DE3709611A1 - Hochdruckplungerpume - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruckplungerpumpe mit einem zentrisch angeordneten Druckventil, einem über einen oszil­ lierenden Antrieb bewegbaren Plunger und einer den Arbeitsraum begren­ zenden, ausschließlich auf dem Plunger geführten Hülse, die von einem die anzusaugende Flüssigkeit enthaltenden Saugraum umschlossen ist.

Es ist eine Hochdruckplungerpumpe der genannten Art bekannt, bei der die Abdichtung zwischen dem Plunger und der darauf schwimmend gelager­ ten Hülse ausschließlich durch den Spalt zwischen den beiden genannten Funktionsteilen erfolgt. Diese Spaltdichtung ist über einen weiten Druckbereich ausreichend. Bei einem Arbeitsdruck der größer ist als 2000 bar würde sich bei der ausschließlichen Verwendung der Spaltdich­ tung zwischen dem Plunger und der dem Plunger zugeordneten Hülse ein Verlust der halben Förderleistung ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckplungerpumpe der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sich auch bei Arbeits­ drücken, die größer sind als 2000 bar, eine ausreichende Abdichtung zwischen dem Plunger und der darauf schwimmend gelagerten Hülse er­ gibt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in einer zum Plunger geöffneten Ringkammer der Hülse eine Stopfbuchse oder eine aus Metall gefertigte, einstückige Dichtungsbuchse angeordnet ist, die Stopfbuchse oder die Dichtungsbuchse sich am Plunger abstützt, wobei die Dichtungsbuchse eine zum Plunger sich erstreckende Bohrung aufweist und mit der Hülse einen Ringraum begrenzt, der mit Leckageflüssigkeit gefüllt und mit dem im Bereich der Bohrung wirkenden Druck beaufschlagt ist.

Die Stopfbuchse weist eine mit einer Druckfeder versehene Federkammer auf, die zur Plungerseite hin geöffnet ist. In diese Federkammer dringt Leckageflüssigkeit ein, deren Druck zusätzlich zu der Kraft der Druck­ feder auf einen vorderen Stützring und auf eine die Federkammer am hin­ teren Ende begrenzende Druckplatte wirkt, so daß die anderen Teile der Stopfbuchse bei hohem Arbeitsdruck intensiver auf den Plunger gepreßt werden.

Bei der Verwendung einer einstückigen, aus Metall, z. B. aus Bronze, gefertigten Dichtungsbuchse wird der Ringraum zwischen der Dichtungs­ buchse und der Hülse mit Leckageflüssigkeit gefüllt, die unter einem Druck steht, der im Bereich der zum Ringraum führenden Bohrung vorhan­ den ist und die Dichtungsbuchse in Richtung auf den Plunger hin ver­ formt. Die Intensität der Verformung der Dichtungsbuchse ist somit vom Arbeitsdruck der Pumpe abhängig.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsformen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Hochdruckplungerpumpe im Längsschnitt, bei der die auf dem Plunger schwimmend gelagerte Hülse mit einer Stopfbuchse ausgerüstet ist, und

Fig. 2 eine Hochdruckplungerpumpe im Längsschnitt mit einer dem Plun­ ger zugeordneten, einstückigen Dichtungsbuchse aus Metall.

Der Plunger 1 wird mittels eines nicht dargestellten, oszillierenden Antriebs zwischen einem vorderen und einem hinteren Totpunkt hin- und herbewergt. Als oszillierender Antrieb kann ein Kurbeltrieb verwendet werden, der über einen Kreuzkopf den Plunger antreibt.

Auf dem Plunger ist schwimmend eine Hülse 2 gelagert, die in dem dar­ gestellten Ausführungsbeispiel aus den Hülsenteilen 3 und 4 besteht, die fest miteinander durch ein Schrumpfverfahren verbunden sind.

Das Hülsenteil 3 ist mit einem Anschlagbund 5 versehen, an dem ein im Querschnitt winkelförmiger Stützring 6 anliegt, der mit einer Feder 7 belastet ist, deren anderes Ende sich an einem Einsatzring 8 abstützt, durch dessen mittlere Bohrung sich der Plunger 1 erstreckt. Die Ab­ dichtung im Bereich dieser Bohrung erfolgt mittels Dichtungspackungen 9, die durch einen mit einem Außengewinde versehenen Druckring 10 in einer zum Plunger geöffneten Ringkammer festgelegt werden.

