Schraubenspindelpumpen sind in verschiedenen Ausgestaltungen aus dem Stand der Technik bekannt. Es handelt sich um Verdrängerpumpen. Schraubenspindelpumpen umfassen jeweils wenigstens einen Rotor mit gewindeförmiger Profilierung (Förderschnecke), ein Gehäuse und einen Gehäuseeinsatz bzw. Liner, der den wenigstens einen Rotor kontaktfrei umschließt. Gattungsgemäße Schraubenspindelpumpe weisen bevorzugt zwei oder mehr gegenläufige Rotoren auf, die zahnradartig ineinander greifen. Durch den Rotor/die Rotoren bzw. durch dessen/deren gewindeförmige Profilierungen und den Gehäuseeinsatz werden Förderkammern für das Fluid gebildet. Bei der Rotordrehung wandern sie axial in eine Maschinenrichtung aus und fördern so das Medium von dem Saugraum in den Druckraum. Das Gehäuse der Pumpe umschließt einen Förderraum, der durch Trennwände in Saug- und Druckraum unterteilt wird. Meist sind die Trennwände einteilig mit dem Gehäuseeinsatz ausgebildet. Der Gehäuseeinsatz wird meist über die Trennwände in dem Gehäuse gehalten. Schraubenspindelpumpen kommen insbesondere bei der Förderung von hochviskosen Fluiden (z.B. Bitumen) zum Einsatz. Um das zähflüssige und schlecht fließende Fluid fördern zu können, müssen hohe Kräfte aufgebracht werden. Des Weiteren führt die schlechte Fließfähigkeit zu einem hohen Verschleiß der Pumpenbauteile. Um die Fließfähigkeit des Fluids zu verbessern, ist es daher bekannt, die Pumpen und damit das Fluid zu beheizen. Bei einigen Fluiden ist die Beheizung überhaupt Voraussetzung für deren Förderbarkeit. Dies spielt insbesondere beim Anlaufen der Pumpen nach einem Stillstand eine wichtige Rolle. Ist die Viskosität des in der stehenden Pumpe abgekühlten Fluids zu hoch, kann die Pumpe nicht mehr anlaufen, die erforderlichen Kräfte können nicht aufgebracht werden.

Die Beheizung erfolgt im Stand der Technik insbesondere mittels eines außen am Gehäuse angeordneten Heizmantels. Hierbei werden am Gehäuse wenigstens bereichsweise Heizelemente (z.B. in Form von mit einem Heizmedium zu beaufschlagenden Kammern, die mit dem Gehäuse wärmeübertragend verbunden sind) angeordnet, die die gesamte Pumpe und damit indirekt auch das im Gehäuseeinsatz befindliche Fluid erwärmen. Eine andere bekannte Möglichkeit, das Fluid zu erwärmen, ist die Verwendung eines Heizfußes, auf dem das Gehäuse steht. Hier wird die Wärme im unteren Bereich der Pumpe, wiederum über das Gehäuse eingebracht.

Nachteilig bei den bekannten Beheizungen ist, dass die verwendeten Heizelemente entfernt von dem zu erwärmenden Gehäuseeinsatz bzw. dem Fluid sind. Die von den Heizelementen erzeugte Wärme muss erst über das Gehäuse und den Förderraum zu dem darin befindlichen Gehäuseeinsatz durch Wärmeleitung transportiert werden, bevor sie letztendlich das Fluid im Innern, im Bereich der Förderschrauben erwärmen kann. Hierzu bedarf es eines vergleichsweise hohen Energieeinsatzes. Des Weiteren kann durch den das Gehäuse abdeckenden Heizmantel das Gehäuse nicht mehr zuverlässig auf Korrosionserscheinungen bzw. Verschleiß überprüft werden. Außerdem ist die Ausrüstung des Gehäuses mit Heizmantel aufwendig und teuer. Dies trifft insbesondere bei Verwendung von Heißdampf als Heizmedium zu, da in diesem Falle peinlichst genau auf die Dichtigkeit geachtet werden muss. Entweichender Heißdampf stellt eine erhebliche Gefahrenquelle dar. Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Schraubenspindelpumpe bereitzustellen, mit der das zu fördernde Fluid zuverlässig erwärmt werden kann. Die Beheizung soll kostengünstig und sicher sein. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schraubenspindelpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.

