DE9209117U1 - Pumpe - Google Patents
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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Description
09-07-1992 - 1 - TH/SI/Hz 5236OG
PKL Verpackungssystem GmbH
Rurstr.58
Rurstr.58
D 5172 Linnich
Pumpe
Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem in Achsrichtung wellenförmig und an seinem Umfang zylindrisch
ausgeformten Pumpelement, welches befestigt auf einer in einem Pumpengehäuse gelagerten Rotorwelle in einem
Pumpkanal des Pumpengehäuses rotiert.
Eine Pumpe dieser Art ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 34 18 708 Al bekannt. Diese Pumpe
weist einen in einem Pumpkanal gelegenen Rotor auf, an dem das Pumpelement kragenförmig abstehend ausgebildet
ist. Das Pumpelement ist dabei in seiner axialen Längsrichtung wellenförmig ausgeformt, während seine
Umfangsflachen kreiszylindrisch ausgebildet sind. Der
Rotor ist auf einer mit einem Antrieb verbundenen Rotorwelle befestigt und rotiert in einem in dem
Pumpengehäuse ausgebildeten Pumpkanal, der mit einem Pumpenein- und einem Pumpenauslaß verbunden ist. Zur
Abdichtung zwischen Einlaß und Auslaß der Pumpe sind in dem Pumpkanal axial verschiebbare Dichtelemente
vorgesehen, die gegen die Arbeitsfläche des Pumpelements gedrückt werden und der Wellenbewegung des rotierenden
Pumpelements folgen.
Die bekannte Pumpe hat sich hinsichtlich ihrer Förderleistung besonders beim Fördern von Dickstoffen als
zuverlässig bewährt. Problematisch ist ihr Einsatz aber dann, wenn die Pumpe im Aseptikbereich eingesetzt werden
soll. Bei einer solchen Verwendung der bekannten Pumpe hat sich herausgestellt, daß es zu Verunreinigungen des
in dem Pumpkanal geförderten Gutes durch von außen in die Pumpe eintretende Partikel kommen kann. Darüber hinaus
kommt es bedingt durch die Konstruktion herkömmlicher Abdichtungen zu Restablagerungen des Fördergutes, welche
ebenfalls eine Kontamination des geförderten Gutes verursachen können. Dies gilt besonders dann, wenn die
Rotor- und Wellenlagerung aufgrund des konstruktionsbedingten erforderlichen Laufspiels zu einer
übermäßigen Beanspruchung der Abdichtung und schließlich zu deren Zerstörung führt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Pumpe der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß
eine Kontaminierung des in dem Pumpkanal zu der Pumpe geförderten Gutes durch von außen in das Pumpengehäuse
eintretende Partikel ausgeschlossen ist und eine Ablagerung von Fördergut vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ausgehend von der der rückwärtigen Stirnseite des
Pumpelements benachbarten Wand des Pumpengehäuses an der Wand der die Rotorwelle aufnehmenden Gehäuseöffnung eine
Ringnut ausgeformt ist, in der ein bei rotierendem Pumpelement an der ebenen Stirnseite des Pumpelements
gleitend anliegendes federbelastetes Dichtelement einsitzt, welches über mit der Ringnut verbundene
Druckkanäle mit Heißdampf druckbeaufschlagt ist und daß die Rotorwelle radiale und axiale Kanäle aufweist, die
ein Kühlsystem bilden und von einem Kühlmittel durchströmt sind.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer Dichtung, die
bei rotierendem Pumpelement als Gleitringdichtung gegen die ebene Stirnfläche des Pumpelemts gedrückt wird, ist
eine zuverlässige Abdichtung des Innenraums des Pumpengehäuses gegenüber der Umgebung gewährleistet. Da
zudem Heißdampf zum Anpressen der Dichtung gegen die Stirnseite des Pumpelementes genutzt wird, ist selbst bei
einer Leckage der Dichtung Keimfreiheit gewährleistet. Zudem sind die Gleitringelemente konzentrisch
planlaufend beansprucht und im durchspülten Pumpeninnenbereich angeordnet. Diese Anordnung
ermöglicht es, das Pumpeninnere mit den Gleitringelementen auf einfache Weise zu reinigen. Auf
diese Weise ist bei Verwendung der Pumpe im Aseptikbereich eine Konterminierung des gepumpten Gutes
mit Verunreinigungen zu jeder Zeit ausgeschlossen.
Gleichzeitig stellt das in der Rotorwelle aus radial und axial verlaufenden Kanäle gebildete und von Kühlmittel
durchströmte Kühlsystem sicher, daß es zu keiner Schädigung der Pumpe aufgrund von Überhitzung kommen
kann. So ermöglicht es die Erfindung keimfreien Heißdampf zum Anpressen der Dichtung zu nutzen und gewährleistet
gleichzeitig einen zuverlässigen, störungsfreien Betrieb
der Pumpe.
