Exzenterschneckenpumpe und Verwendung einer Exzenterschneckenpumpe

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe (1,30) zur Förderung von Fluiden und / oder körnigen Medien (M). Der Pumpenkörper (3) der Exzenterschneckenpumpe (1,30) umfasst einen Einlassbereich (4), eine Pumpeinheit (5) und einen Auslassbereich (6). Dem Einlassbereich (4) ist eine Antriebseinheit (12) zugeordnet. Die Pumpeinheit (5) besteht aus einem Rotor (8) und einem Stator (7), wobei sich der Rotor (8) exzentrisch im Stator (7) bewegt. Der Einlassbereich (4) bildet die Saugseite (S) und der Auslassbereich (6) die Druckseite (D) der Exzenterschneckenpumpe (1,30). Der Exzenterschneckenpumpe (1,30) ist eine Bypass-Verbindung (2) mit mindestens einem Sicherheitsventil (20,40) zugeordnet, zur Aufnahme und Rückleitung von rückströmendem Medium zwischen der Druckseite (D) und der Saugseite (S) der Exzenterschneckenpumpe (1,30). Erfindungsgemäß sind die Bypass-Verbindung (2) und das Sicherheitsventil (20,40) in den Pumpenkörper (3) der Exzenterschneckenpumpe (1,30) integriert.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe zur Förderung flüssiger und/oder körniger Medien und die Verwendung einer solchen Exzenterschneckenpumpe gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 13.

Stand der Technik

[0002] Exzenterschneckenpumpen sind Pumpen zur Förderung einer Vielzahl von Medien, insbesondere von dickflüssigen, hochviskosen und abrasiven Medien wie zum Beispiel Schlämmen, Gülle, Erdöl und Fetten. Aus dem Stand der Technik bekannte Exzenterschneckenpumpen sind aus einem Rotor und einem Stator gebildet, wobei der Rotor im Stator aufgenommen ist und sich im Stator exzentrisch bewegt. Der Stator wird durch ein Gehäuse mit einer schneckenförmig gewendelten Innenseite gebildet. Aus der Bewegung des Rotors und gegenseitiger Anlage werden zwischen Stator und Rotor wandernde Förderräume gebildet, vermittels welchen flüssige Medien entlang des Stators transportiert werden können. Der Rotor vollführt dabei eine exzentrische Drehbewegung um die Statorachse beziehungsweise um die Längsachse der Exzenterschneckenpumpe. Die äußere Schnecke, d.h. der Stator, hat die Form eines zweigängigen Gewindes, während die Rotorschnecke nur eingängig ist. Beispielsweise eignen sich Exzenterschneckenpumpen zum Fördern von Wasser, Erdölen und einer Vielzahl weiterer Flüssigkeiten. Die Form der Förderräume ist bei der Bewegung des Rotors innerhalb des Stators konstant, so dass das Fördermedium nicht gequetscht wird. Bei passender Auslegung können mit Exzenterschneckenpumpen nicht nur Fluide, sondern auch Festkörper gefördert werden.

[0003] Bei der Förderung bestimmter Medien kann in der Exzenterschneckenpumpe ein Überdruck entstehen. Für diese Anwendung benötigen die Exzenterschneckenpumpen mindestens eine Sicherheitseinrichtung gegen Überdruck. Im Stand der Technik wird dies gelöst, indem eine Verbindungsleitung zwischen dem Einlassflansch der Saugseite des Pumpenkörpers und dem Ablaufflansch der Druckseite angeordnet wird. Die Verbindungsleitung ist eine externe Rohrleitung und/ oder Schlauchleitung in die ein Überström- oder Sicherheitsventil integriert ist.

