DE2643781A1

DE2643781A1 - Rotationspumpe zur foerderung von heissem pech, heissem asphalt und anderen viskosen, verfestigbaren materialien

Info

Publication number: DE2643781A1
Application number: DE19762643781
Authority: DE
Inventors: Minoru Akimoto; Masaharu Tmizawa
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1975-10-02
Filing date: 1976-09-29
Publication date: 1977-07-14
Also published as: GB1558814A; US4060353A; DE2643781C2; FR2326599B1; JPS5248101U; CA1078254A; FR2326599A1; IT1124764B

Description

uexkül:. x dtolderg Patentanwälte

RFSFI ERSt-(AKSE 4 L· D M- O / ö I

aOOO HAMBURG 52

DR. J.-D. FRHR. von UEXKÜLL

DR. ULRICH GRAF STOLBERG DIPL.-INX3. JÜRGEN SUCHANTKE

Kureha Kagaku Kogyo (Prio: 2. Oktober 1975

Kabushiki Kaisha _{JA 133993/t975} _ ₁₃₄₆₇₎

Nr. 8, Horidome-cho 1-chome,

Nihonbashi, Chuo-ku, Tokio/Japan Hamburg, 28. September 1976

Rotationspumpe zur Förderung von heißem Pech, heißem Asphalt und anderen viskosen,- verfestigbaren Materialien

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationspumpe zur Förderung von heißem Pech, heißem Asphalt und ähnlichen viskosen, verfestigbaren Materialien, und insbesondere auf eine Rotationspumpe mit einer verbesserten Stopfbuchse, so daß das heiße Pech oder der heiße Asphalt, der entlang der Antriebswelle austritt, sich verfestigt und in ein Pulver umgewandelt wird, bevor er auf den Boden fällt.

Rotationspumpen, etwa Innen-Zahnradpumpen werden in großem Umfang zur Förderung von heißem Asphalt oder Pech benutzt. Bei Rotationspumpen kann das gepumpte Fluid üblicherweise durch den freien Raum um den Umfang der Antriebswelle allmählich hindurchlecken, um so eine Schmierung zwischen der Antriebswelle und der Stopfbuchse zu erhalten, die die Antriebswelle umgibt, wodurch die Lebensdauer der Pumpe erhöht wird.

709828/0 2 05

Die Innen-Zahnradpumpe hat beispielsweise zwei in einem Gehäuse angeordnete exzentrische Zahnräder, von denen eines von der Antriebswelle gedreht wird, die in einer Lagerplatte des Gehäuses gehalten ist. In der Lagerplatte ist außerdem ein die Antriebswelle umgebendes Dichtungsgehäuse vorgesehen, das eine Dichtung einschließt, die den Durchtritt von zu pumpendem Fluid durch den Umfangsfreiraum der Antriebswelle steuert. Die Dichtung wird von einer Stopfbuchse in ihrer Lage im Dichtungsgehäuse gehalten, die in das Dichtungsgehäuse eingepaßt und befestigt ist.

Soll mit einer üblichen Rotationspumpe heißer Asphalt oder heißes Pech mit einer Temperatur von 300 C bis 500 C gefördert werden, so ergeben sich dadurch Schwierigkeiten, daß das zu fördernde Material durch das äußere Ende der Stopfbuchse auf den Boden tropft und sich dort zu einer oder mehreren großen Ablagerungen von verfestigtem Pech oder Asphalt ansammelt, so daß zusätzlicher Arbeitsaufwand für das Entfernen erforderlich ist, was sich insbesondere bei einem kontinuierlichen Betrieb bemerkbar macht.

Demgegenüber soll mittels der Erfindung eine Rotationspumpe geschaffen werden, mit der dieser Nachteil vermieden wird und die insbesondere das hindurchtretende Material pulverisiert, bevor es auf den Boden gelangt.

709828/0205

Die Erfindung betrifft somit eine Rotationspumpe mit einem einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse, einem im Gehäuse angeordneten, zur Bewegung des zu pumpenden Fluids vom Einlaß zum Auslaß drehbaren Flügelrad, das mit einer im Gehäuse gehalterten Antriebswelle verbunden ist, sowie mit einem im Gehäuse angeordneten, die Antriebswelle umgebenden zylindrischen Dichtungsgehäuse mit einer Dichtung zur Regelung des Durchtritts von zu pumpendem Fluid entlang der Antriebswelle und einer zylindrischen Stopfbuchse, die sich dadurch auszeichnet, daß das zylindrische Dichtungsgehäuse an seinem äußeren Ende einen Flansch aufweist und die Stopfbuchse an gegenüberliegenden Seiten eines Ringflansches eine äußere Verlängerung trägt, daß der zylindrische Körper der Stopfbuchse zwischen dem Dichtungsgehäuse und der Antriebswelle zur Halterung der Dichtung in ihrer Lage im Dichtungsgehäuse eingepaßt ist und der Ringflansch am Flansch am äußeren Ende des Dichtungsgehäuses befestigt ist, daß das innere Ende des zylindrischen Körpers der Stopfbuchse einen kurzen, verengten Querschnitt aufweist, dessen kleinerer innerer Durchmesser um die Antriebswelle einen verengten Freiraum bildet, der etwa die halbe Stärke des vom übrigen Teil der Stopfbuchse gebildeten Freiraums aufweist, und daß die äußere Verlängerung der Stopfbuchse einen verlängerten Durchlaß bildet, in dem durchtretendes Fluid verfestigt und pulverisiert wird, bevor es aus dem äußeren Ende der Verlängerung der Stopfbuchse herausfällt.

