<Desc/Clms Page number 1>
Einspindelpumpe
Die Erfindung betrifft Einspindelpumpen mit einem Gehäuse, in dem eine drehbare Spindel und eine an dieser örtlich anliegende, elastische Manschette untergebracht sind, und das an einem Ende der Manschette mit einem Einlass, an dem andern mit einem Auslass versehen ist.
Zur Förderung von Flüssigkeiten verschiedener Viskosität über verhältnismässig grosse Förderhöhe werden bislang verschiedene rotierende Verdrängerpumpen wie Zahnrad-, Drehkolbenpumpen od. ähnl. verwendet. Diese Pumpen sind im Aufbau kompliziert und ihre einzelnen Bauteile müssen sehr genau hergestellt und unter Einhaltung geringer Toleranzen zusammengebaut werden. Während des Betriebes verschleissen einzelne Teile sehr rasch, was einen Leistungrückgang zur Folge hat. Deswegen ist bereits eine Einspindelpumpe vorgeschlagen worden, deren Spindel von einer örtlich anliegenden, elastischen Manschette umgeben ist.
Aus der USA-Patentschrift Nr. 2, 621, 605 ist eine derartige Pumpe bekannt, in deren Gehäuse eine elastische Manschette sowie in dieser eine Spindel untergebracht ist. Um eine ausreichende Förderleistung zu erzielen, muss die Manschette nicht nur örtlich fest an der Spindel anliegen, sondern auch gegenüber dem Gehäuse gut abgedichtet sein. Dies bedingt eine komplizierte Querschnittsform sowie eine aufwendige Herstellung der Manschette ; ferner gestaltet sich die Sicherung gegen Verdrehen sehr schwierig. Dies hat weiters zur Folge, dass vorzeitig Abnützungs- und Materialermüdungs- erscheinungen auftreten, wodurch der Wirkungsgrad sinkt und einzelne Bauteile des öfteren ausgetauscht werden müssen.
Aufgabe und Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Einspindelpumpe, deren Herstellung wesentlich vereinfacht ist, bei der insbesondere die mühevolle Herstellung der Manschette entfällt und bei der ausserdem auch keine besondere Präzision der Rotorspindel erforderlich ist. Dieses Ziel lässt sich mit einer Einspindelpumpe des eingangs umrissenen Aufbaues erreichen, bei der erfindungsgemäss die Manschette mit dem Gehäuse ausschliesslich im Bereich des Flüssigkeitseinlasses fest verbunden und zwischen Spindel und Manschette ein hülsenförmiger Einsatz angeordnet ist, der steifer als die Manschette ist und über wenigstens einen Teil seiner Länge einen Schlitz od.
dgl. aufweist, in dessen Bereich Spindel und Manschette aneinander anliegen, und dass die der Gehäusewand zugekehrte Mantelfläche der Manschette dem auslassseitigen Flüssigkeitsdruck ausgesetzt ist.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung weist der Einsatz einen im wesentlichen hufeisenförmigen Querschnitt auf. Die Spindel kann ovalen Querschnitt aufweisen, wobei der Schlitz schraubenlinienförmig ausgebildet ist. Die Spindel kann auch mit einem zweigängien Gewinde versehen sein, und der Einsatz kann an seinen Enden ringförmig geschlossen sein und dazwischen sich etwa über einen Halbkreis erstrecken.
Mit dieser Konstruktion lassen sich die aufgezählten Nachteile und Mängel der bisher bekannten Ausführungen beseitigen.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen Achsenschnitt durch einen Pumpenteil, bei dem die weniger elastischen Stellen des elastischen Gliedes parallel zur Längsachse der
<Desc/Clms Page number 2>
Spindel verlaufen, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie A-A der Fig. 1.