[0004] Nachteilig an dem beschriebenen Stand der Technik ist, dass die Verbindungsleitung einen externen Anbau an die Exzenterschneckenpumpe darstellt. Aufgrund der notwendigen Bauhöhe ist somit der Platzbedarf der

[0005] Exzenterschneckenpumpe erhöht. Zudem besteht ein erhöhtes Risiko, dass externe Anbauten durch bewegliche Lasten beschädigt werden. Die Notwendigkeit von Sicherheitseinrichtungen gegen Überdruck verhindert bisher die Verwendung von Exzenterschneckenpumpen in bestimmten Anwendungsbereichen. Beispielsweise könnte der Einsatz von Exzenterschneckenpumpen in Bohrlöchern vorteilhaft sein. Allerdings ist hierbei der Platz durch den Durchmesser des Bohrlochs begrenzt. Zudem besteht die Gefahr, dass eine externe Rohrleitung an der Exzenterschneckenpumpe beim Einsetzen der Exzenterschneckenpumpe in das Bohrloch beschädigt würde.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist daher eine Exzenterschneckenpumpe mit mindestens einer Sicherheitseinrichtung gegen Überdruck bereitzustellen, die sich durch einen einfachen und unkomplizierten Aufbau auszeichnet und insbesondere die genannten Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist.

[0007] Die obige Aufgabe wird durch eine Exzenterschneckenpumpe mit den Merkmalen im unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen werden durch die Unteransprüche beschrieben.

Beschreibung

[0008] Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe zur Förderung von fluiden und / oder körnigen Medien, insbesondere von dickflüssigen, hochviskosen und abrasiven Medien. Eine Exzenterschneckenpumpe besteht aus einem Pumpenkörper und einer Antriebseinheit. Der Pumpenkörper ist aufgeteilt in einen Einlassbereich mit einem Einlassstutzen, eine Pumpeinheit und einen Auslassbereich mit einem Auslassstutzen. Der Einlassstutzen und der Auslassstutzen weisen normierte Flansche auf, zur Verbindung mit weiteren Rohrabschnitten zur Förderung des gepumpten Mediums.

[0009] Die Pumpeinheit ist aus einem Rotor und einem Stator gebildet. Der Stator wird durch ein Gehäuse mit einer schneckenförmig gewendelten Innenseite gebildet. Der Rotor ist als eine Art Rundgewindeschraube ausgebildet und bewegt sich exzentrisch im Innenraum des Stators, wodurch die zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Förderkammern in Förderrichtung beweglich sind.

[0010] Der Einlassbereich der Exzenterschneckenpumpe bildet die Saugseite und der Auslassbereich der Exzenterschneckenpumpe bildet die Druckseite. Zwischen der Druckseite und der Saugseite ist eine Bypass- Verbindung mit mindestens einem Sicherheitsventil angeordnet. Diese dient der Aufnahme und Rückleitung von rückströmendem Medium zwischen der Druckseite und der Saugseite der Exzenterschneckenpumpe, um zu verhindern, dass sich innerhalb der Exzenterschneckenpumpe ein unkontrollierter Überdruck aufbauen kann. Ein Überdruck muss kontrolliert abgebaut werden, um Beschädigungen an der Exzenterschneckenpumpe zu verhindern beziehungsweise zu vermeiden.

[0011] Erfindungsgemäß sind die Bypass- Verbindung und das Sicherheitsventil in den Pumpenkörper der Exzenterschneckenpumpe integriert. Insbesondere sind die Bypass-Verbindung und das Sicherheitsventil im Bereich der Pumpeinheit in den Pumpenkörper der Exzenterschneckenpumpe integriert.

[0012] Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Stator eine zusätzliche Ummantelung auf. Insbesondere ist der Stator in einem Mantelrohr angeordnet, wobei der Stator einen Außenumfang aufweist, der kleiner ist als der Innenumfang des Mantelrohrs, so dass zwischen dem Stator und dem Mantelrohr ein Zwischenraum ausgebildet ist. Dieser steht mit den jeweiligen Innenräumen des Einlassbereiches und des Auslassbereiches in fluider Verbindung und bildet die Bypass-Verbindung aus. Weiterhin ist dem Zwischenraum mindestens ein Sicherheitsventil zugeordnet. Bei Aufbau eines Überdrucks auf der Druckseite der Exzenterschneckenpumpe wird ein Teil des geförderten Mediums als Rückstrom über den Zwischenraum zurück in den Einlassbereich des Pumpenkörpers geleitet und somit der Überdruck abgebaut.

