DE6608701U - Kolbenpumpe. - Google Patents

Description

OIPL-INQ. QRAMKOW UR. MCILLER-B0RE DIPL-PHYS. DR. MAN ΙΤ2 DIPL..CHEM. DB. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD

PATENTANWÄLTE
7 STUTTGART BO (BAD CANNSTATT) MARKTSTRASSE 3

Gr/Rö 2/3

PU 16a

Az. P 32 152/59et Gbm

Anmelderin: &· ^Juni

Pumpenfabrik Urach, 7417 Urach/Württ.

"Kolbenpumpe"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenpumpe, insbesondere für hohe Drücke, mit einem den Pumpenarbeitsraum begrenzenden Zylindergehäuseteil, einem an dasselbe abgedichtet angeschlossenen Zylinderkopf und in denselben eingesetztem, das Druckventil sowie eine Saugzuleitung zum Pumpenarbeitsraum enthaltendem Ventilgehäuse einer in Stronarichtung des geförderten Mediums hinter dem Druckventil angeordneten Druckventilkammer und einer Hochdruckdichtung zwischen der Druckventilkammer und der Saugzuleitung auf der Außenseite des Ventilgehäuses. Bei der Förderung von Medien mit hohen Drücken (z.B. bis zu 500 bis 1000 at) oder auch gewissen sonstigen, z.B. strahlenden Medien ist eine absolute Dichtheit des Pumpengehäuses erforderlich.

Dipl.-Ing. GRSMKOW Dr. MANITZ. Dr. DElIFEL. DipWng. FINSTERWALD Dr. MOLLEB-BORi Stuttgarts) (Sad CünnstaU). Marktstra3e3 S Münzen 22. Boi>ert-Koch-Stra3ä 1 33 Braunsßiweig. Am BOrseajKrfc Telefon (0711)5572SI U ElR>rt£!S?liisll9j.'327iCA Τ·ββς5-22CS0 mbpai Telefon (0531) 2K87

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine solche Dichtheit mit möglichst einfachen Mitteln bei hoher Sicherheit zu erzielen., insbesondere derart, daß man mit möglichst wenigen zu dichtenden Stellen auskommt. Die Erfindung besteht demgemäß im wesentlichen darin, daß die Hochdruckdichtung auf der Innenseite des Zylinderkopfes angeordnet ist, der durch einen die Druckventilkammer begrenzenden Zylinderkopf gehäuseteil und den das Ventilgehäuse aufnehmenden Zylinderkopfgehäuseteil als einteiliges, zwischen Druckventilkammer und Saugzuleitung fugenloses Zylinderkopfgehäuse gebildet wird.

Durch eine derartige Anordnung wird erreicht, daß jede Notwendigkeit einer Abdichtung der Druckventilkammer innerhalb des Gehäuses entfällt, die bei den hohen Drücken in der Regel auch dann notwendig ist, wenn die zwischen den feststehenden Gehäuseteilen gebildete Fuge an die Druckventilkammer anschließt. Es ist daher die Druckventilkammer nur gegen die Saugkammer abzudichten. Da es sich jedoch um eine interne Dichtung handelt, ist eine hierbei u. U. entstehende Undichtheit, die Druckmedien in die Saugkammer übertreten läßt, praktisch unschädlich, da sich die Drücke nicht nach außen auswirken können und das durchgesickerte Medium wieder dem Förderstrom zur nochmaligen Weiterleitung an die Druckventilkammer zugefördert wird.

Vorzugsweise ist der Zylinderkopf gegenüber dem Pumpenarbeitsraum durch das Ventilgehäuse im Verein mit dem den Pumpenarbeitsraum

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begrenzenden Zylindergehäuseteil abgeschirmt. Der Zylinderkopf wird daher durch die Drücke im Pumpenarbeitsraum nicht unmittelbar beansprucht.