Fig. 3 einen Achsenschnitt durch einen Pumpenteil einer weiteren Ausführungsform, mit einer zylindrischen Spindel mit einer oder mehreren abgerundeten Flächen, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie D-D der Fig. 3, Fig. 5 einen Achsenschnitt durch einen Pumpenteil mit alternativer Ausführung einer zylindrischen Spindel, Fig. 6 einen Schnitt nach Linie E-E der Fig. 5, Fig. 7 einen Achsenschnitt durch einen Pumpenteil einer weiteren Ausführungsform mit elastischem Glied anderer Ausführung und Fig. 8 bzw. 9 Querschnitte durch Spindeln anderer Ausgestaltung.
Gemäss Fig. 1 und 2 ist eine elastische Manschette --22-- innen mit einem elastischen Einsatz - versehen, der im Querschnitt die Form eines Hufeisens aufweist und längs der gesamten
EMI2.1
unabgedeckten Stellen liegt die Manschette flächenhaft fest an der Oberfläche der Spindel--23-auf, an den übrigen Stellen berührt der Einsatz--24--lediglich die erhöhten Stellen, d. h. die Gewindeköpfe der Spindel--23--, wodurch zwischen den Gewindefüssen und dem Einsatz die erforderlichen Förderräume gebildet werden. Zwischen der Aussenoberfläche der elastischen Manschette --22-- und der Innenoberfläche des Gehäuses21-- entsteht gleichfalls ein von der Austrittsseite zugänglicher Zwischenraum.
Damit wird erreicht, dass die Manschette während des Laufes der Pumpe unter dem Druck der geförderten Flüssigkeit ständig an die Spindel --23-- angepresst wird.
Der Einsatz--24--ist ebenfalls aus elastischem Material hergestellt, seine Dicke ist jedoch so gewählt, dass er unter dem Druck der Flüssigkeit die Spindel--23--zwar elastisch umfasst, aber nicht in deren einzelne Windungen eingepresst wird. Somit wird die selbsttätige Abgrenzung der Spielräume auch bei Verschleiss der Gleitflächen der Spindel --23-- und des Einsatzes--24--gesichert.
Dessen Schlitz --33-- kann zur Achse der Spindel --23-- parallel verlaufen mit dieser aber auch einen Wmkel einschliessen, z. B. nach einer mit dem Spindelgewinde gleich-oder gegensinnigen Schraubenlinie verlaufen. Ein Ergebnis dieser Gestaltung ist, dass die beim Drehen der Spindel--23-in den Hohlraum der elastischen Manschette --22-- entstehenden Reibungskräfte addiert bzw.
EMI2.2
wobei die Zonen unterschiedlicher Elastizität des Schlauches wieder entweder parallel zur Achsrichtung, schräg zur Achsrichtung, insbesondere längs einer Schraubenlinie verlaufen können, deren Schraubsinn gleich oder entgegengesetzt dem Schraubsinn des Gewindes der Spindel--23--ist.
Die Pumpe arbeitet so, dass die in Pfeilrichtung angesaugte Flüssigkeit bei einer Drehung der Spindel --23-- im richtigen Drehsinn entlang der Zwischenräume zwischen der Aussenoberfläche und der Innenoberfläche des Einsatzes --24-- gefördert wird und an der Druckseite austritt. Eine ausreichende Abdichtung sichert, wie bereits erwähnt, den Flüssigkeitsdruck auf die Aussenoberfläche der elastischen Manschette--22--.
Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen eine weitere Ausführung der Pumpe gemäss der Erfindung. Das Gehäuse --21-- hat wieder die Form eines Rohres und kann gleichzeitig zur Verbindung der Pumpe mit einem Elektromotor dienen. Innerhalb des Gehäuses ist mittels eines Saugstutzens --31--, dcr mit einem Schlitz--33--, der über einen Gang einer Schraubenlinie erstreckt ist, versehene, rohrförmige Einsatz --32-- aus elastischem Material festgeklemmt.