[0013] Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Stator in einer Statorhülse angeordnet. Der Innenumfang der Statorhülse entspricht weitgehend dem Außenumfang des Stators, so dass die Statorhülse mit ihrem Innenumfang weitgehend flächige am Außenumfang des Stators anliegt. Zwischen dem Stator und der Statorhülse ist mindestens eine Verbindungsleitung parallel zur Längsachse der Exzenterschneckenpumpe ausgebildet. Die Verbindungsleitung steht über erste und zweite Verbindungen mit den jeweiligen Innenräumen des Einlassbereiches und des Auslassbereiches in fluider Verbindung und bildet die Bypass- Verbindung. Die ersten und zweiten Verbindungen sind insbesondere Bohrungen im Gehäuse des Pumpenkörpers, insbesondere in den Bereichen, in denen Auslass- und Einlassbereich jeweils an die Pumpeinheit grenzen. Weiterhin ist der mindestens einen Verbindungsleitung mindestens ein Sicherheitsventil zugeordnet. Bei Aufbau eines Überdrucks auf der Druckseite der Exzenterschneckenpumpe wird ein Teil des geförderten Mediums als Rückstrom über die mindestens eine Verbindungsleitung zurück in den Einlassbereich des Pumpenkörpers geleitet.

[0014] Die mindestens eine Verbindungsleitung zwischen Stator und Statorhülse wird beispielsweise durch eine durchgängige Vertiefung in der Außenmantelfläche des Stators parallel zur Längsachse der Exzenterschneckenpumpe gebildet. Beispielsweise ist an der Außenmantelfläche eine durchlaufende Nut ausgebildet. Die Vertiefung erstreckt sich entlang einer Länge des Stators, insbesondere entlang der Gesamtlänge des Stators.

[0015] Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Rotor einen Hohlraum entlang seiner Rotorlängsachse. Der Hohlraum kann beispielsweise eine Durchgangsbohrung durch den Rotor entlang der Rotorlängsachse sein. Alternativ kann der Hohlraum bereits bei der Fertigung in den Rotor integriert werden, indem dieser bereits entsprechend hohl gegossen oder mittels eines anderen geeigneten Verfahrens hohlgeformt wird. Der Hohlraum des Rotors steht mit den jeweiligen Innenräumen des Einlassbereiches und des Auslassbereiches in fluider Verbindung und die Bypass- Verbindung bildet. Dem Hohlraum ist mindestens ein Sicherheitsventil zugeordnet. Bei Aufbau eines Überdrucks auf der Druckseite der Exzenterschneckenpumpe wird ein Teil des geförderten Mediums als Rückstrom über den inneren Hohlraum des Rotors zurück in den Einlassbereich des Pumpenkörpers geleitet.

[0016] Gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Exzenterschneckenpumpe einen Stator mit mindestens einem Rückströmkanal auf. Der Rückströmkanal ist parallel zur Längsachse der Exzenterschneckenpumpe entlang der Statorlänge ausgebildet. Der mindestens eine Rückströmkanal steht mit den jeweiligen Innenräumen des Einlassbereiches und des Auslassbereiches in fluider Verbindung und die Bypass- Verbindung bildet.

[0017] Der Rückströmkanal ist insbesondere in einem Bereich zwischen einem Innengewindegang des Stators und der Außenmantelfläche des Stators ausgebildet. Der Rückströmkanal weist keine offene Verbindung zu dem Innengewindegang des Stators und / oder der Außenmantelfläche des Stators auf. Das heißt der Rückströmkanal ist im Statormaterial ausgebildet.

[0018] Dem Rückströmkanal ist mindestens ein Sicherheitsventil zugeordnet. Bei Aufbau eines Überdrucks auf der Druckseite der Exzenterschneckenpumpe wird ein Teil des geförderten Mediums als Rückstrom über den mindestens einen Rückströmkanal des Stators zurück in den Einlassbereich des Pumpenkörpers geleitet. Vorzugsweise wird der mindestens eine Rückströmkanal bei der Fertigung in den Stator eingegossen. Alternativ kann der mindestens eine Rückströmkanal auch nach der Herstellung des Stators nachträglich ausgebildet werden.

