other member rotates and orbits
    • F04C2/1075—Construction of the stationary member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2250/00—Geometry
    • F04C2250/30—Geometry of the stator

Definitions

  • the invention relates to a stator for an ex centrifugal screw pump having a rotor.
  • Stators of the generic type have a continuous and coiled pump cavity formed by a lining made of an elastomer, in which an eccentrically mounted rotor rotates. Due to the eccentric mounting of the rotor, chambers are formed between it and the coiled lining as it rotates, which in a sense migrate from a suction side of the eccentric screw pump to its pressure side, so that a medium is pushed or conveyed in the axial direction through the pump or the stator becomes.
  • Stators of this type can be used in eccentric screw pumps in particular for conveying media such as plaster, mortar, oil, etc.
  • DE 195 31 318 A1, EP 1 522 729 B2 or DE 41 1 1 166 C2 for example, provide to taper the lining conically starting from the suction side towards the pressure side.
  • the elastic resilience of the lining is adapted to the conveying pressure, which increases continuously in the axial direction or conveying direction.
  • an adapter piece that is also adapted to connect to the next component in the eccentric screw pump must be used if the wall thickness of the jacket remains the same over the entire stator and this also adapts to the conical taper.
  • the forces acting on the clothing are increased by the medium. If the medium has, for example, coarse material components, for example rocks, then these stress the lining more in an elastically less flexible and already tapered area, so that the lining wears out more quickly overall.
  • the object of the invention is therefore to provide a stator with increased delivery capacity, which is easy to manufacture, has a high level of durability and can be easily integrated into an eccentric screw pump.
  • a mean wall thickness of the lining of the stator starting from an end wall thickness, which is present in the area of a preferably cylindrical suction side of the stator, continuously, ie according to a continuous function of any degree, in the axial direction reduced to a lowest mean wall thickness, and that the mean wall thickness increases again at least in areas after reaching the lowest mean wall thickness, so that a preferably cylindrical expansion is formed in the lining up to a pressure side of the stator.
  • the mean wall thickness of the lining, starting from the lowest mean wall thickness rises again immediately after it has been reached, or after it has been reached, initially remains approximately constant over a certain range and only then rises again to accommodate the expansion in the To train lining.
  • This advantageously means that, in addition to adapting the mean wall thickness of the lining in the axial direction to the pump pressures acting in the pump cavity of the stator, a suitable transition can be created on the pressure side.
  • the widening advantageously also allows a connection, for example via a conventional flange, to the next component of the eccentric screw pump.
  • the wall thickness can also be adjusted as it prevails on the suction side, so that advantageously the same connections, e.g. flanges, can be used for both sides of the stator if the end wall thicknesses on the pressure side and on the suction side roughly match.
  • the lining becomes more flexible again towards the pressure side, as a result of which the conveyed medium, which is normally under high pressure on the pressure side, can stabilize.
  • the pressure increases only slightly in the expansion of the pressure side when the clothing is more flexible again.
  • the pumped medium experiences an increased pressure increase in the area of the increasingly harder lining due to the continuous reduction in the mean wall thickness in an area before the expansion, which is also desired for the pumping action in this area. In the area of the expansion, however, there is no longer any increased pressure increase and the medium is thus stabilized.
  • an optimized transfer of the conveyed medium into the next component of the eccentric screw pump can therefore take place overall.
  • the structure of the stator can also improve the retention function if, for example, the eccentric screw pump is switched off.
  • the pumped medium can flow back if a pressure difference between neighboring chambers in the pump cavity becomes too high. If a harder clothing is chosen, the backflow only occurs at higher pressure differences between the chambers.
  • the lining that becomes harder in the axial direction prevents the at the same time also a backflow, ie higher pressure differences are possible before the conveyed medium flows back.
  • the stator can preferably also be achieved due to the axial course of the mean wall thickness of the lining
  • a premixing zone is formed for homogenizing and / or comminuting the medium to be conveyed
  • a stabilization zone In the area of the pressure side of the stator in the widening a stabilization zone forms to stabilize and to smoothly transfer the medium conveyed in the eccentric screw pump, and
  • a high pressure zone with reduced backflow of the medium is formed to increase the pressure in the pump cavity during operation of the eccentric screw pump due to the mean wall thickness, which is continuously decreasing in the axial direction, at least in some areas, and thus the increasing hardness of the lining, with the pressure in the high pressure zone compared to the premixing zone and the stabilization zone is at least partially adapted with a higher pressure gradient.
  • the stator is divided into different axially spaced zones by the specifically introduced course of the mean wall thickness, the transition preferably being defined by the fact that the mean wall thickness of the lining remains constant at least in the premixing zone and / or in the stabilization zone.
  • the conveyed medium can advantageously be adapted to the changed, tapering shape of the lining in the high pressure zone or the resulting changed delivery rate of the stator.
  • the mean wall thickness can also be constant in parts of the high pressure zone.
  • the mean wall thickness of the lining in a first high pressure area of the high pressure zone decreases continuously in the axial direction down to the smallest mean wall thickness, the first high pressure area adjoining the premixing zone, and approximately in a second high pressure area of the high pressure zone remains constant at the lowest mean wall thickness.
  • the medium therefore advantageously has a zone available in which it can be homogenized or comminuted on the suction side and / or stabilized on the pressure side.
  • the respective zone can be set in a targeted manner by selecting an appropriate axial extent or an axial width and the wall thickness of the lining in the respective zone. The medium can then be "prepared" in the respective zone for the next area in the stator or in the eccentric screw pump.
  • the lining in the high-pressure zone is less stressed when the flexibility decreases, since the medium has already been comminuted or homogenized in the premixing zone.
  • the lining in the high pressure zone therefore wears less.
  • the medium is stabilized in the stabilization zone so that a smoother transition or a smoother exit from the stator can be achieved.
  • the lining of the stator tapers conically in the axial direction, with the mean wall thickness of the lining starting from the average wall thickness at the ends in the axial direction at least in some areas, for example in the high pressure zone or in parts of the High pressure zone, decreases linearly in the direction of the pressure side or a non-linear function fol lowing.
  • This results in a linear taper that is easy to manufacture or a taper according to a non-linear function is created, which is preferably formed in that the outer surface of the lining tapers linearly or following a non-linear function, preferably with the same pump diameter in the pump cavity.
  • the lining of the stator tapers in the axial direction, at least in some areas, in that a contour of the outer surface of the lining, starting from the end average wall thickness to the lowest average wall thickness, more and more to a contour of the inner surface, which is designed as a double helical thread Lining approximates.
  • the tapering and thus the adaptation of the mean wall thickness to the pressure acting in the pump cavity is further strengthened, the tapering then also being visible from the outside, since the jacket preferably also adapts to this two-course shape of the outer surface.
  • this type of tapering can be provided in the first high pressure area of the floch pressure zone, so that a transition between the preferably cylindrical premixing zone and the second high pressure area of the high pressure zone can occur, with the jacket in the second high pressure area adapting to the two-thread shape of the outer surface is.
  • a type of hybrid stator is formed from a cylindrical premixing zone and a coiled high pressure zone in the second high pressure area.
  • the first high pressure area then acts as a transition with a lining that becomes correspondingly harder due to the continuous adaptation of the mean wall thickness.
  • the mean wall thickness of the lining increases abruptly or continuously after reaching the lowest mean wall thickness and possibly after remaining constant at the lowest mean wall thickness (see second high pressure area) in order to develop the pressure-side expansion.
  • a continuous increase enables a smoother transition between the high pressure zone and the stabilization zone as well as easier manufacture. Nevertheless, an abrupt transition can also be provided, for example to promote stabilization and to keep a further increase in pressure of the conveyed medium within limits.
  • an inner diameter of the jacket corresponds to an outer diameter of the lining, so that the jacket rests flatly on the outer surface of the lining over the entire stator and thus assumes the conical or the coiled course corresponding to the outer surface, with the jacket for this purpose preferably has a constant material thickness.
  • the jacket consists of a harder material than the lining, preferably steel.
  • the jacket surrounding the lining can be easily adapted to the tapering shape of the lining, for example by a forming process.
  • FIG. 1 a shows a sectional view of the stator according to FIG. 1;
  • FIG. 2a, 2b sectional views of the stator according to FIG. 2; 3 shows a further embodiment of a stator.
  • a stator 1 which has a tubular jacket 2, which is preferably made from a steel tube, for example by forming.
  • the jacket 2 encloses an elastically flexible lining 3, the inner surface 4 of which has a coiled or helical contour K4, with a double helical thread being formed.
  • a pump cavity 5 is formed into which a rotor 6 (FIG. 1 a) is inserted, the rotor 6 being designed in the manner of a single-start coarse thread and possibly resting against the elastically flexible lining 3 under pre-tension.
  • the eccentrically mounted rotor can rotate in the pump cavity 5.
  • the stator 1 has a suction side 7 and a pressure side 8, whereby when the stator 1 is installed together with the rotor 6 in an eccentric screw pump (not shown), the medium to be conveyed, for example mud, mortar or plaster, is in chambers of the suction side 7 is conveyed through the pump cavity 5 in the axial direction X to the pressure side 8 when the rotor 6 is set in rotation.
  • the pressure in the pump cavity 5 increases steadily towards the pressure side 8 so that a lower pressure acts on the elastically flexible lining 3 on the suction side 7 than on the pressure side 8.
  • the lining 3 is conical on its outer surface 9, with an average wall thickness W of the lining 3 initially continuous from a position near the suction side 7 of the stator 1 in the axial direction X towards the pressure side 8, that is, according to a continuous function, decreases.
  • a contour K9 of the outside 9 runs from the position near the suction side 7 in the axial direction X, at least in some areas, linearly descending, ie according to a linear function. This ensures that the elastic resilience of the lining 3 on the suction side 7 is higher than, for example, in the middle area of the stator 1 or in the area of the stator 1 with the smallest wall thickness WM.
  • the lining 3 is so harder towards the pressure side 8 (approximately linear).
  • the conical taper can be set in such a way that a mean pump diameter DP remains the same over the entire stator 1, so that no adaptation of the rotor 6 is necessary either.
  • only the outer surface 9 is tapered in the axial direction X toward the pressure side 8.
  • a continuous adjustment of the mean pump diameter DP, in particular a conical taper towards the pressure side 8 can also be provided.
  • the stator 1 has a widening 10 towards the pressure side 8, by means of which the mean wall thickness W is increased to an end wall thickness WE.
  • the end wall thickness WE on the suction side 7 preferably corresponds to the end wall thickness WE on the pressure side 8.
  • the elastic cal flexibility or the flare of the lining 3 on the end faces of the stator 1 are approximately identical. According to the sectional view in Figure 1 a, an A-
  • Dimension A and a B dimension B are specified, each of which is a thickness of the Specify clothing 3 in a Z direction Z or in a Y direction Y.
  • both the A dimension A and the B dimension B decrease continuously in the axial direction X from the corresponding position.
  • the mean wall thickness W is continuously reduced down to the minimum wall thickness WM. Since the jacket 2 rests flat on the lining 3, preferably adhered or vulcanized, its inner diameter D is also continuously reduced. An outer diameter E of the lining 3 thus corresponds to the inner diameter D of the jacket 2.
