WO2017194508A1 - Schraubenspindelpumpe - Google Patents

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WO2017194508A1
WO2017194508A1 PCT/EP2017/061004 EP2017061004W WO2017194508A1 WO 2017194508 A1 WO2017194508 A1 WO 2017194508A1 EP 2017061004 W EP2017061004 W EP 2017061004W WO 2017194508 A1 WO2017194508 A1 WO 2017194508A1
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housing insert
housing
screw pump
rotors
insert
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Thomas Eschner
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Klaus Union GmbH and Co KG
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Klaus Union GmbH and Co KG
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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
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • 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
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/10—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber

Definitions

  • the invention relates to a screw pump, in particular twin screw pump, comprising a housing and at least two coupled, chamber-forming rotors, each having at least one thread-like profiling with helical channels and dividing walls delimiting the channels, wherein the rotors perform an opposing rotor rotation and engage the partitions like a gear Housing insert, wherein the housing insert surrounds the rotors without contact, wherein the rotors form with the housing insert at least one delivery chamber for the fluid to be delivered, wherein the delivery chamber moves axially along the rotor axes and promotes the fluid from the suction chamber into a pressure chamber.
  • a screw pump at least two rotatably mounted between a suction chamber and a pressure chamber and chamber forming interlocking rotors are arranged in a surrounding the rotors housing insert, which promote a flowable fluid from a suction chamber to a pressure chamber in an opposing rotational movement.
  • the rotors have a thread-shaped profiling with helical channels and partitions forming the channels. By means of the partitions, it is prevented that, during the rotational movement of the rotors, the conveying medium located in one channel section can escape via the dividing wall in the axial direction to the rotor axis into an adjacent channel section.
  • the volume of the individual delivery chambers remains constant in the axial direction.
  • Such a screw pump is therefore particularly suitable as a positive displacement pump.
  • the individual delivery chambers migrate, as it were, in the axial direction from the suction chamber to the pressure chamber and thereby continuously convey the fluid in the chambers.
  • a continuous promotion with very low pulsations or changes in the delivery rate is a crucial characteristic for the use of screw pumps.
  • the intermeshing rotors form in the circumferential direction and because of the helical course of the channels in the axial direction to the rotor axis each completed delivery chambers, which mesh through the partitions of the Rotors and be limited by the inner wall of the surrounding housing insert.
  • the efficiency of the screw pump depends in particular on the tightness of the delivery chambers.
  • it has hitherto been necessary to store the housing insert consuming in the housing of the screw pump. This has considerable disadvantages, in particular during installation and maintenance, since precise alignment of the housing insert must be carried out in order to ensure sufficient tightness of the delivery chambers.
  • the object of the invention is therefore to provide a screw pump that overcomes the disadvantages described and allows easy installation of the housing insert in the housing.
  • the housing insert is suspended from at least one tie rod in the housing, can be dispensed with a complex storage of the housing insert. This significantly reduces the installation and maintenance costs.
  • Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims. According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the tie rod holds together the parts of the housing. As a result, a particularly simple and dense housing construction is possible.
  • the housing insert is arranged replaceably on the tie rod. This allows a simple replacement of the housing insert in case of wear and reduces the maintenance costs.
  • the housing insert encloses the rotors only in the profiling.
  • Such a housing insert is easier to manufacture and the material required for this is significantly reduced.
  • spacers are arranged on the tie rod between the housing insert and the housing. As a result, the position of the housing insert on the tie rod can be set easily but surely.
  • An advantageous embodiment provides that a plurality of housing inserts are suspended from the tie rod in the housing. This makes it possible to create a flexibly usable and inexpensive to be manufactured screw pump.
  • spacers are arranged on the tie rod between the housing inserts. As a result, the position of the housing inserts to each other easily but surely set.
  • the tie rod is designed as a spring element.
  • the suspension of the housing insert on a tie rod designed as a spring element makes it possible for the housing insert to yield when touched by the rotors. As a result, the wear on the housing insert or on the rotors can be significantly reduced.
  • the housing insert is suspended resiliently in the housing. In this way it is ensured that the housing insert can easily follow an occurring during operation deflection of the rotors transverse to the rotor axis.
  • suspension of the suspension of the housing insert with respect to the spring hardness and / or in terms of equilibrium position is adjustable. With such adjustment options can be ensured that the gap between the partitions of the rotors and the inner wall of the housing insert is kept as constant as possible.
  • the housing insert is elastically deformable.
  • the elastic deformability of the housing insert allows a particularly simple consequences of the housing insert in deflection of the rotors.
  • the housing insert is partially elastically deformable.
  • the deformability of the housing insert can be particularly well adapted to the occurring deflection of the rotors.
  • the delivery medium pressure acting on the housing insert causes a deformation of the housing insert, through which the housing insert follows a deflection of the rotors.
  • the gap between the rotor and housing insert can be kept constant depending on the pressure conditions.
  • no fully sealing closure is formed, therefore in practice occurs through the gap formed there regularly directed against the conveyor direction leakage of the fluid from which causes, inter alia, that on the conveying fluid acting pressure is not jumped from the pressure of the suction chamber to the pressure of the pressure chamber is raised, but increases from chamber to chamber respectively.
  • the individual chambers therefore, during operation of the screw pump, in each case a different pressure increases in the conveying direction.
  • arranged on the housing insert partitions for dividing the formed by the housing conveying media chambers in the suction chamber and pressure chamber are arranged so that the load on the partitions conveying fluid pressure causes deformation of the housing insert, through which the housing insert one through the Transverse forces caused deflection of the rotors follows.
  • the housing insert circumferential seals are arranged in an axially tilted plane.
  • a further advantage is that an external pressure causes a deformation of the housing insert, so that the housing insert follows a deflection of the rotors caused by the transverse forces.
  • an external pressure With an external pressure, deformation of the housing insert in the desired direction can be effected in a particularly flexible manner.
  • An advantageous embodiment provides that the external pressure is mechanically or hydraulically tracked to the fluid pressure. In both cases, a pressure translation can take place, which makes the effective surfaces on the housing insert easier to customize.
  • the external pressure is adjusted electro-hydraulically by a pump control. With a pressure controlled by a pump control, the housing insert can adjust the load on the rotors. Especially with very dynamic loads, the control of the external pressure by a pump control can ensure a more stable behavior of the housing insert.
  • At least one actuator is provided which deforms and / or displaces the housing insert following the deflection of the rotors. With such an actuator can be easily and flexibly ensured that the housing insert follows the deflection of the rotors precisely.
  • An advantageous embodiment provides that the housing insert is constructed horizontally divided into two parts. Such a construction makes the installation of the screw pump significantly easier.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention provides that the position of the housing insert in the housing is adjustable by means of adjusting devices. By means of these adjusting devices, the exact position of the housing insert in the housing can be adjusted before assembly of the housing set.
  • the tie rod is suspended from a housing insert bearing element and is arranged adjustable in its position relative to the housing insert bearing element, wherein the rotors are mounted on the housing insert bearing element.
  • the position of the rotors relative to the housing insert suspended from the tie rod can be adjusted and corrected.
  • the use of such a housing insert bearing element has the advantage that the position of the housing insert relative to the rotors can be precisely adjusted. Tolerance chains through the use of additional components between the elements are avoided.
  • the invention further relates to a screw pump, in particular twin-screw pump, comprising a housing and at least two coupled, chamber-forming rotors, each with at least one thread-like profiling with helical channels and with the channels bounding partitions, the rotors exert an opposite rotor rotation and the partitions mesh like a gear, a Housing insert, wherein the housing insert surrounds the rotors without contact, wherein the rotors with the housing insert form at least one delivery chamber for the fluid to be delivered, wherein the delivery chamber axially along the rotor axes migrates and promotes the fluid from the suction chamber into a pressure chamber, wherein a resulting transverse force perpendicular to the rotor axes arises and causes a deflection of the rotors.
  • a screw pump in particular twin-screw pump, comprising a housing and at least two coupled, chamber-forming rotors, each with at least one thread-like profiling with helical channels and with the channels bound
  • a screw pump at least two rotatably mounted between a suction chamber and a pressure chamber and chamber forming intermeshing rotors are arranged in a surrounding the rotors housing insert, which promote a flowable fluid from a suction chamber to a pressure chamber in an opposing rotational movement.
  • the rotors have a thread-shaped profiling with helical channels and partitions forming the channels. By means of the partitions, it is prevented that, during the rotational movement of the rotors, the conveying medium located in one channel section can escape over the dividing wall in the axial direction into an adjacent channel section.
  • the intermeshing rotors form in the circumferential direction and because of the helical course of the channels in the axial direction to the rotor axis each completed delivery chambers, which are limited by the partitions of the meshing rotors and the inner wall of the surrounding housing insert.
  • the volume of the individual delivery chambers remains constant in the axial direction.
  • Such a screw pump is therefore particularly suitable as a positive displacement pump.
  • the individual delivery chambers migrate, as it were, in the axial direction from the suction chamber to the pressure chamber and thereby continuously convey the fluid in the chambers.
  • a continuous promotion with very low pulsations or changes in the delivery rate is a crucial characteristic for the use of screw pumps.
  • transverse forces occurring during operation of the screw pump are particularly dependent on the viscosity of the pumped medium, on the speed of the rotors and on the pressure difference between the suction chamber and the pressure chamber. These transverse forces are essentially proportional to the pressure difference between the pressure chamber and the suction chamber. It is known from DE 727 434 A or US Pat. No. 3,291,061 A that adjacent sealing surfaces or adjacent sealing surfaces and chambers are connected to one another by bores or connecting lines through which the conveying medium can flow and exert a compressive force on the outlet side. This is an attempt to generate an opposing force opposing the transverse force in order to reduce the effects of the transverse forces that occur. The achievable reduction of transverse forces occurring, however, is extremely low.
  • the housing insert follows the deflection of the rotors, it can be ensured that the housing insert always encloses the rotors without contact.
  • the disadvantages described above can be eliminated and a significant reduction of wear or increase in efficiency can be made possible.
  • the gap between the partitions of the rotors and the inner wall of the housing insert does not change and can thereby be reduced to a minimum, whereby the tightness of the delivery chambers and thus the efficiency of the pump is increased. So far, it is necessary to design the gap according to the maximum deflection of the rotors in order to avoid contact and thus wear between the rotors and the housing insert.
  • the housing insert is suspended resiliently in the housing. In this way it is ensured that the housing insert can easily follow the deflection of the rotors. It is also advantageous that the suspension of the suspension of the housing insert with respect to the spring hardness and / or in terms of equilibrium position is adjustable. With such adjustment options can be ensured that the gap between the partitions of the rotors and the inner wall of the housing insert is kept as constant as possible.
