DE1403882C - Einrichtung zum Druckausgleich bei einer Schraubenpumpe - Google Patents
Einrichtung zum Druckausgleich bei einer SchraubenpumpeInfo
- Publication number
- DE1403882C DE1403882C DE1403882C DE 1403882 C DE1403882 C DE 1403882C DE 1403882 C DE1403882 C DE 1403882C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- screw
- housing
- screws
- pump
- inlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000037250 Clearance Effects 0.000 description 1
- 241000282941 Rangifer tarandus Species 0.000 description 1
- 241000124033 Salix Species 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 230000035512 clearance Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
Description
Die Erfindung bezieht sich, auf eine Einrichtung zum
Druckausgleich bei einer Schraubenpumpe, mit mindestens zwei in einem Gehäuse flüssigkeitsdicht umlaufender
Schrauben und mindestens zwei Verdrängungskammern in den fördernden Schraubengängen.
Beim Betrieb einer Schraubenpumpe der eingangs beschriebenen Art wird die gepumpte Flüssigkeit von
der Einlaß- oder Saugseite axial nach der Auslaß- oder Druckseite in im wesentlichen geschlossenen Kammern
gefördert, die von den Gewindeflanken und den Gewindegangbeden der Schrauben sowie dem die
Schrauben umschließenden Gehäuse gebildet weiden. Eine derartige Kammer bildet sich an der Saugseite
des Schraubensatzes, wenn die Schrauben gedreht werden, und wird mit Flüssigkeit in dem Ausmaß gefüllt,
in dem sie sich bildet. Wenn die Kammer vollständig ausgebildet ist, wird sie nach der Saugseite zu
geschlossen und wandert bei weiterer Drehung der Schrauben im Schraubensatz axial nach der Auslaßseite
des Schraubensatzes, wo sie geöffnet und die Flüssigkeit entleert wird. Der Schraubensatz kann
derartig ausgebildet sein, daß eine Kammer sich nach der Auslaßseite zu öffnen beginnt, sobald sie an der
Einlaßseite geschlossen ist. Dies kann als Grenzfall betrachtet werden, in dem nur momentan eine vollständig
geschlossene Kammer zwischen Einlaß- und Auslaßseite vorhanden ist. In diesem Fall sind die Einlaß-
und die Auslaßseite jedoch dauernd durch die an der Berührungslinie der Gewindegänge gebildete
Trennwand oder Dichtung gegeneinander abgeschlossen. Das Volumen der Kammer ist während des
Flüssigkeitstransportes von der Einlaß- zur Auslaßseite unverändert, und unter der Voraussetzung, daß
die Pumpe ideal dicht ist, steht die Flüssigkeit ,in der
Kammer während dieses Weges unter dem am Einlaß herrschenden Druck und wird erst am Auslaß, wenn
sich die Kammer wieder öffnet, dem dort herrschenden Druck ausgesetzt. In der Praxis kommt bei einer
Pumpe dieser Art natürlich immer ein gewisses Lecken vor, und zwar auf Grund der unvermeidlichen Her-Stellungstoleranzen,
die in einem gewissen Spielraum zwischen den Schrauben und zwischen diesen und dem
Gehäuse resultieren, weswegen eine kleine Drucksteigerung während des Flüssigkeitstransportes durch
den Schraubensatz eintritt. Bei ausreichender Fertigungsgenauigkeit wird diese Druckzunahme jedoch so
klein, daß die ganze Druckzunahme im wesentlichen am Auslaßende erfolgt.
Bei einer gewissen Mindestlänge von Schrauben und Gehäuse gelangt man zu dem obengenannten Grenzfall
mit stets einer einzigen Trennwand zwischen der Einlaß- und der Auslaßseite.
Diese Mindestlänge ist auf folgende Weise zu bestimmen: Die zur Erreichung nur einer Trennwand
zwischen Saug- und Druckseite erforderliche Mindestlänge Lb der Schrauben ist der höchste der Werte, der
sich aus den zwei Gleichungen
ergibt, und die Mindestlänge Lh des Gehäuses wird
durch die Gleichung
Lh =
360
(III)
LU
I-, =■
(D
60
65 bestimmt. In diesen Gleichungen bedeutet
Z1 = die Anzahl der Gewindegänge der Mittelschraube,
Z2 = die Anzahl der Gewindegänge der Seitenschrauben,
<9j = Gewindegangscheitelwinkel der Mittelschraube
(in Graden),
S1 = Gewindesteigung der Mittelschraube,
Xp1 = der halbe öffnungswinkel (in Graden) der Bohrungen
des Gehäuses vom Mittelpunkt der Mittelschraube aus gesehen.