Ober den rohrförmigen Einsatz - ist fest die schlauchartige elastische Manschette --22-- gezogen. Zwischen der Aussenoberfläche der Manschette--22--und der Innenfläche des Gehäuses --21-- befindet sich ein Zwischenraum, der für den Eintritt der Flüssigkeit von der Druckseite der Pumpe aus offen ist.
Innerhalb des rohrförmigen Einsatzes --32-- befindet sich die Spindel--23-, die von der Druckseite der Pumpe her antreibbar ist. Diese Spindel besitzt einen ovalen Querschnitt und kann z. B. aus einem entsprechend geformten Rohr bestehen, an das eine Welle --34-- anschliesst.
Zwischen der Spindel--23--und der Innenfläche des rohrförmigen Einsatzes--32-- besteht über einen Teil des Umfanges ein Spiel. Die Manschette --22-- ist als ein in den Schlitz --33-des rohrförmigen Einsatzes--32-eindringender und fest auf der unter dem Schlitz liegenden Oberfläche der Spindel --23-- aufliegender Teil gestaltet, folgt somit örtlich der Berührungsfläche mit der Spindel--23--bei deren Drehbewegung und trennt in axialer Richtung den Saugraum von dem Druckraum der Pumpe, womit der erforderliche Fördereffekt gesichert ist. Damit eine gute Abdichtung zwischen der Spindel --23-- und der Manschette --22--- erreicht wird, ist deren Aussenoberfläche mit dem Austrittsdruck der Förderflüssigkeit belastet.
Der Einsatz --32-- hat zu diesem Zweck eine Dicke, die es ihm ermöglicht, unter dem Einfluss der Flüssigkeit die Gleitflächen der
<Desc/Clms Page number 3>
Spindel --23-- elastisch zu umfassen. Somit ist die selbsttätige Abgrenzung des Spielraumes gesichert u. zw. auch noch nach Verschleiss der Gleitflächen der Spindel--23--oder des Einsatzes--32--.
Die Fig. 5 und 6 zeigen noch eine andere Ausführung der Pumpe. Anders als bei der eben beschriebenen Konstruktion entsprechend den Fig. 3 und 4 ist die Spindel--23--an ihrer Oberfläche mit einer zweigängigen Schraubung versehen. Der Einsatz--32--ist dann mit einem Schlitz in Form eines kleinen Abschnittes einer Schraubenlinie von grosser Steigung aber mit entgegengesetzem Windungssinn, wie die Spindel --23-- versehen.
In Fig. 6 sind die Kräfte eingetragen, die während des Laufes der Pumpe wirksam werden.
Während der Rotation der Spindel --23-- in Pfeilrichtung ist die Oberfläche der elastischen Manschette --22-- von allen Seiten dem Druck der geförderten Flüssigkeit ausgesetzt. Diese Kräfte sind mit einem gemeinsamen Pfeil-P-bezeichnet. Unter dem Einfluss dieser Kraft wird die Manschette--22--an die Oberfläche der rotierenden Spindel --23-- gedrückt und bremst diese mittels der Reibkraft--T--, welche eine Reaktionskraft--R--gleicher GroBe, jedoch
EMI3.1
entsteht.
So entsteht ein selbständiger Spielausgleich zwischen der Spindel --23-- und der Manschette --22-- auch im Falle einer stärkeren Abnutzung der Reibflächen. Mit dieser Lösung erreicht man auch einen ausgeglichenen Lauf der Pumpe bei veränderlichem Austrittsdruck. Gleichzeitig wird eine minimale Abnutzung der Reibflächen und ein optimaler Wirkungsgrad der Pumpe erzielt.