  • the housing insert is elastically deformable.
  • the elastic deformability of the housing insert allows the housing insert to deform along the entire length of the rotors following their deflection, so that over the entire length of the gap between the partitions of the rotors and the inner wall of the housing insert remains substantially constant.
  • the housing insert is elastically deformable in regions. This allows the deformation to be adapted to the deflection of the rotors.
  • the delivery medium pressure acting on the housing insert causes the deformation of the housing insert, through which the housing insert follows the deflection of the rotors. In this way, the gap between the rotor and housing insert can be kept constant depending on the pressure conditions.
  • arranged on the housing insert partitions for dividing the formed by the housing conveying media chambers in the suction chamber and pressure chamber are arranged so that the load on the partitions conveying medium pressure causes deformation of the housing insert, through which the housing insert the deflection of the Rotors follows.
  • the housing insert circumferential seals in an axial tilted plane are arranged.
  • Another advantage is an embodiment in which an external pressure causes the Verforn Vietnamese of the housing insert, so that the housing insert follows the deflection of the rotors. With an external pressure can be effected targeted a deformation of the housing insert in the desired direction.
  • An advantageous embodiment provides that the external pressure is mechanically or hydraulically tracked to the fluid pressure. In both cases, a pressure translation can take place, which makes the effective surfaces on the housing insert easier to customize.
  • the external pressure can be adjusted electro-hydraulically by a pump control.
  • the housing insert With a pressure controlled by a pump control, the housing insert can adjust the load on the rotors.
  • the control of the external pressure by a pump control can ensure a more stable behavior of the housing insert.
  • at least one actuator can be provided, which deforms and / or displaces the housing insert following the deflection of the rotors. With such an actuator and its corresponding control depending on the pressure conditions can be specifically ensured that the housing insert follows the deflection of the rotors.
  • the housing insert is constructed horizontally divided into two parts. Such a construction makes the installation of the screw pump significantly easier. It is also advantageous that interchangeable shims are arranged between the housing insert parts. Upon wear of the housing insert parts, the spacer discs arranged therebetween can be replaced by flatter shims, thereby to reach the original diameter of the housing insert again. This significantly reduces the cost of maintenance of the screw pump.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention provides that the position of the housing insert in the housing is adjustable by means of adjusting devices. By means of these adjusting devices, the exact position of the housing insert in the housing can be adjusted before assembly of the housing set.
  • FIG 1 screw pump with tie rods
  • FIG. 1 screw pump with tie rods
  • FIG. 6 screw pump with spring-suspended housing insert
  • FIG. 7 screw pump with elastically deformable housing insert
  • FIG. 8 Screw pump with adjusting devices for housing insert
  • Figure 9a horizontally split housing insert
  • FIG. 9b a sectional view through a horizontally split housing insert
  • FIG. 10 screw pump with housing insert bearing element
  • FIG. 12 Screw pump with axially tilted seal on the housing insert
  • FIG. 14 Screw pump with spring-suspended housing insert
  • FIG. 15 screw pump with elastically deformable housing insert
  • FIG. 16 Screw pump with adjusting devices for housing insert.
  • 1 shows a screw pump 1 purely schematically shown in a sectional view.
  • the screw pump 1 comprises a multi-part housing 2, 2a, 2b, of which only two housing parts 2, 2a are indicated for a better overview.
  • the screw pump 1 further comprises two coupled chamber-forming rotors 3, 3a, wherein in Figure 1, only one of these rotors 3, 3a can be seen.
  • the rotors 3, 3a have, at least in regions, thread-shaped profiles 4, 4a.
  • These profiles 4, 4a comprise helical channels 5, 5a, which are delimited by partitions 6, 6a.
  • the tie rods 25 are connected to the housing parts 2, 2a in such a way that they hold together the parts of the housing 2, 2a, 2b.
  • the housing inserts 7, 7a arranged exchangeably in the housing enclose the rotors 3, 3a, only in the area of the profilings 4, 4a.
  • Between the housing inserts 7, 7a and also between the housing inserts 7, 7a and the housing 2, 2a are spacers 26 which are attached to the tie rods 25. It can be ensured with these spacers 26 that the position of the housing inserts 7, 7a relative to one another as well as to the housing 2, 2a on the tie rods 25 are maintained.
  • FIG. 2 shows an external representation of the screw pump 1 illustrated in a sectional view in FIG.
  • the housing inserts 7, 7a suspended on the tie rods 25 in the housing 2, 2a completely surround the thread-shaped profiles 4, 4a of the rotors 3, 3a, so that they are concealed in FIG.
  • the housing inserts 7, 7a circumferential seals 14, 14a which cause a seal between the housing inserts 7, 7a and the housing 2b.
  • the circumferential seals 14, 14 a are arranged in a plane axially tilted with respect to the rotor axes 10. This seal arrangement enables a radial force acting on the tilted plane, which causes a deformation of the housing inserts 7, 7a.
  • FIG. 4 shows a screw pump 1 is shown purely schematically.
  • the screw pump 1 comprises a multi-part housing 2, 2a, 2b in which a chamber forming rotor 3, 3a is indicated. For reasons of clarity, only one of the rotors 3, 3a is shown.
  • a screw pump comprises at least two rotors 3, 3a, wherein the rotors 3, 3a exert an opposing rotor movement and engage in a gearwheel-like manner.
  • the rotor 3, 3a has for this purpose two thread-shaped profiles 4, 4a with helical channels 5, 5a. These channels 5, 5a are bounded by partitions 6, 6a.
  • the rotors 3, 3a are surrounded without contact by a replaceable housing insert 7, wherein the rotors 3, 3a form with the housing insert 7 delivery chambers 8, 8a, in which the fluid to be conveyed axially along the rotor axes 10 from the suction chamber 1 1 migrates into the pressure chamber 12 and thereby promoted.
  • the housing insert 7 is suspended in the housing 2, 2 a, 2 b on tie rods 25.
  • the housing insert 7 For subdivision of the formed by the housing 2, 2a, 2b fluid chambers 1 1, 12 in the suction chamber 1 1 and pressure chamber 12, the housing insert 7 dividing walls 13, 13a, which allow a seal against the housing 2, 2a, 2b.
  • the housing insert 7 surrounding seals 14 b, 14 c are arranged between the housing 2 b and the housing insert.
  • FIG. 4 shows a sealing arrangement in which the seals 14, 14a which encircle the housing insert 7 are arranged in a plane E which is axially tilted with respect to the rotor axes 10.
  • This seal arrangement allows acting on the tilted plane E radial force, which causes a deformation of the housing insert 7.
  • the pressures acting on the tilted sealing plane E continue to be perpendicular to the seals 14, 14a, so that a radial component of the seals 14, 14 14a acting forces arises, which deforms the housing insert 7 and so easily allows this to the deflection of the rotors 3, 3a follows.
  • This radial component is indicated in FIG. 4 with the large arrows perpendicular to the plane of the seal E.
  • the deflection of the housing insert 7 is supported by the suspension to the tie rods 25.
  • FIG. 5 shows a screw pump 1 with an external pressurization on the housing insert 7.
  • an external pressure is indicated which causes a deformation of the housing insert 7, so that the housing insert 7 of the deflection of the rotors 3, 3a follows.
  • This external pressure 19 can be tracked mechanically or hydraulically to the fluid pressure.
  • the external pressure 19 can be adjusted electro-hydraulically by a pump control, not shown.
  • the external pressure 19 acts inter alia on the axially tilted seals 14, 14a. In this way, an adjustable deformation of the housing insert 7 can be achieved, so that the housing insert 7 of the deflection of the rotors 3, 3a follows.
  • FIG. 6 shows, purely schematically, a screw pump 1 with an elastically resilient, radially displaceable housing insert 7 suspended in the housing 2, 2a, 2b.
  • the housing insert 7 is suspended from tie rods 25 designed as spring elements 21, which are fixed to the housing 2, 2a are connected. It is particularly advantageous that the illustrated spring elements 21 or tie rods 25 are adjustable in terms of spring stiffness and or with respect to the equilibrium position. As a result, the deflection of the housing insert 7 can be influenced.
  • the screw pump 1 shown purely schematically in FIG. 7 has a housing insert 7 which can be elastically deformed in regions.
  • the housing insert 7 itself is provided with spring elements 21. These spring elements 21 are preferably arranged in special spring sections 22.
  • FIG. 8 shows, purely schematically, a screw pump 1 with adjusting devices 18 for the housing insert 7.
  • the housing insert 7 shown here surrounds the rotors 3, 3a only in the area of the profilings 4, 4a.
  • adjusting devices 18 are provided, which may be formed, for example, as a simple vertical adjustment screws. These are already preset in the housing 2, 2a, 2b prior to assembly of the housing insert 7 in the housing 2, 2a, 2b. Also shown in FIG.
  • actuators 23, 23a for example hydraulic cylinders, which can deform and / or displace the housing insert 7 following the deflection of the rotors 3, 3a.
  • the housing insert 7 is suspended from tie rods 25 in order to follow the deflection of the rotors 3,3a can.
  • FIG. 9a shows a horizontally split housing insert 7. This is constructed by two housing insert parts 15, 15, wherein the housing insert parts 15, 16 can be joined together by means of the indicated clamping screws 24, whereby a particularly simple assembly is possible.
  • interchangeable shims 17 are arranged between the housing inserts 15, 16. This makes it possible to achieve the original diameter of the housing insert 7 again after wear by the spacer plates 17 are replaced by narrower spacers.
  • FIG. 9b shows a sectional view through the horizontally split housing insert 7 according to FIG. 9a. Good to see here is the recess 29 for the two intermeshing rotors 3,3a (not shown here).
  • FIG. 10 shows, purely schematically, a further embodiment of the screw pump 1.
  • the profilings 4, 4a on the rotors 3, 3a are enclosed by the housing insert 7, which is suspended on the tie rods 25 in the housing 2b.
  • the tie rods 25 in turn are suspended from a housing insert bearing element 27, which is mounted as a unit with the rotors 3, 3a in the housing 2b and can be removed as a unit from the housing 2b.
  • the adjusting elements 28 With the adjusting elements 28, the position of the tie rods 25 relative to the housing insert bearing element 27 can be adjusted. This allows the position of the in the housing insert bearing element 27th rotors 3, 3 a are adjustable relative to the housing insert 7 suspended from the tie rods 25.
  • adjustment 28 to make this adjustment, especially adjusting screws in the vertical and horizontal directions come into question.
  • the adjustment can be made via spacers, which are installed in the required strength.
  • clamping wedges can be used, by adjusting the adjustment of the position is possible.