Die erfindungsgemäße Schraubenspindelpumpe umfasst ein Gehäuse, das einen Förderraum umgibt, wenigstens einen Rotor mit gewindeförmiger Profilierung, einen Gehäuseeinsatz, der in dem Gehäuse angeordnet ist und den Rotor umgibt, und wenigstens eine Trennwand, die den Förderraum in einen Saug- und einen Druckraum unterteilt, wobei der Rotor ein Fluid axial von dem Saug- in den Druckraum fördert. Die obige Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Förderraum zusätzlich einen gegenüber dem Saug- und dem Druckraum abgedichteten Heizraum aufweist, der mit einem Heizmedium beaufschlagbar ist, wobei das Heizmedium in dem Heizraum mit dem Gehäuseeinsatz wärmeübertragend (vorzugsweise direkt) in Kontakt tritt.

Die erfindungsgemäße Schraubenspindelpumpe weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass die Wärme direkt an der benötigten Stelle eingebracht wird. Das Heizmedium kommt direkt wärmeübertragend mit dem Gehäuseeinsatz, in dem sich das zu erwärmende Fluid befindet, in Kontakt. Dadurch werden die Energiekosten gesenkt und die Fließfähigkeit des Fluids wird durch Herabsetzung der Viskosität wirksam verbessert. Der im Stand der Technik übliche, außen am Gehäuse angebrachte Heizmantel kann entfallen. Eine besondere Abdichtung des Heizraumes gegenüber der Umgebung ist nicht erforderlich, da der Förderraum, von dem der Heizraum ein Teil ist, ohnehin gegenüber der Umgebung dicht ist. Wesentlich ist, dass der Heizraum gegenüber dem Saugraum und dem Druckraum abgedichtet ist, so dass es nicht zu einer Vermischung des Heizmediums mit dem zu fördernden Fluid kommt. Undichtigkeiten in diesem Bereich sind zwar unerwünscht, stellen aber jedenfalls im Hinblick auf die Verwendung von Heißdampf als Heizmedium keine Gefahr für in der Umgebung der Pumpe sich aufhaltende Personen dar.

Bevorzugt kann die Trennwand Bohrungen bzw. Kanäle zur Aufnahme des Heizmediums aufweisen. Die Bohrungen stellen dann den erfindungsgemäßen Heizraum dar. In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schraubenspindel- pumpe ist die Trennwand mit dem Gehäuseeinsatz einteilig ausgebildet, wobei die Trennwand doppelwandig ist und eine erste und eine zweite Wandung aufweist. Zwischen den beiden Wandungen der doppelwandigen Trennwand befindet sich dann der Heizraum. Im Sinne der Erfindung sind unter Wandungen grundsätzlich scheibenförmige Elemente zu verstehen, die sich im Wesentlichen von dem Gehäuseeinsatz, dem Liner, bis zu einer inneren Mantelfläche des Gehäuses erstrecken und in Radialrichtung der Pumpe eine größere Ausdehnung als in Axialrichtung aufweisen. Die Wandungen sind erfindungsgemäß nicht auf bestimmte Wandstärken festgelegt. Die Wandstärke bemisst sich insbesondere nach den Druckverhältnissen in den durch die Wandungen voneinander getrennten Räumen.

Die Trennwand bzw. die Trennwände ist/sind erfindungsgemäß bevorzugt mit dem Gehäuseeinsatz einteilig, z.B. als Gussteil ausgebildet. Dies vereinfacht die Herstellung. Denkbar ist z.B., dass der Heizraum durch spanende Bearbeitung in die mit dem Gehäuseeinsatz als Gussteil hergestellte Trennwand eingebracht wird. Alternativ können separate Trennwände zur Bildung von Saug-, Druck- und Heizraum durch entsprechende Ausgestaltung der Gießform erzeugt werden, so dass keine weitere Bearbeitung notwendig ist. Um die Abdichtung zwischen dem Heizraum und dem Saug- bzw. Druckraum zu realisieren, ist vorteilhaft an jeder Trennwand bzw. an jeder Wandung der jeweiligen doppelwandigen Trennwand wenigstens eine umlaufende Dichtung angeordnet. Die Dichtung ist insbesondere am jeweiligen Außenumfang der Wandung/der Trennwand angeordnet und liegt innen an dem Gehäuse an. Als Dichtungen kommen bevorzugt O-Ringe zum Einsatz.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schraubenspindel- pumpe sind am Außenumfang wenigstens einer Wandung bzw. einer Trennwand zwei Dichtungen parallel nebeneinander angeordnet. Hierdurch kann die Trennung zwischen Heizmedium und zu förderndem Fluid weiter verbessert werden. Ferner kann der zwischen den beiden Dichtungen befindliche Raum vorteilhaft zur Aufnahme eines Messsensors benutzt werden. Idealerweise kann ein Sensor zur Druckmessung in dem Zwischenraum angeordnet sein. Hierdurch lässt sich die Dichtigkeit zwischen Saug- bzw. Druckraum und Heizraum während des Betriebs der Pumpe kontrollieren.

