EP3020974A1

EP3020974A1 - System zur förderung viskoser medien, verfahren zum betreiben eines solchen systems und fördereinheit hierfür

Info

Publication number: EP3020974A1
Application number: EP15194702.5A
Authority: EP
Inventors: Thomas Coenen; Florian Biegger
Original assignee: Pumpenfabrik Wangen GmbH
Current assignee: Pumpenfabrik Wangen GmbH
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2035-11-16
Also published as: DE102014116779B4; DE102014116779A1; EP3020974B1

Abstract

Verfahren und System zur Förderung viskoser Medien mit einer Verdrängerpumpe (10) und einer Fördereinheit (20), die in Strömungsrichtung des viskosen Mediums vor der Verdrängerpumpe (10) angeordnet und mit der Verdrängerpumpe (10) fluidverbunden ist, wobei die Verdrängerpumpe (10) und die Fördereinheit (20) voneinander unabhängige Antriebsaggregate (11, 21) aufweisen und in einer Linie angeordnet sind, so dass eine Förderrichtung der Fördereinheit (20) koaxial zu einer Rotationsachse der Verdrängerpumpe (10) ausgerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Förderung viskoser Medien sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems. Ferner betrifft die Erfindung eine Fördereinheit für ein zuvor genanntes System.
Aus der Praxis sind Systeme zur Förderung viskoser Medien bekannt, die aus einer Verdrängerpumpe und einer Fördereinheit aufgebaut sind. Dabei sind die Fördereinheit und die Verdrängerpumpe fluiddicht miteinander gekoppelt. Zum Einsatz gelangen derartige Systeme, die eine Verdrängerpumpe mit einer Fördereinheit kombinieren, insbesondere beim Transport von viskosen Medien. Derartige Medien sind üblicherweise nicht oder nur schwer fließfähig, so dass für einen kontinuierlichen Pumpvorgang eine Zwangszufuhr des Mediums in die Pumpe erforderlich ist.
Die Zufuhr der Medien in die Verdrängerpumpe erfolgt von oben oder von der Seite, so dass das zu fördernde Medium vor der Verdichtung in der Verdrängerpumpe eine Richtungsänderung erfährt. In der Praxis hat sich gezeigt, dass solche Systeme insbesondere wegen der Änderung der Förderrichtung störanfällig sind. Mithin kann die Prozesssicherheit nicht lückenlos sichergestellt werden.
Andere Systeme führen das zu fördernde Medium horizontal in die Verdrängerpumpe. Dazu ist die Fördereinheit mit dem Antrieb der Verdrängerpumpe gekoppelt um die Zwangszufuhr des Mediums zu erreichen. Die Förderbewegung der Fördereinheit ist folglich von der Pumpbewegung der Verdrängerpumpe direkt abhängig. Das hat den Nachteil, dass das System nicht beliebig für unterschiedliche viskose Medien einsetzbar ist. Vielmehr sind die Einsatzmöglichkeiten stark begrenzt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System zur Förderung viskoser Medien anzugeben, das eine erhöhte Ausfallsicherheit bietet und insofern die Prozesssicherheit verbessert, sowie zur Förderung unterschiedlicher Medien anpassbar ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems sowie eine dafür geeignete Fördereinheit anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf das System durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1, im Hinblick auf das Betriebsverfahren durch den Gegenstand des Patentanspruchs 13 und im Hinblick auf die Fördereinheit durch den Gegenstand des Patentanspruchs 15 gelöst.
Insbesondere wird die Erfindung durch ein System zur Förderung viskoser Medien gelöst, das eine Verdrängerpumpe und eine Fördereinheit aufweist. Die Fördereinheit ist in Strömungsrichtung eines viskosen Mediums vor der Verdrängerpumpe angeordnet und mit der Verdrängerpumpe fluidverbunden. Dabei können die Verdrängerpumpe und die Fördereinheit voneinander unabhängige Antriebsaggregate aufweisen. Die Verdrängerpumpe und die Fördereinheit sind vorzugsweise in einer Linie angeordnet, so dass eine Förderrichtung der Fördereinheit parallel, insbesondere koaxial, zu einer Rotationsachse der Verdrängerpumpe ausgerichtet ist.