Es ist zu bemerken, daß bei der Anwendung dieser Gleichungen die Schraubenlänge nicht gleich der
Gehäuselänge sein wird. Der Unterschied zwischen diesen zwei Längen wird gleichmäßig auf beide Enden
des Schraubensatzes verteilt. Die errechnete »Länge« der Schrauben bedeutet in diesem Zusammenhang die
wirksame Länge der Gewinde, d. h. die Länge, auf der sie ineinandergreifen. Die Länge des Gehäuses bezieht
sich auf den Abschnitt davon, welcher die Schrauben dichtend umgibt.
Wenn die Pumpe mit höherem Druck arbeiten soll, ist es notwendig, die Länge der Schrauben und des
Gehäuses zu vergrößern, so daß sich mehreie abdichtende Trennwände zwischen der Einlaß- und der Auslaßseite
befinden. In diesen Fällen können die Längen derart gewählt werden, daß die Zahl der Abdichtungen
im Betrieb dauernd gleichbleibt.
Die Abdichtungen zwischen der Druck- und der Ansaugseite sind verschiedener Art. Es gibt Dichtungen
zwischen dem Umfang der Schrauben und dem Gehäuse, und es gibt Dichtungen zwischen dem Schraubenumfang
und den Kernen der Schrauben sowie Dichtungen zwischen ihrem Umfang und den Schraubenflanken.
Wenn mehr als eine Dichtung vorhanden ist, ändert sich die Anzahl der Abdichtungen mit der
Winkelstellung der Schrauben im Laufe einer jeden Umdrehung der Mittelschraube.
Wie bereits dargelegt ist, können die Abdichtungen in der Praxis wegen des unvermeidlichen Spiels nicht vollkommen
gemacht werden; vielmehr muß immer ein gewisses inneres Lecken auftreten. Wenn sich die Zahl
der Abdichtungen zwischen Saug- und Druckseite während jeder Umdrehung ändert, so bedeutet das,
daß sich auch das innere Lecken während jeder Umdrehung ändert. Da eine Pumpe der in Rede stehenden
Art eine Förderleistung abgibt, die gleich der theoretischen Fördermenge pro Umdrehung vermindert um
den Lieferverlust ist, ergibt sich, daß der Durchfluß entsprechend dem sich ändernden Lieferverlust schwanken
oder pulsieren muß.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Einrichtung der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, durch die sich die bei jeder Umdrehung der Schraubenspindeln ändernden Leckverluste
vermeiden lassen, so daß ein pulsationsfreier Strom entsteht.
Es ist bereits eine Schraubenpumpeneinrichtung bekannt,
bei der für den Ausgleich von eventuellen auftretenden Überdrücken, um bei Förderung einer
Flüssigkeit die Betriebssicherheit der Maschine nicht zu gefährden, eine Anzahl voii Kanälen vorgesehen ist,
3 4
die bei Auftreten von Überdrücken zum Lüften der eine angetriebene Mittelschraube 1 und zwei Seiten-Schraubengänge
dienen. Die in den Kanälen vorge- schrauben 2 und 3 auf. Die Mittelschraube 1 hat Gesehenen
Zylinder führen zu einer Ventilsitzfläche, deren windegänge mit konvexen Flanken. Die Seitenschrau-Offnungen
durch federbelastete Ventile verschlossen ben 2 und 3 haben ebenfalls zwei Gewindegänge, jesind
und die bei auftretenden Überdrücken geöffnet 5 doch mit zu den Gewindegingen der Mittelschraube
werden. Ferner ist eine zweistufige Pumpe bekannt, bei entgegengesetzt gerichteter Steigung. Die Gewinde
der die zwei Stufen durch eine Eindrehung im Ge- sind in an sich bekannter Weise ausgebildet, d.iß sie
winde und eine Ausnehmung im Gehäuse unterteilt gegeneinander abdichten. Der aus der Mittelsehrausind.