Außer der einzigen, internen Hochdruckdichtung brauchen erfindungsgemäß zur Abdichtung nach außen lediglich Niederdruckdichtungen vorgesehen zu sein; dieses insbesondere dann, wenn Zylindergehäuse und Ventilgehäuse aus einem Stück bestehen oder Zylindergehäuse und Zylinderkopf nachträglich miteinander verschweißt sind. Andernfalls kann, wenn z.B. aus Montagegründen ein mehrteiliges, vom Zylindergehäuse getrenntes Ventilgehäuse vorgesehen ist, eine weitere Hochdruckdichtung zur Abdichtung des Pumpenarbeitsraumes nach außen angeordnet sein.

Eine Schweißfuge läßt sich hierbei so anordnen, daß sie nachträglich auch auf verhältnismäßig einfache Weise wieder entfernt werden kann, wenn die Maschine auseinandergenommen bzw. das Ventilgehäuse aus dem Zylinderkopf entfernt werden soll.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden bei axial zueinander angeordneten, entgegengesetzt öffnendem Saugventil und Druckventil beide Ventile durch die gleiche Ventilfeder in Schließstellung gehalten. Hierdurch läßt sich eine wesentliche Vereinfachung und Raumersparnis erzielen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Hierbei zeigen Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Ausführurigsform der Maschine im Bereiche des Pumpenarbeitsraumes, und zwar in zwei Ausführungsformen gemäß Fig. la (obere Hälfte) und gemäß Fig. Ib (untere Hälfte),

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 einen entsprechenden Axialschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 einen entsprechenden Axialschnitt durch eine dritte Ausführungsforin der Erfindung.

In Fig. 1 ist mit 10 das Zylindergehäuse, mit 11 der Zylinderkopf bezeichnet. In dem Zylindergehäuse 10 bewegt sich der Kolben 12 hin- und hergehend in Pfeilrichtung X₁, χ , wobei bei Bewegung in Richtung X₁

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der Saughub und bei Bewegung in Richtung χ der Druckhub der Pumpe

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stattfindet.

Der Zylinderkopf 11 weist eine nur einseitig offene Bohrung 13 auf, in die das Ventilgehäuse 14 passend eingesetzt ist, Das zu fördernde Medium, insbesondere Flüssigkeit, wird durch einen oder mehrere Saugkanäle 15, die auch einen Ringkanal, z.B. 16, bilden können, Bohrungen 17 zugeleitet, die zu einem Saugventil 18 führen. Das Saugventil 18 ist im Ausführungsbeispiel als Ringventil ausgebildet und ruht auf einem Sitz 18a am Ventilgehäuse 14 auf. Es schließt die Saugkanäle

von dem Pumpenarbeitsraurn 19 ab und wird durch eine Feder 20 feelastet, die sich mit ihrem anderen Ende gegen ein kappenförmiges Widerlager 21 abstützt. Dieses ist durch eine Ventilstange 22 mit dem Druckventil 23 verbunden, das am entgegengesetzten Ende des Ventilgehäuse 14 auf einem Sitz 24 desselben unter der Wirkung der Feder 20 aufsitzt, die somit sowohl das Saugventil als auch das Druckventil auf den Ventilsitzen hält. Gegebenenfalls kann auch noch eine zusätzliche, die Wirkung der Feder 20 verstärkende Ventilfeder 25 für das Druckventil 23 vorgesehen sein. Saugventil 18 und Druckventil 23 sind in einer Bohrung 26 des Ventilgehäuses 14 mittels flügelartiger Stege 27 bzw. 28 geführt.

Wie ersichtlich, umschließt der Zylinderkopf 11 das in die Bohrung 13 des Zylinderkopfes eingesetzte Ventilgehäuse 14 fugenlos, derart, daß die in Strömungsrichtung Y₁* Y₂* Yo ^^es geförderten Mediums hinter dem Druckventil 23 liegende Druckventükammer 29 keine Dichtfuge innerhalb des Zylinderkopf es 11 nach außen aufweist und lediglich eine von der Druckventilkammer 29 ausgehende Fuge 30 zwischen der Druckventilkammer und der Saugzuleitung 15,16, 17 besteht. Eine ringförmige Hochdruckdichtung 31 dichtet s.ls interne Dichtung diese Fiage ab,

In der Ausführungsform nach Fig. la bildet das Ventilgehäuse 14 ein gesondertes einsetzbares Teil. Es ist daher in diesem Falle eine weitere Hochdruckdichtung 32 zwischen dem Ventilgehäuse 14 und dem

Zylindergehäuse 10 vorgesehen, um den Pumpenarbeitsraum 19 nach außen abzudichten. Eine weitere Dichtung 33 dichtet die Saugzuleitung JE5,16,17 ebenfalls nach außen ab. Sie bildet jedoch nur eine Niederdruckdichtung, die keine Dichtschwierigkeiten bietet.