Es hat sich gezeigt, dass die linientreue bzw. geradlinige Ausrichtung der Fördereinheit zur Verdrängerpumpe die Störanfälligkeit des Systems insgesamt reduziert. Indem das zu fördernde Medium im Wesentlichen ohne eine Richtungsänderung von der Fördereinheit in die Verdrängerpumpe übergeben wird, wird ein besonders zuverlässiger und kontinuierlicher Transport des Mediums sichergestellt. Dies erhöht die Prozesssicherheit. Insgesamt wird auf diese Weise eine besonders effiziente, aktive Förderung des Mediums in die Verdrängerpumpe erreicht.
Die Steuerbarkeit des Systems wird bei der Erfindung verbessert, indem sowohl die Verdrängerpumpe, als auch die Fördereinheit ein Antriebsaggregat aufweisen, wobei die Antriebsaggregate der Verdrängerpumpe und der Fördereinheit unabhängig voneinander sind. Mit anderen Worten, es sind jeweils ein separates Antriebsaggregat der Verdrängerpumpe und ein weiteres separates Antriebsaggregat der Fördereinheit zugeordnet. So kann das System für unterschiedliche viskose Medien eingesetzt werden, wobei die für den Transport des jeweiligen Mediums zweckmäßigen Parameter einfach einstellbar sind. Insgesamt ist so der Wechsel von zu fördernden Medien einfach und schnell realisierbar.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems weisen die Verdrängerpumpe ein erstes Antriebsaggregat und die Fördereinheit ein zweites Antriebsaggregat auf, wobei zumindest eine Drehzahl des ersten Antriebsaggregats unabhängig von einer Drehzahl des zweiten Antriebsaggregats einstellbar ist.
Die Drehzahl der Verdrängerpumpe und der Fördereinheit stellt einen relevanten Parameter zur Förderung unterschiedlicher viskoser bzw. nicht fließfähiger Medien dar. Die unabhängig voneinander einstellbare Drehzahl der Verdrängerpumpe und der Fördereinheit ermöglicht daher eine gute Anpassung an unterschiedliche viskose Medien und erhöht somit die Einsatzmöglichkeiten des Systems.
Die Verdrängerpumpe kann eine Exzenterschneckenpumpe oder eine Schraubenspindelpumpe sein. Derartige Pumpen arbeiten besonders produktschonend und zeichnen sich durch eine einfache und hygienisch einwandfreie Reinigungsmöglichkeit aus. Insofern sind derartige Pumpen insbesondere für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie geeignet, beispielsweise zum Fördern von Teigen bei der Backwarenproduktion.
Alternativ kann als Verdrängerpumpe eine Kreiskolbenpumpe, eine Drehkolbenpumpe oder eine Zahnradpumpe eingesetzt werden. Dabei ist jeweils vorgesehen, dass die Fördereinheit derart positionierbar und mit der Verdrängerpumpe verbindbar ist, dass eine geradlinige Zufuhr des zu fördernden Mediums in die Verdrängerpumpe erfolgt.
Die Fördereinheit kann einen Stopfkolben oder einen Schubboden oder einen Schneckenförderer aufweisen. Für eine kontinuierliche Zufuhr der zu fördernden Medien eignet insbesondere ein Schneckenförderer. Je nach Beschaffenheit des zu fördernden Mediums kann sich auch der Einsatz eines Stopfkolbens oder eines Schubbodens als Fördereinheit anbieten. Der Fachmann wählt hier je nach Einsatzzweck die geeignete Art einer Fördereinheit aus.
Besonders bevorzugt ist es, als Fördereinheit einen Schneckenförderer einzusetzen. Der Schneckenförderer kann wenigstens eine Schnecke aufweisen. Es ist auch möglich, dass der Schneckenförderer mehrere Schnecken umfasst, die parallel zueinander angeordnet sind. Insofern kann die Zuführung des viskosen Mediums in die Verdrängerpumpe durch einen Doppelschneckenförderer oder einen Mehrfachschneckenförderer erfolgen.
Die mindestens eine Schnecke des Schneckenförderers weist eine Rotationsachse auf, die vorzugsweise parallel, insbesondere koaxial zu einer Rotationsachse der Verdrängerpumpe angeordnet sein kann. Damit ist sichergestellt, dass eine geradlinige Zuführung des zu fördernden Mediums in die Verdrängerpumpe erfolgt.