Ferner kann der Heizraum von dem Saug- bzw. Druckraum dadurch abgedichtet sein, dass an einer dem Gehäuse zugewandten Seite des Heizraums ein ringförmiges Element, bevorzugt mittels Stoffschluss, angeordnet ist. Das ringförmige Element weist wenigstens eine Eingangs- und eine Ausgangsöffnung für das Heizmedium auf. Nur über die Öffnungen besteht eine Verbindung zu dem Heizraum. In den Öffnungen des Rings ist bevorzugt jeweils eine Rohrleitung angeordnet, durch die das Heizmedium in den Heizraum zu- bzw. aus diesem abgeführt werden kann.

An der inneren Mantelfläche des Gehäuses kann wenigstens ein Dichtring angeordnet sein. Dieser Dichtring wirkt mit dem an der jeweiligen Trennwand/der jeweiligen Wandung angeordneten O-Ring zusammen. Der Dichtring steht gegenüber der inneren Mantelfläche des Gehäuses radial nach innen vor. Dies ermöglicht das einfache Herausnehmen und das Einsetzen des Gehäuseeinsatzes mit den daran angeordneten Trennwänden/Wandungen und den daran wiederum angeordneten O-Ring-Dichtungen aus dem Gehäuse bzw. in das Gehäuse in axialer Richtung. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Schraubenspindelpumpe kann jeder Trennwand genau ein Dichtring zugeordnet sein. Weist die Trennwand zwei Wandungen auf, dann wirken die Wandungen bzw. die daran angeordneten Dichtungen mit demselben Dichtring am Gehäuse zusammen. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass jeder Wandung genau ein Dichtring zugeordnet ist.

Das Gehäuse der erfindungsgemäßen Schraubenspindelpumpe weist zweckmäßig wenigstens einen Einlass und wenigstens einen Auslass für das Heizmedium auf, die jeweils im Bereich des Heizraumes angeordnet sind, z.B. in Form von entsprechenden Durchgangsbohrungen. Vorteilhafterweise sind der Einlass und der Auslass im Wesentlichen an sich radial gegenüberliegenden Positionen am Gehäuse angeordnet, um einen optimalen Austausch des Heizmediums zu erreichen. Es ist aber auch denkbar, dass der Einlass und der Auslass dicht beieinander angeordnet sind. Weist der Heizraum ein Wand- bzw. Trennelement auf, das sich bevorzugt in Längsrichtung der Schraubenspindelpumpe erstreckt, dann sind der Einlass und der Auslass vorteilhafterweise vor und hinter dem Trennelement angeordnet. Wird das Heizmedium über wenigstens eine Rohrleitung in den erfindungsgemäßen Heizraum eingefüllt bzw. wieder aus diesem herausgelassen, dann erstrecken sich die Rohrleitungen durch den Einlass und/oder Auslass des Gehäuses. Die Rohrleitung kann unmittelbar an der Wandung des Einlasses bzw. des Auslasses angrenzen. Es ist aber auch denkbar, dass ein O-Ring, insbesondere ein elastischer O-Ring, an der Rohrleitung angeordnet ist, der an der Wandung des Einlasses bzw. Auslasses angrenzt. Neben einer Abdichtfunktion kann der O-Ring auch Bewegungen des Gehäuseeinsatzes ausgleichen. Das in dem Heizraum befindliche Heizmedium kann flüssig oder dampfförmig sein. Als Heizmedium kann z.B. Wasser zum Einsatz kommen. Dieses weist eine sehr hohe spezifische Wärmekapazität auf. Aber auch die Verwendung von Heißdampf ist möglich. Ferner kann als Heizmedium Thermoöl verwendet werden, insbesondere ein Mineralöl oder ein Silikonöl. Der erfindungsgemäß vorgesehene Heizraum lässt sich prinzipiell auch mit den aus dem Stand der Technik bekannten Heizoptionen, wie Heizmantel, Heizfuß oder Heizschlangen, kombinieren. Bevorzugt ist der erfindungsgemäß vorgesehene Heizraum hierzu durch externe Verrohrungen oder aber auch durch Kanäle im Gehäuse mit einer anderen Heizoption verbunden.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte Ausführungsvariante beschränkt. Insbesondere umfasst die Erfindung, soweit es technisch sinnvoll ist, beliebige Kombinationen der technischen Merkmale, die in den Ansprüchen aufgeführt oder in der Beschreibung als erfindungsrelevant beschrieben sind. Es zeigen: schematische geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Doppel-Schrau- benspindelpumpe in einer ersten Ausgestaltung, schematische geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Doppel-Schrau- benspindelpumpe in einer zweiten Ausgestaltung, schematische geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Doppel-Schrau- benspindelpumpe in einer dritten Ausgestaltung.