Die Hülse 2 stützt sich in der in der Fig. 1 dargestellten Betriebs­ lage an einer Wandfläche 12 des Pumpenkopfes 13 ab. Die Hülse 2 be­ grenzt den Arbeitsraum 14 der Hochdruckplungerpumpe, der in eine Öff­ nung 15 eines Druckventils 16 übergeht. Der Druckventilkörper 17 ist zentrisch angeordnet und mit einer Feder (18) belastet. Der Druck­ ventilkörper 17 ist in der Fig. 1 in der Verschlußstellung darge­ stellt.

Das Hülsenteil 4 weist eine zum Plunger geöffnete Ringkammer 19 , in der eine Stopfbuchse angeordnet ist. Diese Stopfbuchse weist einen vorderen Stützring 20 auf, der aus Bronze gefertigt werden kann, und an dem sich eine zylindrische Schraubenfeder 21 abstützt, der am anderen Ende eine Stützplatte 22 zugeordnet ist. Unter der Wirkung der Feder 21 werden die anderen Funktionsteile der Stopfbuchse unter Vorspannung gehalten. Zwischen der Stützplatte 22 und einem hinteren Stützring 23 , dem als Widerlager ein geteilter Ring 24 zugeordnet ist, ist eine Reihe von Packungsringen 25, 26 vorgesehen.

Der vordere Stützring 20 ist im vorderen Außenbereich abgerundet und legt sich gegen einen bogenförmigen übergang von der vorderen Stirnflä­ che 27 zur äußeren Begrenzungsfläche 28 der Ringkammer 19. Auch der Übergang von der vorderen Stirnfläche 27 zur mittigen Bohrung des Hül­ senteils 4 ist bogenförmig gestaltet, damit nicht unter der Wirkung ho­ her Flüssigkeitsdrücke an der Hülse 2 Kerbspannungen auftreten.

Die beim Arbeitshub des Plungers 1 durch den Ringspalt zwischen dem Plunger und dem Hülsenteil (4) in die Aufnahmekammer für die Feder 21 eindringende Leckageflüssigkeit baut in dieser Kammer einen zusätzli­ chen Druck auf, durch den die übrigen Funktionsteile der Stopfbuchse an den Plunger gepreßt werden, so daß die Abdichtung intensiviert wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 besteht die auf dem Plun­ ger 1 schwimmend gelagerte Hülse 2 a aus den Hülsenteilen 3 a und 4 a. Der Hülse ist wie bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 eine Fe­ der 7 zugeordnet, die bestrebt ist, die Hülse gegen die Innenfläche 12 des Pumpenkopfes 13 zu pressen. Der Hülsenteil 4 a ist mit einer Ringkammer 29 ausgerüstet, die zur Seite des Plungers 1 geöffnet ist und in der eine aus Metall gefertigte, einstückige Dichtungsbuchse 30 angeordnet ist. Diese Dichtungsbuchse begrenzt mit dem Hülsenteil 4 a einen Ringraum 31, von dem aus eine Bohrung 32 sich in Richtung des Plungers 1 erstreckt und in den Ringspalt zwischen dem Plunger 1 und der Dichtungsbuchse 30 einmündet. Die Leckageflüssigkeit, die vom Ar­ beitsraum 14 beim Druckhub des Plungers durch den Spalt zwischen dem Plunger 1 und der Hülse 2 a bis in den Bereich der Bohrung 32 fließt, weist einen Druck auf, der geringer ist als der Arbeitsdruck der Pumpe. Die unter diesem geringeren Druck stehende Leckageflüssigkeit, die den Ringraum 31 gefüllt hat, verformt die Dichtungsbuchse 30 und verbes­ sert die Abdichtung zwischen der Hülse und dem Plunger.

Am vorderen Ende der Ringkammer 29 zur Aufnahme der Dichtungsbuchse 30 ist eine ringförmige Weichpackung 33 vorgesehen, die die vordere Stirnfläche 34 der Ringkammer 29 nach außen und nach innen hin über­ ragt.

Die Dichtungsbuchse 30 weist am hinteren Ende einen Ringflansch 35 auf, der als Befestigungsflansch ausgebildet und mit Durchsteckbohrungen für Befestigungsschrauben 36 versehen ist. Diese Befestigungsschrauben werden in Gewindebohrungen 37 eines auf dem Hülsenteil 4 a geschraubten Ringes 38 eingeschraubt.

Aus den Fig. 1 und 2 ergibt sich, daß die Stopfbuchse oder die Dich­ tungsbuchse im mittleren und/oder hinteren Bereich der Hülse 2, 2 a vor­ gesehen ist.