Die Schnecke kann als Vollschnecke oder als Hohlschnecke ausgebildet sein. Die Vollschnecke erzeugt einen vergleichsweise größeren Förderschub und sichert somit eine gute Zuführung des Mediums in die Verdrängerpumpe. Bei Medien, die zum Verkleben neigen, besteht jedoch die Gefahr des Förderstopps durch Walzenbildung. Die Hohlschnecke hat demgegenüber Vorteile hinsichtlich des Knetvermögens und bietet zudem eine gute Entlüftung und Kompaktierung des zu fördernden Mediums.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Fördereinheit einen geschlossenen Bereich, einen offenen Bereich und einen Auswurfbereich auf. Der geschlossene Bereich kann zwischen dem offenen Bereich und dem Auswurfbereich angeordnet sein. Mit der Dreiteilung der Fördereinheit geht vorzugsweise eine Funktionstrennung einher.
So kann der offene Bereich für die Zuführung des Mediums in die Fördereinheit genutzt werden. Der geschlossene Bereich dient der Kompaktierung und Verdichtung des Mediums. Der Auswurf-bereich bildet einen Übergang zwischen einem Inneren der Fördereinheit und der Verdrängerpumpe.
In einer besonders bevorzugten Variante weist der geschlossene Bereich ein auswechselbares Lager auf. Das Lager kann als Gleitlager, insbesondere als Gleitlagerhülse, ausgebildet sein. Insbesondere kann der geschlossene Bereich eine Innenwandung umfassen, die als Gleitfläche ausgebildet ist. Dadurch kann eine Förderschnecke des Schneckenförderers durch das Gehäuse der Fördereinheit selbst abgestützt und gelagert werden. Die Schnecke ist somit an einem längsaxialen Ende in dem geschlossenen Bereich gleitgelagert, wobei die Innenfläche des Gehäuses der Fördereinheit eine Gleitfläche bildet, auf welcher die Schnecke rotierend gleitet. Dies vereinfacht die Konstruktion der Fördereinheit.
Der Auswurfbereich kann sich in einer bevorzugten Ausgestaltung konusförmig zu einer Auslassöffnung verjüngen. Eine konusförmige Gestaltung des Auswurfbereichs ist insbesondere zum Transport von fließfähigen Medien zweckmäßig. Bei dem Transport von nicht fließfähigen, insbesondere stichfesten, Medien hat es sich hingegen als vorteilhaft erwiesen, wenn der Auswurfbereich längsaxial durch eine Platte begrenzt ist, die eine Auslassöffnung aufweist. Die Platte ist vorzugsweise senkrecht zu einer Längsachse der Fördereinheit ausgerichtet.
Vorteilhaft ist ebenfalls eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems, bei dem die Fördereinheit, insbesondere im geschlossenen Bereich und im Auswurfbereich, einen durchgängig geradlinigen, vorzugsweise in einer horizontalen Ebene ausgerichteten, Innenboden aufweist. Insbesondere kann eine untere Fußlinie des Innenbodens der Verdrängerpumpe und der Fördereinheit geradlinig ausgebildet sein.
Die Auslassöffnung der Fördereinheit ist vorteilhafterweise so angeordnet, dass ihre untere Kante in der Fußlinie angeordnet ist bzw. mit dem geradlinig ausgebildeten Innenboden fluchtet. Das hat den Vorteil, dass sich Spülwasser, welches zum Reinigen des Systems genutzt wird, am Innenboden sammelt und so leicht entfernbar ist. Insgesamt können somit die Ausfallzeiten des Systems zu Reinigungszwecken reduziert werden.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Fördereinheit, vorzugsweise im offenen Bereich, eine Reinigungsöffnung aufweist, die sich durch den Innenboden erstreckt. Die Reinigungsöffnung ist vorzugsweise am tiefsten Punkt des Systems angeordnet, so dass Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise Spülwasser, gut durch die Reinigungsöffnung abfließen kann. Die Reinigungsöffnung kann schließbar sein.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird außerdem ein Verfahren zum Fördern eines viskosen Mediums offenbart und beansprucht, bei dem ein zuvor beschriebenes System zum Einsatz gelangt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Medium vorteilhafterweise geradlinig, insbesondere ohne eine Richtungsänderung, von der Fördereinheit in die Verdrängerpumpe geführt werden. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Fördereinheit und die Verdrängerpumpe unabhängig voneinander gesteuert oder geregelt werden.