[0019] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Sicherheitsventil innerhalb des Rückströmkanals angeordnet, vorzugsweise in einem Bereich zwischen dem Einlassbereich und der Pumpeinheit. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das Sicherheitsventil in den Auslassbereich des Pumpenkörpers integriert. Hierbei ist vorgesehen, dass eine Austrittsöffnung des Sicherheitsventils über eine erste Verbindung in einen Rückströmkanal mündet. Auch in dieser Ausführungsform können mehrere Rückführkanale und mehrere entsprechend angeordnete Sicherheitsventile Anwendung finden. Bei Aufbau eines Überdrucks auf der Druckseite der Exzenterschneckenpumpe wird ein Teil des geförderten Mediums als Rückstrom über den mindestens einen Rückströmkanal des Stators zurück in den Einlassbereich des Pumpenkörpers geleitet.

[0020] Bei dem Sicherheitsventil zum Verhindern eines unzulässigen Druckanstiegs innerhalb der Exzenterschneckenpumpe kann es sich um ein federbelastetes Sicherheitsventil, ein gewichtsbelastetes Sicherheitsventil oder um ein mediumbelastetes Sicherheitsventil handeln. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Sicherheitsventil um ein Überströmventil zum Entlasten des Innenraums der Exzenterschneckenpumpe beim Auftreten von unzulässigem Überdruck innerhalb des geschlossenen Systems.

[0021] Eine vorbeschrieben erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe kann insbesondere zur Förderung von fluiden und / oder körnigen Medien in einem Bohrloch verwendet werden. Eine solche Exzenterschneckenpumpe kann allgemein immer dann eingesetzt werden, wenn beispielsweise aufgrund des zu fördernden Mediums die Entwicklung von Überdruck zu erwarten ist.

[0022] Durch die Integration des Rückströmkreislaufs mit Sicherheits- beziehungsweise Überströmventil in den Pumpenkörper der Exzenterschneckenpumpe bleibt deren Aufbau kompakt. Insbesondere führt der integrierte Rückströmkreislauf im Allgemeinen zu keiner Vergrößerung des Pumpenkörpers der Exzenterschneckenpumpe.

[0023] Die Integration eines Rückströmkreislaufs ist nicht nur für Exzenterschneckenpumpen mit einem aus einem Elastomer gebildeten Stator möglich. Genauso ist es denkbar, auf vergleichbare Weise einen Rückströmkreislauf in eine so genannte stufenweise Vortex- Pumpe zu integrieren. Eine stufenweise Vortex- Pumpe wird beispielsweise in der US 2008/0050249 A1 beschrieben. Im Gegensatz zur Exzenterschneckenpumpe weist diese Pumpe keinen Stator aus einem Gummi auf, der beispielsweise beim Pumpen von Petroleum oder Ähnlichem vom geförderten Medium angegriffen wird. Stattdessen ist die Pumpe stufenweise aufgebaut, umfasst nur korrosionsbeständige Metallkomponenten und arbeitet zentralisiert. Dadurch können Vibrationen im System eliminiert werden, die Pumpe kann bei erhöhten Temperaturen arbeiten und kleiner ausgeführt werden.

Figurenbeschreibung

[0024] Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.

Figur 1 zeigt eine Exzenterschneckenpumpe mit herkömmlich bekannter Bypass-Leitung gemäß dem Stand der Technik.

Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe.

Figur 3 zeigt ein Detail einer erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe.

Figur 4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe.

Figur 5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe.

Figur 6 zeigt eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe.

Figur 7 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe.

[0025] Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar.