Die Ausführungsform nach Fig. Ib vermeidet auch die Hochdruckdichtung 32. Zündergehäuse 10 und Zylinderkopf 11 sind in diesem Falle durch eine- Schweißverbindung 34 miteinander verbunden. Eine solche Schweißverbindung ermöglicht heute e*ne absolute Dichtheit, so daß die Teile 10 und 11 in Hinsicht auf die Abdichtung des geförderten Mediums wie einteilig wirken. Auch kann die Schweißverbindung so angeordnet werden, daß sie ohne wesentliche Schwierigkeiten nachträglich wieder ■ entfernt werden kann, wenn es erforderlich ist, Teile im Innern der Maschine auszuwechseln. Dieses ist insbesondere bei Verwendung sehr hoher Drücke bezüglich des Ventilgehäuses 14 notwendig, da dieses unter den starken wechselnden Dauerbeanspruchungen nach einer gewissen Betriebszeit zum Bruch neigt.

Zugschrauben, bei 35 angedeutet, können sowohl bei der Ausführung nach Fig. la als auch bei der Ausführung nach Fig. Ib Zylinderkopf 11 und Zylinder gehäuse 10 - gegebenenfalls zusätzlich - gegeneinander verspannen.

In der Ausführungsform nach Fig. 3 sind entsprechende Teile wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen (diese jedoch um 100 vermehrt) versehen.

Der wesentlichste Unterschied gegenüber der ersten Ausführungsform besteht darin, daß die Saugventile 118 innerhalb des Ventilgehäuses untergebracht sind. Sie sind hierbei, vorzugsweise zu mehreren über den Umfang verteilt, in radialer Richtung angeordnet und so bemessen, daß sie durch die zentrale Bohrung 126 im Ventilgehäuse 114 hindurch eingebracht und auf ihren Sitzen 118a montiert werden können. Federn 120, z.B. Zugfedern, welche in eingesetzte Traversen 121 eingehängt werden können, ziehen die Saugventile 118 auf ihren Sitz. Das Druckventil 123 wird beispielsweise wieder durch eine Feder 125 auf seinen Sitz 124 gedrückt.

Da die Ventile 118 durch die Bohrung 126 eingesetzt werden können, kann das Ventilgehäuse 114 mit dem Zylindergehäuse HO ein einteiliges Stück bilden. In diesem Falle ist es lediglich notwendig, außer der Hochdruckdichtung 131 zwischen der Druckventilkammer und der Saugleitung 115 eine Niederdruckdichtung 133 vorzusehen. Soll jedoch das Ventilgehäuse 114 unabhängig von dem Zylindergehäuse HO auswechselbar sein, kann auch in diesem Falle eine zusätzliche Hochdruckdichtung 132 vorgesehen sein. Diese Dichtung kann jedoch wieder durch eine Schweißverbindung 134 ersetzt werden.

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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, in welchem entsprechende Teile wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen mit gleichen Bezugszeichen (diese jedoch gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel um 200 vermehrt) versehen sind, unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß anstelle der radial angeordneten Saugventile ein axial angeordnetes Ringventil 218 verwendet wird. Das das Ventilgehäuse 214 umschließende Ventil ist als Plattenventil ausgebildet und wird durch eine Schraubenfeder 220 auf seinen Sitz 218a in einem Ringkörper 236 gedrückt, der als rinnenförmiger Körper ausgebildet ist und durch eine Ringmutter 237 unter Zwischenschaltung einer Ringdichtung 238 gegen das Ventilgehäuse 214 gepreßt wird. Verbindungskanäle 239 führen zum Pumpenarbeitsraum 219, der durch die Mittelbohrung 226 mit der Druckventilkammer 229 im Zylinderkopf 211 der Maschine verbunden ist. Das Druckventil 223 schließt die Bohrung 226 gegen die Druckventilkammer 229 ab, wenn das Ventil 223 unter der Wirkung der Feder 225 auf seinem Sitz 224 aufsitzt.