Mit dem beschriebenen Verfahren kann einfach und schnell auf eine Änderung der Zusammensetzung des zu fördernden Mediums reagiert werden. Insbesondere kann durch die getrennte Steuerung bzw. Regelung der Fördereinheit und der Verdrängerpumpe der Gesamtprozess vorteilhaft beeinflusst werden, wodurch sich insgesamt die Effizienz bei der Produktion erhöht.
Bevorzugt ist es, eine Drehzahl der Fördereinheit und/oder der Verdrängerpumpe in Abhängigkeit von einem Druck des Mediums innerhalb der Verdrängerpumpe und/oder in Abhängigkeit von einer Temperatur der Verdrängerpumpe zu regeln. Bei dem Verfahren kann also in vorteilhafter Weise eine Regelung erfolgen, die den Druck des Mediums und/oder die Temperatur der Verdrängerpumpe berücksichtigt.
Beispielsweise kann die Drehzahl der Fördereinheit reduziert werden, wenn der Druck des Mediums ein vorbestimmtes Maximum überschreitet. Ebenso kann die Drehzahl der Verdrängerpumpe und/oder der Fördereinheit reduziert werden, wenn die Temperatur der Verdrängerpumpe ein vorbestimmtes Maximum überschreitet. Dies dient insgesamt der Prozesssicherheit und ermöglicht eine optimale Transportleistung bei geringem Ausfallrisiko.
Ein weiterer nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft eine Fördereinheit für ein zuvor beschriebenes System zur Förderung von viskosen Medien. Dabei ist vorgesehen, dass die Fördereinheit einen Anschlussflansch zur fluiddichten Verbindung mit einer Verdrängerpumpe aufweist. Die im Zusammenhang mit dem Gesamtsystem beschrieben Merkmale und Vorteile der Fördereinheit gelten analog für die alleinstehende Fördereinheit.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen

Fig. 1: eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Systems nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einem konusförmigen Auslassbereich der Fördereinheit, wobei der Auslassbereich eine zentrale Auslassöffnung aufweist;
Fig. 2: eine Draufsicht auf das System gemäß Fig. 1;
Fig. 3: eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Fördereinheit des Systems gemäß Fig. 1;
Fig. 4: eine perspektivische Ansicht der Fördereinheit gemäß Fig. 3;
Fig. 5: eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Systems mit einem konusförmigen Auslassbereich der Fördereinheit, wobei der Auslassbereich asymmetrisch ausgebildet ist, so dass die Auslassöffnung mit einem Innenboden der Fördereinheit fluchtet;
Fig. 6: eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Fördereinheit des Systems gemäß Fig. 5; und
Fig. 7: eine teilweise geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Systems nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei der Auslassbereich eine Platte mit einer zentralen Auslassöffnung aufweist.

Die nachfolgend im Detail beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen jeweils ein System zur Förderung viskoser Medien dar, das eine Verdrängerpumpe 10 und eine Fördereinheit 20 aufweist. Die Verdrängerpumpe 10 kann dabei als Exzenterschneckenpumpe oder als Schraubenspindelpumpe ausgebildet sein. Andere Verdrängerpumpen 10 sind möglich. Beispielsweise kann eine Kreiskolbenpumpe, eine Drehkolbenpumpe oder eine Zahnradpumpe Verwendung finden.
Die Verdrängerpumpe 10 weist ein erstes Antriebsaggregat 11 auf, das einen direkten Antrieb für die Verdrängerpumpe 10 bildet. Das erste Antriebsaggregat 11 ist vorzugsweise als separat ansteuerbarer Elektromotor ausgebildet.