[0026] Figur 1 zeigt eine Exzenterschneckenpumpe 1 mit herkömmlich bekannter externer Bypass- Leitung 2 gemäß dem Stand der Technik. Die Exzenterschneckenpumpe 1 umfasst einen Pumpenkörper 3 mit einem Einlassbereich 4, einer Pumpeinheit 5 und einem Auslassbereich 6. Der Einlassbereich 4 bildet die Saugseite S der Exzenterschneckenpumpe 1 und der Auslassbereich 6 bildet die Druckseite D der Exzenterschneckenpumpe 1. Die Pumpeinheit 5 besteht aus einer exzentrischen Förderschnecke, dem sogenannten Rotor 8, der sich in einem Stator 7 mit einer schneckenförmig gewendelten Innenseite unter Ausbildung von wandernden Förderräumen 14 dreht. Der Rotor 8 ist mit der Antriebseinheit 12 verbunden, die den Rotor 8 mittels einer im Einlaufbereich des Pumpenkörpers 3 angeordneten Kuppelstange 9 mit einer Antriebswelle 13 verbindet. Dazwischen befinden sich Gelenke 10, 11 zur Verbindung von und Kraftübertragung zwischen Antriebseinheit 12 und Rotor 8.

[0027] Über den Einlassflansch 15 des Einlassbereichs 4 gelangt das zu fördernde Medium M in die Exzenterschneckenpumpe 1, wird durch die wandernden Förderräume 14 in Förderrichtung Fr durch die Pumpeinheit transportiert und über den Auslassflansch 16 des Auslassbereichs 6 aus der Exzenterschneckenpumpe 1 heraus gepumpt. Zwischen dem Auslassflansch 16 und dem Einlassflansch 15 ist über geeignete Verbindungsmittel 17, 18 die Bypass- Leitung 2 mit einem Sicherheitsventil 20, beispielsweise mit einem Überströmventil 21, angeordnet. Insbesondere ist das Überströmventil 21 direkt an einem Verbindungsmittel 17 angeordnet, das dem Auslassflansch 16 zugeordnet ist. Die Bypass- Leitung 2 erstreckt sich zwischen dem Überströmventil 21 und dem Verbindungsmittel 18, das dem Einlaufflansch 15 zugeordnet ist, parallel zum Pumpenkörper 3.

[0028] Bei dem dargestellten Sicherheitskreislauf wird bei Aufbau eines Überdrucks auf der Druckseite D der Exzenterschneckenpumpe 1 ein Teil des geförderten Mediums M als Rückstrom M_R zurück zum Einlassflansch 15 und weiter in den Einlassbereich 4 des Pumpenkörpers 3 geleitet.

[0029] Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe 30-1. Bei dieser ist mindestens ein Überströmventil 40 in den Pumpenkörper 3 integriert. Insbesondere ist der Stator 7 von einem Mantelrohr 45 umgeben. Das Gehäuse des Pumpenkörpers 3 weist im Auslassbereich 5 eine erste Verbindung 46 zum Mantelrohr 45 auf, so dass der Innenraum des Auslassbereichs 5 fluidisch mit einem zwischen Mantelrohr 45 und Stator 7 ausgebildeten Hohlraum 43 in Verbindung steht. Weiterhin weist das Gehäuse des Pumpenkörpers 3 im Einlassbereich 4 eine zweite Verbindung 47 zum Mantelrohr 45 auf, so dass der Innenraum des Einlassbereichs 4 fluidisch mit dem zwischen Mantelrohr 45 und Stator 7 ausgebildeten Hohlraum 43 in Verbindung steht. Dadurch ist ein Rückströmkanal 44 zwischen Mantelrohr 45 und Außenmantelfläche des Stators 7 ausgebildet, durch den ein Teil des Mediums M_R beim Entstehen eines Überdrucks innerhalb der Exzenterschneckenpumpe 30-1 von der Druckseite D zurück zur Saugseite S der Exzenterschneckenpumpe 30-1 fließen kann. Das zurückströmende Medium M_R mündet in den Einlassbereich 4 des Pumpenkörpers 3 und wird anschließend wieder in Förderrichtung FR durch die Exzenterschneckenpumpe 30-1 gefördert.