Eine Hochdruckdichtung 231 dichtet wieder die Druckventilkammer 229 gegen die Saugleitung 215 ab. Zwar stellt in diesem Falle auch die Dichtung 238 eine Hochdruckdichcung dar, doch handelt es sich auch bei ihr lediglich um eine interne Dichtung, die den Pumpenarbeitsraum 219 nicht nach außen, sondern nur gegen die Saugleitung 215 abdichtet»

In den dargestellten Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 un4 4
sind das Ventilgehäuse 114 bzw. 214 un d das Zylindergehäuse 110 bzw. 210 zu einem einzigen Stück vereinigt. In diesem Falle braucht außer einer internen Hochdruckdichtung 131 bzw. 231 nur noch eine einzige Niederdruckdichcung 133 bzw. 233, um die Saugleitung 215 nach außen abzudichten, sowie gegebenenfalls noch die interne Hochdruckdichtung 238 vorgesehen zu sein. Wird das Ventilgehäuse 214 als selbständig ausbaubares Teil bei getrenntem Ventilgehäuse und Zylindergehäuse gewünscht, können diese entweder entsprechend
Fig. la durch eine Hochdruckdichtung gegeneinander abgedichtet
oder entsprechend Fig. Ib mittels einer Schweißverbindung miteinander verbunden sein.

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Claims (15)

- 10 - PU 16 Αζν P 32 152/59a Gbm Ansprüche:

1. Kolbenpumpe, insbesondere für hohe Drücke, mit einem den Pumpenarbeitsraum begrenzenden Zy linder gehäuseteil, einem an das Zylindergehäuseteil abgedichtet angeschlossenen Zylinderkopf und in denselben eingesetztem, das Druckventil sowie eine Saugzuleitung zum Pumpenarbeitsraum enthaltendem Ventilgehäuse, einer in Stromrichtung des geförderten Mediums hinter dem Druckventil angeordneten Druckventilkammer und einer Hochdruckdichtung zwischen der Druckventilkammer und der Saugzuleitung auf der Außenseite des Ventilgehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckdichtung (31,131, 231) auf der Innenseite eines Zylinderkopfes (11,111, 211) angeordnet ist, der durch einen die Druckventilkammer (29,129, 229) begrenzenden Zylinder kopfgehäuseteil und den das Ventilgehäuse (14, 114, 214) aufnehmenden Zylinderkopf gehäuseteil als einteiliges, zwischen Druckventilkammer und Saugzuleitung (15,115,215) fugenloses Zylinderkopfgehäuse gebildet wird.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf (11,111,211) gegenüber dem Pumpenarbeitsraum (19,119, 219) durch das Ventilgehäuse (14,114, 214) im Verein mit dem genannten Zylindergehäuseteil (10,110, 210) abgeschirmt ist.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im einteiligen Zylinderkopf gehäuse (11, 111, 211) auf der Außenseite des Ventilgehäuses (14,114, 214) zwischen der Saugzuleitung (15,115, 215) und dem nach außen durch eine gesonderte Hochdruckdichtung (32) abgedichteten Pumpenarbeitsraum (19, 119, 219) in einer nach außen mündenden Fuge (Bohrung 13) in an sich bekannter Weise eine Niederdruckdichtung (33,133, 233) angeordnet ist.

4.. Kolbenpumpe nach Anspruch 3 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer in den Pumpenarbeitsraum (19) mündenden, nach außen geschlossenen Fuge (Fig. Ib) eine dem pulsierenden Druckunterschied zwischen Pumpenarbeitsraum und Saugzuleitung ausgesetzte Hochdruckdichtung (33a) angeordnet ist.