Die Verdrängerpumpe 10 weist einen Verbindungsflansch 13 auf, der eine Einlassöffnung begrenzt. Durch den Verbindungsflansch 13 kann die Verdrängerpumpe 10 fluiddicht mit der Fördereinheit 20 gekoppelt werden. Ferner ist ein Pumpauslass 12 vorgesehen, der beispielsweise mit einer Rohrleitung verbindbar ist. Bei den hier dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Pumpauslass 12 jeweils rechtwinklig zum Verbindungsflansch 13 ausgerichtet. Mit anderen Worten, es erfolgt in der Verdrängerpumpe 10 eine Änderung der Förderrichtung für das viskose Medium. Dies gilt für alle dargestellten Ausführungsbeispiele. Vorteilhaft ist bei dem hier beschriebenen System, dass die Änderung der Förderrichtung bzw. Transportrichtung erst nach dem Einführen des viskosen Mediums in die Verdrängerpumpe 10 erfolgt. Die Zufuhr in die Verdrängerpumpe 10 durch die Einlassöffnung am Verbindungsflansch 13 erfolgt geradlinig. Dazu ist die Fördereinheit 20 entsprechend ausgebildet.
Im Allgemeinen weist die Fördereinheit 20 jeweils einen offenen Bereich 14, einen geschlossenen Bereich 15 und einen Auswurfbereich 16 auf. Durch den offenen Bereich 14 und den geschlossenen Bereich 15 erstreckt sich eine Schnecke 24, die hier als Hohlschnecke ausgebildet ist. Alternativ ist es möglich, eine Vollschnecke als Schneckenförderer zu verwenden.
Auch der Einsatz eines Schubbodens oder eines Stopfkolbens ist anstelle eines Schneckenförderers denkbar. Jedenfalls ist vorgesehen, dass die Förderrichtung parallel, insbesondere koaxial, zu einer Längsachse der Verdrängerpumpe 10 ausgerichtet ist. So ist sichergestellt, dass vor der Verdrängerpumpe 10 das zu fördernde Medium keine Richtungsänderung erfährt, was sich für die Effizienz des Systems als vorteilhaft herausgestellt hat.
Die Fördereinheit 20 weist ein zweites Antriebsaggregat 21 auf. Das zweite Antriebsaggregat 21 kann durch einen separat ansteuerbaren Elektromotor gebildet sein.
Die beiden Antriebsaggregate 11, 21 der Verdrängerpumpe 10 und der Fördereinheit 20 sind vorzugsweise mit einer gemeinsamen Steuerung verbunden, wobei die Steuerung derart ausgelegt ist, dass beide Antriebsaggregate 11, 21 unabhängig voneinander steuerbar sind. Insbesondere kann die Drehzahl des ersten Antriebsaggregats 11 und des zweiten Antriebsaggregats 21 unabhängig voneinander einstellbar sein.
Die Steuerung kann eine Regelung umfassen, die anhand von vorbestimmten Parametern eine automatische Einstellung der Drehzahlen der Antriebsaggregate 11, 21 bewirkt. Beispielsweise kann die Drehzahl des ersten Antriebsaggregats 11, das auf die Verdrängerpumpe 10 einwirkt, in Abhängigkeit einer Temperatur der Verdrängerpumpe 10 und/oder einem Druck des zu fördernden Mediums am Pumpauslass einstellbar sein.
Ebenso kann die Drehzahl des zweiten Antriebsaggregats 21, das auf die Schnecke 24 wirkt, in Abhängigkeit eines Drucks des Mediums im Auswurfbereich 16 einstellbar sein. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Steuerung bzw. Regelung des Systems hauptsächlich anhand der Durchflussmenge des zu fördernden Mediums durch die Verdrängerpumpe 10 erfolgt. Dies dient der Prozesssicherheit. Im Rahmen einer Schutzfunktion ist vorzugweise vorgesehen, die Stromaufnahme des zweiten Antriebsaggregats 21 der Fördereinheit 20 als Parameter für die Steuerung bzw. Regelung zu nutzen. Die Stromaufnahme des zweiten Antriebsaggregats dient dabei als Indikator für eine Überlastung der Fördereinheit.
Sobald ein vorbestimmter Schwellwert überschritten wird, wird daher das System zum Schutz vor einer Beschädigung abgeschaltet oder das zumindest die Drehzahl des zweiten Antriebsaggregats 21 reduziert. Zur Ermittlung der vorgenannten Parameter weist das System vorzugsweise entsprechende Sensoren, die mit der Steuerung bzw. Regelung verbunden sind.