  • stator 1 Due to the conical tapering of the lining 3 starting from the suction side 7 and the subsequent widening 10 on the pressure side 8, the stator 1 is divided into three zones V, H, S or areas:
  • premixing zone V which begins on the suction side 7 of the stator 1, there is a relatively low pressure in the pump cavity 5.
  • This premixing zone V is therefore suitable for crushing or pre-compacting a coarse-grained medium, for example mortar, plaster or sludge, which may still contain coarse material components, for example rocks, and uniformly to a homogeneous medium, fed via the suction side 7 to mix.
  • this premixing zone V Due to the high elastic resilience in this premixing zone V, the forces acting during the comminution of these coarse material components can be absorbed by the lining 3 without the lining 3 being damaged significantly beyond normal wear. This is supported by the fact that in the premixing zone V there are still low pressures acting in the pump cavity 5 and these are only very different increase slightly. This ensures optimal mixing.
  • the mean wall thickness W in the premixing zone V is constant at the end wall thickness WE. From a certain position in the axial direction X, the premixing zone Z changes into a high pressure zone H, this being initiated by a reduction in the mean wall thickness W of the lining 3. The reduction in the mean wall thickness W reduces the elastic resilience of the lining 3. At the same time, the pressure in the pump interior 5 increases in the axial direction X, so that the conveyed medium also acts on the lining 3 with higher forces. However, since the conveyed medium has already been comminuted and homogenized in the premixing zone V, the lining 3 is less stressed in the high pressure zone H because the material components of the medium tend to have smaller particle sizes.
  • the backflow behavior of the stator 1 can be improved by the conical structure of the high pressure zone H.
  • the conveyed medium can flow back if a pressure difference between adjacent chambers in the pump cavity 5 becomes too high. If a harder lining 3 is selected, the backflow only occurs at higher pressure differences between the chambers.
  • the lining 3, which becomes harder in the axial direction X, also prevents backflow as the pressure of the pumped medium in the pump cavity 5 increases, i.e. higher pressure differences are possible before the pumped medium flows back.
  • a stabilization zone S follows in the axial direction X in the stator 1 and is located in the area of the pressure side 8 or the widening 10.
  • the mean wall thickness W of the lining 3 is increased again and then runs constant, so that the elastic resilience of the lining 3 increases again or the hardness of the lining 3 decreases again.
  • the premixing zone V there is a slight pressure build-up in the pump cavity 5 on the outlet side.
  • a connection for example via a flange, to the next component of the eccentric cutter crank pump are provided.
  • a connection for example via a flange, to the next component of the eccentric cutter crank pump are provided.
  • identical or standardized flanges or connections can advantageously be used with the same end wall thicknesses WE. Due to the outer shape of the stator 1, it can be clearly seen in which orientation the stator 1 is to be mounted in the eccentric screw pump.
  • the reduction in the mean wall thickness W in the axial direction X is achieved by continuously adapting the outer surface 9 of the lining 3 to the coiled inner surface 4 of the lining 3.
  • the outer surface 9 accordingly also forms a two-start coarse thread from a certain axial position. Since the jacket 2 rests flat against the outer surface 9 of the lining 3 or is adhered or vulcanized to it, the jacket 2 also follows the shape of the double-helix thread of the inner surface 4 from a certain axial position.
  • This also divides the stator 1 in the axial direction X into a premixing zone V, a floch pressure zone H and a stabilization zone S, with an approximately constant average wall thickness W, which corresponds to the end average wall thickness WE, being formed in the premixing zone V .
  • a high elastic resilience of the lining 3 is achieved over a certain area, whereby the medium provided via the suction side 7 can be crushed or mixed or homogenized without damaging the lining 3 significantly beyond normal wear .
  • the mean wall thickness W of the lining 3 decreases continuously (dotted line in FIG. 2), this being achieved, as already mentioned, in that the outer surface 9 of the lining 3 adjoins that formed by the inner surface 4 two-course steep thread is continuously adjusted. This also causes a continuous tapering of the lining 3 in the axial direction starting from the suction side 7 in the direction of the pressure side 8.
  • the reduction in the mean wall thickness W or the increase in hardness takes place according to a different, steeper course, which increases the pumping effect even more, since there is an increased pressure increase.
  • the continuous tapering of the lining in the axial direction X creates a high pressure zone H in which the elastic flexibility of the lining 3 continuously decreases while the pressure in the pump cavity 5 increases at the same time. if still necessary, coarse material constituents are broken down, with the lining 3 being prevented from being damaged due to the even lower pressure in the pump cavity 5.
  • the conveyed medium is further homogenized, so that in the area of the minimum wall thickness, low-wear conveyance can be achieved with maximum conveying capacity at the same time.
  • the mean wall thickness W in the embodiment according to FIG. 2 increases again in the area of the widening 10 and then remains constant, so that a stabilization zone S is also formed here.
  • the pressure in the pump cavity 5 increases only slightly due to the low resilience, so that a low-wear and smooth transition with a stabilized medium to the next component in the eccentric screw pump can be provided.
  • the end wall thickness WE on the pressure side 8 corresponds to the end wall thickness WE on the suction side 7 in order to create an identical connection on both end sides of the stator 1.
  • FIG. 2a shows the section through the stator 1 in the premixing zone V, the A dimension A and the B dimension B at this axial position essentially coinciding with the dimensions A, B in FIG. 1 a for the first embodiment.
  • FIG. 2b shows the section through the stator 1 in the floch pressure zone H, ie after the tapering.
  • the A dimension A has remained the same compared to the state in the premixing zone V (see FIG. 2a). Only the B dimension B has decreased compared to the situation in the premixing zone V.
  • the continuous Ver tapering of the liner 3 in the axial direction is therefore achieved solely by adjusting the B dimension B.
  • the semi-axes HA1 behave in a corresponding manner
  • a first semiaxis HA1 pointing in the Z direction remains constant in the axial direction X, while a second semiaxis HA2 pointing in the Y direction tapers continuously. Since the jacket 2 rests flat on the lining 3, the semi-axes HA1, HA2 of the jacket 2 (inner surface) and the lining 3 (outer surface) correspond.
  • the width SB of the stabilization zone S can also be adjusted accordingly in order to give the medium a sufficiently large area for stabilization and thus to optimize the transition, for example as a function of the application area.
  • a width HB of the high pressure area H can also be selected accordingly in order to define the area in which the conveying power is to be increased by appropriately adjusting the pressure gradient. This can be done in mutual coordination with the course of the mean wall thickness W in order to achieve a corresponding Druckhö hung along the conveying direction.
  • the widths VN, HB, SB can also be set in a correspondingly variable manner in the first exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • the high pressure zone H is divided into two high pressure areas H1, H2.
  • the mean wall thickness W initially decreases continuously in the axial direction X until the lowest mean wall thickness WM is reached.
  • the mean wall thickness W remains approximately constant at the lowest mean wall thickness WM.
  • the mean wall thickness W of the lining 3 increases again starting from the lowest mean wall thickness WM towards the pressure side 8 of the stator 1, so that the widening occurs on the pressure side 8 10 forms in the lining 3.
  • a type of “hybrid stator” is provided, which is formed from a cylindrical stator in the premixing zone V and a two-flight coiled stator in the second high-pressure area H2 of the high-pressure zone H.
  • the mean wall thicknesses W within the two hybrid components are different but constant in each case.
  • the transition between the two hybrid components is ensured by the continuous adjustment of the mean wall thickness W in the first high pressure area H1, whereby an adjustment of the hardness of the lining is achieved at the same time as in the first embodiment variants in FIGS. 1 and 2.
  • the widening 10 is formed by continuously adapting the mean wall thickness W.

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Abstract

The invention relates to a stator (1) for an eccentric screw pump having a rotor, wherein the stator (1) has an elastically flexible lining (3) with an outer surface (9), wherein the lining (3) is surrounded by a rigid casing (2), wherein an inner surface (4) of the lining (3) forms a double coarse thread and limits a pump cavity (5) that is extended in the axial direction (X) for receiving the rotor of the eccentric screw pump, wherein the lining (3) of the stator (1) tapers in the axial direction (X), wherein, in addition, an average wall thickness (W) of the lining (3) continuously decreases in the axial direction from an end wall thickness (WE) - present in the region of an intake side (7) of the stator (1) - until reaching a smallest average wall thickness (WM). According to the invention, it is provided that, after reaching the smallest average wall thickness (WM), the average wall thickness (W) of the lining (3) increases again at least in regions, such that a widening (10) of the lining (3) is formed right up to a discharge side (8) of the stator (1).

Description

Stator für eine Exzenterschneckenpumpe Stator for an eccentric screw pump
Die Erfindung betrifft einen Stator für eine einen Rotor aufweisende Ex zenterschneckenpumpe. The invention relates to a stator for an ex centrifugal screw pump having a rotor.
Statoren gattungsgemäßer Art weisen einen durch eine Auskleidung aus einem Elastomer gebildeten, durchgehenden und gewendelten Pumpen hohlraum auf, in dem ein exzentrisch gelagerter Rotor umläuft. Aufgrund der exzentrischen Lagerung des Rotors bilden sich zwischen diesem und der gewendelten Auskleidung bei seiner Drehung Kammern, die gewissermaßen von einer Saugseite der Exzenterschneckenpumpe zu deren Druckseite hin wandern, so dass ein Medium in axialer Richtung durch die Pumpe bzw. den Stator hindurchgedrückt bzw. gefördert wird. Stators of the generic type have a continuous and coiled pump cavity formed by a lining made of an elastomer, in which an eccentrically mounted rotor rotates. Due to the eccentric mounting of the rotor, chambers are formed between it and the coiled lining as it rotates, which in a sense migrate from a suction side of the eccentric screw pump to its pressure side, so that a medium is pushed or conveyed in the axial direction through the pump or the stator becomes.
Derartige Statoren können in Exzenterschneckenpumpen insbesondere für die Förderung von Medien wie Putz, Mörtel, Öl, etc. verwendet werden. Um eine Förderleistung mit derartigen Statoren zu verbessern, ist gemäß beispielsweise DE 195 31 318 A1 , EP 1 522 729 B2 oder DE 41 1 1 166 C2 vorgesehen, die Auskleidung ausgehend von der Saugseite hin zur Drucksei te konisch zu verjüngen. Dadurch wird die elastische Nachgiebigkeit der Auskleidung an den sich in axialer Richtung bzw. Förderrichtung kontinuier lich erhöhenden Förderdruck angepasst. Durch die konische Form des Sta tors ist für die Anbindung zum nächsten Bauteil in der Exzenterschnecken pumpe ein ebenfalls angepasstes Übergangsstück zu verwenden, wenn eine Wandstärke des Mantels über den gesamten Stator gleichbleibt und sich die ser ebenfalls an die konische Verjüngung anpasst. Zudem sind bei einer derartigen konischen Verjüngung die auf die Aus kleidung wirkenden Kräfte durch das Medium erhöht. Weist das Medium bei spielsweise grobe Materialbestandteile, beispielsweise Gesteinsbrocken, auf, so beanspruchen diese die Auskleidung in einem elastisch weniger nachgie bigen und bereits verjüngten Bereich stärker, so dass die Auskleidung insge samt schneller verschleißt. Stators of this type can be used in eccentric screw pumps in particular for conveying media such as plaster, mortar, oil, etc. In order to improve the delivery rate with stators of this type, DE 195 31 318 A1, EP 1 522 729 B2 or DE 41 1 1 166 C2, for example, provide to taper the lining conically starting from the suction side towards the pressure side. As a result, the elastic resilience of the lining is adapted to the conveying pressure, which increases continuously in the axial direction or conveying direction. Due to the conical shape of the stator, an adapter piece that is also adapted to connect to the next component in the eccentric screw pump must be used if the wall thickness of the jacket remains the same over the entire stator and this also adapts to the conical taper. In addition, with such a conical taper, the forces acting on the clothing are increased by the medium. If the medium has, for example, coarse material components, for example rocks, then these stress the lining more in an elastically less flexible and already tapered area, so that the lining wears out more quickly overall.