[0030] Im Hohlraum 43 beziehungsweise in den zweiten Verbindungen 47 zwischen Hohlraum 43 und Innenraum des Pumpenkörpers 3 im Einlassbereich 4 sind weiterhin ein oder mehrere Überströmventile 40 zur Begrenzung des Förderdrucks der Exzenterschneckenpumpe 30-1 angeordnet, deren Auslass in den Innenraum des Pumpenkörpers 3 im Einlassbereich 4 mündet. Die Anordnung eines Überströmventils 40 im Hohlraum 43 ist in Figur 3 detailliert dargestellt.

[0031] Figur 4 zeigt eine erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe 30-2. Bei dieser ist mindestens ein Überströmventil 40 in den Pumpenkörper 3 integriert. Insbesondere ist der Stator 7-2 von einer Statorhülse 50 umgeben. Zwischen dem Stator 7-2 und der Statorhülse 50 ist zumindest bereichsweise eine Verbindungsleitung 52 parallel zur Längsachse L der Exzenterschneckenpumpe 30-2 ausgebildet. Die Verbindungsleitung 52 weist am druckseitigen Ende der Exzenterschneckenpumpe 30-2 eine erste Verbindung 55 zu dem Innenraum der Exzenterschneckenpumpe 30-2 im Auslassbereich 6 auf. Weiterhin weist die Verbindungsleitung 52 am saugseitigen Ende der Exzenterschneckenpumpe 30-2 eine zweite Verbindung 56 zu dem Innenraum der Exzenterschneckenpumpe 30-2 im Einlassbereich 4 auf. Die erste Verbindung 55, die Verbindungsleitung 52 und die zweite Verbindung 56 bilden einen Rückströmkanal, durch den ein Teil des Mediums M_R beim Entstehen eines Überdrucks innerhalb der Exzenterschneckenpumpe 30-2 von der Druckseite D zurück zur Saugseite S der Exzenterschneckenpumpe 30-2 fließen kann. Das zurückströmende Medium M_R mündet in den Einlassbereich 4 des Pumpenkörpers 3 und wird anschließend wieder in Förderrichtung FR durch die Exzenterschneckenpumpe 30-2 gefördert.

[0032] Innerhalb der Verbindungsleitung 52 beziehungsweise zwischen der Verbindungsleitung 52 und der zweiten Verbindung 56 auf der Saugseite S der Exzenterschneckenpumpe 30-2 sind ein oder mehrere Überströmventile 40 zur Begrenzung des Förderdrucks angeordnet.

[0033] Figur 5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe 30-3. Hierbei findet ein zumindest teilweise hohl ausgebildeter Rotor 8-3 Verwendung. Der Rotor 8-3 umfasst einen Hohlraum 60, der sich entlang der Rotorlängsachse L_R erstreckt. Weiterhin weist der Rotor 8-3 an seinem Antriebsende Verbindungsbohrungen 62 zwischen der Außenmantelfläche des Rotors 8-3 und der Hohlraumbohrung 60 auf, zur Herstellung einer fluiden Verbindung zwischen dem Hohlraum 60 und dem Innenraum des Pumpenkörpers 3 im Einlassbereich 5 der Exzenterschneckenpumpe 30-3. In dem Hohlraum 60 ist zusätzlich ein Überströmventil 40 integriert. Der Hohlraum 60 des Rotors 8-3 und die Verbindungsbohrungen 62 bilden einen Rückströmkanal, durch den ein Teil des Mediums M_R beim Entstehen eines Überdrucks innerhalb der Exzenterschneckenpumpe 30-3 von der Druckseite D zurück zur Saugseite S der Exzenterschneckenpumpe 30-3 fließen kann. Das zurückströmende Medium M_R mündet in den Einlassbereich 4 des Pumpenkörpers 3 und wird anschließend wieder in Förderrichtung FR durch die Exzenterschneckenpumpe 30-3 gefördert.