Wie in den Figuren erkennbar ist, kann das zweite Antriebsaggregat 21 der Fördereinheit 20 über ein Umlenkgetriebe 33 mit der Schnecke 24 gekoppelt sein, die durch eine Antriebswelle 23 mit dem Umlenkgetriebe 33 verbunden ist. Die Schnecke 24 erstreckt sich durch den offenen Bereich 14, der eine Zuführöffnung 25 aufweist. Die Zuführöffnung 25 kann beispielsweise mit einem Schütttrichter verbindbar sein, um das zu fördernde Medium in die Fördereinheit 20 einzubringen.
Ein freies Ende der Schnecke 24 ist im geschlossenen Bereich 15 angeordnet. Der geschlossene Bereich 15 weist ein Gleitlager in Form einer Gleitlagerhülse 26 auf, deren Innendurchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Schnecke 24 entspricht. Die Gleitlagerhülse 26 kann zumindest auf ihrer Innenfläche eine Gleitbeschichtung aufweisen, die beispielsweise durch einen Kunststoff gebildet sein kann. Alternativ ist es möglich, dass die Gleitlagerhülse 26 insgesamt aus einem Werkstoff, insbesondere einem Kunststoff, besteht, der gleitende Eigenschaften aufweist.
Die Gleitlagerhülse 26 bildet somit eine Führung und Lagerung für die Schnecke 24. Die Gleitlagerhülse 26 ist auswechselbar. Dazu sind zwei Halteringe 27 vorgesehen, die über Gewindestangen 28 miteinander verbunden sind (Fig. 4). Die Gleitlagerhülse 26 wird insofern zwischen den Halteringen 27 klemmend fixiert. Zum Wechseln der Gleitlagerhülse sind lediglich die Gewinde-stangen 28 zu lösen, so dass die Gleitlagerhülse 26 von den Halteringen 27 getrennt werden kann. Anschließend wird eine neue Gleitlagerhülse 26 zwischen die Halteringe 27 positioniert und mittels der Gewindestangen 28 fixiert.
Es ist ferner möglich, dass die Gleitlagerhülse 26 bzw. allgemein ein Lager für die Schraube 24 mehrteilig ausgebildet ist. Beispielsweise können zwei Halbschalen vorgesehen sein, die zur Bildung des Lagers, insbesondere der Gleitlagerhülse 26, miteinander verbindbar sind. Auf die Verwendung von verspannbaren Halteringen kann dann verzichtet werden. Die mehrteilige Ausbildung des Lagers bzw. der Gleitlagerhülse 26 erleichtert die Montage der Fördereinheit 20 und vereinfacht das Auswechseln des Lagers. Vorgenanntes gilt für alle Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Hinsichtlich des offenen Bereichs 14 und des geschlossenen Bereichs 15 sowie des zweiten Antriebsaggregats 21 ist die Fördereinheit 20 in den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen jeweils identisch aufgebaut. Unterschiede bestehen jedoch in der Formgebung des Auswurfbereichs 16.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 4 weist der Auswurfbereich 16 eine konische Form auf, die in eine zentrale Auswurföffnung 31 mündet. Die Auswurföffnung 31 ist also konzentrisch zur Rotationsachse der Schnecke 24 ausgerichtet. Ebenso ist die Auswurföffnung 31 mit der Rotationsachse der Schnecke 24 konzentrisch bzw. koaxial zur Rotationsachse der Verdrängerpumpe 10 ausgerichtet. Dies ist in der Seitenansicht gemäß Fig. 1 sowie in der Draufsicht gemäß Fig. 2 gut erkennbar.
Wie in den Fig. 3 und 4 zu sehen ist, ist der konzentrische Konus 34 des Auswurfbereichs 16 einstückig mit einem Haltering 27 ausgebildet. Somit kann der konzentrische Konus 34 analog zu der Gleitlagerhülse 26 leicht ausgewechselt werden. Beispielsweise kann, je nach zu förderndem Medium, ein Auswurfbereich 16 montiert werden, der eine unterschiedlich geometrische Gestaltung aufweist. Insbesondere kann ein asymmetrischer Konus 35 montiert werden, wie es in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist.