Die Hülse 2, 2 a wird von der anzusaugenden Flüssigkeit umspült, die in dem Saugraum 39 vorhanden ist.

Bewegt sich der Plunger vom vorderen Totpunkt in Richtung auf den hin­ teren Totpunkt, so bildet sich im Arbeitsraum 14 ein Unterdruck, so daß unter dem im Saugraum herrschenden Vordruck die Hülse 2, 2 a entge­ gen der Wirkung der Feder 7 vom Pumpenkopf weg bewegt wird. Hierdurch wird die vordere Öffnung der Hülse freigegeben, so daß Flüssigkeit aus dem Saugraum 39 in den Arbeitsraum 14 einströmen kann. Beim Druckhub des Plungers nimmt die Hülse 2, 2 a die Stellung ein, die in den Fig. 1 und 2 aufgezeigt ist, in der die Hülse mit ihrer vorderen Stirnfläche an der Fläche 12 des Pumpenkopfes 13 anliegt.

Die beim Druckhub des Plungers erzeugte Wärme wird über die Hülse 2, 2 a in die die Hülse außen umspülende Flüssigkeit abgeleitet.

• Bezugszeichen  1 Plunger
   2 Hülse
   2 a Hülse
   3 Hülsenteil
   4 Hülsenteil,
   4 a Hülsenteil
   5 Anschlagbund
   6 Stützring
   7 Feder
   8 Einsatzring
   9 Dichtungspackung
  10 Druckring
  11 
  12 Wandfläche
  13 Pumpenkopf
  14 Arbeitsraum
  15 Öffnung
  16 Druckventil
  17 Druckventilkörper
  18 Feder
  19 Ringkammer
  20 Stützring
  21 Schraubenfeder
  22 Stützplatte
  23 Stützring
  24 Ring
  25 Packungsring
  26 Packungsring
  27 Stirnfläche
  28 Begrenzungsfläche
  29 Ringkammer
  30 Dichtungsbuchse
  31 Ringraum
  32 Bohrung
  33 Weichpackung
  34 Stirnfläche
  35 Ringflansch
  36 Befestigungsschrauben
  37 Gewindebohrung
  38 Ring
  39 Saugraum

Claims (6)

1. Hochdruckplungerpumpe mit einem zentrisch angeordneten Druckventil, einem über einen oszillierenden Antrieb bewegbaren Plunger und einer den Arbeitsraum begrenzenden, ausschließlich auf dem Plunger geführten Hülse, die von einem die anzusaugende Flüssigkeit enthaltenden Saug­ raum umschlossenen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zum Plunger (1) geöffneten Ringkammer (19, 29) der Hülse (2, 2 a) eine Stopfbuchse oder eine aus Metall gefertigte, einstückige Dichtungsbuchse (30) angeordnet ist, die Stopfbuchse oder die Dich­ tungsbuchse sich am Plunger (1) abstützt, wobei die Dichtungsbuchse (30) eine zum Plunger sich erstreckende Bonrung (32) aufweist und mit der Hülse einen Ringraum (31) begrenzt, der mit Leckageflüssigkeit ge­ füllt und mit dem im Bereich der Bohrung (32) wirkenden Druck beauf­ schlagt ist.

2. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Ringkammer (19, 29) angeordnete Stopfbuchse oder Dichtungs­ buchse im mittleren und/oder hinteren Bereich der Hülse (2, 2 a) vorgese­ hen ist.

3. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der übergang von der vorderen Stirnfläche (27) der Ringkammer (19) zur Aufnahme der Stopfbuchse oder der Dichtungsbuchse zur äußeren Be­ grenzungsfläche (28) bogenförmig ausgebildet ist.

4. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Ende der Ringkammer (29) zur Aufnahme der Dichtungsbuchse (30) eine die vordere Stirnfläche (34) nach außen und innen überragende, ringförmige Weichpackung (33) vorgesehen ist.

5. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfbuchse einen vorderen Stützring (20) aufweist, der im vorderen Außenbereich abgerundet ist, und der Stützring ein vorderes Widerlager für eine Feder (21) bildet.

6. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsbuchse (30) am hinteren Ende einen Ringflansch (35) mit Durchsteckbohrungen für Befestigungsschrauben (36) aufweist, die in Ge­ windebohrungen (37) eines auf die Hülse geschraubten Ringes (38) einge­ schraubt sind.