  • eccentric conical shaped sleeves can be used.
  • two mutually rotatable eccentric sleeves by suitable alignment and / or rotation to each other or against each other provide a suitable adjustment.
  • FIG. 1 a further screw pump 1 is shown purely schematically.
  • the screw pump 1 comprises a housing 2 in which a chamber forming rotor 3, 3a is indicated. For reasons of clarity, only one of the rotors 3, 3a is shown.
  • a screw pump comprises at least two rotors 3, 3a, wherein the rotors 3, 3a exert an opposing rotor movement and engage in a gearwheel-like manner.
  • the rotor 3, 3a has for this purpose two thread-shaped profiles 4, 4a with helical channels 5, 5a. These channels 5, 5a are bounded by partitions 6, 6a.
  • the rotors 3, 3a are surrounded without contact by a replaceable housing insert 7, wherein the rotors 3, 3a form with the housing insert 7 delivery chambers 8, 8a, in which the fluid to be conveyed axially along the rotor axes 10 from the suction chamber 1 1 migrates into the pressure chamber 12 and thereby promoted.
  • a resulting transverse force acts perpendicular to the rotor axes 10 and causes a deflection of the rotors 3, 3a, this may be in the range of 0.01 -1 mm depending on the design and size.
  • the housing insert 7 For subdivision of the formed by the housing 2 fluid chambers 1 1, 12 in the suction chamber 1 1 and pressure chamber 12, the housing insert 7 has partitions 13, 13 a, which allow a seal against the housing 2.
  • the housing insert 7 surrounding seals 14 b, 14 c are arranged between the housing 2 and the housing insert 7. With the large arrows in a horizontal orientation, a force acting on the circumferential seals 14b, 14c force is indicated. This force is formed by the pressure difference between the suction chamber 1 1 and pressure chamber 12 and acts in the axial direction. This converted into pure tensile / compressive stresses force is absorbed by the housing insert 7.
  • FIG. 12 shows a sealing arrangement in which the seals 14, 14a running around the housing insert 7 are arranged in a plane E which is axially tilted with respect to the rotor axes 10.
  • This seal arrangement allows acting on the tilted plane E radial force, which causes a deformation of the housing insert 7.
  • the pressures acting on the tilted sealing plane E continue to act perpendicularly on the seals 14, 14a, so that a radial component of the forces acting on the seals 14, 14a is produced, which deforms the housing insert 7 and thus makes it easy for it to deflect the rotors 3 , 3a follows.
  • This radial component is indicated in FIG. 12 with the large arrows perpendicular to the plane of the seal E.
  • FIG. 13 shows a screw pump 1 with an external pressurization on the housing insert 7.
  • an external pressure is indicated which causes a deformation of the housing insert 7, so that the housing insert 7 of the deflection of the rotors 3, 3a follows.
  • This external pressure 19 can be tracked mechanically or hydraulically to the fluid pressure.
  • the external pressure 19 can be adjusted electro-hydraulically by a pump control, not shown.
  • the external pressure 19 acts inter alia on the axially tilted seals 14, 14a.
  • an adjustable deformation of the housing insert 7 can be achieved, so that the housing insert 7 of the deflection of the rotors 3, 3a follows. This is achieved above all by the radial component of the resulting force indicated by the large arrows 20, 20a, 20b, 20c, which acts perpendicularly on the seals 14, 14a.
  • Figure 14 shows a purely schematic illustrated a screw pump 1 with a resiliently suspended in the housing 2 housing insert 7.
  • the housing insert 7 rests on spring elements 21 which are arranged below the housing insert 7 between them and the housing 2. It is particularly advantageous that the spring elements 21 shown are adjustable with respect to the spring hardness and or with respect to the equilibrium position.
  • the screw pump 1 shown purely schematically in FIG. 16 has a housing insert 7 which can be elastically deformed in regions.
  • the housing insert 7 itself is provided with spring elements 21.
  • These spring elements 21 are preferably arranged in special spring sections 22.
  • FIG. 16 shows, purely schematically, a screw pump 1 with adjusting devices 18 for the housing insert 7.
  • the housing insert 7 shown here surrounds the rotors 3, 3a only in the area of the profilings 4, 4a.
  • adjusting devices 18 are provided, which may be formed, for example, as a simple vertical adjustment screws. These are already preset in the housing 2 before mounting the housing insert 7 in the housing 2.
  • two actuators 23, 23a for example hydraulic cylinders, which can deform and / or displace the housing insert 7 following the deflection of the rotors 3, 3a.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schraubenspindelpumpe (1), insbesondere Doppelschraubenspindelpumpe, umfassend ein Gehäuse (2, 2a, 2b) und wenigstens zwei gekoppelte, kammerbildende Rotoren (3, 3a) mit jeweils wenigstens einer zumindest bereichsweise ausgebildeten gewindeförmigen Profilierung (4, 4a) mit schraubenförmigen Kanälen (5, 5a) und mit die Kanäle (5, 5a) begrenzenden Trennwänden (6, 6a), wobei die Rotoren (3, 3a) eine gegensinnige Rotordrehung ausüben und die Trennwände (6, 6a) zahnradartig ineinandergreifen, einen Gehäuseeinsatz (7), wobei der Gehäuseeinsatz (7) die Rotoren (3, 3a) kontaktfrei umschließt, wobei die Rotoren (3, 3a) mit dem Gehäuseeinsatz (7) wenigstens eine Förderkammer (8, 8a) für das zu fördernde Fluid bilden, wobei die Förderkammer (8, 8a) axial entlang der Rotorenachsen (10, 10a) wandert und das Fluid vom Saugraum (11) in einen Druckraum (12) fördert, wobei der Gehäuseeinsatz (7) an wenigstens einem Zuganker (25) im Gehäuse (2, 2a) aufgehängt ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Schraubenspindelpumpe (1) bei der eine resultierende Querkraft (F) senkrecht zu den Rotorenachsen (10, 10a) entsteht und eine Durchbiegung der Rotoren (3, 3a) bewirkt, wobei der Gehäuseeinsatz (7) der Durchbiegung der Rotoren folgt (3, 3a).

Description

SchraubensDindelDumpe Die Erfindung betrifft eine Schraubenspindelpumpe, insbesondere Doppelschraubenspindelpumpe, umfassend ein Gehäuse und wenigstens zwei gekoppelte, kammerbildende Rotoren mit jeweils wenigstens einer gewindeförmigen Profilierung mit schraubenförmigen Kanälen und mit die Kanäle begrenzenden Trennwänden, wobei die Rotoren eine gegensinnige Rotordrehung ausüben und die Trennwände zahnradartig ineinandergreifen, einen Gehäuseeinsatz, wobei der Gehäuseeinsatz die Rotoren kontaktfrei umschließt, wobei die Rotoren mit dem Gehäuseeinsatz wenigstens eine Förderkammer für das zu fördernde Fluid bilden, wobei die Förderkammer axial entlang der Rotorenachsen wandert und das Fluid vom Saugraum in einen Druckraum fördert.
Bei einer Schraubenspindelpumpe sind wenigstens zwei zwischen einem Saugraum und einem Druckraum drehbar gelagerte und kammerbildend ineinandergreifende Rotoren in einem die Rotoren umschließenden Gehäuseeinsatz angeordnet, die bei einer gegensinnigen Rotationsbewegung ein fließfähiges Fluid von einem Saugraum zu einem Druckraum fördern. Hierzu weisen die Rotoren eine gewindeförmige Profilierung mit schraubenförmigen Kanälen und mit die Kanäle bildenden Trennwänden auf. Mittels der Trennwände wird verhindert, dass bei der Rotationsbewegung der Rotoren das in einem Kanalabschnitt befindliche Fördermedium über die Trennwand hinweg in axialer Richtung zur Rotorenachse in einen benachbarten Kanalabschnitt entweichen kann. Ist die Steigung und Profilgebung der gewindeförmigen Profilierung konstant, so bleibt das Volumen der einzelnen Förderkammern in axialer Richtung konstant. Eine solche Schraubenspindelpumpe eignet sich daher besonders als Verdrängerpumpe. Während der Rotationsbewegung wandern die einzelnen Förderkammern gleichsam in axialer Richtung von dem Saugraum zu dem Druckraum und fördern dadurch kontinuierlich das in den Kammern befindliche Fluid. Eine kontinuierliche Förderung mit sehr geringen Pulsationen oder Veränderungen der Förderleistung stellt eine ausschlaggebende Eigenschaft für den Einsatz von Schraubenspindelpumpen dar. Die ineinandergreifenden Rotoren bilden in Umfangsrichtung und wegen des schraubenförmigen Verlaufs der Kanäle in axialer Richtung zur Rotorenachse jeweils abgeschlossene Förderkammern, die durch die Trennwände der ineinandergreifen Rotoren sowie durch die Innenwand des umgebenden Gehäuseeinsatzes begrenzt werden. Die Effizienz der Schraubenspindelpumpe hängt insbesondere von der Dichtheit der Förderkammern ab. Um eine ausreichende Dichtheit zu gewährleisten, ist es bisher erforderlich, den Gehäuseeinsatz aufwendig im Gehäuse der Schraubenspindelpumpe zu lagern. Dies hat insbesondere bei der Montage und Wartung erhebliche Nachteile, da eine genaue Ausrichtung des Gehäuseeinsatzes erfolgen muss, um eine ausreichende Dichtheit der Förderkammern zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schraubenspindelpumpe anzugeben, die die beschriebenen Nachteile behebt und eine einfache Montage des Gehäuseeinsatzes im Gehäuse ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schraubenspindelpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 .
Dadurch, dass der Gehäuseeinsatz an wenigstens einem Zuganker im Gehäuse aufgehängt ist, kann auf eine aufwendige Lagerung des Gehäuseeinsatzes verzichtet werden. Dies reduziert deutlich den Montage- und Wartungsaufwand. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zuganker die Teile des Gehäuses zusammenhält. Hierdurch ist ein besonders einfacher und dichter Gehäuseaufbau möglich.
Weiter vorteilhaft ist, dass der Gehäuseeinsatz auswechselbar auf dem Zuganker angeordnet ist. Dies ermöglicht eine einfache Auswechslung des Gehäuseeinsatzes bei Verschleiß und reduziert den Instandhaltungsaufwand.
Von besonderem Vorteil ist, dass der Gehäuseeinsatz die Rotoren nur im Bereich der Profilierung umschließt. Ein solcher Gehäuseeinsatz ist einfacher zu fertigen und das hierfür notwendige Material wird deutlich reduziert. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen dem Gehäuseeinsatz und dem Gehäuse Abstandshalter auf dem Zuganker angeordnet sind. Hierdurch lässt sich die Position des Gehäuseeinsatzes auf dem Zuganker einfach aber sicher festlegen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass mehrere Gehäuseeinsätze an dem Zuganker im Gehäuse aufgehängt sind. Hierdurch lässt sich eine flexibel einsetzbare und preiswert zu fertigende Schraubenspindelpumpe schaffen.