Generell ist die Verwendung eines konusförmigen Auswurfbereichs 16 zur Förderung bzw. zum Transport fließfähiger Medium zweckmäßig. Der asymmetrische Konus 35 gemäß Fig. 5 und 6 hat den zusätzlichen Vorteil, dass auf diese Weise zumindest im Auswurfbereich 16 und im geschlossenen Bereich 15 ein geradliniger Innenboden 29 gebildet ist. Dies erleichtert die Reinigung der Fördereinheit 20.
Im Detail ist in den Fig. 5 und 6 erkennbar, dass der Innenboden 29 geradlinig in eine Innenumfangsfläche der Verdrängerpumpe 10 übergeht. Insofern wird auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 und 6 das zu fördernde Medium geradlinig in die Verdrängerpumpe 10 zugeführt. Die Rotationsachsen der Schnecke 24 und der Verdrängerpumpe 10 sind zwar zueinander versetzt, verlaufen jedoch parallel. Der geradlinige Innenboden 29 ist im offenen Bereich 14 abgesenkt, so dass sich im offenen Bereich 14 der tiefste Punkt des gesamten Systems befindet.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, in dem offenen Bereich 14 eine Reinigungsöffnung 32 anzuordnen. Die Reinigungsöffnung 32 ist somit im tiefsten Punkt des Gesamtsystems angeordnet, so dass Spülflüssigkeit, die bei der Reinigung in die Fördereinheit 20 eingebracht wird, selbständig abfließen kann. Dies erleichtert und beschleunigt den Reinigungsvorgang. Die Vorrichtung ist daher auch gut in hygienisch sensiblen Bereichen einsetzbar.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das insbesondere zum Transport bzw. zur Förderung von stichfesten bzw. nicht fließfähigen Medien besonders geeignet ist, zeigt Fig. 7. Der Unterschied zu den zuvor genannten Ausführungsbeispielen besteht darin, dass der Auswurfbereich 16 durch eine Platte 30 gebildet ist. Die Platte 30 ersetzt den konusförmigen Auswurfbereich 16 der vorhergehenden Ausführungsbeispiele. Gleichzeitig bildet die Platte 30 einen Haltering 27, der die Gleitlagerhülse 26 fixiert.
In der Platte 30 ist zentral eine Auslassöffnung 31 angeordnet. Die Auslassöffnung 31 ist koaxial zur Rotationsachse der Schnecke 24 sowie zur Rotationsachse der Verdrängerpumpe 10 ausgerichtet. Es hat sich gezeigt, dass die Platte 30 eine besonders gleichmäßige Zuführung von Medien in die Verdrängerpumpe 10 unterstützt, wenn das System zur Förderung von Medien eingesetzt wird, die einen hohen inneren Scherwiderstand aufweisen. Dies sind insbesondere stichfeste bzw. nicht fließfähige Medien.
Für alle Ausführungsbeispiele gilt, dass anstelle der als Hohlschnecke ausgebildeten Schnecke 24 auch eine Vollschnecke eingesetzt werden kann. Überdies ist es denkbar, die Schnecke beidseitig axial mit einer Wellenlagerung zu versehen, um eine stabile Führung der Schnecke 24 zu erreichen. Der konstruktive Aufwand ist dabei jedoch erhöht. Überdies stört die beidseitige Wellenlagerung den Förderweg zur Verdrängerpumpe 10.
Ferner gilt für alle Ausführungsbeispiele, dass die Auslassöffnung 31 unterschiedlich geometrisch gestaltet sein kann und vorzugsweise an die Form der Einlassöffnung am Verbindungsflansch 13 der Verdrängerpumpe 10 angepasst ist. Beispielsweise kann die Auslassöffnung 31 einen ovalen Querschnitt aufweisen, der bei Einlassöffnungen 31 von Drehkolbenpumpen, Kreiskolbenpumpen und Schraubenspindelpumpen weit verbreitet ist. Alternativ kann die Auslassöffnung 31 auch einen kreisrunden Querschnitt bilden, wodurch sich die Fördereinheit 20 gut an Exzenterschneckenpumpen oder Zahnradpumpen anschließen lässt, die eine ebenfalls kreisrunde Einlassöffnung 31 aufweisen.