Der Verschleiß des Dichtelementes läßt sich dadurch vermindern, daß in der ebenen Stirnseite des Pumpelements
eine Ausnehmung eingeformt ist, in der ein Gleitring einliegt, an welchem das in der Ringnut der
Gehäuseöffnung einsitzende Dichtelement anliegt. Auf diese Weise ist es möglich, das Material der Dichtung
und das Material des Gleitringes in optimaler Weise aufeinander abzustimmen, so daß ein gutes Gleitverhalten
bei geringem Verschleiß der Dichtung erzielt werden kann.
Besonders bei einer einseitigen Lagerung der Rotorwelle ist es günstig, wenn die Rotorwelle in einem Lagerflansch
gelagert ist, der an wenigstens einer seiner Stirnseiten Kühlrippen aufweist. Bei Verwendung eines solchen
Lagerflansches wird die beim Betrieb der Pumpe durch
die mit Heißdampf druckbeaufschlagte Sterilsperre entstehende Wärme abgeführt.
Dabei ist es günstig, wenn sich die Kühlrippen vertikal erstrecken, da in diesem Fall die sich durch die
Konvektion der erwärmten Umgebungsluft einstellende natürliche Luftströmung genutzt werden kann. Diese
Kühlung kann gleichzeitig auch zur Kühlung des Pumpengehäuses genutzt werden, wenn die Kühlrippen sich
auf der dem Pumpengehäuse zugeordneten Stirnseite des Lagerflansches erstrecken. Zusätzlich kann die
Kühlwirkung der Kühlrippen dadurch unterstützt werden, daß die Kühlrippen von dem durch die Rotorwelle
strömenden Kühlmittel umströmt sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel zeigenden Zeichnung erläutert.
Die Figur zeigt einen Teilschnitt einer im Aseptikbereich eingesetzten erfindungsgemäßen Pumpe in teilweise
aufgebrochener Darstellung in Aufsicht.
Die Pumpe weist ein Pumpengehäuse 1 auf, das an einem Lagerflansch 2 befestigt ist. In der dem Lagerflansch 2
zugeordneten rückwärtigen Gehäusewand la ist koaxial zu der Öffnung des Lagerflansches 2 eine Gehäuseöffnung 3
ausgeformt, durch welche eine einseitig durch Lager 4 in dem Lagerflansch 2 gelagerte Rotorwelle 5 in das
Pumpengehäuse 1 geführt ist.
ir' 5' -
Ein in axialer Längsrichtung der Pumpe wellenförmig und an seinem Umfang zylindrisch ausgebildetes Pumpelement
ist mit seiner Nabe 6a auf einem Wellenabsatz 5a am stirnseitigen Ende 5b der Rotorwelle 5 mittels einer
Paßfeder 7 und einer in eine stirnseitige Bohrung 5c der
Rotorwelle eingeschraubten Schraube 8 drehfest mit der Rotorwelle 5 verbunden. Das Pumpelement 6 rotiert in
einem von dem Pumpengehäuse 1 umgebenen Pumpkanal 9,
wobei die vordere Stirnwand des Pumpkanals 9 durch einen abnehmbaren Gehäusedeckel 10 gebildet ist.
Ausgehend von der Innenseite la1 der rückwärtigen
Gehäusewand la ist in der Gehäuseöffnung 3 eine radial
umlaufende Ringnut 11 ausgeformt, die über einen nicht gezeigten Kanal mit einem Heißdampfeinlaß 12 verbunden
ist. Am vorderen Ende der Ringnut 11 liegt ein ringförmiges Dichtelement 13 an, das über ein
ringförmiges Druckstück 14 durch die Kraft einer Spiralfeder 15 federbelastet ist, welche zwischen dem
Druckstück 14 und dem hinteren Absatz der Ringnut 11
eingespannt ist.
In der der Gehäuseöffnung 3 zugewandten rückwärtigen
ebenen Stirnwand 6b der Nabe 6a des Pumpelements 6 ist eine zweite ringnutförmige Ausnehmung 16 ausgeformt. In
dieser Ausnehmung 16 liegt ein Dichtungsring 17 ein, der einen rechtwinkligen Querschnitt aufweist. Die Schenkel
des Dichtrings 17 dichten einen Gleitring 18 gegenüber der äußeren Wand 16a und der Stirnwand 16b der Ausnehmung
16 ab. Mit seiner Stirnseite liegt der Gleitring 18 an dem Dichtelement 13 an.
Das Dichtelement 13 wird bei Druckbeaufschlagung mit
Heißdampf gegen den Gleitring 18 gedrückt. Dieser gleitet bei rotierendem Pumpelement 6 auf dem Dichtelement 13»
wobei durch den Anpreßdruck gleichzeitig auch die
Dichtwirkung der Ringdichtung 17 unterstützt wird. Auf diese Weise ist eine dauerhafte Abdichtung des Pumpkanals
9 gegenüber dem Heißdampf in der Ringnut 11 bei gleichzeitig ausreichendem Anpreßdruck sichergestellt.