Vorteilhaft ist, dass zwischen den Gehäuseeinsätzen Abstandshalter auf dem Zuganker angeordnet sind. Hierdurch lässt sich die Position der Gehäuseeinsätze zueinander einfach aber sicher festlegen. Weiter vorteilhaft ist, dass der Zuganker als Federelement ausgebildet ist. Die Aufhängung des Gehäuseeinsatzes an einem als Federelement ausgebildeten Zuganker ermöglicht es, dass der Gehäuseeinsatz bei Berührungen durch die Rotoren nachgibt. Hierdurch lässt sich der Verschleiß an dem Gehäuseeinsatz bzw. an den Rotoren deutlich reduzieren. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gehäuseeinsatz im Gehäuse elastisch federnd aufgehängt ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Gehäuseeinsatz einfach einer im Betrieb auftretenden Durchbiegung der Rotoren quer zur Rotorenachse folgen kann.
Weiter vorteilhaft ist, dass die Federung der Aufhängung des Gehäuseeinsatzes hinsichtlich der Federhärte und/oder hinsichtlich der Gleichgewichtslage einstellbar ist. Mit solchen Einstellungsmöglichkeiten kann gewährleistet werden, dass der Spalt zwischen den Trennwänden der Rotoren und der Innenwand des Gehäuseeinsatzes möglichst konstant eingehalten wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Gehäuseeinsatz elastisch verformbar ist. Die elastische Verformbarkeit des Gehäuseeinsatzes ermöglicht ein besonders einfaches Folgen des Gehäuseeinsatzes bei Durchbiegung der Rotoren.
Besonders vorteilhaft ist, dass der Gehäuseeinsatz bereichsweise elastisch verformbar ist. Mittels eines bereichsweise elastisch verformbaren Gehäuseeinsatzes kann die Verformbarkeit des Gehäuseeinsatzes besonders gut an die auftretende Durchbiegung der Rotoren angepasst werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der auf dem Gehäuseeinsatz lastende Fördermediendruck eine Verformung des Gehäuseeinsatzes bewirkt, durch die der Gehäuseeinsatz einer Durchbiegung der Rotoren folgt. Auf diese Weise kann der Spalt zwischen Rotor und Gehäuseeinsatz abhängig von den Druckverhältnissen konstant gehalten werden. Zwischen den Trennwänden längs der Rotoren und der Innenwand des Gehäuseeinsatzes ist kein vollständig dichtender Abschluss gebildet, daher tritt in der Praxis durch den dort gebildeten Spalt regelmäßig ein entgegen der Fördererrichtung gerichteter Leckstrom des Förderfluids aus, der unter anderem dazu führt, dass der auf das Förderfluid wirkende Druck nicht sprungartig von dem Druck des Saugraums auf den Druck des Druckraums angehoben wird, sondern von Kammer zu Kammer jeweils zunimmt. In den einzelnen Kammern herrscht während des Betriebs der Schraubenspindelpumpe deshalb jeweils ein unterschiedlicher in Förderrichtung zunehmender Druck. Aufgrund der nicht rotationssymmetrischen, sondern schraubenförmigen Anordnung der einzelnen Kammern führen die in den Kammern herrschenden jeweils konstanten Druckverhältnisse zu einer resultierenden Querkraft, die in radialer Richtung auf die Rotoren einwirkt und dazu führt, dass die Rotoren der Schraubenspindelpumpe aus der vorgegebenen Ausgangslage ausgelenkt, also durchgebogen, werden. Hierdurch werden die Rotoren während des Betriebs der Schraubenspindelpumpe üblicherweise gegen den Gehäuseeinsatz gedrückt, so dass die Trennwände der Rotoren an die Innenwand des Gehäuseeinsatzes angepresst werden und ein unvorteilhafter Reibschluss entsteht, der die Funktionsweise der Schraubenspindelpumpe beeinträchtigt und einen deutlich erhöhten Verschleiß bewirkt. Dadurch, dass der Gehäuseeinsatz der Durchbiegung der Rotoren folgt, wird dieser Verschleiß deutlich reduziert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass am Gehäuseeinsatz angeordnete Trennwände zur Unterteilung der durch das Gehäuse gebildeten Fördermedienkammern in Saugraum und Druckraum so angeordnet sind, dass der auf den Trennwänden lastende Fördermediendruck eine Verformung des Gehäuseeinsatzes bewirkt, durch die der Gehäuseeinsatz einer durch die Querkräfte hervorgerufenen Durchbiegung der Rotoren folgt. Mittels dieser Anordnung kann sichergestellt werden, dass die Verformung des Gehäuseeinsatzes abhängig von dem in den Fördermedienkammern herrschenden Druckverhältnissen ist, so dass der Gehäuseeinsatz automatisch der Durchbiegung der Rotoren folgt.
Weiter vorteilhaft ist, dass zwischen dem Gehäuse und dem Gehäuseeinsatz angeordnete, den Gehäuseeinsatz umlaufende Dichtungen in einer axial verkippten Ebene angeordnet sind. Mittels dieser Dichtungsanordnung kann eine auf die verkippten Ebene wirkende Radialkraft erreicht werden, die sich aus der Druckdifferenz zwischen Saugraum und Druckraum ergibt. Mit dieser wirkenden Radialkraft kann besonders einfach erreicht werden, dass der Gehäuseeinsatz der Durchbiegung der Rotoren im Betrieb automatisch folgt.
Von Vorteil ist weiterhin, dass ein externer Druck eine Verformung des Gehäuseeinsatzes bewirkt, so dass der Gehäuseeinsatz einer durch die Querkräfte hervorgerufenen Durchbiegung der Rotoren folgt. Mit einem externen Druck kann besonders flexibel eine Verformung des Gehäuseeinsatzes in die gewünschte Richtung gezielt bewirkt werden. Eine vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass der externe Druck mechanisch oder hydraulisch dem Fluiddruck nachgeführt ist. In beiden Fällen kann eine Druckübersetzung stattfinden, welche die wirksamen Flächen am Gehäuseeinsatz einfacher anpassbar macht. Weiter vorteilhaft ist, dass der externe Druck elektrohydraulisch durch eine Pumpensteuerung eingestellt wird. Mit einem durch eine Pumpensteuerung gesteuerten Druck kann der Gehäuseeinsatz der Belastung der Rotoren einstellbar folgen. Speziell bei sehr dynamischen Belastungen kann die Ansteuerung des externen Drucks durch eine Pumpensteuerung ein stabileres Verhalten des Gehäuseeinsatzes gewährleisten.
Besonders vorteilhaft ist, wenn wenigstens ein Aktor vorgesehen ist, der den Gehäuseeinsatz der Durchbiegung der Rotoren folgend verformt und/oder verschiebt. Mit einem solchen Aktor kann einfach und flexibel sichergestellt werden, dass der Gehäuseeinsatz der Durchbiegung der Rotoren präzise folgt. Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Gehäuseeinsatz horizontal zweigeteilt aufgebaut ist. Ein solcher Aufbau macht die Montage der Schraubenspindelpumpe deutlich einfacher.
Weiter vorteilhaft ist, dass zwischen den Gehäuseeinsatzteilen austauschbare Abstandsscheiben angeordnet sind. Bei Verschleiß der Gehäuseeinsatzteile können die dazwischen angeordneten Abstandsscheiben durch flachere Abstandsscheiben ausgetauscht werden, um hierdurch den Ursprungsdurchmesser des Gehäuseeinsatzes wieder zu erreichen. Dies reduziert deutlich die Kosten für die Instandhaltung der Schraubenspindelpumpe.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Position des Gehäuseeinsatzes im Gehäuse mittels Justiereinrichtungen einstellbar ist. Mittels dieser Justiereinrichtungen kann die genaue Position des Gehäuseeinsatzes im Gehäuse bereits vor Montage des Gehäusesatzes eingestellt werden. Von besonderem Vorteil ist eine Ausgestaltung, bei der der Zuganker an einem Gehäuseeinsatzlagerelement aufgehängt ist und in seiner Position gegenüber dem Gehäuseeinsatzlagerelement einstellbar angeordnet ist, wobei die Rotoren an dem Gehäuseeinsatzlagerelement gelagert sind. Hierdurch lässt sich die Position der Rotoren gegenüber dem an dem Zuganker aufgehängten Gehäuseeinsatz einstellen und korrigieren. Die Verwendung eines solchen Gehäuseeinsatzlagerelements bietet den Vorteil, dass die Lage des Gehäuseeinsatzes gegenüber den Rotoren präzise eingestellt werden kann. Toleranzketten durch die Verwendung weiterer Bauteile zwischen den Elementen werden vermieden.
Die Erfindung betrifft ferner eine Schraubenspindelpumpe, insbesondere Doppelschraubenspindelpumpe, umfassend ein Gehäuse und wenigstens zwei gekoppelte, kammerbildende Rotoren mit jeweils wenigstens einer gewindeformigen Profilierung mit schraubenförmigen Kanälen und mit die Kanäle begrenzenden Trennwänden, wobei die Rotoren eine gegensinnige Rotordrehung ausüben und die Trennwände zahnradartig ineinandergreifen, einen Gehäuseeinsatz, wobei der Gehäuseeinsatz die Rotoren kontaktfrei umschließt, wobei die Rotoren mit dem Gehäuseeinsatz wenigstens eine Förderkammer für das zu fördernde Fluid bilden, wobei die Förderkammer axial entlang der Rotorenachsen wandert und das Fluid vom Saugraum in einen Druckraum fördert, wobei eine resultierende Querkraft senkrecht zu den Rotorenachsen entsteht und eine Durchbiegung der Rotoren bewirkt.
Bei einer solchen Schraubenspindelpumpe sind wenigstens zwei zwischen einem Saugraum und einem Druckraum drehbar gelagerte und kammerbildend ineinandergreifende Rotoren in einem die Rotoren umschließenden Gehäuseeinsatz angeordnet, die bei einer gegensinnigen Rotationsbewegung ein fließfähiges Fluid von einem Saugraum zu einem Druckraum fördern. Hierzu weisen die Rotoren eine gewindeförmige Profilierung mit schraubenförmigen Kanälen und mit die Kanäle bildenden Trennwänden auf. Mittels der Trennwände wird verhindert, dass bei der Rotationsbewegung der Rotoren das in einem Kanalabschnitt befindliche Fördermedium über die Trennwand hinweg in axialer Richtung in einen benachbarten Kanalabschnitt entweichen kann. Die ineinandergreifenden Rotoren bilden in Umfangsrichtung und wegen des schraubenförmigen Verlaufs der Kanäle in axialer Richtung zur Rotorenachse jeweils abgeschlossene Förderkammern, die durch die Trennwände der ineinandergreifen Rotoren sowie durch die Innenwand des umgebenden Gehäuseeinsatzes begrenzt werden.