Sonach ist es möglich, das sich im Ringspalt be 1 und den Seitenschrauben 2 und 3 bestehende
ansammelnde Medium entweder ganz oder teilweise io Schraubensatz ist in einem die Schrauben dicht umhier
abzuziehen und/oder noch durch die sich an- schließenden Gehäuse 4 angeordnet, dus an seinem
schließende zweite Stufe zu fördern. Schließlich ist es unteren Ende zwei symmetrische Öffnungen 5 hat,
bekannt, ein Schraubenräderkapselwerk, das insbe- durch die die Flüssigkeit in den Schraubensatz einsondere
zur Umsetzung einer Dampfenergie in eine strömt. Der Ausfluß erfolgt am oberen, offenen Ende
Drehbewegung dient, als Pumpe zu verwenden, in der 15 des Gehäuses 4. Das Gehäuse besitzt einen Be-Weise,
daß in verschiedenen Förderhöhen bzw. Schrau- festigungsflansch 6, der zur Anbringung in einem
bengängen Leitungen angeordnet sind, die durch Pumpengehäuse 8 mittels Schrauben 7 dient, so d iß der
Ventile verschließbar sind und durch den Gehäuse- untere Teil dos Gehäuses 4 mit den Öffnungen 5 sich in
mantel nach außen geführt sein können. Die Aufgabe ' der Einlaßkammer 9 und sein oberer Teil in der Ausdef
Erfindung liegt diesen bekannten Einrichtungen 20 laßkammer 10 des Piimpeng;häuses 8 befind;t.
nicht zugrunde. Die Erfindungsaufgabe wird gelöst Die Mittelschraube 1 wird mittels eines nicht durgedurch eine zwei Verbindungskammern verbindende stellten Motors über die Antriebswelle 11 angetrieben, Nut zwischen dem Umfang der Mittelschraube und die in einem an dem Gehäuse 4 befestigten Lager 12 gedem. Gehäuse. lagert ist und sich durch ilen Deckel 13 des Pumpenge-
nicht zugrunde. Die Erfindungsaufgabe wird gelöst Die Mittelschraube 1 wird mittels eines nicht durgedurch eine zwei Verbindungskammern verbindende stellten Motors über die Antriebswelle 11 angetrieben, Nut zwischen dem Umfang der Mittelschraube und die in einem an dem Gehäuse 4 befestigten Lager 12 gedem. Gehäuse. lagert ist und sich durch ilen Deckel 13 des Pumpenge-
Die erfindungsgemäße Maßnahme unterscheidet sich 25 häuses erstreckt.
von den bekannten Maßnahmen vor allem durch ihre Wie F i g. 2 zeigt, weist das Gehäuse 4 eine größere
große Einfachheit; weiterhin ist das Ausdrehen einer zentrale Bohrung für die Mittelschraube 1 und zwei
Nut am Umfang der Mittelschraube bzw. ander Innen- kleinere Bohrungen für die Seitenschrauben 2 und 3
wandung des Gehäuses einfacher, rascher und billiger auf, wobei sich die beiden kleineren Bohrungen entvorzunehmen
als das Bohren von Kanälen in den 30 sprechend dem Ineinandergreifen der Schrauben mit
Schrauben oder in dem Gehäuse. der großen Bohrung überschneiden.
Bei einer Pumpe, bei der das Gehäuse länger als die Das in F i g. 1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel
Schrauben ist, ist die Nut erfindungsgemäß am Um- einer Schraubenpumpe ist derartig dimensioniert, daß
fang der Mittelschraube mit einem Abstand ihrer ein- sowohl die wirksame Länge des Gehäuses als auch die
laßseitigen Kante vom Einlaßende dei Mittelschraube 35 der Schrauben (Strecke L1 in Fig. 1) 3-D beträgt,
von wobei D der Außendurchmesser der Mittelschraube
ist. Bei einem in dieser Weise ausgebildeten Schrauben-
.. + .._?._ \. S1 satz bestehen während eines Teiles jeder Umdrehung
360 / der Mittelschraube eine einzige und während des ande-
und 40 ren Teiles dagegen zwei Abdichtungen zwischen der
_ / /2 Θ — 2y>, \ Ansaug- und Druckseite. Die Lieferverluste infolge
= 1 ■■■ 360 ) innerer Undichtheit schwanken daher mit jeder Um-
1 · drehung, so daß sich ein pulsierender Flüssigkeitsstrom
angeordnet. ergibt.