Bei einer weiteren Ausführungsform (Fig. 7) weist der Einsatz --32-- eine grössere Wanddicke auf als bei den oben beschriebenen Konstruktionen und in seinem mittleren Bereich ist ähnlich wie gemäss Fig. 3 ein Schraubenlinienförmiger Schlitz --33- vorgesehen. Auf den Einsatz ist die Manschette --22-- aufgezogen, die an ihrer Innenseite mit einem den Schlitz --33-- längs seines gesamten Verlaufes durchsetzenden Vorsprung--35--versehen ist. Der dem Schlitz--33-hinsichtlich seiner Form entsprechende Vorsprung --35-- ragt über den Schlitz --33-- so weit vor, dass er die Spindel--23--mit seiner Innenfläche dichtend berührt.
Aus den Fig. 8 und 9 gehen schematisierte Beispiele anderer möglicher Spindelprofile hervor. überdies können die Spindel--23--sowie der Hohlraum der elastischen Manschette--22--auch anders gestaltet sein sein als zylindrisch, z. B. sich verjüngen. Auch die Länge des Hohlraumes muss keineswegs grösser als sein Durchmesser sein, er kann sogar als flacher Ringraum mit beidseitig dichtenden Elementen gestaltet sein, so dass sich eine flach gebaute Pumpe ergibt.
Erfindungsgemässe Pumpen sind insbesondere für die Förderung sehr verschieden beschaffener und wirkender chemischer Produkte und Lösungen, Latex- und andern Farben, Kalkmilch u. ähnl. verwendbar. Ein wesentlicher Vorzug liegt darin, dass die einzelnen Bauteile der Pumpe durchwegs verhältnismässig unkompliziert sind und auch bei der Herstellung eine besondere Präzision nicht erforderlich ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einspindelpumpe mit einem Gehäuse, in dem eine drehbare Spindel und eine an dieser örtlich anliegende, elastische Manschette untergebracht sind, und das an einem Ende der Manschette mit einem Einlass, an dem andern mit einem Auslass versehen ist, d gekennzeichnet, dass die Manschette (22) mit dem Gehäue (21) ausschliesslich im Bereich des Flüssigkeitseinlasses fest verbunden und zwischen Spindel (23) und Manschette (22) ein hülsenförmiger Einsatz angeordnet ist, der steifer als die Manschette ist und über wenigstens einen Teil seiner Länge einen Schlitz (33) od. dgl. aufweist, in dessen Bereich Spindel und Manschette aneinander anliegen und dass die der Gehäusewand zugekehrte Mantelfläche der Manschette dem auslassseitigen Flüssigkeitsdruck ausgesetzt ist.
EMI3.2
<Desc / Clms Page number 1>
Single spindle pump
The invention relates to single-screw pumps with a housing in which a rotatable spindle and a resilient sleeve abutting it are accommodated, and which is provided with an inlet at one end of the sleeve and an outlet at the other.
Various rotating displacement pumps such as gear pumps, rotary lobe pumps, etc. have been used to promote liquids of different viscosity over a relatively large delivery head. used. These pumps are complicated in structure and their individual components have to be manufactured very precisely and assembled in compliance with small tolerances. During operation, individual parts wear out very quickly, which results in a drop in performance. For this reason, a single-spindle pump has already been proposed, the spindle of which is surrounded by a locally adjacent, elastic sleeve.
Such a pump is known from the USA patent specification No. 2, 621, 605, in the housing of which an elastic sleeve and a spindle is accommodated. In order to achieve a sufficient delivery rate, the sleeve not only has to be in close contact with the spindle, but also has to be well sealed against the housing. This requires a complicated cross-sectional shape and an expensive production of the cuff; Furthermore, securing against rotation is very difficult. This also has the consequence that signs of wear and tear and material fatigue occur prematurely, as a result of which the efficiency drops and individual components often have to be replaced.
The object and aim of the invention is to create a single-spindle pump, the manufacture of which is considerably simplified, in which the laborious manufacture of the sleeve in particular is dispensed with and in which, in addition, no particular precision of the rotor spindle is required. This goal can be achieved with a single-spindle pump of the structure outlined above, in which, according to the invention, the cuff is firmly connected to the housing exclusively in the area of the liquid inlet and a sleeve-shaped insert is arranged between the spindle and the cuff, which is stiffer than the cuff and over at least one part its length a slot or.