Ist die Steigung und Profilgebung der gewindeförmigen Profilierung konstant, so bleibt das Volumen der einzelnen Förderkammern in axialer Richtung konstant. Eine solche Schraubenspindelpumpe eignet sich daher besonders als Verdrängerpumpe. Während der Rotationsbewegung wandern die einzelnen Förderkammern gleichsam in axialer Richtung von dem Saugraum zu dem Druckraum und fördern dadurch kontinuierlich das in den Kammern befindliche Fluid. Eine kontinuierliche Förderung mit sehr geringen Pulsationen oder Veränderungen der Förderleistung stellt eine ausschlaggebende Eigenschaft für den Einsatz von Schraubenspindelpumpen dar. Zwischen den Trennwänden längs der Rotoren und der Innenwand des Gehäuseeinsatzes ist kein vollständig dichtender Abschluss gebildet, daher tritt in der Praxis regelmäßig ein entgegen der Fördererrichtung gerichteter Leckstrom des Förderfluids aus, der unter anderem dazu führt, dass der auf das Förderfluid wirkende Druck nicht sprungartig von dem Druck des Saugraums auf den Druck des Druckraums angehoben wird, sondern von Kammer zu Kammer jeweils zunimmt. In den einzelnen Kammern herrscht während des Betriebs der Schraubenspindelpumpe deshalb jeweils ein unterschiedlicher in Förderrichtung zunehmender Druck. Aufgrund der nicht rotationssymmetrischen, sondern schraubenförmigen Anordnung der einzelnen Kammern führen die in den Kammern herrschenden jeweils konstanten Druckverhältnisse zu einer resultierenden Querkraft, die in radialer Richtung auf die Rotoren einwirkt und dazu führt, dass die Rotoren der Schraubenspindelpumpe aus der vorgegebenen Ausgangslage ausgelenkt werden. Hierdurch werden die Rotoren während des Betriebs der Schraubenspindelpumpe gegen den Gehäuseeinsatz gedrückt, so dass die Trennwände der Rotoren an die Innenwand des Gehäuseeinsatzes angepresst werden und ein unvorteilhafter Reibschluss entsteht, der die Funktionsweise der Schraubenspindelpumpe beeinträchtigt und einen deutlich erhöhten Verschleiß bewirkt. Um dies zu verhindern ist ein ausreichend großer Spalt zwischen den Trennwänden der Rotoren und der Innenwand des Gehäuseeinsatzes vorzusehen. Allerdings führt ein großer Spalt an dieser Stelle zu einer nicht unerheblichen Rückströmung entgegen der Fördererrichtung, was die Effizienz der Schraubenspindelpumpe deutlich einschränkt. Die im Betrieb der Schraubenspindelpumpe auftretenden Querkräfte sind insbesondere abhängig von der Viskosität des Fördermediums, von der Drehzahl der Rotoren und von der Druckdifferenz zwischen dem Saugraum und dem Druckraum. Diese Querkräfte sind im Wesentlichen proportional zur Druckdifferenz zwischen Druckraum und Saugraum. Aus der DE 727 434 A oder der US 3,291 ,061 A ist es bekannt, das benachbarte Dichtflächen oder benachbarte Dichtflächen und Kammern durch Bohrungen oder Verbindungsleitungen miteinander verbunden sind, durch die das Fördermedium fließen und austrittsseitig eine Druckkraft ausüben kann. Hierdurch wird versucht, eine der Querkraft entgegengesetzte Gegenkraft zu erzeugen, um die Auswirkungen der auftretenden Querkräfte zu reduzieren. Die damit erreichbare Verringerung der auftretenden Querkräfte ist jedoch äußerst gering.
Dadurch, dass der Gehäuseeinsatz der Durchbiegung der Rotoren folgt, kann sichergestellt werden, dass der Gehäuseeinsatz die Rotoren stets kontaktfrei umschließt. Hierdurch können die oben beschriebenen Nachteile behoben werden und eine deutliche Reduzierung des Verschleißes bzw. Steigerung der Effizienz ermöglicht werden. Der Spalt zwischen den Trennwänden der Rotoren und der Innenwand des Gehäuseeinsatzes verändert sich so nicht und kann hierdurch auf ein Minimum reduziert werden, wodurch die Dichtheit der Förderkammern und damit die Effizienz der Pumpe gesteigert wird. Bisher ist es nötig, den Spalt entsprechend der maximalen Durchbiegung der Rotoren auszulegen, um einen Kontakt und damit einen Verschleiß zwischen den Rotoren und dem Gehäuseeinsatz zu vermeiden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gehäuseeinsatz im Gehäuse elastisch federnd aufgehängt ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Gehäuseeinsatz einfach der Durchbiegung der Rotoren folgen kann. Weiter vorteilhaft ist, dass die Federung der Aufhängung des Gehäuseeinsatzes hinsichtlich der Federhärte und/oder hinsichtlich der Gleichgewichtslage einstellbar ist. Mit solchen Einstellungsmöglichkeiten kann gewährleistet werden, dass der Spalt zwischen den Trennwänden der Rotoren und der Innenwand des Gehäuseeinsatzes möglichst konstant eingehalten wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Gehäuseeinsatz elastisch verformbar ist. Die elastische Verformbarkeit des Gehäuseeinsatzes ermöglicht, dass der Gehäuseeinsatz sich über die gesamte Länge der Rotoren deren Durchbiegung folgend verformt, so dass über die gesamte Länge der Spalt zwischen den Trennwänden der Rotoren und der Innenwand des Gehäuseeinsatzes im Wesentlichen konstant bleibt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Gehäuseeinsatz bereichsweise elastisch verformbar. Dadurch kann die Verformung an die Durchbiegung der Rotoren angepasst werden. Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der auf dem Gehäuseeinsatz lastende Fördermediendruck die Verformung des Gehäuseeinsatzes bewirkt, durch die der Gehäuseeinsatz der Durchbiegung der Rotoren folgt. Auf diese Weise kann der Spalt zwischen Rotor und Gehäuseeinsatz abhängig von den Druckverhältnissen konstant gehalten werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass am Gehäuseeinsatz angeordnete Trennwände zur Unterteilung der durch das Gehäuse gebildeten Fördermedienkammern in Saugraum und Druckraum so angeordnet sind, dass der auf den Trennwänden lastende Fördermediendruck eine Verformung des Gehäuseeinsatzes bewirkt, durch die der Gehäuseeinsatz der Durchbiegung der Rotoren folgt. Mittels dieser Anordnung kann sichergestellt werden, dass die Verformung des Gehäuseeinsatzes abhängig von den in den Fördermedienkammern herrschenden Druckverhältnissen ist, so dass der Gehäuseeinsatz automatisch der Durchbiegung der Rotoren folgt.
Weiter vorteilhaft ist, dass zwischen dem Gehäuse und dem Gehäuseeinsatz angeordnete, den Gehäuseeinsatz umlaufende Dichtungen in einer axial verkippten Ebene angeordnet sind. Mittels dieser Dichtungsanordnung kann eine auf die verkippte Ebene wirkende Radialkraft erreicht werden, die sich aus der Druckdifferenz zwischen Saugraum und Druckraum ergibt. Mit dieser wirkenden Radialkraft kann besonders einfach erreicht werden, dass der Gehäuseeinsatz automatisch der Durchbiegung der Rotoren folgt.
Von Vorteil ist weiterhin eine Ausgestaltung, bei der ein externer Druck die Verfornnung des Gehäuseeinsatzes bewirkt, so dass der Gehäuseeinsatz der Durchbiegung der Rotoren folgt. Mit einem externen Druck kann gezielt eine Verformung des Gehäuseeinsatzes in die gewünschte Richtung bewirkt werden. Eine vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass der externe Druck mechanisch oder hydraulisch dem Fluiddruck nachgeführt ist. In beiden Fällen kann eine Druckübersetzung stattfinden, welche die wirksamen Flächen am Gehäuseeinsatz einfacher anpassbar macht.