[0034] Figur 6 zeigt eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe 30-4. Hierbei weist der verwendete Stator 7-4 eingegossene Rückströmkanäle 65 parallel zur Rotorlängsachse LR auf, die mit dem Innenraum des Pumpenkörpers 3 im Auslassbereich 6 und mit dem Innenraum des Pumpenkörpers 3 im Einlassbereich 4 eine fluide Verbindung bilden. Durch die Rückströmkanäle 65, in denen weiterhin jeweils mindestens ein Überströmventil 40 angeordnet sein kann, fließt ein Teil des Mediums M_R beim Entstehen eines Überdrucks innerhalb der Exzenterschneckenpumpe 30-4 von der Druckseite D zurück zur Saugseite S der Exzenterschneckenpumpe 30-4. Das zurückströmende Medium M_R mündet in den Einlassbereich 4 des Pumpenkörpers 3 und wird anschließend wieder in Förderrichtung FR durch die Exzenterschneckenpumpe 30-4 gefördert.

[0035] Das Überströmventil 40 kann auch so im Pumpenkörper integriert und angeordnet sein, dass das durch die Rückströmkanäle 65 des Stators 7-4 rückströmende Medium M_R durch das Überströmventil 40 fließt bevor es in den Einlassbereich 4 des Pumpenkörpers 3 mündet.

[0036] Figur 7 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe 30-5. Hierbei weist der Stator 7-5 ebenfalls eingegossene Rückströmkanäle 65 auf. Diese stehen über erste und zweite Verbindungen 66, 67 jeweils mit dem Innenraum des Pumpenkörpers 3 im Auslassbereich 6 und mit dem Innenraum des Pumpenkörpers 3 im Einlassbereich 4 in fluider Verbindung. Das Überströmventil 40* ist bei dieser Ausführungsform um den Druckstutzen herum in den Auslassbereich 6 des Pumpenkörpers 3 integriert. Die Austrittsöffnung des Überströmventils 40* mündet in einen oder mehrere erste Verbindungen 66 und somit in einen oder mehrere der eingegossenen Rückströmkanäle 65.

[0037] Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.

Bezugszeichenliste

[0038] 

1

Exzenterschneckenpumpe

2

externe Bypass- Leitung

3

Pumpenkörper

4

Einlassbereich

5

Pumpeinheit

6

Auslassbereich

7

Stator

8

Rotor

9

Kuppelstange

10

Gelenk

11

Gelenk

12

Antriebseinheit

13

Antriebswelle

14

Förderraum

15

Einlassflansch

16

Auslassflansch

20

Sicherheitsventil

21

Überströmventil

30

Exzenterschneckenpumpe

40

Überströmventil

43

Hohlraum

44

Rückströmkreislauf

45

Mantelrohr

46

erste Verbindung

47

zweite Verbindung

50

Statorhülse

52

Verbindungsleitung

55

erste Verbindung

56

zweite Verbindung

60

Hohlraum

62

Verbindungsbohrung

65

eingegossener Rückströmkanal

66

erste Verbindung

67

zweite Verbindung

D

Druckseite

FR

Förderrichtung

L

Längsachse

M

Medium

M_R

rückströmendes Medium

S

Saugseite

Ansprüche

1. Exzenterschneckenpumpe (1, 30) zur Förderung von fluiden und / oder körnigen Medien (M) mit einem Pumpenkörper (3), der Pumpenkörper (3) umfassend einen Einlassbereich (4), eine Pumpeinheit (5) und einem Auslassbereich (6), wobei die Pumpeinheit (5) aus einem Rotor (8) und einem Stator (7) gebildet ist und wobei der Rotor (8) exzentrisch im Stator (7) bewegbar ist, wobei der Einlassbereich (4) die Saugseite (S) und der Auslassbereich (6) die Druckseite (D) der Exzenterschneckenpumpe (1, 30) bildet, und wobei der Exzenterschneckenpumpe (1, 30) eine Bypass- Verbindung (2) mit mindestens einem Sicherheitsventil (20) zugeordnet ist, zur Aufnahme und Rückleitung von rückströmendem Medium (M_R) zwischen der Druckseite (D) und der Saugseite (S) der Exzenterschneckenpumpe (1, 30), dadurch gekennzeichnet, dass die Bypass- Verbindung und das Sicherheitsventil (40) in den Pumpenkörper (3) der Exzenterschneckenpumpe (30) integriert sind.