709828/0205

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine übliche Innen-Zahnradpumpe.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig.

Fig. 3 zeigt in einem Teilschnitt eine Stopfbuchse mit einer

äußeren zylindrischen Verlängerung gemäß der Erfindung.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Innen-Zahnradpumpe 11 hat ein Gehäuse 12 mit einem innenverzahnten Zahnrad 13 und einem Antriebszahnrad 14, das exzentrisch bezüglich dem Zahnrad 13 angeordnet ist und mit diesem an einer Stelle seines Umfangs kämmt. Ein Kreiszweieck 15 ist zur Bildung einer Dichtung zwischen der Ansaugseite und der Abgabeseite der Pumpe in üblicher Weise zwischen den beiden Zahnrädern angeordnet. Am Einlaß 16 eintretende Flüssigkeit wird zwischen den Zahnrädern 13 und 14, dem Kreiszweieck 15 und dem Gehäuse 12 eingeschlossen und in den Auslaß 17 befördert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Pumpe 11 von einer Antriebswelle 18 angetrieben, die in einer Lagerplatte des Pumpengehäuses 12 gehalten ist, während das Antriebszahnrad 14 drehbar über

709828/0.205

_^_ 2G43781

■■;. . - Λ-

eine Buchse 19 auf einem Zapfen 20 befestigt ist, der seinerseits fest an der anderen Lagerplatte des Gehäuses 12 angebracht ist.

Der Durchtritt von zu pumpendem Fluid, insbesondere zu pumpender Flüssigkeit entlang der Antriebswelle 18 wird von einer Dichtung oder Packung 21 geregelt, die in einem zylindrischen, die Antriebswelle 18 umgebenden Dichtungsgehäuse 22 angeordnet ist. Die Dichtung 21 wird von einer Stopfbuchse 23 in ihrer Lage gehalten, die die Form eines kurzen, mit Flansch versehenen Rohres hat (Fig. 2). Der zylindrische Körper der Stopfbuchse 23 ist in das Dichtungsgehäuse 21 eingepaßt, so daß sein inneres Ende an der Dichtung 21 anliegt, während der Flansch der Stopfbuchse 23 mittels Gewindebolzen an einem Flansch am äußeren Ende des Dichtungsgehäuses 22 befestigt ist.

Wie vorstehend bereits erwähnt, soll die zu pumpende Flüssigkeit geringfügig durch den freien Raum zwischen der Antriebswelle 18 und der Dichtung 21 und dann durch den freien Raum zwischen der Antriebswelle 18 und der Stopfbuchse 23 hindurchtreten oder "lecken". Wenn die vorstehend beschriebene Pumpe zum Fördern von heißem Pech, heißem Asphalt oder ähnlichen viskosen, verfestigbaren Materialien benutzt wird, ergibt sich dadurch eine Ansammlung von verfestigtem Material, das

709 828/0.20 5

durch Heruntertropfen des "leckenden" Materials auf den Boden entsteht. Diese Ansammlung wird insbesondere bei kontinuierlichem Betrieb sehr groß und laßt sich nur schwer entfernen.

Mittels der Erfindung wird diese Schwierigkeit auf einfachste Weise beseitigt. Gemäß Fig. 3 wird eine vergrößert dargestellte Stopfbuchse benutzt, die zusammen mit den zugehörigen Elementen einer entsprechenden Pumpe die Erfindung darstellt. Die Pumpe gemäß Fig. 3 hat den gleichen Aufbau wie die übliche Innen-Zahnradpumpe 11 gemäß Fig. 1 und 2, enthält jedoch eine verbesserte Stopfbuchse 123, die im folgenden beschrieben wird. Die Stopfbuchse 123 der Pumpe gemäß Fig. 3 hat eine zylindrische Verlängerung 124, die sich von einem Ringflansch 125 am äußeren Ende des zwischen der Antriebswelle 118 und dem Dichtungsgehäuse 122 eingepaßten Zylinderkörper 126 nach außen ersteckt.

Die Stopfbuchse 123 ist so dimensioniert, daß sich um den umfang- der -Antriebswelle 118 bis zu einer-Stelle von etwa 1O mm vom inneren Ende des an der Dichtung 121 anliegenden zylindrischen Körpers 126 ein verengter freier Raum mit einer Stärke von etwa 0,5 mm ergibt, während im übrigen Teil bis zum äußeren Ende der Verlängerung 124 der freie Raum die doppelte Stärke, beispielsweise etwa 1 mm hat. Die zylindrische Verlängerung sollte eine ausreichende Länge haben, um eine

709828/0.205

ί·

Verfestigung des "leckenden" Materials zu ermöglichen, bevor dieses das offene äußere Ende der Verlängerung 124 erreicht.