Zum Kühlen der Rotorwelle 5, welche durch den in der
Ringnut 11 anstehenden Heißdampf erwärmt wird, weist die Rotorwelle 5 eine axiale Bohrung 19 auf, die mit radialen
Kanälen 19a,b der Rotorwelle 5 zu einem
Kühllextungssystem verbunden ist. Die radialen Kanäle 19a,b münden in Ringnuten 20,21, die in die
Außenseite der Rotorwelle 5 eingelassen sind. Die erste Ringnut 20 bildet mit der Innenwand der Öffnung des
Lagerflansches 2 eine Kammer, über die Druckluft, welche über einen Druckluftanschluß 22 in die Kammer eintritt,
in das Kühlleitungssystem der Rotorwelle 5 eingespeist wird.
Die Druckluft tritt über die radialen Kanäle 19b aus der Rotorwelle 5 aus und wird über einen zwischen den
benachbarten Stirnwänden la,2a von Pumpengehäuse 1 und Lagerflansch 2 ausgebildeten Spalt 23 abgeleitet. Dabei
werden in vertikaler Richtung ausgerichtete Kühlrippen umströmt, die auf der dem Pumpengehäuse 1 zugeordneten
Stirnwand 2a des Lagerflansches 2 ausbegildet sind. Auf diese Weise wird durch die Kühlluft neben der
Rotorwelle 5 selbst auch das Pumpengehäuse 1 und der Lagerflansch 2 gekühlt.
09.07.1992 - 1 - TH/SI/Hz 5236OG
Bezugszeichenliste:
1 | Pumpengehäuse |
la | rückwärtige Gehäusewand |
la1 | Innenseite der rückwärtigen Gehäusewand la |
2 | Lagerflansch |
2a | Stirnwand des Lagerflansch 2 |
3 | Gehäuseöffnung |
k | Lager |
5 | Rotorwelle |
5a | Wellenende der Rotorwelle 5 |
5b | Ende der Rotorwelle 5 |
5c | stirnseitige Bohrung der Rotorwelle 5 |
6 | Pumpelement |
6a | Nabe des Pumpelements 6 |
6b | Stirnwand der Nabe 6a |
7 | Paßfeder |
8 | Schraube |
9 | Pumpkanal |
10 | Gehäusedeckel |
11 | Ringnut |
12 | Heißdampfeinlaß |
13 | ringförmiges Dichtelement |
14 | ringförmiges Druckstück |
15 | Spiralfeder |
16 | ringnutförmige Ausnehmung |
16a | äußere Wand der Ausnehmung 16 |
16b | Stirnwand der Ausnehmung 16 |
17 | Dichtring |
18 Gleitring
19 axiale Bohrung der Rotorwelle 5 19a,b radiale Kanäle der Rotorwelle 5
20,21 Ringnuten der Rotorwelle 5
22 Druckluftanschluß
23 Spalt
24 Kühlrippen
Claims (6)
1. Pumpe mit einem in Achsrichtung wellenförmig und an seinem Umfang zylindrisch ausgeformten Pumpelement
(6), welches befestigt auf einer in einem Pumpengehäuse (1) gelagerten Rotorwelle (5) in einem Pumpkanal (9)
des Pumpengehäuses (1) rotiert, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von der der rückwärtigen Stirnseite (6b) des
Pumpelements (6) benachbarten Wand (la) des Pumpengehäuses (1) in der Wand der die
Rotorwelle (5) aufnehmenden Gehäuseöffnung (3) eine Ringnut (11) ausgeformt ist, in der ein bei rotierendem
Pumpelement (6) an der ebenen Stirnseite (6b) des Pumpelements (6) gleitend anliegendes federbelastetes
Dichtelement (13) einsitzt, welches über mit der Ringnut (11) verbundene Druckkanäle mit Heißdampf
druckbeaufschlagt ist, und daß die Rotorwelle (5) radiale und axiale Kanäle (19a,b) aufweist, die ein Kühlsystem
bilden und von einem Kühlmittel durchströmt sind.
2. Pumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß in der ebenen Stirnseite (6b) des Pumpenelements (6) eine
Ausnehmung (l6) eingeformt ist, in der ein Gleitring (18) einliegt, an welchem das in der Ringnut (11) der
Gehäuseöffnung (4) einsitzende Dichtelement (13) anliegt.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwelle (5) in einem Lagerflansch (2) gelagert ist,
der an wenigstens einer seiner Stirnseiten (2a) Kühlrippen (24) aufweist.
4. Pumpe nach Anspruch 3»
dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (24) sich vertikal erstrecken.
5. Pumpe nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen sich auf der dem Pumpengehäuse (1)
zugeordneten Stirnseite (2a) des Lagerflansches (2) erstrecken.
6. Pumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kühlrippen (24) von dem durch die Rotorwelle (5) strömenden Kühlmittel umströmt sind.
Priority Applications (6)
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