Aufgabe der Erfindung ist daher, einen Stator mit erhöhter Förderleis- tung bereitzustellen, der einfach herstellbar ist, eine hohe Beständigkeit auf weist und einfach in eine Exzenterschneckenpumpe integrierbar ist. The object of the invention is therefore to provide a stator with increased delivery capacity, which is easy to manufacture, has a high level of durability and can be easily integrated into an eccentric screw pump.
Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass sich eine mittlere Wand stärke der Auskleidung des Stators ausgehend von einer endseitigen Wand- stärke, die im Bereich einer vorzugsweise zylindrischen Saugseite des Sta tors vorliegt, kontinuierlich, d.h. gemäß einer stetigen Funktion beliebigen Grades, in axialer Richtung bis hin zu einer geringsten mittleren Wandstärke verringert, und dass die mittlere Wandstärke nach Erreichen der geringsten mittleren Wandstärke zumindest bereichsweise wieder ansteigt, so dass sich bis hin zu einer Druckseite des Stators eine vorzugsweise zylindrischen Auf weitung in der Auskleidung ausbildet. Darunter ist zu verstehen, dass die mittlere Wandstärke der Auskleidung ausgehend von der geringsten mittleren Wandstärke unmittelbar nach deren erreichen wieder ansteigt oder aber nach deren erreichen zunächst über einen gewissen Bereich in etwa kon- stant bleibt und erst dann wieder ansteigt, um die Aufweitung in der Ausklei dung auszubilden. According to the invention it is provided that a mean wall thickness of the lining of the stator starting from an end wall thickness, which is present in the area of a preferably cylindrical suction side of the stator, continuously, ie according to a continuous function of any degree, in the axial direction reduced to a lowest mean wall thickness, and that the mean wall thickness increases again at least in areas after reaching the lowest mean wall thickness, so that a preferably cylindrical expansion is formed in the lining up to a pressure side of the stator. This means that the mean wall thickness of the lining, starting from the lowest mean wall thickness, rises again immediately after it has been reached, or after it has been reached, initially remains approximately constant over a certain range and only then rises again to accommodate the expansion in the To train lining.
Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass neben einer Anpassung der mittleren Wandstärke der Auskleidung in axialer Richtung an die wirken- den Pumpendrücke in dem Pumpenhohlraum des Stators ein geeigneter Übergang auf der Druckseite geschaffen werden kann. Die Aufweitung er- laubt vorteilhafterweise auch einen Anschluss, beispielsweise über einen herkömmlichen Flansch, zum nächsten Bauteil der Exzenterschneckenpum pe. Dabei kann beispielweise auch eine Einstellung der Wandstärke wie sie auf der Saugseite vorherrscht erfolgen, so dass vorteilhafterweise dieselben Anschlüsse, z.B. Flansche, für beide Seiten des Stators verwendet werden können, wenn die endseitigen Wandstärken an der Druckseite und an der Saugseite in etwa übereinstimmen. This advantageously means that, in addition to adapting the mean wall thickness of the lining in the axial direction to the pump pressures acting in the pump cavity of the stator, a suitable transition can be created on the pressure side. The widening advantageously also allows a connection, for example via a conventional flange, to the next component of the eccentric screw pump. For example, the wall thickness can also be adjusted as it prevails on the suction side, so that advantageously the same connections, e.g. flanges, can be used for both sides of the stator if the end wall thicknesses on the pressure side and on the suction side roughly match.
Zudem wird die Auskleidung zur Druckseite hin wieder nachgiebiger, wodurch sich das geförderte Medium, das an der Druckseite normalerweise unter einem hohen Druck steht, stabilisieren kann. Der Druck erhöht sich in der Aufweitung der Druckseite nämlich nur noch geringfügig, wenn die Aus kleidung wieder nachgiebiger wird. Im Gegensatz dazu erfährt das geförderte Medium im Bereich der immer härter werdenden Auskleidung, aufgrund der kontinuierlichen Verringerung der mittleren Wandstärke in einem Bereich vor der Aufweitung, einen erhöhten Druckanstieg, der für die Pumpwirkung in diesem Bereich auch gewollt ist. Im Bereich der Aufweitung jedoch findet kein erhöhter Druckanstieg mehr statt und das Medium wird damit stabilisiert. In dem erfindungsgemäßen Stator kann also insgesamt eine optimierte Über leitung des geförderten Mediums in das nächste Bauteil der Exzenterschne ckenpumpe erfolgen. In addition, the lining becomes more flexible again towards the pressure side, as a result of which the conveyed medium, which is normally under high pressure on the pressure side, can stabilize. The pressure increases only slightly in the expansion of the pressure side when the clothing is more flexible again. In contrast to this, the pumped medium experiences an increased pressure increase in the area of the increasingly harder lining due to the continuous reduction in the mean wall thickness in an area before the expansion, which is also desired for the pumping action in this area. In the area of the expansion, however, there is no longer any increased pressure increase and the medium is thus stabilized. In the stator according to the invention, an optimized transfer of the conveyed medium into the next component of the eccentric screw pump can therefore take place overall.
Durch den Aufbau des Stators kann auch eine verbesserte Rückhalte funktion erreicht werden, wenn beispielsweise die Exzenterschneckenpumpe abgeschaltet wird. Im Pumpenhohlraum kann es zu einem Rückströmen des geförderten Mediums kommen, wenn eine Druckdifferenz zwischen benach barten Kammern im Pumpenhohlraum zu hoch wird. Wird eine härtere Aus kleidung gewählt, tritt das Rückströmen erst bei höheren Druckdifferenzen zwischen den Kammern auf. Die in axialer Richtung härter werdende Aus kleidung verhindert also mit höher werdendem Druck des geförderten Medi- ums gleichzeitig auch ein Rückströmen, d.h. es sind höhere Druckdifferenzen möglich bevor das geförderte Medium zurückströmt. The structure of the stator can also improve the retention function if, for example, the eccentric screw pump is switched off. In the pump cavity, the pumped medium can flow back if a pressure difference between neighboring chambers in the pump cavity becomes too high. If a harder clothing is chosen, the backflow only occurs at higher pressure differences between the chambers. The lining that becomes harder in the axial direction prevents the at the same time also a backflow, ie higher pressure differences are possible before the conveyed medium flows back.
Vorzugsweise kann bei einem derartigen Aufbau weiterhin erreicht wer den, dass der Stator aufgrund des axialen Verlaufes der mittleren Wandstär ke der Auskleidung With such a structure, the stator can preferably also be achieved due to the axial course of the mean wall thickness of the lining
- im Bereich der Saugseite des Stators eine Vormischzone ausbildet zum Homogenisieren und/oder Zerkleinern des zu fördernden Mediums, - In the area of the suction side of the stator, a premixing zone is formed for homogenizing and / or comminuting the medium to be conveyed,
- im Bereich der Druckseite des Stators in der Aufweitung eine Stabilisie rungszone ausbildet zum Stabilisieren und zum sanften Überleiten des ge förderten Mediums in der Exzenterschneckenpumpe, und - In the area of the pressure side of the stator in the widening a stabilization zone forms to stabilize and to smoothly transfer the medium conveyed in the eccentric screw pump, and
- zwischen der Vormischzone und der Stabilisierungszone eine Hochdruck zone mit verminderter Rückströmung des Mediums ausbildet zum Erhöhen des Druckes im Pumpenhohlraum im Betrieb der Exzenterschneckenpumpe aufgrund der in axialer Richtung zumindest bereichsweise kontinuierlich ab nehmenden mittleren Wandstärke und damit der zunehmenden Härte der Auskleidung, wobei der Druck in der Hochdruckzone gegenüber der Vor mischzone und der Stabilisierungszone zumindest bereichsweise mit einem höheren Druckgradienten angepasst wird. - Between the premixing zone and the stabilization zone, a high pressure zone with reduced backflow of the medium is formed to increase the pressure in the pump cavity during operation of the eccentric screw pump due to the mean wall thickness, which is continuously decreasing in the axial direction, at least in some areas, and thus the increasing hardness of the lining, with the pressure in the high pressure zone compared to the premixing zone and the stabilization zone is at least partially adapted with a higher pressure gradient.
Daher wird der Stator durch den gezielt eingebrachten Verlauf der mitt leren Wandstärke in unterschiedliche axial voneinander beabstandete Zonen eingeteilt, wobei der Übergang vorzugsweise dadurch definiert wird, dass die mittlere Wandstärke der Auskleidung zumindest in der Vormischzone und/oder in der Stabilisierungszone konstant bleibt. Dadurch kann das geför derte Medium bei dessen Eintritt in den Stator und/oder bei dessen Austritt aus dem Stator vorteilhafterweise an die geänderte, sich verjüngende Form der Auskleidung in der Hochdruckzone bzw. die daraus resultierende geän derte Förderleistung des Stators angepasst werden. Auch in Teilen der Hochdruckzone kann die mittlere Wandstärke kon stant sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die mittlere Wand stärke der Auskleidung in einem ersten Hochdruckbereich der Hochdruckzo ne in axialer Richtung kontinuierlich abnimmt bis hin zur geringsten mittleren Wandstärke, wobei sich der erste Hochdruckbereich an die Vormischzone anschließt, und in einem zweiten Hochdruckbereich der Hochdruckzone in etwa konstant auf der geringsten mittleren Wandstärke verbleibt. Therefore, the stator is divided into different axially spaced zones by the specifically introduced course of the mean wall thickness, the transition preferably being defined by the fact that the mean wall thickness of the lining remains constant at least in the premixing zone and / or in the stabilization zone. As a result, when it enters the stator and / or exits the stator, the conveyed medium can advantageously be adapted to the changed, tapering shape of the lining in the high pressure zone or the resulting changed delivery rate of the stator. The mean wall thickness can also be constant in parts of the high pressure zone. For example, it can be provided that the mean wall thickness of the lining in a first high pressure area of the high pressure zone decreases continuously in the axial direction down to the smallest mean wall thickness, the first high pressure area adjoining the premixing zone, and approximately in a second high pressure area of the high pressure zone remains constant at the lowest mean wall thickness.
Dem Medium steht also vorteilhafterweise eine Zone zur Verfügung, in der es auf der Saugseite homogenisiert bzw. zerkleinert und/oder auf der Druckseite stabilisiert werden kann. Die jeweilige Zone kann je nach Anwen dung und gefördertem Medium durch die Wahl einer entsprechenden axialen Ausdehnung bzw. einer axialen Breite sowie der Wandstärke der Ausklei dung in der jeweiligen Zone gezielt eingestellt werden. Das Medium kann dann in der jeweiligen Zone auf den nächsten Bereich im Stator bzw. in der Exzenterschneckenpumpe„vorbereitet“ werden. The medium therefore advantageously has a zone available in which it can be homogenized or comminuted on the suction side and / or stabilized on the pressure side. Depending on the application and the medium being conveyed, the respective zone can be set in a targeted manner by selecting an appropriate axial extent or an axial width and the wall thickness of the lining in the respective zone. The medium can then be "prepared" in the respective zone for the next area in the stator or in the eccentric screw pump.