2. Exzenterschneckenpumpe (30) nach Anspruch 1, wobei die Bypass- Verbindung und das Sicherheitsventil (40) im Bereich der Pumpeinheit (5) in den Pumpenkörper (3) der Exzenterschneckenpumpe (30) integriert sind.

3. Exzenterschneckenpumpe (30) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Stator (7) in einem Mantelrohr (45) angeordnet ist und wobei zwischen Stator (7) und Mantelrohr (45) ein Zwischenraum (44) ausgebildet ist, der mit den jeweiligen Innenräumen des Einlassbereiches (4) und des Auslassbereiches (5) in fluider Verbindung steht und die Bypass- Verbindung ausbildet.

4. Exzenterschneckenpumpe (30) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Stator (7-2) in einer Statorhülse (50) angeordnet ist wobei die Statorhülse (50) mit ihrem Innenumfang weitgehend flächige am Außenumfang des Stators (7-2) anliegt und wobei zwischen Stator (7-2) und Statorhülse (50) mindestens eine Verbindungsleitung (52) parallel zur Längsachse (L) der Exzenterschneckenpumpe (30) ausgebildet ist, die über erste und zweite Verbindungen (55, 56) mit den jeweiligen Innenräumen des Einlassbereiches (4) und des Auslassbereiches (5) in fluider Verbindung steht und die Bypass- Verbindung ausbildet.

5. Exzenterschneckenpumpe (30) nach Anspruch 4, wobei die mindestens eine Verbindungsleitung (52) insbesondere durch eine durchgängige Vertiefung in der Außenmantelfläche des Stators (7-2) parallel zur Längsachse (L) der Exzenterschneckenpumpe (30) gebildet werden, wobei sich die Vertiefung entlang einer Länge des Stators (7-2), insbesondere entlang der Gesamtlänge des Stators (7-2), erstreckt.

6. Exzenterschneckenpumpe (30) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rotor (8-3) einen Hohlraum (60) entlang seiner Rotorlängsachse (L_R) umfasst, der mit den jeweiligen Innenräumen des Einlassbereiches (4) und des Auslassbereiches (5) in fluider Verbindung steht und die Bypass- Verbindung ausbildet.

7. Exzenterschneckenpumpe (30) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Stator (7-4) mindestens einen Rückströmkanal (65) aufweist, der parallel zur Längsachse (L) der Exzenterschneckenpumpe (30) entlang der Statorlänge ausgebildet ist, wobei der mindestens eine Rückströmkanal (65) mit den jeweiligen Innenräumen des Einlassbereiches (4) und des Auslassbereiches (5) in fluider Verbindung steht und die Bypass- Verbindung ausbildet.

8. Exzenterschneckenpumpe (30) nach Anspruch 6, wobei der Rückströmkanal (65) in einem Bereich zwischen einem Innengewindegang des Stators (7-4) und der Außenmantelfläche des Stators (7-4) ausgebildet ist und wobei der Rückströmkanal (65) keine offene Verbindung zu dem Innengewindegang des Stators (7-4) und / oder der Außenmantelfläche des Stators (7-4) aufweist.

9. Exzenterschneckenpumpe (30) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der mindestens eine Rückströmkanal (65) in den Stator (7-4) eingegossen ist.

10. Exzenterschneckenpumpe (30) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Sicherheitsventil (40) innerhalb des Rückströmkanals (65) angeordnet ist, insbesondere wobei das Sicherheitsventil (40) in einem Bereich zwischen Einlassbereich (4) und Pumpeinheit (5) angeordnet ist.

11. Exzenterschneckenpumpe (30) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Sicherheitsventil (40*) in den Auslassbereich (6) des Pumpenkörpers (3) integriert und wobei eine Austrittsöffnung des Sicherheitsventils (40*) über eine erste Verbindung (66) in den Rückströmkanal (65) mündet.

12. Exzenterschneckenpumpe (30) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Sicherheitsventil (40, 40*) ein Überströmventil ist.

13. Verwendung einer Exzenterschneckenpumpe (30) nach einem der voranstehenden Ansprüche zur Förderung von fluiden und / oder körnigen Medien (M) in einem Bohrloch.

Zeichnung