Figur 1 zeigt schematisch eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schraubenspindelpumpe 10 (bei dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Doppel-Schraubenspindelpumpe) in einer ersten Ausgestaltung. Die erfindungsgemäße Schraubenspindelpumpe 10 umfasst ein Gehäuse 12, das einen Förderraum umgibt. Ferner umfasst die Pumpe 10 wenigstens einen Rotor 18 (bei der Doppel-Schraubenspindelpumpe sind zwei gegenläufige Rotoren vorgesehen, die in der Darstellung hintereinander liegen) mit gewindeförmiger Profilierung und einen Gehäuseeinsatz 20, der in dem Gehäuse 12 angeordnet ist und den Rotor 18 umgibt. Des Weiteren weist die Pumpe 10 wenigstens eine Trennwand 22 auf, die den Förderraum in einen Saugraum 14 und einen Druckraum 16 unterteilt. Mittels des Rotors 18 wird ein Fluid axial von dem Saugraum 14 in den Druckraum 16 gefördert. Die Trennwand 22 ist doppelwandig, so dass sie einen gegenüber dem Saug- 14 und Druckraum 16 abgedichteten Heizraum 24 enthält. Der Heizraum 24 ist mit einem Heizmedium beaufschlagbar, das in dem Heizraum 24 direkt mit dem Gehäuseeinsatz 20 in Kontakt tritt und diesen sowie das darin befindliche Fluid erwärmt. Die Trennwand 22 weist eine erste Wandung 26 und eine zweite Wandung 28 auf, wobei die Wandungen 26, 28 so zueinander angeordnet sind, dass sich zwischen ihnen der Heizraum 24 befindet.

Um die Abdichtung zwischen dem Heizraum 24 und dem Saug- 14 bzw. Druckraum 16 sicherzustellen, ist an jeder Wandung 26, 28 der Trennwand 22 wenigstens eine Dichtung 32 angeordnet. Die Dichtung 32 ist am Außenumfang 30 der jeweiligen Wandung 26, 28 angeordnet. Als Dichtungen kommen bevorzugt O-Ringe zum Einsatz.

An der inneren Mantelfläche 38 des Gehäuses 12 ist wenigstens ein Dichtring 40, 40', 40" angeordnet. Im montierten Zustand wirkt der Dichtring 40, 40', 40" bevorzugt mit der Trennwand 22, wenigstens einer Wandung 26, 28 bzw. einer Dichtung 32 zusammen. Bevorzugt ist jeder Trennwand 22 genau ein Dichtring 40 zugeordnet. Weist die Trennwand 22 zwei Wandungen 26, 28 auf, dann wirken die Wandungen 26, 28 bzw. die daran angeordneten Dichtungen 32 mit demselben Dichtring 40 zusammen. Dies ist in Figur 1 auf der linken Seite dargestellt. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, dass jeder Wandung 26, 28 genau ein Dichtring 40', 40" zugeordnet ist. Dies ist in Figur 1 auf der rechten Seite dargestellt.