Beispielsweise wird die Auskleidung in der Hochdruckzone bei geringer werdender Nachgiebigkeit weniger stark beansprucht, da das Medium in der Vormischzone bereits zerkleinert bzw. homogenisiert wurde. Die Auskleidung in der Hochdruckzone verschleißt deshalb weniger stark. In der Stabilisie rungszone wird das Medium stabilisiert, so dass ein sanfterer Übergang bzw. ein sanfteres Austreten aus dem Stator erreicht werden kann. For example, the lining in the high-pressure zone is less stressed when the flexibility decreases, since the medium has already been comminuted or homogenized in the premixing zone. The lining in the high pressure zone therefore wears less. The medium is stabilized in the stabilization zone so that a smoother transition or a smoother exit from the stator can be achieved.
Für die Verjüngung der Auskleidung ist vorzugsweise vorgesehen, dass sich die Auskleidung des Stators in axialer Richtung konisch verjüngt, wobei die mittlere Wandstärke der Auskleidung dazu ausgehend von der endseiti gen mittleren Wandstärke in axialer Richtung zumindest bereichsweise, bei spielsweise in der Hochdruckzone oder in Teilen der Hochdruckzone, in Richtung der Druckseite linear oder auch einer nicht-linearen Funktion fol gend abnimmt. Somit wird eine einfach herzustellende lineare Verjüngung oder eine Verjüngung gemäß einer nicht-linearen Funktion geschaffen, die vorzugsweise dadurch ausgebildet wird, dass sich die Außenfläche der Aus kleidung linear oder einer nicht-linearen Funktion folgend verjüngt, vorzugs weise bei gleichbleibendem Pumpendurchmesser im Pumpenhohlraum. For the tapering of the lining it is preferably provided that the lining of the stator tapers conically in the axial direction, with the mean wall thickness of the lining starting from the average wall thickness at the ends in the axial direction at least in some areas, for example in the high pressure zone or in parts of the High pressure zone, decreases linearly in the direction of the pressure side or a non-linear function fol lowing. This results in a linear taper that is easy to manufacture or a taper according to a non-linear function is created, which is preferably formed in that the outer surface of the lining tapers linearly or following a non-linear function, preferably with the same pump diameter in the pump cavity.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass sich die Auskleidung des Stators in axialer Richtung zumindest bereichsweise verjüngt, indem sich eine Kontur der Außenfläche der Auskleidung ausgehend von der endseiti gen mittleren Wandstärke zur geringsten mittleren Wandstärke immer mehr an eine Kontur der als zweigängiges Steilgewinde ausgeführten Innenfläche der Auskleidung annähert. Dadurch wird die Verjüngung und damit die An passung der mittleren Wandstärke an den wirkenden Druck im Pumpenhol raum noch verstärkt, wobei die Verjüngung dann auch von außen sichtbar wird, da sich vorzugsweise auch der Mantel an diese zweigängige Form der Außenfläche anpasst. Alternatively, it can also be provided that the lining of the stator tapers in the axial direction, at least in some areas, in that a contour of the outer surface of the lining, starting from the end average wall thickness to the lowest average wall thickness, more and more to a contour of the inner surface, which is designed as a double helical thread Lining approximates. As a result, the tapering and thus the adaptation of the mean wall thickness to the pressure acting in the pump cavity is further strengthened, the tapering then also being visible from the outside, since the jacket preferably also adapts to this two-course shape of the outer surface.
Insbesondere kann diese Art der Verjüngung in dem ersten Hochdruck- bereich der Flochdruckzone vorgesehen sein, so dass sich ein Übergang zwischen der vorzugsweise zylindrischen Vormischzone und dem zweiten Hochdruckbereich der Hochdruckzone einstellen kann, wobei der Mantel im zweiten Hochdruckbereich an die zweigängige Form der Außenfläche an passt ist. Dadurch findet eine Überleitung vom zylindrischen Querschnitt in den gewendelten Querschnitt statt, wobei in dem zweiten Hochdruckbereich die mittlere Wandstärke konstant bleibt. Dadurch wird eine Art Hybrid-Stator aus einer zylindrischen Vormischzone und einer gewendelten Hochdruckzo ne im zweiten Hochdruckbereich ausgebildet. Der erste Hochdruckbereich wirkt dann als Übergang mit entsprechend härter werdender Auskleidung aufgrund der kontinuierlichen Anpassung der mittleren Wandstärke. In particular, this type of tapering can be provided in the first high pressure area of the floch pressure zone, so that a transition between the preferably cylindrical premixing zone and the second high pressure area of the high pressure zone can occur, with the jacket in the second high pressure area adapting to the two-thread shape of the outer surface is. This results in a transition from the cylindrical cross-section to the coiled cross-section, with the mean wall thickness remaining constant in the second high-pressure area. As a result, a type of hybrid stator is formed from a cylindrical premixing zone and a coiled high pressure zone in the second high pressure area. The first high pressure area then acts as a transition with a lining that becomes correspondingly harder due to the continuous adaptation of the mean wall thickness.
Um die Annäherung der Außenfläche an die zweigängige Innenfläche zu erreichen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass sich ein B-Maß der Aus- kleidung ausgehend von der endseitigen mittleren Wandstärke in axialer Richtung zumindest bereichsweise, beispielsweise in der Hochdruckzone oder in Teilen der Hochdruckzone, in Richtung der Druckseite kontinuierlich verringert und ein A-Maß der Auskleidung gleichzeitig konstant bleibt. In order to bring the outer surface closer to the two-flight inner surface, it is preferably provided that a B dimension of the clothing starting from the end average wall thickness in the axial direction at least in some areas, for example in the high pressure zone or in parts of the high pressure zone, continuously reduced in the direction of the pressure side and an A dimension of the lining remains constant at the same time.
Dadurch kann der Herstellungsprozess gemäß dieser Alternative vereinfacht werden. The manufacturing process according to this alternative can thereby be simplified.
Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass die mittlere Wandstärke der Auskleidung nach Erreichen der geringsten mittleren Wandstärke und ggf. nach einem konstanten Verbleib auf der geringsten mittleren Wandstär ke (vgl. zweiter Hochdruckbereich), abrupt oder kontinuierlich ansteigt, um die druckseitige Aufweitung auszubilden. Ein kontinuierliches Ansteigen er möglicht dabei einen sanfteren Übergang zwischen der Hochdruckzone und der Stabilisierungszone sowie eine einfachere Herstellung. Dennoch kann auch ein abrupter Übergang vorgesehen sein, um beispielsweise das Stabili sieren zu begünstigen und einen weiteren Druckanstieg des geförderten Me diums in Grenzen zu halten. It is also preferably provided that the mean wall thickness of the lining increases abruptly or continuously after reaching the lowest mean wall thickness and possibly after remaining constant at the lowest mean wall thickness (see second high pressure area) in order to develop the pressure-side expansion. A continuous increase enables a smoother transition between the high pressure zone and the stabilization zone as well as easier manufacture. Nevertheless, an abrupt transition can also be provided, for example to promote stabilization and to keep a further increase in pressure of the conveyed medium within limits.
Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass ein Innendurchmesser des Mantels einem Außendurchmesser der Auskleidung entspricht, so dass der Mantel über den gesamten Stator flächig an der Außenfläche der Aus kleidung anliegt und somit den konischen oder den gewendelten Verlauf ent sprechend der Außenfläche annimmt, wobei der Mantel dazu vorzugsweise eine gleichbleibende Materialstärke aufweist. Der Mantel besteht dabei aus einem härteren Material als die Auskleidung, vorzugsweise aus Stahl. It is preferably also provided that an inner diameter of the jacket corresponds to an outer diameter of the lining, so that the jacket rests flatly on the outer surface of the lining over the entire stator and thus assumes the conical or the coiled course corresponding to the outer surface, with the jacket for this purpose preferably has a constant material thickness. The jacket consists of a harder material than the lining, preferably steel.
Dadurch lässt sich der die Auskleidung umgebende Mantel an die verjüng ende Form der Auskleidung einfach anpassen, beispielsweise durch einen Umformvorgang. As a result, the jacket surrounding the lining can be easily adapted to the tapering shape of the lining, for example by a forming process.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Stator gemäß einer ersten Ausführungsform; The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. Show it: 1 shows a stator according to a first embodiment;
Fig. 1 a eine Schnittansicht des Stators gemäß Fig. 1 ; FIG. 1 a shows a sectional view of the stator according to FIG. 1;
Fig. 2 einen Stator in einer weiteren Ausführungsform; 2 shows a stator in a further embodiment;
Fig. 2a, 2b Schnittansichten des Stators gemäß Fig. 2; Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Stators. 2a, 2b sectional views of the stator according to FIG. 2; 3 shows a further embodiment of a stator.
In Figur 1 ist ein Stator 1 vorgesehen, der einen rohrförmigen Mantel 2 aufweist, der vorzugsweise aus einem Stahlrohr gefertigt ist, beispielsweise durch Umformung. Der Mantel 2 umschließt eine elastisch nachgiebige Aus- kleidung 3, deren Innenfläche 4 eine gewendelte bzw. schneckenförmige Kontur K4 aufweist, wobei ein zweigängiges Steilgewinde ausgebildet wird.In Figure 1, a stator 1 is provided which has a tubular jacket 2, which is preferably made from a steel tube, for example by forming. The jacket 2 encloses an elastically flexible lining 3, the inner surface 4 of which has a coiled or helical contour K4, with a double helical thread being formed.
Im Inneren des Stators 1 wird dadurch ein Pumpenhohlraum 5 ausgebildet, in den ein Rotor 6 (Figur 1 a) eingesteckt ist, wobei der Rotor 6 nach Art eines eingängigen Steilgewindes ausgeführt wird und gegebenenfalls unter Vor- Spannung an der elastisch nachgiebigen Auskleidung 3 anliegt. Der exzent risch gelagerte Rotor kann in dem Pumpenhohlraum 5 umlaufen. In the interior of the stator 1, a pump cavity 5 is formed into which a rotor 6 (FIG. 1 a) is inserted, the rotor 6 being designed in the manner of a single-start coarse thread and possibly resting against the elastically flexible lining 3 under pre-tension. The eccentrically mounted rotor can rotate in the pump cavity 5.