Im Betrieb kann das durch den inneren Zylinderkörper 126 hindurchtretende Pech sich verfestigen, während es durch den Freiraum zwischen der Antriebswelle 118 und der äußeren Verlängerung 124 fließt, und es wird infolge Drehung der Antriebswelle 118 zu Pulver zermahlen. Das feste, pulverisierte Pech fällt aus dem offenen Ende der Verlängerung 124 auf den Boden und kann ohne Schwierigkeiten, beispielsweise mittels einer Schaufel oder anderer Handwerkzeuge entfernt werden.

Asphalt enthält in seinen Molekülen Stickstoff, Schwefel und Sauerstoff sowie Sehwermetalle, etwa Nickel und Vanadium. Infolge seiner Korrosivität und seiner hohen Viskosität werden diejenigen Flächen, die in Berührung mit dem heißen Asphalt kommen, vorzugsweise geschützt, und es werden Einrichtungen vorgesehen, die Beschädigungen infolge Eindringens von derartigem Material zwischen die sich bewegenden Teile verhindern. So ist es beispielsweise zweckmäßig, die Zahnräder aus Kohlenstoffstahl herzustellen, wie er im Maschinenbau benutzt wird, beispielsweise Stahl S 35 C. Das Antriebszahnrad hat vorzugsweise eine gehärtete Schutzoberfläche, die durch Schmelzversprühungeiner Chrom/Nickel-Legierung hergestellt ist, welcher ein Barium- und/oder Siliciumflußmittel und eine selbst-

709828/Q205

schmelzende Legierungsmatrix eines hochwertigen, gesinterten Wolframcarbid^ zugesetzt ist, wobei ein Verfahren angewendet wird, das unter der Bezeichnung "Metallikon" bekannt ist.

Die Buchse besteht vorteilhafterweise aus einem Nitrierstahl, dessen Oberfläche in einer Ammoniakgasströmung und bei einer Temperatur von etwa 5OO C bis 55O C während einer verhältnismäßig langen Zeitspanne nitriergehärtet wurde, um die Härte und die Reibungsfestigkeit der Oberfläche zu erhöhen. Für diesen Zweck sind besondere Stähle, wie beispielsweise nitrierte Cr-Al-Mo-Stähle oder Cr-Mo-V-Stähle geeignet. Außerdem kann der Betrieb der Pumpe noch dadurch stabilisiert werden, daß man am inneren Umfang der Buchse flache Nuten vorsieht.

Die Innen-Zahnradpumpe mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann über ein Jahr unter hoher Belastung ohne Beschädigung ihrer Teile, ohne Korrosion oder andere Schwierigkeiten heißen Asphalt von etwa 49O°C fördern.

Obwohl die Erfindung vorstehend in Zusammenhang mit einer Innen-Zahnradpumpe beschrieben wurde, ist es klar, daß sie auch bei anderen Rotationspumpen anwendbar ist.

709828/0205

Claims

Ansprüche

f 1 .J Rotationspumpe mit einem einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse, einem im Gehäuse angeordneten, zur Bewegung des zu pumpenden Fluids vom Einlaß zum Auslaß drehbaren Flügelrad, das mit einer im Gehäuse gehalterten Antriebswelle verbunden ist, sowie mit einem im Gehäuse angeordneten, die Antriebswelle umgebenden zylindrischen Dichtungsgehäuse mit einer Dichtung zur Regelung des Durchtritts von zu pumpendem Fluid entlang der Antriebswelle und einer zylindrischen Stopfbuchse, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Dichtungsgehäuse an seinem äußeren Ende einen Flansch aufweist und die Stopfbuchse an gegenüberliegenden Seiten eines Ringflansches eine äußere Verlängerung trägt, daß der zylindrische Körper der Stopfbuchse zwischen dem Dichtungsgehäuse und der Antriebswelle zur Halterung der Dichtung in ihrer Lage im Dichtungsgehäuse eingepaßt ist und der Ringflansch am Flansch am äußeren Ende des Dichtungsgehäuses befestigt ist, daß das innere Ende des zylindrischen Körpers der Stopfbuchse einen kurzen, verengten Querschnitt aufweist, dessen kleinerer innerer Durchmesser um die Antriebswelle einen verengten Freiraum bildet, der etwa die halbe Stärke des vom übrigen Teil der Stopfbuchse gebildeten Freiraums aufweist, und daß die äußere Verlängerung der Stopfbuchse

709828/0205

einen verlängerten Durchlaß bildet, in dem durchtretendes Fluid verfestigt und pulverisiert wird, bevor es aus dem äußeren Ende der Verlängerung der Stopfbuchse herausfällt.

2. Rotationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Innen—Zahnradpumpe besteht.

3. Rotationspumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verengte Freiraum eine Stärke von 0,5 mm und einen Abstand vom inneren Ende des Zylinderkörpers der Stopfbuchse von 10 mm ha.t.

su:kö

70 9 8 28/ 0 2(1 5