5. Kolbenpumpe nach einem dor Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (14,114, 214) durch das von ihm gesonderte, jedoch gemeinsam mit ihm den Pumpenarbeitsraum (18,119, 219) bildende Zylindergehäuse (10,110, 210) im Zylinderkopf (11,111, 211) axial gesichert und die Fuge zwischen Zylindergehäuse (10,110, 210) bzw. Zylinderkopf (11,111, 211) und Ventilgehäuse (14,114, 214) durch eine Niederdruckdichtung (33,133, 233) nach außen bzw. gegen die Saugzuleitung abgedichtet ist.

6. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zylinderkopf (11,111, 211) und Zy linder gehäuse (1O₄ UO, 210), das Ventilgehäuse (14,114,214) umschließend, durch eine nachträglich aufgebrachte äußere Schweißdichtung (34,134, 234) hermetisch dicht miteinander verschweißt sind.

7. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (14,114,214) in eine zylindrische Ausnehmung (13,113,213) des ungeteilten Zylinderkopfes (11,111,211) - gegebenenfalls nach Entfernung einer zwischen Zylinderkopf und Zylinder gehäuse angeordneten verbindenden SchwQißdkihtung (34,134,234) - auswechselbar eingesetzt ist.

8. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Saugventil (18) und Druckventil bzw, -ventile (23) auf axial einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Ventügehäuses (14), entgegengesetzt öffnend angeordnet sind.

9. Kolbenpumpe mit axial zueinander in einem Ventilgehäuse angeordnetem, entgegengesetzt öffnendem Saugventil und Druckventil und zueinander konzentrischen, von den Ventilen gesteuerten Kanälen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Saugventil (18) und Druckventil (23) durch die gleiche Ventilfeder (20) in Schließstellung gehalten werden.

10. Kolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (20) das einen odar mehrere radial äußere Kanäle (17) steuernde Saugventil (18) belastet und an ihrem dem Saugventil entgegengesetzten Ende gegen ein Federwiderlager (21) abgestützt ist, das mit dem Druckventil (23) durch einen Ventilschaft (22) verbunden ist., der durch einen das Ventilgehäuse (14) axial durchsetzenden Kanal (26) hindurchgeführt ist, wobei gegebenenfalls das Druckventil (23) durch eine weitere Feder (25) zusätzlich im Schließsinne belastet sein kann.

11. Kolbenpumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an den Pumpenarbeitsraum (19) das Saugventil (18) als Ringventil, das den zum Druckventil (23) führenden axialen Kanal (26) umschließt, oder gegebenenfalls auch einzelne ringförmig um den axialen Kanal (26) verteilte Saugventile einen oder mehrere den äußeren Ringteil des Ventilgehäuses (14) durchsetzende, in die Saugzuleitung (15,16) im ungeteilten Zylinderkopf (11) führende Zuleitungs-Verbindungskanäle (17) steuern.

12. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Ventilgehäuse (14, 114, 214) und Zy linder gehäuse (10,110, 210) eine nach außen fugenlose, gegebenenfalls auch nachträglich miteinander verschweißte Einheit bilden und außer einer Hochdruckdichtung (131, £32) zwischen Druckventilkammer (129, 229) und Saugzuleitung (15,115, 215) nur noch eine Niederdruckdichtung (133, 233) in der Fuge

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zwischen Ventilgehäuse (114, 214) uiid Zylinderkopf (11, 111, 211) auf der der Druckventilkammer (29,129, 229) entgegengesetzten Seite der Saugzuleitung (15,16,17; 115, 215) vorgesehen ist.

13. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Saugventile (118,218) als das Ventilgehäuse (Zi4) umschließendes Hingvontü (ziS; oder äis im Ring verteilte axial oder ganz odor teilweise radial angeordnete einzelne Ventile im Ventilgehäuse (114. 214) untergebracht sind.

14. Kolbenpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Saugventile (218) von außen her in bzw. an das Ventilgehäuse (214) einsetzbar sind.

15. Kolbenpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (118) von innen her, z.B. durch die Öffnung des Ventilsitzes (124) des Druckventiles (123), in das Ventilgehäuse (IH) einsetzbar sind.

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