Der Stator 1 weist eine Saugseite 7 sowie eine Druckseite 8 auf, wobei bei einem Einbau des Stators 1 zusammen mit dem Rotor 6 in einer Exzen- terschneckenpumpe (nicht dargestellt) das zu fördernde Medium, beispiels weise Schlamm, Mörtel oder Putz, in Kammern von der Saugseite 7 durch den Pumpenhohlraum 5 in axialer Richtung X zur Druckseite 8 gefördert wird, wenn der Rotor 6 in Drehung versetzt wird. Dabei erhöht sich der Druck im Pumpenhohlraum 5 zur Druckseite 8 hin stetig, so dass auf die elastisch nachgiebige Auskleidung 3 an der Saugseite 7 ein geringerer Druck wirkt als auf der Druckseite 8. Gemäß der Ausführung in Figur 1 ist die Auskleidung 3 an ihrer Außen fläche 9 konisch gestaltet, wobei eine mittlere Wandstärke W der Ausklei dung 3 von einer Position nahe der Saugseite 7 des Stators 1 in axialer Rich- tung X zur Druckseite 8 hin zunächst kontinuierlich, d.h. gemäß einer steti gen Funktion, abnimmt. Eine Kontur K9 der Außenseite 9 verläuft dabei von der Position nahe der Saugseite 7 in axialer Richtung X zumindest bereichs weise linear absteigend, d.h. gemäß einer linearen Funktion. Dadurch wird erreicht, dass die elastische Nachgiebigkeit der Auskleidung 3 an der Saug- seite 7 höher ist als beispielsweise im mittleren Bereich des Stators 1 bzw. in dem Bereich des Stators 1 mit der geringsten Wandstärke WM. Die Ausklei dung 3 wird zur Druckseite 8 hin also immer härter (in etwa linear). The stator 1 has a suction side 7 and a pressure side 8, whereby when the stator 1 is installed together with the rotor 6 in an eccentric screw pump (not shown), the medium to be conveyed, for example mud, mortar or plaster, is in chambers of the suction side 7 is conveyed through the pump cavity 5 in the axial direction X to the pressure side 8 when the rotor 6 is set in rotation. The pressure in the pump cavity 5 increases steadily towards the pressure side 8 so that a lower pressure acts on the elastically flexible lining 3 on the suction side 7 than on the pressure side 8. According to the embodiment in FIG. 1, the lining 3 is conical on its outer surface 9, with an average wall thickness W of the lining 3 initially continuous from a position near the suction side 7 of the stator 1 in the axial direction X towards the pressure side 8, that is, according to a continuous function, decreases. A contour K9 of the outside 9 runs from the position near the suction side 7 in the axial direction X, at least in some areas, linearly descending, ie according to a linear function. This ensures that the elastic resilience of the lining 3 on the suction side 7 is higher than, for example, in the middle area of the stator 1 or in the area of the stator 1 with the smallest wall thickness WM. The lining 3 is so harder towards the pressure side 8 (approximately linear).
Die konische Verjüngung kann derartig eingestellt sein, dass ein mittle- rer Pumpendurchmesser DP über den gesamten Stator 1 gleichbleibt, so dass auch keine Anpassung des Rotors 6 nötig ist. Dazu ist lediglich die Au ßenfläche 9 in axialer Richtung X zur Druckseite 8 hin verjüngt. Grundsätz lich kann aber auch eine kontinuierliche Anpassung des mittleren Pumpen durchmessers DP, insbesondere eine konische Verjüngung zur Druckseite 8 hin, vorgesehen sein. The conical taper can be set in such a way that a mean pump diameter DP remains the same over the entire stator 1, so that no adaptation of the rotor 6 is necessary either. For this purpose, only the outer surface 9 is tapered in the axial direction X toward the pressure side 8. In principle, however, a continuous adjustment of the mean pump diameter DP, in particular a conical taper towards the pressure side 8, can also be provided.
Von der geringsten Wandstärke WM der Auskleidung 3 ausgehend weist der Stator 1 zur Druckseite 8 hin eine Aufweitung 10 auf, durch die die mittlere Wandstärke W auf eine endseitige Wandstärke WE erhöht wird. Die endseitige Wandstärke WE an der Saugseite 7 entspricht vorzugsweise der endseitigen Wandstärke WE an der Druckseite 8. Dadurch sind die elasti sche Nachgiebigkeit bzw. die Flärte der Auskleidung 3 an den Stirnseiten des Stators 1 in etwa identisch. Gemäß der Schnittansicht in Figur 1 a können für den Stator 1 ein A-Starting from the lowest wall thickness WM of the lining 3, the stator 1 has a widening 10 towards the pressure side 8, by means of which the mean wall thickness W is increased to an end wall thickness WE. The end wall thickness WE on the suction side 7 preferably corresponds to the end wall thickness WE on the pressure side 8. As a result, the elastic cal flexibility or the flare of the lining 3 on the end faces of the stator 1 are approximately identical. According to the sectional view in Figure 1 a, an A-
Maß A und ein B-Maß B angegeben werden, die jeweils eine Dicke der Aus- kleidung 3 in eine Z-Richtung Z bzw. in eine Y-Richtung Y angeben. Um die konische Verjüngung der Auskleidung 3 in axialer Richtung X zu erreichen, ist gemäß dieser Ausführungsform vorgesehen, dass sowohl das A-Maß A als auch das B-Maß B in axialer Richtung X ab der entsprechenden Position kontinuierlich abnehmen. Dadurch wird die mittlere Wandstärke W bis zur minimalen Wandstärke WM hin kontinuierlich reduziert. Da der Mantel 2 an der Auskleidung 3 flächig anliegt, vorzugsweise angehaftet bzw. anvulkani siert ist, reduziert sich auch dessen Innendurchmesser D kontinuierlich. Ein Außendurchmesser E der Auskleidung 3 entspricht damit dem Innendurch messer D des Mantels 2. Dimension A and a B dimension B are specified, each of which is a thickness of the Specify clothing 3 in a Z direction Z or in a Y direction Y. In order to achieve the conical tapering of the lining 3 in the axial direction X, it is provided according to this embodiment that both the A dimension A and the B dimension B decrease continuously in the axial direction X from the corresponding position. As a result, the mean wall thickness W is continuously reduced down to the minimum wall thickness WM. Since the jacket 2 rests flat on the lining 3, preferably adhered or vulcanized, its inner diameter D is also continuously reduced. An outer diameter E of the lining 3 thus corresponds to the inner diameter D of the jacket 2.
Durch die konische Verjüngung der Auskleidung 3 ausgehend von der Saugseite 7 und der sich anschließenden Aufweitung 10 an der Druckseite 8 ist der Stator 1 in drei Zonen V, H, S bzw. Bereiche unterteilt: Due to the conical tapering of the lining 3 starting from the suction side 7 and the subsequent widening 10 on the pressure side 8, the stator 1 is divided into three zones V, H, S or areas:
In einer Vormischzone V, die an der Saugseite 7 des Stators 1 beginnt, wirkt ein relativ geringer Druck im Pumpenhohlraum 5. Gleichzeitig ist auf grund der vergleichbar hohen mittleren Wandstärke W in der Vormischzone V eine hohe elastische Nachgiebigkeit bzw. eine geringe Härte der Ausklei dung 3 gegeben. Diese Vormischzone V eignet sich daher dazu, ein über die Saugseite 7 zugeführtes grobkörniges Medium, beispielsweise Mörtel, Putz oder Schlamm, das unter Umständen noch grobe Materialbestandteile, bei spielsweise Gesteinsbrocken, beinhalten kann, zu zerkleinern bzw. vorzu verdichten und gleichmäßig zu einem homogenen Medium zu vermischen. In a premixing zone V, which begins on the suction side 7 of the stator 1, there is a relatively low pressure in the pump cavity 5. At the same time, due to the comparatively high average wall thickness W in the premixing zone V, there is a high elastic resilience and low hardness of the lining 3 given. This premixing zone V is therefore suitable for crushing or pre-compacting a coarse-grained medium, for example mortar, plaster or sludge, which may still contain coarse material components, for example rocks, and uniformly to a homogeneous medium, fed via the suction side 7 to mix.
Durch die hohe elastische Nachgiebigkeit in dieser Vormischzone V können die bei der Zerkleinerung dieser groben Materialbestandteile wirken den Kräfte von der Auskleidung 3 aufgenommen werden, ohne dass die Auskleidung 3 dabei signifikant über den normalen Verschleiß hinausgehend beschädigt wird. Dies wird dadurch unterstützt, dass in der Vormischzone V noch geringe Drücke im Pumpenhohlraum 5 wirken und sich diese nur sehr geringfügig erhöhen. Dadurch kann eine optimale Vermischung gewährleistet werden. Due to the high elastic resilience in this premixing zone V, the forces acting during the comminution of these coarse material components can be absorbed by the lining 3 without the lining 3 being damaged significantly beyond normal wear. This is supported by the fact that in the premixing zone V there are still low pressures acting in the pump cavity 5 and these are only very different increase slightly. This ensures optimal mixing.
Die mittlere Wandstärke W liegt in der Vormischzone V konstant bei der endseitigen Wandstärke WE. Ab einer gewissen Position in axialer Richtung X geht die Vormischzone Z in eine Hochdruckzone H über, wobei dies durch eine Verringerung der mittleren Wandstärke W der Auskleidung 3 eingeleitet wird. Durch die Verringerung der mittleren Wandstärke W verringert sich die elastische Nachgiebigkeit der Auskleidung 3. Gleichzeitig erhöht sich der Druck im Pumpeninnenraum 5 in axialer Richtung X, so dass das geförderte Medium auch mit höheren Kräften auf die Auskleidung 3 einwirkt. Da in der Vormischzone V jedoch bereits eine Zerkleinerung und Homogenisierung des geförderten Mediums stattgefunden hat, wird die Auskleidung 3 in der Hochdruckzone H weniger stark beansprucht, da die Materialbestandteile des Mediums eher geringere Partikelgrößen aufweisen. The mean wall thickness W in the premixing zone V is constant at the end wall thickness WE. From a certain position in the axial direction X, the premixing zone Z changes into a high pressure zone H, this being initiated by a reduction in the mean wall thickness W of the lining 3. The reduction in the mean wall thickness W reduces the elastic resilience of the lining 3. At the same time, the pressure in the pump interior 5 increases in the axial direction X, so that the conveyed medium also acts on the lining 3 with higher forces. However, since the conveyed medium has already been comminuted and homogenized in the premixing zone V, the lining 3 is less stressed in the high pressure zone H because the material components of the medium tend to have smaller particle sizes.
Gleichzeitig kann durch die geringere bzw. in axialer Richtung X gerin ger werdende elastische Nachgiebigkeit der Auskleidung 3 in der Hoch druckzone H eine höhere Förderleistung erzielt werden, da das Material der Auskleidung 3 einen immer höher werdenden Widerstand gegenüber einer Rückströmung über die Dichtlinie zwischen dem Rotor 6 und der Auskleidung 3 des Stators 1 für das zu geförderte Medium bietet. Der Druck steigt dabei in der Hochdruckzone H aufgrund der geringer werdenden mittleren Wand stärke W bzw. der höher werdenden Härte der Auskleidung 3 stärker an als in der Vormischzone V. Auch in der Hochdruckzone H kann beispielsweise durch den höheren Druck im Pumpenhohlraum 5 sowie die geringer werden de elastische Nachgiebigkeit der Auskleidung 3 eine Zerkleinerung von noch vorhandenen groben Materialbestandteilen erfolgen. Diese treten allerdings nur noch vereinzelt auf und haben bis zur minimalen Wandstärke WM hin sehr stark abgenommen, so dass eine über den normalen Verschleiß hin- ausgehende Beschädigung der Auskleidung 3 weitestgehend vermieden werden kann. At the same time, due to the lower elastic flexibility of the lining 3 in the high-pressure zone H, or decreasing in the axial direction X, a higher delivery rate can be achieved, since the material of the lining 3 has an ever increasing resistance to a backflow over the sealing line between the rotor 6 and the lining 3 of the stator 1 provides for the medium to be conveyed. The pressure increases in the high pressure zone H due to the decreasing mean wall thickness W and the increasing hardness of the lining 3 more than in the premixing zone V. Also in the high pressure zone H, for example, due to the higher pressure in the pump cavity 5 and the lower de elastic resilience of the lining 3 will result in a crushing of coarse material components that are still present. However, these only occur sporadically and have decreased very sharply down to the minimum wall thickness WM, so that one beyond normal wear outgoing damage to the lining 3 can be largely avoided.