Das Gehäuse 12 weist in den Saugraum 14 führende Eingangsöffnungen 46 und eine aus dem Druckraum 16 führende Ausgangsöffnung 48 für das zu fördernde Fluid auf. Die Fließrichtung des Förderfluids ist in den Figuren durch Pfeile dargestellt. Ferner weist das Gehäuse 12 wenigstens einen Einlass 42 und wenigstens einen dem Einlass 42 im Wesentlichen gegenüberliegenden Auslass 44 für das Heizmedium auf, die jeweils im Bereich des Heizraumes 24 angeordnet sind. Die Fließrichtung des Heizmediums ist in den Figuren ebenfalls durch Pfeile angedeutet.

Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schraubenspindelpumpe 10 in einer zweiten Ausgestaltung. Die Wandungen 26, 26', 28, 28' sind im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet. Die Wandungen 26, 26', 28, 28' einer Trennwand 22, 22' können die gleiche Wandstärke bzw. auch unterschiedliche Wandstärken aufweisen. Die Wandstärken hängen von den Druckverhältnissen in den angrenzenden Räumen 14, 16, 24 ab. An der in Figur 2 dargestellten linken Wandung 26' der linken Trennwand 22' sind zwei Dichtungen 32', 32" angeordnet. Zwischen den zwei Dichtungen 32', 32" befindet sich ein Raum 34, in dem ein Drucksensor 36 angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung lässt die Dichtigkeit zwischen Saug- 14/ Druckraum 16 und Heizraum 24 im Betrieb der Pumpe kontrollieren. Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schraubenspindelpumpe 10 in einer dritten Ausgestaltung. In dem Einlass 42 bzw. in dem gegenüberliegenden Auslass 44 ist jeweils eine Rohrleitung 50 angeordnet, durch die das Heizmedium in bzw. aus dem Heizraum 24 fließt. Die linke Rohrleitung 50 entspricht dabei im Wesentlichen dem Ausmaß des Einlasses 40 bzw. des Durchlasses 42. Die Abdichtung zur Atmosphäre erfolgt dabei komplett im Gehäuse 12. Es ist aber auch möglich, dass zwischen dem Einlass 40 bzw. dem Auslass 42 und der Rohrleitung 50 ein O-Ring 56 angeordnet ist, der den Heizraum 24 zur Atmosphäre hin abdichtet.

In Figur 3 auf der rechten Seite ist eine weitere Möglichkeit dargestellt, wie der Heizraum 24 gegenüber dem Saug- 14 bzw. Druckraum 16 abgedichtet sein kann. Hierzu ist an der dem Gehäuse 12 zugewandten Seite des Heizraums 24 ein ringförmiges Element 52 angeordnet, das den Heizraum radial nach außen begrenzt und abschließt. Die Verbindung mit den Wandungen der Trennwand 22 erfolgt bevorzugt mittels Schweißen. Das ringförmige Element 52 weist wenigstens eine Eingangs- und eine Ausgangsöffnung 54 für das Heizmedium auf. Nur über die Öffnungen besteht eine Verbindung zu dem Heizraum 24. In den Öffnungen des ringförmigen Elements 52 ist jeweils eine Rohrleitung 50 angeordnet, durch die das Heizmedium in den Heizraum 24 zu- bzw. aus diesem abgeführt werden kann.

- Bezugszeichenliste -

Bezuqszeichenliste Schraubenspindelpumpe

Gehäuse

Saugraum

Druckraum

Rotor/ Förderschraube

Gehäuseeinsatz/ Liner

Trennwand

Heizraum

erste Wandung

zweite Wandung

Außenumfang Wandung

Dichtung

Raum zwischen zwei Dichtungen 36 Drucksensor

38 innere Mantelfläche Gehäuse

40 Dichtring

42 Einlass Heizmedium

44 Auslass Heizmedium

46 Einlassöffnung für Forderfluid

48 Auslassöffnung für Forderfluid

50 Rohrleitung

52 ringförmiges Element

54 Öffnung ringförmiges Element

56 O-Ring Rohrleitung

- Patentansprüche -