The like. Has, in the area of which the spindle and cuff abut one another, and that the casing surface of the cuff facing the housing wall is exposed to the fluid pressure on the outlet side.
According to further features of the invention, the insert has a substantially horseshoe-shaped cross section. The spindle can have an oval cross section, the slot being designed in the shape of a helix. The spindle can also be provided with a two-start thread, and the insert can be closed in a ring shape at its ends and extend approximately over a semicircle between them.
With this construction, the disadvantages and deficiencies of the previously known designs can be eliminated.
The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments which are illustrated in the drawings. In the drawings, Fig. 1 shows an axial section through a pump part, in which the less elastic points of the elastic member parallel to the longitudinal axis of the
<Desc / Clms Page number 2>
Spindle run, Fig. 2 is a section along line A-A of Fig. 1.
3 shows an axial section through a pump part of a further embodiment, with a cylindrical spindle with one or more rounded surfaces, FIG. 4 shows a section along line DD in FIG. 3, FIG. 5 shows an axial section through a pump part with an alternative embodiment of a cylindrical spindle 6 shows a section along line EE in FIG. 5, FIG. 7 shows an axial section through a pump part of a further embodiment with an elastic member of another embodiment, and FIGS. 8 and 9 cross sections through spindles of another embodiment.
According to FIGS. 1 and 2, an elastic cuff --22 - is provided with an elastic insert inside - which has the shape of a horseshoe in cross section and along the entire length
EMI2.1
In uncovered places, the sleeve rests firmly against the surface of the spindle - 23 -, at the other places the insert - 24 - only touches the raised places, i. H. the threaded heads of the spindle - 23 -, whereby the necessary conveying spaces are formed between the threaded feet and the insert. Between the outer surface of the elastic cuff --22 - and the inner surface of the housing21 - there is also an intermediate space accessible from the outlet side.
This ensures that the cuff is constantly pressed against the spindle --23-- while the pump is running under the pressure of the liquid being pumped.
The insert - 24 - is also made of elastic material, but its thickness is selected so that, under the pressure of the liquid, it encompasses the spindle - 23 - elastically, but is not pressed into its individual turns. In this way, the automatic delimitation of the clearances is ensured even if the sliding surfaces of the spindle --23 - and the insert - 24 - are worn.
Its slot --33-- can run parallel to the axis of the spindle --23-- but also include an angle with it, e.g. B. after a helical line in the same direction or in the opposite direction with the spindle thread. One result of this design is that the frictional forces that arise when the spindle - 23 - is turned into the cavity of the elastic sleeve --22--
EMI2.2
wherein the zones of different elasticity of the hose can again either run parallel to the axial direction, obliquely to the axial direction, in particular along a helical line, the screwing direction of which is the same or opposite to the screwing direction of the thread of the spindle - 23 -.
The pump works in such a way that the liquid sucked in in the direction of the arrow --23-- is conveyed in the correct direction of rotation along the spaces between the outer surface and the inner surface of the insert --24-- and emerges on the pressure side. As already mentioned, a sufficient seal ensures the fluid pressure on the outer surface of the elastic sleeve - 22 -.
3 and 4 illustrate a further embodiment of the pump according to the invention. The housing --21 - is again in the form of a tube and can also be used to connect the pump to an electric motor. Inside the housing, a tubular insert --32-- made of elastic material is clamped by means of a suction nozzle --31--, dcr with a slot - 33-- which extends over a thread of a helical line.
The hose-like elastic cuff --22-- is firmly pulled over the tubular insert. Between the outer surface of the sleeve - 22 - and the inner surface of the housing --21 - there is an intermediate space which is open for the entry of the liquid from the pressure side of the pump.