Durch den konischen Aufbau der Hochdruckzone H kann das Rück- strömverhalten des Stators 1 verbessert werden. Zu einem Rückströmen des geförderten Mediums kann es kommen, wenn eine Druckdifferenz zwischen benachbarten Kammern im Pumpenhohlraum 5 zu hoch wird. Wird eine här tere Auskleidung 3 gewählt, tritt das Rückströmen erst bei höheren Druckdif ferenzen zwischen den Kammern auf. Die in axialer Richtung X härter wer dende Auskleidung 3 verhindert also mit immer höher werdendem Druck des geförderten Mediums im Pumpenhohlraum 5 gleichzeitig auch ein Rückströ men, d.h. es sind höhere Druckdifferenzen möglich bevor das geförderte Medium zurückströmt. The backflow behavior of the stator 1 can be improved by the conical structure of the high pressure zone H. The conveyed medium can flow back if a pressure difference between adjacent chambers in the pump cavity 5 becomes too high. If a harder lining 3 is selected, the backflow only occurs at higher pressure differences between the chambers. The lining 3, which becomes harder in the axial direction X, also prevents backflow as the pressure of the pumped medium in the pump cavity 5 increases, i.e. higher pressure differences are possible before the pumped medium flows back.
Ausgehend von der minimalen Wandstärke WM schließt sich im Stator 1 in axialer Richtung X eine Stabilisierungszone S an, die sich im Bereich der Druckseite 8 bzw. der Aufweitung 10 befindet. In der Stabilisierungszone S wird die mittlere Wandstärke W der Auskleidung 3 wieder erhöht und verläuft anschließend konstant, so dass die elastische Nachgiebigkeit der Ausklei dung 3 wieder zunimmt bzw. die Härte der Auskleidung 3 wieder abnimmt. Dadurch findet, wie auch in der Vormischzone V, ausgangsseitig ein gering fügiger Druckaufbau im Pumpenhohlraum 5 statt. Starting from the minimum wall thickness WM, a stabilization zone S follows in the axial direction X in the stator 1 and is located in the area of the pressure side 8 or the widening 10. In the stabilization zone S, the mean wall thickness W of the lining 3 is increased again and then runs constant, so that the elastic resilience of the lining 3 increases again or the hardness of the lining 3 decreases again. As a result, as in the premixing zone V, there is a slight pressure build-up in the pump cavity 5 on the outlet side.
Im Übergangsbereich zum nächsten Bauteil der Exzenterschnecken pumpe, d.h. auf der Druckseite 8 des Stators 1 , tritt dadurch ein verringerter Verschleiß auf und das geförderte Medium wird vor dem Übergang zum nächsten Bauteil stabilisiert. In the transition area to the next component of the eccentric screw pump, i.e. on the pressure side 8 of the stator 1, there is less wear and the pumped medium is stabilized before the transition to the next component.
Weiterhin kann durch die Erhöhung der mittleren Wandstärke W auf die endseitige Wandstärke WE im Bereich der Aufweitung 10 ein Anschluss, bei spielsweise über einen Flansch, zum nächsten Bauteil der Exzenterschne- ckenpumpe bereitgestellt werden. Auf der Saugseite 7 und der Druckseite 8 des Stators 1 können bei gleichen endseitigen Wandstärken WE vorteilhaf terweise identische bzw. standardisierte Flansche bzw. Anschlüsse verwen det werden. Aufgrund der äußeren Form des Stators 1 kann eindeutig er kannt werden, in welcher Ausrichtung der Stator 1 in der Exzenterschne ckenpumpe zu montieren ist. Furthermore, by increasing the mean wall thickness W to the end wall thickness WE in the area of the widening 10, a connection, for example via a flange, to the next component of the eccentric cutter crank pump are provided. On the suction side 7 and the pressure side 8 of the stator 1, identical or standardized flanges or connections can advantageously be used with the same end wall thicknesses WE. Due to the outer shape of the stator 1, it can be clearly seen in which orientation the stator 1 is to be mounted in the eccentric screw pump.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Stators 1 , die in Figur 2 dargestellt ist, wird die Reduzierung der mittleren Wandstärke W in axialer Richtung X durch eine kontinuierliche Anpassung der Außenfläche 9 der Auskleidung 3 an die gewendelte Innenfläche 4 der Auskleidung 3 erreicht. Die Außenfläche 9 bildet demnach ab einer bestimmten axialen Position ebenfalls ein zweigängiges Steilgewinde aus. Da der Mantel 2 an der Außen fläche 9 der Auskleidung 3 flächig anliegt bzw. daran angehaftet bzw. anvul kanisiert ist, folgt auch der Mantel 2 ab einer bestimmten axialen Position der Form des zweigängigen Steilgewindes der Innenfläche 4. According to a further embodiment of the stator 1, which is shown in FIG. 2, the reduction in the mean wall thickness W in the axial direction X is achieved by continuously adapting the outer surface 9 of the lining 3 to the coiled inner surface 4 of the lining 3. The outer surface 9 accordingly also forms a two-start coarse thread from a certain axial position. Since the jacket 2 rests flat against the outer surface 9 of the lining 3 or is adhered or vulcanized to it, the jacket 2 also follows the shape of the double-helix thread of the inner surface 4 from a certain axial position.
Auch dadurch wird der Stator 1 in axialer Richtung X in eine Vormisch zone V, eine Flochdruckzone H und eine Stabilisierungszone S unterteilt, wobei in der Vormischzone V zunächst noch eine in etwa konstante mittlere Wandstärke W, die der endseitigen mittleren Wandstärke WE entspricht, ausgebildet ist. Dadurch wird über einen gewissen Bereich eine hohe elasti sche Nachgiebigkeit der Auskleidung 3 erreicht, wodurch sich das über die Saugseite 7 bereitgestellte Medium zerkleinert bzw. vermischt bzw. homoge nisiert werden kann, ohne dabei die Auskleidung 3 signifikant über den nor malen Verschleiß hinausgehend zu beschädigen. This also divides the stator 1 in the axial direction X into a premixing zone V, a floch pressure zone H and a stabilization zone S, with an approximately constant average wall thickness W, which corresponds to the end average wall thickness WE, being formed in the premixing zone V . As a result, a high elastic resilience of the lining 3 is achieved over a certain area, whereby the medium provided via the suction side 7 can be crushed or mixed or homogenized without damaging the lining 3 significantly beyond normal wear .
Ab einem gewissen axialen Position nimmt die mittlere Wandstärke W der Auskleidung 3 kontinuierlich ab (gepunktete Linie in Fig. 2), wobei dies, wie bereits erwähnt, dadurch erreicht wird, dass die Außenfläche 9 der Aus kleidung 3 an das durch die Innenfläche 4 ausgebildete zweigängige Steil- gewinde kontinuierlich angepasst wird. Auch dadurch wird eine kontinuierli che Verjüngung der Auskleidung 3 in axialer Richtung ausgehend von der Saugseite 7 in Richtung der Druckseite 8 bewirkt. Im Unterschied zu der Aus führungsform in Figur 1 erfolgt die Verringerung der mittleren Wandstärke W bzw. das Erhöhen der Härte jedoch gemäß einem anderen, steileren Verlauf, was den Pumpeneffekt noch verstärkt, da ein erhöhter Druckanstieg erfolgt. From a certain axial position, the mean wall thickness W of the lining 3 decreases continuously (dotted line in FIG. 2), this being achieved, as already mentioned, in that the outer surface 9 of the lining 3 adjoins that formed by the inner surface 4 two-course steep thread is continuously adjusted. This also causes a continuous tapering of the lining 3 in the axial direction starting from the suction side 7 in the direction of the pressure side 8. In contrast to the embodiment in FIG. 1, however, the reduction in the mean wall thickness W or the increase in hardness takes place according to a different, steeper course, which increases the pumping effect even more, since there is an increased pressure increase.
Auch in der Ausführungsform gemäß Figur 2 wird durch die kontinuierli che Verjüngung der Auskleidung in axialer Richtung X eine Hochdruckzone H ausgebildet, in der die elastische Nachgiebigkeit der Auskleidung 3 konti nuierlich abnimmt bei gleichzeitig zunehmendem Druck im Pumpenhohlraum 5. Dadurch kann eingangs der Hochdruckzone H, falls noch nötig, eine Zer kleinerung von groben Materialbestandteilen stattfinden, wobei aufgrund des noch geringeren Druckes im Pumpenhohlraum 5 eine Beschädigung der Auskleidung 3 vermieden wird. Im weiteren axialen Verlauf homogenisiert sich das geförderte Medium weiter, so dass im Bereich der minimalen Wand stärke eine verschleißarme Förderung bei gleichzeitig maximaler Förderleis tung erreicht werden kann. Also in the embodiment according to FIG. 2, the continuous tapering of the lining in the axial direction X creates a high pressure zone H in which the elastic flexibility of the lining 3 continuously decreases while the pressure in the pump cavity 5 increases at the same time. if still necessary, coarse material constituents are broken down, with the lining 3 being prevented from being damaged due to the even lower pressure in the pump cavity 5. In the further axial course, the conveyed medium is further homogenized, so that in the area of the minimum wall thickness, low-wear conveyance can be achieved with maximum conveying capacity at the same time.