Weiter vorteilhaft kann der externe Druck elektrohydraulisch durch eine Pumpensteuerung eingestellt werden. Mit einem durch eine Pumpensteuerung gesteuerten Druck kann der Gehäuseeinsatz der Belastung der Rotoren einstellbar folgen. Speziell bei sehr dynamischen Belastungen kann die Ansteuerung des externen Drucks durch eine Pumpensteuerung ein stabileres Verhalten des Gehäuseeinsatzes gewährleisten. Besonders vorteilhaft kann wenigstens ein Aktor vorgesehen sein, der den Gehäuseeinsatz der Durchbiegung der Rotoren folgend verformt und/oder verschiebt. Mit einem solchen Aktor und durch dessen entsprechende Ansteuerung in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen kann gezielt sichergestellt werden, dass der Gehäuseeinsatz der Durchbiegung der Rotoren folgt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Gehäuseeinsatz horizontal zweigeteilt aufgebaut ist. Ein solcher Aufbau macht die Montage der Schraubenspindelpumpe deutlich einfacher. Weiter vorteilhaft ist, dass zwischen den Gehäuseeinsatzteilen austauschbare Abstandsscheiben angeordnet sind. Bei Verschleiß der Gehäuseeinsatzteile können die dazwischen angeordneten Abstandsscheiben durch flachere Abstandsscheiben ausgetauscht werden, um hierdurch den Ursprungsdurchmesser des Gehäuseeinsatzes wieder zu erreichen. Dies reduziert deutlich die Kosten für die Instandhaltung der Schraubenspindelpumpe.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Position des Gehäuseeinsatzes im Gehäuse mittels Justiereinrichtungen einstellbar ist. Mittels dieser Justiereinrichtungen kann die genaue Position des Gehäuseeinsatzes im Gehäuse bereits vor Montage des Gehäusesatzes eingestellt werden.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den folgenden Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 : Schraubenspindelpumpe mit Zugankern;
Figur 2: Schraubenspindelpumpe mit Zugankern;
Figur 3: Schraubenspindelpumpe mit Rotor;
Figur 4: Schraubenspindelpumpe mit axial verkippter Dichtung;
Figur 5: Schraubenspindelpumpe mit externer
Druckbeaufschlagung;
Figuren 6: Schraubenspindelpumpe mit federnd aufgehängtem Gehäuseeinsatz;
Figur 7: Schraubenspindelpumpe mit elastisch verformbarem Gehäuseeinsatz; Figur 8: Schraubenspindelpumpe mit Justiereinrichtungen für Gehäuseeinsatz;
Figur 9a: horizontal zweigeteilter Gehäuseeinsatz und
Figur 9b: Schnittdarstellung durch horizontal zweigeteilten Gehäuseeinsatz;
Figur 10: Schraubenspindelpumpe mit Gehäuseeinsatzlagerelement;
Figur 1 1 : weitere Schraubenspindelpumpe; Figur 12: Schraubenspindelpumpe mit axial verkippter Dichtung am Gehäuseeinsatz;
Figur 13: Schraubenspindelpumpe mit externer
Druckbeaufschlagung am Gehäuseeinsatz;
Figur 14: Schraubenspindelpumpe mit federnd aufgehängtem Gehäuseeinsatz;
Figur 15: Schraubenspindelpumpe mit elastisch verformbarem Gehäuseeinsatz;
Figur 16: Schraubenspindelpumpe mit Justiereinrichtungen für Gehäuseeinsatz. Die Figur 1 zeigt eine Schraubenspindelpumpe 1 rein schematisch dargestellt in einer Schnittdarstellung. Die Schraubenspindelpumpe 1 umfasst ein mehrteiliges Gehäuse 2, 2a, 2b, von dem zur besseren Übersicht nur zwei Gehäuseteile 2, 2a angedeutet sind. Die Schraubenspindelpumpe 1 umfasst weiterhin zwei gekoppelte kammerbildende Rotoren 3, 3a, wobei in Figur 1 nur einer dieser Rotoren 3, 3a zu sehen ist. Die Rotoren 3, 3a weisen zumindest bereichsweise gewindeformig ausgebildete Profilierungen 4, 4a auf. Diese Profilierungen 4, 4a umfassen schraubenförmige Kanäle 5, 5a, welche durch Trennwände 6, 6a begrenzt werden. Bei einer gegensinnigen Rotorbewegung greifen die Trennwände 6, 6a der beiden Rotoren 3, 3a zahnradartig ineinander und bilden zusammen mit einem Gehäuseeinsatz 7, 7a wenigstens eine Förderkammer 8, 8a für das zu fördernde Fluid. Diese gebildeten Förderkammern 8, 8a wandern axial entlang der Rotorenachsen 10 und fördern das Fluid vom Saugraum 1 1 in den Druckraum 12. Der in Figur 1 dargestellte Gehäuseeinsatz 7, 7a ist an Zugankern 25 in dem Gehäuse 2, 2a aufgehängt. Gut zu erkennen ist außerdem, dass der Gehäuseeinsatz 7, 7a zweigeteilt ist bzw. zwei Gehäuseeinsätze 7, 7a in dem dargestellten Gehäuse 2, 2a an den Zugankern 25 aufgehängt sind. Die Zuganker 25 sind mit den Gehäuseteilen 2, 2a derart verbunden, dass sie die Teile des Gehäuses 2, 2a, 2b zusammenhalten. Die auswechselbar in dem Gehäuse angeordneten Gehäuseeinsätze 7, 7a umschließen die Rotoren 3, 3a, nur im Bereich der Profilierungen 4, 4a. Zwischen den Gehäuseeinsätzen 7, 7a und auch zwischen den Gehäuseeinsätzen 7, 7a und dem Gehäuse 2, 2a befinden sich Abstandshalter 26, die auf den Zugankern 25 aufgesteckt sind. Mit diesen Abstandshaltern 26 kann sichergestellt werden, dass die Position der Gehäuseeinsätze 7, 7a zueinander wie auch zu dem Gehäuse 2, 2a auf den Zugankern 25 eingehalten werden.
Die Figur 2 zeigt eine Außendarstellung der in Figur 1 in Schnittdarstellung dargestellten Schraubenspindelpumpe 1 . Die an den Zugankern 25 im Gehäuse 2, 2a aufgehängten Gehäuseeinsätze 7, 7a umschließen die gewindeförmigen Profilierungen 4, 4a der Rotoren 3, 3a vollständig, sodass diese in Figur 2 verdeckt sind. Dafür sind in Figur 2 deutlich die die Gehäuseeinsätze 7, 7a umlaufenden Dichtungen 14, 14a zu erkennen, welche zwischen den Gehäuseeinsätzen 7, 7a und dem Gehäuse 2b eine Abdichtung bewirken. Die umlaufenden Dichtungen 14, 14a sind in einer gegenüber den Rotorenachsen 10 axial verkippten Ebene angeordnet. Diese Dichtungsanordnung ermöglicht eine auf die verkippte Ebene wirkende Radialkraft, die eine Verformung der Gehäuseeinsätze 7, 7a bewirkt. Die auf die verkippte Dichtungsebene wirkenden Drücke wirken weiterhin lotrecht auf die Dichtungen 14, 14a, so dass eine Radialkomponente der auf die Dichtungen 14, 14a wirkenden Kräfte entsteht, welche den Gehäuseeinsatz 7 verformt und so einfach ermöglicht, dass dieser der Durchbiegung der Rotoren 3, 3a folgt. Zur genaueren Erläuterung wird auch auf die Figur 4 und die nachfolgende Beschreibung verwiesen. In Figur 3 ist eine Schraubenspindelpumpe 1 rein schematisch dargestellt. Die Schraubenspindelpumpe 1 umfasst ein mehrteiliges Gehäuse 2, 2a, 2b in dem ein Kammer bildender Rotor 3, 3a angedeutet ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist lediglich einer der Rotoren 3, 3a gezeigt. Eine Schraubenspindelpumpe umfasst jedoch wenigstens zwei Rotoren 3, 3a, wobei die Rotoren 3, 3a eine gegensinnige Rotorbewegung ausüben und zahnradartig ineinandergreifen. Der Rotor 3, 3a weist hierfür zwei gewindeförmige Profilierungen 4, 4a mit schraubenförmigen Kanälen 5, 5a auf. Diese Kanäle 5, 5a sind durch Trennwände 6, 6a begrenzt. Die Rotoren 3, 3a werden von einem austauschbaren Gehäuseeinsatz 7 kontaktfrei umschlossen, wobei die Rotoren 3, 3a mit dem Gehäuseeinsatz 7 Förderkammern 8, 8a ausbilden, in denen das zu fördernde Fluid axial entlang der Rotorenachsen 10 vom Saugraum 1 1 in den Druckraum 12 wandert und hierdurch gefördert wird. Hierdurch wirkt eine resultierende Querkraft senkrecht zu den Rotorenachsen 10 und bewirkt eine Durchbiegung der Rotoren 3, 3a, diese kann im Bereich von 0,01 -1 mm je nach Ausführung und Baugröße liegen. Der Gehäuseeinsatz 7 ist im Gehäuse 2, 2a, 2b an Zugankern 25 aufgehängt. Zur Unterteilung der durch das Gehäuse 2, 2a, 2b gebildeten Fördermedienkammern 1 1 , 12 in Saugraum 1 1 und Druckraum 12 weist der Gehäuseeinsatz 7 Trennwände 13, 13a auf, welche eine Abdichtung gegenüber dem Gehäuse 2, 2a, 2b ermöglichen. Hierzu sind zwischen dem Gehäuse 2b und dem Gehäuseeinsatz 7 den Gehäuseeinsatz 7 umlaufende Dichtungen 14b, 14c angeordnet. Mit den großen Pfeilen in horizontaler Ausrichtung ist eine auf die umlaufenden Dichtungen 14b, 14c wirkende Kraft angedeutet. Diese Kraft wird durch die Druckdifferenz zwischen Saugraum 1 1 und Druckraum 12 gebildet und stellt lediglich eine axial wirkende Kraft dar, die in reine Zug-/Druckspannungen umgesetzt wird, die vom Gehäuseeinsatz 7 aufgenommen werden.
Demgegenüber zeigt die Figur 4 eine Dichtungsanordnung, bei der die den Gehäuseeinsatz 7 umlaufenden Dichtungen 14, 14a in einer gegenüber den Rotorenachsen 10 axial verkippten Ebene E angeordnet sind. Diese Dichtungsanordnung ermöglicht eine auf die verkippte Ebene E wirkende Radialkraft, die eine Verformung des Gehäuseeinsatzes 7 bewirkt. Die auf die verkippte Dichtungsebene E wirkenden Drücke wirken weiterhin Lotrecht auf die Dichtungen 14, 14a, so dass eine Radialkomponente der auf die Dichtungen 14, 14a wirkenden Kräfte entsteht, welche den Gehäuseeinsatz 7 verformt und so einfach ermöglicht, dass dieser der Durchbiegung der Rotoren 3, 3a folgt. Diese radiale Komponente ist in Figur 4 mit den auf die Dichtungsebene E lotrecht angeordneten großen Pfeilen angedeutet. Die Durchbiegung des Gehäuseeinsatzes 7 wird durch die Aufhängung an den Zugankern 25 unterstützt.
In Figur 5 ist eine Schraubenspindelpumpe 1 mit einer externen Druckbeaufschlagung auf den Gehäuseeinsatz 7 gezeigt. Mit den beiden großen vertikalen Pfeilen 19 ist ein externer Druck angedeutet der eine Verformung des Gehäuseeinsatzes 7 bewirkt, sodass der Gehäuseeinsatz 7 der Durchbiegung der Rotoren 3, 3a folgt. Dieser externe Druck 19 kann mechanisch oder hydraulisch dem Fluiddruck nachgeführt werden. Außerdem kann der externe Druck 19 elektrohydraulisch durch eine nicht dargestellte Pumpensteuerung eingestellt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt der externe Druck 19 unter anderem auf die axial verkippten Dichtungen 14, 14a. Hierdurch kann eine einstellbare Verformung des Gehäuseeinsatzes 7 erreicht werden, so dass der Gehäuseeinsatz 7 der Durchbiegung der Rotoren 3, 3a folgt. Dies wird vor allem durch die mit den großen Pfeilen 20, 20a, 20b, 20c angedeutete radiale Komponente der resultierenden Kraft erreicht, welche lotrecht auf die Dichtungen 14, 14a wirkt. Die Figur 6 zeigt rein schematisch dargestellt eine Schraubenspindelpumpe 1 mit einem elastisch federnd, radial verschieblich im Gehäuse 2, 2a, 2b aufgehängten Gehäuseeinsatz 7. Hierzu ist der Gehäuseeinsatz 7 an als Federelemente 21 ausgebildeten Zugankern 25 aufgehängt, welche mit dem Gehäuse 2, 2a fest verbunden sind. Von besonderem Vorteil ist, dass die gezeigten Federelemente 21 oder Zuganker 25 hinsichtlich der Federhärte und oder hinsichtlich der Gleichgewichtslage einstellbar sind. Hierdurch lässt sich die Durchbiegung des Gehäuseeinsatzes 7 beeinflussen.