Bezugszeichenliste

10: Verdrängerpumpe
11: Erstes Antriebsaggregat
12: Pumpauslass
13: Verbindungsflansch
14: Offener Bereich
15: Geschlossener Bereich
16: Auswurfbereich
20: Fördereinheit
21: Zweites Antriebsaggregat
22: Anschlussflansch
23: Antriebswelle
24: Schnecke
25: Zuführöffnung
26: Gleitlagerhülse
27: Haltering
28: Gewindestange
29: Innenboden
30: Platte
31: Auslassöffnung
32: Reinigungsöffnung
33: Umlenkgetriebe
34: Konzentrischer Konus
35: Asymmetrischer Konus

Claims

System zur Förderung viskoser Medien mit einer Verdrängerpumpe (10) und einer Fördereinheit (20), die in Strömungsrichtung des viskosen Mediums vor der Verdrängerpumpe (10) angeordnet und mit der Verdrängerpumpe (10) fluidverbunden ist, wobei die Verdrängerpumpe (10) und die Fördereinheit (20) voneinander unabhängige Antriebsaggregate (11, 21) aufweisen und in einer Linie angeordnet sind, so dass eine Förderrichtung der Fördereinheit (20) parallel, insbesondere koaxial, zu einer Rotationsachse der Verdrängerpumpe (10) ausgerichtet ist.
System nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet.
dass die Verdrängerpumpe (10) ein erstes Antriebsaggregat (11) und die Fördereinheit (20) ein zweites Antriebsaggregat (21) aufweisen, wobei zumindest eine Drehzahl des ersten Antriebsaggregats (11) unabhängig von einer Drehzahl des zweiten Antriebsaggregats (21) einstellbar ist.
System nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verdrängerpumpe (10) eine Exzenterschneckenpumpe oder eine Schraubenspindelpumpe ist.
System nach einer der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fördereinheit (20) einen Stopfkolben oder einen Schubboden oder einen Schneckenförderer aufweist.
System nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schneckenförderer wenigstens eine Schnecke (24) aufweist, wobei eine Rotationsachse der Schnecke (24) parallel, insbesondere koaxial, zu einer Rotationsachse der Verdrängerpumpe (10) angeordnet ist.
System nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schnecke (24) als Vollschnecke oder als Hohlschnecke ausgebildet ist.
System nach einer der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fördereinheit (20) einen geschlossenen Bereich (15), einen offenen Bereich (14) und einen Auswurfbereich (16) aufweist, wobei der geschlossene Bereich (15) zwischen dem offenen Bereich (14) und dem Auswurfbereich (16) angeordnet ist.
System nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der geschlossene Bereich (15) ein auswechselbares Lager aufweist.
System nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich der Auswurfbereich (16) konusförmig zu einer Auslassöffnung (31) verjüngt.
System nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auswurfbereich (16) längsaxial durch eine Platte (30) begrenzt ist, die senkrecht zu einer Längsachse der Fördereinheit (20) ausgerichtet ist und eine Auslassöffnung (31) aufweist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fördereinheit (20) einen durchgängig geradlinigen, insbesondere in einer horizontalen Ebene ausgerichteten, Innenboden (29) aufweist.
System nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fördereinheit (20), insbesondere im offenen Bereich (14), eine Reinigungsöffnung (32) aufweist, die sich durch den Innenboden (29) erstreckt.
Verfahren zum Fördern eines viskosen Mediums mit einem System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Medium geradlinig, insbesondere ohne eine Richtungsänderung, von der Fördereinheit (20) in die Verdrängerpumpe (10) geführt wird und wobei die Fördereinheit (20) und die Verdrängerpumpe (10) unabhängig voneinander gesteuert oder geregelt werden.
Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Drehzahl der Fördereinheit (20) und/oder der Verdrängerpumpe (10) in Abhängigkeit von einem Druck des Mediums innerhalb der Verdrängerpumpe (10) und/oder von einer Temperatur der Verdrängerpumpe (10) geregelt wird.
Fördereinheit (10) für ein System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Fördereinheit (20) einen Anschlussflansch zur fluiddichten Verbindung mit einer Verdrängerpumpe (10) aufweist.