Ausgehend von der geringsten Wandstärke WM steigt die mittlere Wandstärke W in der Ausführungsform gemäß Figur 2 im Bereich der Auf weitung 10 wieder an und bleibt dann konstant, so dass sich auch hier eine Stabilisierungszone S ausbildet. In dieser erhöht sich der Druck im Pumpen hohlraum 5 aufgrund der geringen Nachgiebigkeit nur noch geringfügig, so dass ein verschleißarmer und sanfter Übergang mit einem stabilisierten Me dium zum nächsten Bauteil in der Exzenterschneckenpumpe bereitgestellt werden kann. Auch hier entspricht die endseitige Wandstärke WE an der Druckseite 8 der endseitigen Wandstärke WE an der Saugseite 7, um einen identischen Anschluss an beiden Stirnseiten des Stators 1 schaffen. Gemäß den Schnittansichten in Figur 2a und 2b, die der Ausführungs form in Fig. 2 zugeordnet sind, ist zu erkennen, dass das A-Maß A und das B-Maß B zur Ausbildung der kontinuierlichen Verjüngung der Auskleidung 3 in axialer Richtung X unterschiedlich angepasst werden. Figur 2a zeigt den Schnitt durch den Stator 1 in der Vormischzone V, wobei das A-Maß A bzw. das B-Maß B an dieser axialen Position mit den Maßen A, B in Figur 1 a zur ersten Ausführungsform im Wesentlichen übereinstimmen. In Figur 2b ist der Schnitt durch den Stator 1 in der Flochdruckzone H, d. h. nach der Verjün gung, dargestellt. Das A-Maß A ist gegenüber dem Zustand in der Vormisch zone V (s. Figur 2a) gleichgeblieben. Lediglich das B-Maß B hat sich gegen über dem Zustand in der Vormischzone V verringert. Die kontinuierliche Ver jüngung der Auskleidung 3 in axialer Richtung wird also allein durch eine An passung des B-Maßes B erreicht. Starting from the lowest wall thickness WM, the mean wall thickness W in the embodiment according to FIG. 2 increases again in the area of the widening 10 and then remains constant, so that a stabilization zone S is also formed here. In this, the pressure in the pump cavity 5 increases only slightly due to the low resilience, so that a low-wear and smooth transition with a stabilized medium to the next component in the eccentric screw pump can be provided. Here, too, the end wall thickness WE on the pressure side 8 corresponds to the end wall thickness WE on the suction side 7 in order to create an identical connection on both end sides of the stator 1. According to the sectional views in FIGS. 2a and 2b, which are assigned to the embodiment in FIG. 2, it can be seen that the A dimension A and the B dimension B are adapted differently to form the continuous tapering of the lining 3 in the axial direction X. will. FIG. 2a shows the section through the stator 1 in the premixing zone V, the A dimension A and the B dimension B at this axial position essentially coinciding with the dimensions A, B in FIG. 1 a for the first embodiment. FIG. 2b shows the section through the stator 1 in the floch pressure zone H, ie after the tapering. The A dimension A has remained the same compared to the state in the premixing zone V (see FIG. 2a). Only the B dimension B has decreased compared to the situation in the premixing zone V. The continuous Ver tapering of the liner 3 in the axial direction is therefore achieved solely by adjusting the B dimension B.
In entsprechender Weise verhalten sich auch die Halbachsen HA1 ,The semi-axes HA1 behave in a corresponding manner,
HA2 des Mantels 2 bzw. der Auskleidung 3. Eine erste, in die Z-Richtung weisende Halbachse HA1 bleibt in axialer Richtung X konstant, während sich eine zweite, in die Y-Richtung weisende Halbachse HA2 kontinuierlich ver jüngt. Da der Mantel 2 flächig an der Auskleidung 3 anliegt, entsprechen sich die Halbachsen HA1 , HA2 des Mantels 2 (Innenfläche) und der Auskleidung 3 (Außenfläche). HA2 of the shell 2 or the lining 3. A first semiaxis HA1 pointing in the Z direction remains constant in the axial direction X, while a second semiaxis HA2 pointing in the Y direction tapers continuously. Since the jacket 2 rests flat on the lining 3, the semi-axes HA1, HA2 of the jacket 2 (inner surface) and the lining 3 (outer surface) correspond.
Dadurch ergibt sich auch die zweigängig gewendelte Außenkontur K9 des Stators 1 , die aufgrund der gleichzeitigen Formanpassung des Mantels 2 an die Außenfläche 9 der Auskleidung 3 von außen sichtbar ist. Durch diese Ausgestaltung kann die Unterteilung des Stators 1 in unterschiedliche Zonen V, H, S noch unterstützt werden, da durch die gewendelte Wandstärkenan passung in axialer Richtung die elastische Nachgiebigkeit an die Druckver hältnisse im Pumpenhohlraum 5 optimal angepasst werden können. Gemäß Figur 3 ist gegenüber der Ausführungsform in Figur 2 vorgese hen, dass eine Breite VB der Vormischzone V in axialer Richtung X vergrö ßert ist gegenüber den vorherigen Ausführungsformen. Damit kann gezielt festgelegt werden, beispielsweise in Abhängigkeit des Einsatzgebietes des Stators 1 , über welche Ausdehnung eine verschleißarme Flomogenisierung bzw. Vermischung des geförderten Mediums stattfinden soll. Dadurch kann das Maß an groben Materialpartikeln in der Hochdruckzone H verringert und damit der Verschleiß auf die Auskleidung 3 gezielt beeinflusst werden. Auch die Breite SB der Stabilisierungszone S kann entsprechend eingestellt wer den, um dem Medium einen genügend großen Bereich für eine Stabilisierung zu geben und damit den Übergang, z.B. in Abhängigkeit des Anwendungsbe reiches, zu optimieren. Auch eine Breite HB des Hochdruckbereiches H kann entsprechend gewählt werden, um den Bereich festzulegen, in dem die För derleistung durch eine entsprechende Anpassung des Druckgradienten er höht werden soll. Dies kann in wechselseitiger Abstimmung mit dem Verlauf der mittleren Wandstärke W erfolgen, um eine entsprechende Druckerhö hung entlang der Förderrichtung zu erreichen. This also results in the two-thread coiled outer contour K9 of the stator 1, which is visible from the outside due to the simultaneous shape adaptation of the jacket 2 to the outer surface 9 of the lining 3. With this configuration, the subdivision of the stator 1 into different zones V, H, S can still be supported, as the elastic flexibility can be optimally adapted to the pressure conditions in the pump cavity 5 due to the coiled wall thickness adjustment in the axial direction. According to FIG. 3, compared to the embodiment in FIG. 2, it is provided that a width VB of the premixing zone V in the axial direction X is enlarged compared to the previous embodiments. It can thus be determined in a targeted manner, for example as a function of the area of application of the stator 1, over which extent low-wear flomogenization or mixing of the conveyed medium is to take place. As a result, the amount of coarse material particles in the high-pressure zone H can be reduced and thus the wear on the lining 3 can be influenced in a targeted manner. The width SB of the stabilization zone S can also be adjusted accordingly in order to give the medium a sufficiently large area for stabilization and thus to optimize the transition, for example as a function of the application area. A width HB of the high pressure area H can also be selected accordingly in order to define the area in which the conveying power is to be increased by appropriately adjusting the pressure gradient. This can be done in mutual coordination with the course of the mean wall thickness W in order to achieve a corresponding Druckhö hung along the conveying direction.
Die Breiten VN, HB, SB können auch beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 entsprechend variabel festgelegt werden. The widths VN, HB, SB can also be set in a correspondingly variable manner in the first exemplary embodiment according to FIG. 1.
In Fig. 3 ist außerdem vorgesehen, dass die Hochdruckzone H in zwei Hochdruckbereiche H1 , H2 unterteilt ist. In einem ersten Hochdruckbereich H1 der Hochdruckzone H nimmt die mittlere Wandstärke W zunächst konti nuierlich in axialer Richtung X ab bis die geringste mittlere Wandstärke WM erreicht ist. Im zweiten Hochdruckbereich H2 der Hochdruckzone H bleibt die mittlere Wandstärke W in etwa konstant auf der geringsten mittleren Wand stärke WM. Nachfolgend steigt die mittlere Wandstärke W der Auskleidung 3 ausgehend von der geringsten mittleren Wandstärke WM zur Druckseite 8 des Stators 1 hin wieder an, so dass sich an der Druckseite 8 die Aufweitung 10 in der Auskleidung 3 ausbildet. In Fig. 3 it is also provided that the high pressure zone H is divided into two high pressure areas H1, H2. In a first high pressure area H1 of the high pressure zone H, the mean wall thickness W initially decreases continuously in the axial direction X until the lowest mean wall thickness WM is reached. In the second high pressure area H2 of the high pressure zone H, the mean wall thickness W remains approximately constant at the lowest mean wall thickness WM. Subsequently, the mean wall thickness W of the lining 3 increases again starting from the lowest mean wall thickness WM towards the pressure side 8 of the stator 1, so that the widening occurs on the pressure side 8 10 forms in the lining 3.
Mit diesem Aufbau wird eine Art„Hybrid-Stator“ bereitgestellt, der aus einem zylindrischen Stator in der Vormischzone V und einem zweigängig gewendelten Stator im zweiten Hochdruckbereich H2 der Hochdruckzone H ausgebildet ist. Die mittleren Wandstärken W innerhalb der beiden hybriden Bestandteile (zylindrischer Stator in der Vormischzone V und zweigängig gewendelter Stator im zweiten Hochdruckbereich H2) sind hierbei unter schiedlich aber jeweils konstant. Der Übergang zwischen den beiden hybri- den Bestandteilen wird durch die kontinuierliche Anpassung der mittleren Wandstärke W im ersten Hochdruckbereich H1 gewährleistet, wodurch gleichzeitig auch eine Anpassung der Härte der Auskleidung wie in den ers ten Ausführungsvarianten in Fig. 1 und Fig. 2 erreicht wird. In der Stabilisie rungszone S wird durch eine kontinuierliche Anpassung der mittleren Wand- stärke W die Aufweitung 10 ausgebildet. With this structure, a type of “hybrid stator” is provided, which is formed from a cylindrical stator in the premixing zone V and a two-flight coiled stator in the second high-pressure area H2 of the high-pressure zone H. The mean wall thicknesses W within the two hybrid components (cylindrical stator in the premixing zone V and two-flight helical stator in the second high-pressure area H2) are different but constant in each case. The transition between the two hybrid components is ensured by the continuous adjustment of the mean wall thickness W in the first high pressure area H1, whereby an adjustment of the hardness of the lining is achieved at the same time as in the first embodiment variants in FIGS. 1 and 2. In the stabilization zone S, the widening 10 is formed by continuously adapting the mean wall thickness W.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
1 Stator 1 stator
2 Mantel 2 coat
3 Auskleidung 3 lining
4 Innenfläche der Auskleidung 3 4 Inner surface of the liner 3
5 Pumpenhohlraum 5 pump cavity
6 Rotor 6 rotor
7 Saugseite 7 suction side
8 Druckseite 8 print side
9 Außenfläche der Auskleidung 3 9 outer surface of the liner 3
10 Aufweitung 10 expansion
A A-Maß A A dimension
B B-Maß B B dimension
D Innendurchmesser des Mantels 1 E Außendurchmesser der Auskleidung 3 D Inner diameter of the jacket 1 E outer diameter of the liner 3
DP mittlerer Pumpendurchmesser DP mean pump diameter
H Hochdruckzone H high pressure zone
H1 erster Hochdruckbereich der Hochdruckzone H H2 zweiter Hochdruckbereich der Hochdruckzone H H1 first high pressure area of high pressure zone H H2 second high pressure area of high pressure zone H
HB Breite der Hochdruckzone H HB Width of the high pressure zone H
HA1 erste Halbachse HA1 first semiaxis
HA2 zweite Halbachse HA2 second semiaxis
K4 Kontur der Innenfläche 4 der Auskleidung 3 K9 Kontur der Außenfläche 9 der Auskleidung 3 K4 contour of the inner surface 4 of the lining 3 K9 contour of the outer surface 9 of the lining 3
S Stabilisierungszone S stabilization zone
SB Breite der Stabilisierungszone SB width of the stabilization zone
V Vormischzone V premix zone
VB Breite der Vormischzone V VB Width of the premixing zone V
W mittlere Wandstärke W mean wall thickness
WE endseitige Wandstärke WE end wall thickness
WM geringste Wandstärke WM smallest wall thickness
X axiale Richtung X axial direction
Y, Z Y,Z- Richtung Y, Z Y, Z direction

Claims

Patentansprüche Claims
1. Stator (1 ) für eine einen Rotor (6) aufweisende Exzenterschneckenpum pe, wobei der Stator (1 ) eine elastisch nachgiebige Auskleidung (3) mit einer Außenfläche (9) aufweist, wobei die Auskleidung (3) von einem star ren Mantel (2) umschlossen ist, 1. Stator (1) for a rotor (6) having eccentric screw pump, wherein the stator (1) has an elastically flexible lining (3) with an outer surface (9), the lining (3) of a rigid casing ( 2) is enclosed,
wobei eine Innenfläche (4) der Auskleidung (3) ein zweigängiges Steilge winde ausbildet sowie einen in axialer Richtung (X) ausgedehnten Pum penhohlraum (5) begrenzt zur Aufnahme des Rotors (6) der Exzenter schneckenpumpe, wherein an inner surface (4) of the lining (3) forms a two-start Steilge thread and a pump cavity (5) extended in the axial direction (X) to accommodate the rotor (6) of the eccentric screw pump,
wobei sich die Auskleidung (3) des Stators (1 ) in axialer Richtung (X) zu mindest bereichsweise verjüngt, wobei dazu eine mittlere Wandstärke (W) der Auskleidung (3) ausgehend von einer endseitigen Wandstärke (WE), die im Bereich einer Saugseite (7) des Stators (1 ) vorliegt, zumin dest bereichsweise kontinuierlich in axialer Richtung (X) abnimmt, bis ei ne geringste mittlere Wandstärke (WM) erreicht ist, wherein the lining (3) of the stator (1) tapers in the axial direction (X) at least in some areas, with a mean wall thickness (W) of the lining (3) starting from an end wall thickness (WE) which is in the area of a suction side (7) of the stator (1) is present, at least in areas continuously decreasing in the axial direction (X) until a lowest mean wall thickness (WM) is reached,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die mittlere Wandstärke (W) der Auskleidung (3) ausgehend von der ge ringsten mittleren Wandstärke (WM) zumindest bereichsweise zu einer Druckseite (8) des Stators (1 ) hin wieder ansteigt, so dass sich zur Druckseite (8) des Stators (1 ) hin eine Aufweitung (10) in der Auskleidung (3) ausbildet. the mean wall thickness (W) of the lining (3), starting from the lowest mean wall thickness (WM), increases again at least in areas towards a pressure side (8) of the stator (1) so that the pressure side (8) of the stator (1 ) forms a widening (10) in the lining (3).