Inside the tubular insert -32- is the spindle -23- which can be driven from the pressure side of the pump. This spindle has an oval cross section and can, for. B. consist of a correspondingly shaped pipe to which a shaft --34-- connects.
Between the spindle - 23 - and the inner surface of the tubular insert - 32 - there is play over part of the circumference. The sleeve -22- is designed as a part that penetrates into the slot -33- of the tubular insert -32 and rests firmly on the surface of the spindle -23- lying under the slot, thus locally following the contact surface with the spindle - 23 - during its rotary movement and separates the suction chamber from the pressure chamber of the pump in the axial direction, thus ensuring the required pumping effect. In order to achieve a good seal between the spindle --23-- and the sleeve --22 ---, their outer surface is loaded with the discharge pressure of the pumped liquid.
For this purpose, the insert -32- has a thickness that enables it to move the sliding surfaces of the
<Desc / Clms Page number 3>
Spindle --23-- to be held elastically. Thus, the automatic delimitation of the scope is secured u. between even after wear of the sliding surfaces of the spindle - 23 - or of the insert - 32 -.
Figs. 5 and 6 show yet another embodiment of the pump. In contrast to the construction just described in accordance with FIGS. 3 and 4, the surface of the spindle 23 is provided with a two-thread screw connection. The insert - 32 - is then provided with a slot in the form of a small section of a helical line with a steep incline but with the opposite direction of winding, like the spindle --23 -.
In Fig. 6, the forces are entered, which take effect while the pump is running.
During the rotation of the spindle --23-- in the direction of the arrow, the surface of the elastic sleeve --22-- is exposed to the pressure of the pumped liquid from all sides. These forces are denoted by a common arrow P. Under the influence of this force, the cuff - 22 - is pressed against the surface of the rotating spindle --23 - and brakes it by means of the frictional force - T - which, however, has a reaction force - R - of the same magnitude
EMI3.1
arises.
This creates an independent backlash compensation between the spindle --23 - and the sleeve --22 - even in the event of greater wear on the friction surfaces. This solution also enables the pump to run smoothly with a variable outlet pressure. At the same time, minimal wear and tear on the friction surfaces and optimum pump efficiency are achieved.
In a further embodiment (Fig. 7) the insert --32-- has a greater wall thickness than in the constructions described above and in its central area a helical slot --33- is provided in a manner similar to that shown in FIG. 3. The sleeve --22-- is pulled onto the insert and is provided on its inside with a projection --35 - which penetrates the slot --33-- along its entire course. The projection -35- corresponding to the slot -33- in terms of its shape protrudes beyond the slot -33- so far that its inner surface makes a sealing contact with the spindle -23.
FIGS. 8 and 9 show schematic examples of other possible spindle profiles. In addition, the spindle - 23 - and the cavity of the elastic sleeve - 22 - can also be designed differently than cylindrical, e.g. B. taper. The length of the cavity does not have to be greater than its diameter, it can even be designed as a flat annular space with elements that seal on both sides, so that a flat pump results.
Pumps according to the invention are particularly useful for pumping chemical products and solutions, latex and other paints, milk of lime and the like, of very different nature and action. similar usable. An essential advantage is that the individual components of the pump are consistently relatively uncomplicated and no particular precision is required during manufacture.
PATENT CLAIMS:
1. Single-screw pump with a housing in which a rotatable spindle and a resilient sleeve abutting this locally are accommodated, and which is provided with an inlet at one end of the sleeve and an outlet at the other, d marked that the sleeve (22) is fixedly connected to the housing (21) exclusively in the area of the liquid inlet and a sleeve-shaped insert is arranged between the spindle (23) and the collar (22), which is stiffer than the collar and has a slot (33) over at least part of its length ) or the like, in the area of which the spindle and cuff are in contact with one another and that the outer surface of the cuff facing the housing wall is exposed to the fluid pressure on the outlet side.
EMI3.2