Bei einer Pumpe, bei der das Gehäuse kurzer als die 45 Wenn jedoch erfindungsgemäß eine Abdichtung un-,
Schrauben ist, ist die Nut erfindungsgemäß an der wirksam gemacht wird, so aiii bei jeder Umdrehung
Innenwand des Gehäuses angeordnet, wobei der Ab- ständig nur eine Abdichtung vorhandin ist, so gleicht
stand ihrer einlaßseitigen Kante vom Auslaßende des man den Leckverlust aus, wodurch man einen pulsa-Gehäuses
gleich der Steigung der Mittelschraube tionsfreien Strom von der Pumpe erhält,
und ihrer auslaßseitigen Kante vom Auslaßende des 50 Bei dem in don F i g. 1 und 2 dargestellten AusGehäuses gleich ■ führungsbeispiel der erfindungsgernäßen Pumpe wird
und ihrer auslaßseitigen Kante vom Auslaßende des 50 Bei dem in don F i g. 1 und 2 dargestellten AusGehäuses gleich ■ führungsbeispiel der erfindungsgernäßen Pumpe wird
dies erreicht durch eine in der Gewindegangperipherie.
lh — ( '2 _j_ ._L~ fl\ . S1 der Mittelschraube 1 vorgesehene Nut 14.
\/i 360 / Die Nut kann zwischen den Enden des Gewindeist.
55 teils der Schraube angebracht weiden, wodurch eine Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher befriedigende Lagerung der Mittelschraube beidererläutert.
Dabei zeigt seits der Nut erreicht wird. Ihre Entfernung (Ls in
F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Fig. 1) von dem einen oder dem anderen End; der
Seitenansicht, teilweise im Schnitt, Mittelschraube muß gleich der Mindistlänge /-.,■ für
F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie H-IJ der 60 die Erzielung der ständigen Existenz nur einer Ab-F
i g. 1, dichtung sein, wie sie durch die Gleichung (1) oder (II)
F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel in Seiten- bestimmbar ist.
ansicht, zum Teil im Schnitt, ■ Die Breite der Nut kann frei gewühlt werden, sollte
F i g. 4 das Gehäuse einer Pumpe gemäß F i g. 3 in aber so klein wie möglich, d. h. natürlich nicht kleiner
perspektivischer Darstellung, 65 als zur Erreichung der erstrebten Wirkung erforderlich
F i g. 5 einen Querschnitt durch das Gehäuse nach ist, gewählt werden, damit die Lagerilachen so groß
der Linie V-V in F i g. 4. wie möglich bleiben.
Die in den F i g. L und 2 dargestellte Pumpe weist Die in Verbindung mit den Gleichungen (I), (II) und
(III) genannten Winkel y>t und G1 sind in Fi g. 2 eingezeichnet.
Die in den Γ i g. 3 bis 5 gezeigte Ausführungsform der erfir.dungsgemal.ien Schraubenpumpe gleicht in
vieler Hinsicht der bereits beschriebenen. Gleiche Teile sind daher auch, mit den gleichen Bezugszeichen belegt
und werden nicht nochmals beschrieben.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die wirksame Länge des Gehäuses (entsprechend L, in F i g. 1) .
kleiner als die wirksame Länge der Schrauben (L2 in
Γ i g. 1). Es sei denn, die Längen des Gehäuses und der Schrauben wären wie angegeben berechnet, so ergibt
sich, daß in einer in der Weise aufgebauten Schraubenpumpe während eines Teiles jeder Umdrehung der
Mittelschraube eine Abdichtung mehr zwischen der Ansaug- und der Druckseite vorhanden sein wird
als während eines anderen Teils der Verdrehung. Die Leckverluste werden sich daher während jeder Umdrehung
ändern, so daß sich ein pulsierender Flüssigkeitsstrom ergibt. Jedoch durch Beseitigung einer Abdichtung
gemäß der Erfindung während des ersten Verdrehbereiches, derart, daß während jeder Umdrehung
eine konstante Anzahl von Abdichtungen vorhanden ist, können die Leckverluste ausgeglichen
werden, und es wird ein pulsationsfreier Flüssigkeits- »5
strom von der Pumpe erhalten. Die Beseitigung der den gleichmäßigen Fluß störenden Abdichtung wird gemäß
der Erfindung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Vorsehen einer ringförmigen Nut 35 in
der Bohrung für die Mitlclschraube im Gehäuse erreicht.
Mit L)i ist der Abstand der Oberkante der Nut 35
vom Gehäuseende der Auslaßscite bezeichnet und ist gleich einer Gehäusclängc für wenigstens eine ständige
Adbichtung. Die Unterkante der Nut 35 soll in einem Abstand : von dem Gehäuscende der Auslaßseite angebracht
sein, der gleich der Steigung der Mittelschraube ist.