2. Stator (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich auf grund des axialen Verlaufes der mittleren Wandstärke (W) der Ausklei dung (3) 2. stator (1) according to claim 1, characterized in that due to the axial course of the mean wall thickness (W) of the lining (3)
- im Bereich der Saugseite (7) des Stators (1 ) eine Vormischzone (V) ausbildet zum Homogenisieren und/oder Zerkleinern des zu fördernden Mediums, - In the area of the suction side (7) of the stator (1) a premixing zone (V) is formed for homogenizing and / or comminuting the medium to be conveyed,
- im Bereich der Druckseite (8) des Stators (1 ) in der Aufweitung (10) eine Stabilisierungszone (S) ausbildet zum Stabilisieren und zum sanften Überleiten des geförderten Mediums in der Exzenterschneckenpumpe, und - In the area of the pressure side (8) of the stator (1) in the widening (10) a stabilization zone (S) is formed for stabilization and for gentle Transferring the conveyed medium in the eccentric screw pump, and
- zwischen der Vormischzone (V) und der Stabilisierungszone (S) eine Hochdruckzone (H) ausbildet zum Erhöhen des Druckes im Pumpenhohl- raum (5) im Betrieb der Exzenterschneckenpumpe aufgrund der in axialer - Between the premixing zone (V) and the stabilization zone (S) a high pressure zone (H) is formed to increase the pressure in the pump cavity (5) during operation of the eccentric screw pump due to the axial
Richtung (X) zumindest bereichsweise kontinuierlich abnehmenden mitt leren Wandstärke (W). Direction (X) at least in some areas continuously decreasing middle wall thickness (W).
3. Stator (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Wandstärke (W) der Auskleidung (3) in der Vormischzone (V) und/oder in der Stabilisierungszone (S) gleichbleibt. 3. Stator (1) according to claim 2, characterized in that the mean wall thickness (W) of the lining (3) in the premixing zone (V) and / or in the stabilization zone (S) remains the same.
4. Stator (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Wandstärke (W) der Auskleidung (3) in einem ersten Hochdruck- bereich (H1 ) der Hochdruckzone (H) in axialer Richtung (X) kontinuierlich abnimmt und in einem zweiten Hochdruckbereich (H2) der Hochdruckzo ne (H) in etwa konstant auf der geringsten mittleren Wandstärke (WM) verbleibt, wobei sich der erste Hochdruckbereich (H1 ) an die Vormisch zone (V) anschließt. 4. stator (1) according to claim 2 or 3, characterized in that the mean wall thickness (W) of the lining (3) in a first high pressure area (H1) of the high pressure zone (H) in the axial direction (X) and decreases continuously in a second high pressure area (H2) the high pressure zone (H) remains approximately constant at the lowest mean wall thickness (WM), the first high pressure area (H1) adjoining the premixing zone (V).
5. Stator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Auskleidung (3) des Stators (1 ) in axialer Rich tung (X) konisch verjüngt, wobei die mittlere Wandstärke (W) der Ausklei dung (3) dazu ausgehend von der endseitigen mittleren Wandstärke (WE) in axialer Richtung (X) in Richtung der Druckseite (8) linear oder einer nicht-linearen Funktion folgend abnimmt. 5. Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the lining (3) of the stator (1) tapers conically in the axial direction (X), the mean wall thickness (W) of the lining (3) to this end, starting from the end-side mean wall thickness (WE) in the axial direction (X) in the direction of the pressure side (8) decreases linearly or following a non-linear function.
6. Stator (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Außenfläche (9) der Auskleidung (3) linear oder auch einer nicht-linearen Funktion folgend verjüngt, um die lineare oder einer nicht-linearen Funkti on folgenden Abnahme der mittleren Wandstärke (W) ausgehend von der endseitigen mittleren Wandstärke (WE) zu erreichen. 6. stator (1) according to claim 5, characterized in that the outer surface (9) of the lining (3) tapers linearly or following a non-linear function to the linear or a non-linear function following decrease in the mean Wall thickness (W) based on the end average wall thickness (WE) to achieve.
7. Stator (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Auskleidung (3) des Stators (1 ) in axialer Richtung (X) ver jüngt, indem sich eine Kontur (K9) der Außenfläche (9) der Auskleidung (3) ausgehend von der endseitigen mittleren Wandstärke (WE) zur ge ringsten mittleren Wandstärke (WM) immer mehr an eine Kontur (K4) der als zweigängiges Steilgewinde ausgeführten Innenfläche (4) der Ausklei dung (3) annähert. 7. Stator (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the lining (3) of the stator (1) is tapered in the axial direction (X) by a contour (K9) of the outer surface (9) the lining (3) starting from the end-side mean wall thickness (WE) to the ge smallest mean wall thickness (WM) more and more closely to a contour (K4) of the inner surface (4) of the lining (3) designed as a two-start coarse thread.
8. Stator (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein B- Maß (B) der Auskleidung (3) ausgehend von der endseitigen mittleren Wandstärke (WE) in axialer Richtung (X) in Richtung der Druckseite (8) kontinuierlich verringert und ein A-Maß (A) der Auskleidung (3) gleichzei tig konstant bleibt. 8. stator (1) according to claim 7, characterized in that a B dimension (B) of the lining (3) starting from the end-side average wall thickness (WE) in the axial direction (X) in the direction of the pressure side (8) continuously reduced and an A dimension (A) of the lining (3) remains constant at the same time.
9. Stator (1 ) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Halbachse (HA1 ) des Mantels (2) in axialer Richtung (X) konstant bleibt und sich eine zur ersten Halbachse (HA1 ) senkrechte zweite Halb achse (HA2) des Mantels (2) in axialer Richtung (X) kontinuierlich verrin gert. 9. stator (1) according to claim 7 or 8, characterized in that a first semi-axis (HA1) of the jacket (2) remains constant in the axial direction (X) and a second half-axis (HA2) perpendicular to the first semi-axis (HA1) ) of the jacket (2) in the axial direction (X) continuously verrin Gert.
10. Stator (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur (K9) der Außenfläche (9) der Auskleidung (3) in dem Be reich, in dem die mittlere Wandstärke (W) der endseitigen Wandstärke (WE) entspricht, in etwa rund ist und in dem Bereich, in dem die mittlere Wandstärke (W) der geringsten mittleren Wandstärke (WM) entspricht, parallel zur Kontur (K4) der als zweigängiges Steilgewinde ausgeführten Innenfläche (4) der Auskleidung (3) verläuft. 10. Stator (1) according to one of claims 7 to 9, characterized in that the contour (K9) of the outer surface (9) of the lining (3) in the Be rich in which the mean wall thickness (W) of the end wall thickness ( WE), is roughly round and in the area in which the mean wall thickness (W) corresponds to the smallest mean wall thickness (WM), parallel to the contour (K4) of the inner surface (4) of the lining (3), which is designed as a two-start coarse thread runs.
11. Stator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Wandstärke (W) in der Aufweitung (10) auf der Druckseite (8) der endseitigen Wandstärke (WE) auf der Saugseite (7) entspricht. 11. Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the mean wall thickness (W) in the widening (10) on the pressure side (8) corresponds to the end wall thickness (WE) on the suction side (7).
12. Stator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Wandstärke (W) der Auskleidung (3) nach Er reichen der geringsten mittleren Wandstärke (WM) abrupt oder kontinuier lich ansteigt, um die druckseitige Aufweitung (10) auszubilden. 12. Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the mean wall thickness (W) of the lining (3) after reaching the lowest mean wall thickness (WM) increases abruptly or continuously Lich to the pressure-side expansion (10) to train.
13. Stator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein mittlerer Pumpendurchmesser (DP) des Pum penhohlraumes (5) in axialer Richtung (X) zur Druckseite (8) hin zumin dest bereichsweise ebenfalls verjüngt, vorzugsweise linear, oder in axia ler Richtung (X) über den gesamten Stator (1 ) gleichbleibt. 13. Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a mean pump diameter (DP) of the Pum penhohlraumes (5) in the axial direction (X) to the pressure side (8) at least regionally also tapers, preferably linearly, or remains the same in the axial direction (X) over the entire stator (1).
14. Stator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser (D) des Mantels (2) einem Außen durchmesser (E) der Auskleidung (3) entspricht, so dass der Mantel (1 ) über den gesamten Stator (1 ) flächig an der Außenfläche (9) der Ausklei dung (3) anliegt, wobei der Mantel (2) durch Verformung an eine Kontur (K9) der Außenfläche (9) angepasst ist. 14. Stator (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that an inner diameter (D) of the jacket (2) corresponds to an outer diameter (E) of the lining (3), so that the jacket (1) over the entire stator (1) rests flat on the outer surface (9) of the lining (3), the jacket (2) being adapted to a contour (K9) of the outer surface (9) by deformation.
15. Stator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (1 ) eine in axialer Richtung (X) gleichbleiben de Materialstärke aufweist. 15. Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the jacket (1) has a material thickness which remains the same in the axial direction (X).
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