Die in Figur 7 rein schematisch dargestellte Schraubenspindelpumpe 1 weist einen bereichsweise elastisch verformbaren Gehäuseeinsatz 7 auf. Hierzu ist der Gehäuseeinsatz 7 selbst mit Federelementen 21 versehen. Diese Federelemente 21 sind vorzugsweise in speziellen Federabschnitten 22 angeordnet. Die Figur 8 zeigt rein schematisch dargestellt eine Schraubenspindelpumpe 1 mit Justiereinrichtungen 18 für den Gehäuseeinsatz 7. Der hier dargestellte Gehäuseeinsatz 7 umschließt die Rotoren 3, 3a nur im Bereich der Profilierungen 4, 4a. Zur Ausrichtung der Position des Gehäuseeinsatzes 7 im Gehäuse 2 sind Justiereinrichtungen 18 vorgesehen, welche beispielsweise als einfache vertikale Justierschrauben ausgebildet sein können. Diese werden vor Montage des Gehäuseeinsatzes 7 im Gehäuse 2, 2a, 2b bereits im Gehäuse 2, 2a, 2b voreingestellt. In Figur 8 außerdem dargestellt sind zwei Aktoren 23, 23a, beispielsweise Hydraulikzylinder, die den Gehäuseeinsatz 7 der Durchbiegung der Rotoren 3, 3a folgend verformen und / oder verschieben können. Auch hier ist der Gehäuseeinsatz 7 an Zugankern 25 aufgehängt, um der Durchbiegung der Rotoren 3,3a folgen zu können.
In Figur 9a ist ein horizontal zweigeteilter Gehäuseeinsatz 7 gezeigt. Dieser ist durch zwei Gehäuseeinsatzteile 15, 15 aufgebaut, wobei sich die Gehäuseeinsatzteile 15, 16 mittels der angedeuteten Spannschrauben 24 zusammenfügen lassen, wodurch eine besonders einfache Montage ermöglicht ist. Vorzugsweise sind zwischen den Gehäuseeinsatzteilen 15, 16 austauschbare Abstandsscheiben 17 angeordnet. Hierdurch ist es möglich nach Verschleiß den Ursprungsdurchmesser des Gehäuseeinsatzes 7 wieder zu erreichen, indem die Abstandsscheiben 17 durch schmalere Abstandsscheiben ersetzt werden.
Figur 9b zeigt eine Schnittdarstellung durch den horizontal zweigeteilten Gehäuseeinsatz 7 gemäß Figur 9a. Gut zu erkennen ist hier die Aussparung 29 für die zwei ineinandergreifenden Rotoren 3,3a (hier nicht dargestellt).
Figur 10 zeigt rein schematisch dargestellt eine weitere Ausführungsform der Schraubenspindelpumpe 1 . Die Profilierungen 4, 4a an den Rotoren 3,3a werden von dem Gehäuseeinsatz 7 umschlossen, welcher an den Zugankern 25 im Gehäuse 2b aufgehängt ist. Die Zuganker 25 wiederum sind an einem Gehäuseeinsatzlagerelement 27 aufgehängt, welches als Einheit mit den Rotoren 3, 3a in dem Gehäuse 2b gelagert ist und als Einheit aus dem Gehäuse 2b entnommen werden kann. Mit den Verstellelementen 28 lässt sich die Position der Zuganker 25 gegenüber dem Gehäuseeinsatzlagerelement 27 einstellen. Hierdurch lässt sich die Position der in dem Gehäuseeinsatzlagerelement 27 gelagerten Rotoren 3, 3a gegenüber dem an den Zugankern 25 aufgehängten Gehäuseeinsatz 7 einstellbar verändern. Als Verstellelemente 28, um diese Einstellung vorzunehmen, kommen vor allem Einstellschrauben in vertikaler und horizontaler Richtung infrage. Weiterhin kann die Einstellung über Distanzscheiben erfolgen, welche in der erforderlichen Stärke eingebaut werden. Außerdem können Klemmkeile verwendet werden, durch deren Justierung eine Einstellung der Position möglich ist. Weiterhin können exzentrisch konisch geformte Hülsen verwendet werden. Insbesondere können zwei zueinander drehbare exzentrische Hülsen durch geeignete Ausrichtung und / oder Verdrehung zueinander bzw. gegeneinander eine geeignete Einstellmöglichkeit bieten.
In Figur 1 1 ist eine weitere Schraubenspindelpumpe 1 rein schematisch dargestellt. Die Schraubenspindelpumpe 1 umfasst ein Gehäuse 2 in dem ein Kammer bildender Rotor 3, 3a angedeutet ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist lediglich einer der Rotoren 3, 3a gezeigt. Eine Schraubenspindelpumpe umfasst jedoch wenigstens zwei Rotoren 3, 3a, wobei die Rotoren 3, 3a eine gegensinnige Rotorbewegung ausüben und zahnradartig ineinandergreifen. Der Rotor 3, 3a weist hierfür zwei gewindeförmige Profilierungen 4, 4a mit schraubenförmigen Kanälen 5, 5a auf. Diese Kanäle 5, 5a sind durch Trennwände 6, 6a begrenzt. Die Rotoren 3, 3a werden von einem austauschbaren Gehäuseeinsatz 7 kontaktfrei umschlossen, wobei die Rotoren 3, 3a mit dem Gehäuseeinsatz 7 Förderkammern 8, 8a ausbilden, in denen das zu fördernde Fluid axial entlang der Rotorenachsen 10 vom Saugraum 1 1 in den Druckraum 12 wandert und hierdurch gefördert wird. Hierdurch wirkt eine resultierende Querkraft senkrecht zu den Rotorenachsen 10 und bewirkt eine Durchbiegung der Rotoren 3, 3a, diese kann im Bereich von 0,01 -1 mm je nach Ausführung und Baugröße liegen. Zur Unterteilung der durch das Gehäuse 2 gebildeten Fördermedienkammern 1 1 , 12 in Saugraum 1 1 und Druckraum 12 weist der Gehäuseeinsatz 7 Trennwände 13, 13a auf, welche eine Abdichtung gegenüber dem Gehäuse 2 ermöglichen. Hierzu sind zwischen dem Gehäuse 2 und dem Gehäuseeinsatz 7 den Gehäuseeinsatz 7 umlaufende Dichtungen 14b, 14c angeordnet. Mit den großen Pfeilen in horizontaler Ausrichtung ist eine auf die umlaufenden Dichtungen 14b, 14c wirkende Kraft angedeutet. Diese Kraft wird durch die Druckdifferenz zwischen Saugraum 1 1 und Druckraum 12 gebildet und wirkt in axialer Richtung. Diese in reine Zug-/Druckspannungen umgesetzte Kraft wird vom Gehäuseeinsatz 7 aufgenommen.
Demgegenüber zeigt die Figur 12 eine Dichtungsanordnung, bei der die den Gehäuseeinsatz 7 umlaufenden Dichtungen 14, 14a in einer gegenüber den Rotorenachsen 10 axial verkippten Ebene E angeordnet sind. Diese Dichtungsanordnung ermöglicht eine auf die verkippte Ebene E wirkende Radialkraft, die eine Verformung des Gehäuseeinsatzes 7 bewirkt. Die auf die verkippte Dichtungsebene E wirkenden Drücke wirken weiterhin Lotrecht auf die Dichtungen 14, 14a, so dass eine Radialkomponente der auf die Dichtungen 14, 14a wirkenden Kräfte entsteht, welche den Gehäuseeinsatz 7 verformt und so einfach ermöglicht, dass dieser der Durchbiegung der Rotoren 3, 3a folgt. Diese radiale Komponente ist in Figur 12 mit den auf die Dichtungsebene E lotrecht angeordneten großen Pfeilen angedeutet.
In Figur 13 ist eine Schraubenspindelpumpe 1 mit einer externen Druckbeaufschlagung auf den Gehäuseeinsatz 7 gezeigt. Mit den beiden großen vertikalen Pfeilen 19 ist ein externer Druck angedeutet der eine Verformung des Gehäuseeinsatzes 7 bewirkt, sodass der Gehäuseeinsatz 7 der Durchbiegung der Rotoren 3, 3a folgt. Dieser externe Druck 19 kann mechanisch oder hydraulisch dem Fluiddruck nachgeführt werden. Außerdem kann der externe Druck 19 elektrohydraulisch durch eine nicht dargestellte Pumpensteuerung eingestellt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt der externe Druck 19 unter anderem auf die axial verkippten Dichtungen 14, 14a. Hierdurch kann eine einstellbare Verformung des Gehäuseeinsatzes 7 erreicht werden, so dass der Gehäuseeinsatz 7 der Durchbiegung der Rotoren 3, 3a folgt. Dies wird vor allem durch die mit den großen Pfeilen 20, 20a, 20b, 20c angedeutete radiale Komponente der resultierenden Kraft erreicht, welche lotrecht auf die Dichtungen 14, 14a wirkt.
Auch Figur 14 zeigt rein schematisch dargestellt eine Schraubenspindelpumpe 1 mit einem elastisch federnd im Gehäuse 2 aufgehängten Gehäuseeinsatz 7. Hierzu liegt der Gehäuseeinsatz 7 auf Federelementen 21 auf, welche unterhalb des Gehäuseeinsatzes 7 zwischen diesen und dem Gehäuse 2 angeordnet sind. Von besonderem Vorteil ist, dass die gezeigten Federelemente 21 hinsichtlich der Federhärte und oder hinsichtlich der Gleichgewichtslage einstellbar sind.
Die in Figur 16 rein schematisch dargestellte Schraubenspindelpumpe 1 weist einen bereichsweise elastisch verformbaren Gehäuseeinsatz 7 auf. Hierzu ist der Gehäuseeinsatz 7 selbst mit Federelementen 21 versehen. Diese Federelemente 21 sind vorzugsweise in speziellen Federabschnitten 22 angeordnet.