Die Erfindung ist nicht auf Ausführungsbeispiele mit angetriebener zweigängigei Mittelschraube und
zwei zweigängigen Seitenschrauben beschränkt, sondern kann auch auf andere Schraubenpumpen mit
einer anderen Anzahl von Seitenschrauben und anderen Anzahlen von Gängen angewendet werden, wenn diese
derart ausgebildet sind, daß in jeder Stellung mindestens
eine Abdichtung zwischen den Schraubenenden besteht. Dem Fachmann ist bekannt, daß dies erreichbar
ist, wenn die Gewindeformen gewissen mathematisch definierten, geometrischen Formen entsprechen
und wenn die Bedingung G — ng + η — 0 erfüllt ist,
wobei mit G die Anzahl der Gänge der Mittelschraube, mit η die Anzahl der Seitenschrauben und mit g die
Anzahl der Gänge jeder Seitenschraube bezeichnet ist. Die Erfindung ist ferner auch auf solche Schraubenpumpen
anwendbar, bei denen nicht nur die Mittel-, sondern auch die Seitenschrauben angetrieben werden.
Claims (3)
1. Einrichtung zum Druckausgleich bei einer Schraubenpumpe mit mindestens zwei in einem
Gehäuse flüssigkeitsdicht umlaufenden Schrauben und mindestens zwei Verdrängungskammern in den
fördernden Schraubengängen, gekennzeichnet durch eine, zwei Verdrängungskammern
verbindende Nut (14,35) zwischen dem Umfang der Mittelschraube (1) und dem Gehäuse (4).
2. Einrichtung nach Anspruch 1 bei einer Pumpe, bei der das Gehäuse länger als die Schrauben ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (14) am Umfang der Mittelschraube (1) mit einem Abstand
ihrer einlaßseitigen Kante vom Einlaßende der Mittelschraube (1) von
Lt —
und
~ _L_ l
ΰ 360
angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 bei einer Pumpe, bei der das Gehäuse kürzer als die Schrauben ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (35) an der Innenwand des Gehäuses (4) angeordnet ist, wobei
der Abstand ihrer einlaßseitigen Kante vom Auslaßende des Gehäuses gleich der Steigung der Mittelschraube
(1) und der ihrer auslaßseitigen Kante vom Auslaßende des Gehäuses gleich
Lh =
360
ist.
I'
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1503603C3 (de) | Regelbarer Schraubenverdichter mit einem Schraubenrippenrotor, einem Schraubennutenrotor und einem axial verstellbaren Ventilschieber | |
EP0301310B1 (de) | Axialkolbenmaschine in Schrägscheiben- oder Schrägachsenbauart mit Schlitzsteuerung und Druckausgleichskanälen | |
DE3143328C2 (de) | ||
DE1553238A1 (de) | Fluessigkeitsdruckvorrichtung | |
EP0619430B1 (de) | Innenzahnradpumpe für grossen Drehzahlbereich | |
DE69521950T2 (de) | Innenzahnradanlage | |
DE3839689C2 (de) | Baukastenartig aufbaubares, elektromotorisch angetriebenes hydraulisches Pumpenaggregat | |
DE1703077C3 (de) | Hydraulische Zahnradpumpe oder hydraulischer Zahnradmotor mit AuBeneingriffszahnrädern | |
DE3227926C3 (de) | Hydraulikeinheit | |
DE1450585B2 (de) | Hydraulische Steuerventileinrichtung | |
DE1264958B (de) | Zahnradpumpe oder -motor | |
DE1403882C (de) | Einrichtung zum Druckausgleich bei einer Schraubenpumpe | |
DE444208C (de) | Drehkolbenverdichter mit exzentrisch ineinanderliegenden Zahnraedern und seitlicher Abdichtung durch eine unter dem Druck des Foerdermittels stehende Dichtungsscheibe | |
DE3710817A1 (de) | Drehkolbenmaschine, insbesondere zahnringmaschine | |
DE3513923C2 (de) | ||
DE69812764T2 (de) | Innenzahnradmotor mit schwimmender Abdichtung | |
DE1553205A1 (de) | Pump- und Abmessgeraet | |
DE1403882B (de) | Einrichtung zum Druckausgleich bei einer Schraubenpumpe | |
DE3301140C2 (de) | ||
DE1403882A1 (de) | Schraubenpumpe | |
DE19537674C1 (de) | Drehkolbenmaschine | |
DE3236076A1 (de) | Hydrostatischer radialkolbenmotor mit innerer kolbenabstuetzung | |
DE2917467A1 (de) | Ventilanordnung fuer hydrostatische drehkolbenmaschinen | |
DE3448252C2 (de) | ||
DE102006036439A1 (de) | Förderaggregat |