Die Figur 16 zeigt rein schematisch dargestellt eine Schraubenspindelpumpe 1 mit Justiereinrichtungen 18 für den Gehäuseeinsatz 7. Der hier dargestellte Gehäuseeinsatz 7 umschließt die Rotoren 3, 3a nur im Bereich der Profilierungen 4, 4a. Zur Ausrichtung der Position des Gehäuseeinsatzes 7 im Gehäuse 2 sind Justiereinrichtungen 18 vorgesehen, welche beispielsweise als einfache vertikale Justierschrauben ausgebildet sein können. Diese werden vor Montage des Gehäuseeinsatzes 7 im Gehäuse 2 bereits im Gehäuse 2 voreingestellt. In Figur 16 außerdem dargestellt sind zwei Aktoren 23, 23a, beispielsweise Hydraulikzylinder, die den Gehäuseeinsatz 7 der Durchbiegung der Rotoren 3, 3a folgend verformen und / oder verschieben können.
Bezuaszeichenliste
1 Schraubenspindelpumpe
2a, 2b Gehäuseteile
3a Rotoren
4a Profilierungen
5a Kanäle
6a Trennwände (Rotor)
7 7a Gehäuseeinsatz
8 8a, Förderkammern
9 9a Dichtflächen
10 10a Rotorenachsen
1 1 Saugraum
12 Druckraum
13 13a Trennwände (Gehäuseeinsatz)
14 14a, 14b, 14c Dichtungen
15 Gehäuseeinsatzteil A
16 Gehäuseeinsatzteil B
17 Abstandsscheibe
18 Justiereinrichtung 19 Externer Druck
20 Radialkomponente
21 Federelemente
22 Federabschnitte
23 23a Aktor
24 Spannschrauben
E Verkippungsebene
25 Zuganker
26 Abstandshalter
27 Gehäuseeinsatzlagerelement
28 Verstellelemente
29 Aussparung für Rotoren

Claims

Patentansprüche
1 . Schraubenspindelpumpe (1 ), insbesondere Doppelschrauben- spindelpumpe, umfassend ein Gehäuse (2, 2a, 2b) und wenigstens zwei gekoppelte, kammerbildende Rotoren (3, 3a) mit jeweils wenigstens einer zumindest bereichsweise ausgebildeten, gewindeförmigen Profilierung (4, 4a) mit schraubenförmigen Kanälen (5, 5a) und mit die Kanäle (5, 5a) begrenzenden Trennwänden (6, 6a), wobei die Rotoren (3, 3a) eine gegensinnige Rotordrehung ausüben und die Trennwände (6, 6a) zahnradartig ineinandergreifen, einen Gehäuseeinsatz (7), wobei der Gehäuseeinsatz (7) die Rotoren (3, 3a) kontaktfrei umschließt, wobei die Rotoren (3, 3a) mit dem Gehäuseeinsatz (7) wenigstens eine Förderkammer (8, 8a) für das zu fördernde Fluid bilden, wobei die Förderkammer (8, 8a) axial entlang der Rotorenachsen (10, 10a) wandert und das Fluid vom Saugraum (1 1 ) in einen Druckraum (12) fördert,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Gehäuseeinsatz (7) an wenigstens einem Zuganker (25) im Gehäuse (2, 2a) aufgehängt ist.
2. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zuganker (25) die Teile des Gehäuses (2, 2a, 2b) zusammenhält.
3. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseeinsatz (7) auswechselbar auf dem Zuganker (25) angeordnet ist.
4. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseeinsatz (7) die Rotoren (3, 3a) nur im Bereich der Profilierung (4, 4a) umschließt.
5. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuseeinsatz (7) und dem
Gehäuse (2, 2a) Abstandshalter (26) auf dem Zuganker (25) angeordnet sind.
6. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Gehäuseeinsätze (7, 7a) an dem Zuganker (25) im Gehäuse (2, 2a, 2b) aufgehängt sind.
7. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Gehäuseeinsätzen (7, 7a) Abstandshalter (26) auf dem Zuganker (25) angeordnet sind.
8. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuganker (25) als Federelement (21 ) ausgebildet ist.
9. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseeinsatz (7, 7a) an dem Zuganker (25) im Gehäuse (2, 2a, 2b) elastisch federnd aufgehängt ist.
10. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federung der Zuganker (25) hinsichtlich der
Gleichgewichtslage und/oder der Federhärte einstellbar ist.
1 1 . Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseeinsatz (7, 7a) elastisch verformbar ist.
12. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseeinsatz (7, 7a) bereichsweise elastisch verformbar ist.
13. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der auf dem Gehäuseeinsatz (7, 7a) lastende
Fördermediendruck eine Verformung des Gehäuseeinsatzes (7, 7a) bewirkt, durch die der Gehäuseeinsatz (7, 7a) einer Durchbiegung der Rotoren (3, 3a) folgt.
14. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuseeinsatz (7, 7a) angeordnete
Trennwände (15, 15a) zur Unterteilung der durch das Gehäuse (2, 2a, 2b) gebildeten Fördermedienkammern (1 1 , 12) in Saugraum (1 1 ) und Druckraum (12) so angeordnet sind, dass der auf den Trennwänden (15, 15a) lastende Fördermediendruck eine Verformung des Gehäuseeinsatzes (7, 7a) bewirkt, durch die der Gehäuseeinsatz (7) einer Durchbiegung der Rotoren (3, 3a) folgt.
15. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (2, 2a, 2b) und dem Gehäuseeinsatz (7, 7a) angeordnete, den Gehäuseeinsatz (7, 7a) umlaufende Dichtungen (16, 16a) in einer axial verkippten Ebene (E) angeordnet sind.
16. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein externer Druck eine Verformung des Gehäuseeinsatzes (7, 7a) bewirkt, so dass die der Gehäuseeinsatz (7, 7a) einer Durchbiegung der Rotoren (3, 3a) folgt.
17. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Druck mechanisch oder hydraulisch dem Fluiddruck nachgeführt ist.
18. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Druck elektrohydraulisch durch eine Pumpensteuerung eingestellt wird.
19. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Aktor (23, 23a) vorgesehen ist, der den Gehäuseeinsatz (7, 7a) der Durchbiegung der Rotoren (3, 3a) folgend verschiebt.
20. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseeinsatz (7, 7a) horizontal zweigeteilt (17, 18) aufgebaut ist.
21 . Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Gehäuseeinsatzteilen (17, 18) austauschbare Abstandsscheiben (19) angeordnet sind.
22. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Gehäuseeinsatzes (7, 7a) im
Gehäuse (2, 2a, 2b) mittels Justiereinrichtungen (20) einstellbar ist.
23. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuganker (25) an einem Gehäuseeinsatzlagerelement (27) aufgehängt ist und in seiner Position gegenüber dem Gehäuseeinsatzlagerelement (27) einstellbar angeordnet ist, wobei die Rotoren (3, 3a) an dem Gehäuseeinsatzlagerelement (27) gelagert sind.
24. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine resultierende Querkraft (F) senkrecht zu den Rotorenachsen (10, 10a) entsteht und eine Durchbiegung der Rotoren (3, 3a) bewirkt, wobei der Gehäuseeinsatz (7) der Durchbiegung der Rotoren (3, 3a) folgt.
25. Schraubenspindelpumpe (1 ), insbesondere Doppelschrauben- spindelpumpe, umfassend ein Gehäuse (2) und wenigstens zwei gekoppelte, kammerbildende Rotoren (3, 3a) mit jeweils wenigstens einer gewindeförmigen Profilierung (4, 4a) mit schraubenförmigen Kanälen (5, 5a) und mit die Kanäle (5, 5a) begrenzenden Trennwänden (6, 6a), wobei die Rotoren (3, 3a) eine gegensinnige Rotordrehung ausüben und die Trennwände (6, 6a) zahnradartig ineinandergreifen, einen Gehäuseeinsatz (7), wobei der Gehäuseeinsatz (7) die Rotoren (3, 3a) kontaktfrei umschließt, wobei die Rotoren (3, 3a) mit dem Gehäuseeinsatz (7) wenigstens eine Förderkammer (8, 8a) für das zu fördernde Fluid bilden, wobei die Förderkammer (8, 8a) axial entlang der Rotorenachsen (10, 10a) wandert und das Fluid vom Saugraum (1 1 ) in einen Druckraum (12) fördert, wobei eine resultierende Querkraft (F) senkrecht zu den Rotorenachsen (10, 10a) entsteht und eine Durchbiegung der Rotoren (3, 3a) bewirkt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Gehäuseeinsatz (7) der Durchbiegung der Rotoren folgt (3, 3a).
26. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseeinsatz (7) im Gehäuse (2, 2a, 2b) elastisch federnd aufgehängt ist.
27. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Federung der Aufhängung des Gehäuseeinsatzes (7) hinsichtlich der Federhärte und/oder hinsichtlich der Gleichgewichtslage einstellbar ist.
28. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseeinsatz (7) elastisch verformbar ist.
29. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseeinsatz (7) bereichsweise elastisch verformbar ist.
30. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der auf dem Gehäuseeinsatz (7) lastende Fördermediendruck eine Verformung des Gehäuseeinsatzes (7) bewirkt, durch die der Gehäuseeinsatz (7) der Durchbiegung der Rotoren folgt (3, 3a).
31 . Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuseeinsatz (7) angeordnete Trennwände (13, 13a) zur Unterteilung der durch das Gehäuse (2) gebildeten Fördermedienkammern (1 1 , 12) in Saugraum (1 1 ) und Druckraum (12) so angeordnet sind, dass der auf den Trennwänden (13, 13a) lastende Fördermediendruck eine Verformung des Gehäuseeinsatzes (7) bewirkt, durch die der Gehäuseeinsatz (7) der Durchbiegung der Rotoren folgt (3, 3a).
32. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 24 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (2, 2a, 2b) und dem Gehäuseeinsatz (7) angeordnete, den Gehäuseeinsatz (7) umlaufende Dichtungen (14, 14a) in einer axial verkippten Ebene (E) angeordnet sind.
33. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 24 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass ein externer Druck eine Verformung des
Gehäuseeinsatzes (7) bewirkt, so dass der Gehäuseeinsatz (7) der Durchbiegung der Rotoren folgt (3, 3a).
34. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Druck mechanisch oder hydraulisch dem Fluiddruck nachgeführt ist.
35. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Druck elektrohydraulisch durch eine Pumpensteuerung eingestellt wird.
36. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 24 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Aktor (23, 23a) vorgesehen ist, der den Gehäuseeinsatz (7) der Durchbiegung der Rotoren (3, 3a) folgend verformt und/oder verschiebt.
37. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 24 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseeinsatz (7) horizontal zweigeteilt (15, 16) aufgebaut ist.
38. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Gehäuseeinsatzteilen (15, 16) austauschbare Abstandsscheiben (17) angeordnet sind.
39. Schraubenspindelpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 24 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Gehäuseeinsatzes (7) im Gehäuse (2, 2a, 2b) mittels Justiereinrichtungen (18) einstellbar ist.
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