DE2630123A1

DE2630123A1 - DEVICE FOR PROTECTING THE PISTON RODS OF PISTON PUMPS

Info

Publication number: DE2630123A1
Application number: DE19762630123
Authority: DE
Inventors: Javier Dipl Ing Gutierrez
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1976-07-05
Filing date: 1976-07-05
Publication date: 1978-01-12
Also published as: AT349903B; ES460174A1; FR2357753B3; FR2357753A1; NL7707042A; ZA774053B; ATA415677A

Description

MG 1001 MESSER GRIESHEIM *£· 2630 1 23 EMMG 1001 MESSER GRIESHEIM * £ 2630 1 23 EM

Kennwort: Faltenbalg
Erfinder: J. Gutierrez
Mappe: EPassword: bellows
Inventor: J. Gutierrez
Portfolio: E

Einrichtung zum Schutz der Kolbenstangen von KolbenpumpenDevice for protecting the piston rods of piston pumps

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz der Kolbenstangen von Kolbenpumpen gegen Verschmutzung und gegebenenfalls Vereisung, insbesondere bei der Förderung verflüssigter Gase.The invention relates to a device for protecting the piston rods of piston pumps against contamination and possibly icing, especially when pumping liquefied gases.

Kolbenpumpen bestehen aus einem Pumpengehäuse, in dem Zylinder, Kolben und Ventile angeordnet sind, und einem Antriebsmechanismus, dessen Bewegung über eine Stange an den Kolben übertragen wird. Am Eintritt der Kolbenstange in das Pumpengehäuse ist eine Abdichtung erforderlich. Je nach den Betriebsbedingungen werden mehr oder weniger hohe Anforderungen an die Wirksamkeit und Lebensdauer der Abdichtungselemente gestellt. Sofern die Werkstoffpaarungen, die Dichtungsgeometrie und das Pressungsniveau der Dichtelemente richtig ausgewählt beziehungsweise gestaltet werden, hängt die Lebensdauer der Abdichtungen im wesentlichen nur von fremden Faktoren, insbesondere von Verschmutzungen der Kolbenstange, ab. Besonders schädlich ist die Eisbildung auf der Kolbenstange, wie sie bei der Förderung von tiefkalten, verflüssigten Gasen besonders leicht auftritt.Piston pumps consist of a pump housing, in which cylinders, pistons and valves are arranged, and a Drive mechanism, the movement of which is transmitted to the piston via a rod. At the entry of the piston rod A seal is required in the pump housing. Depending on the operating conditions will be more or less high Requirements placed on the effectiveness and service life of the sealing elements. If the material pairings, the sealing geometry and the compression level of the sealing elements correctly selected or designed the service life of the seals depends essentially only on external factors, in particular on contamination the piston rod. The formation of ice on the piston rod, as it occurs during conveyance, is particularly damaging particularly easy of cryogenic, liquefied gases occurs.

Die Ablagerung von Eis oder von anderen Feststoffen auf der Kolbenstange verursacht einen schnellen Verschleiß der meist aus weichem Material bestehenden Abdichtungen. Hierdurch werden die Spaltweiten vergrößert, was entweder zu einem hohen Wartungsaufwand oder zu einer geringen Lebensdauer der Abdichtung führt.The deposition of ice or other solids on the piston rod usually causes rapid wear seals made of soft material. As a result, the gap widths are enlarged, which either leads to a high maintenance costs or a short service life of the seal.

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Gegen die Ablagerung normaler Verschmutzungen ist eine Vielzahl von Einrichtungen bekannt, die einen wirksamen Schutz der Kolbenstange gegen derartige Ablagerungen bieten. Hierzu gehören insbesondere Abstreifmanschetten, Rollmembranen und Faltenbälge aus gummielastischen Werkstoffen. A large number of devices are known which are effective against the deposition of normal soiling Offer protection of the piston rod against such deposits. This includes in particular wiper collars, Rolling diaphragms and bellows made of rubber-elastic materials.

Bei Kolbenpumpen für die Förderung von tiefkalten Gasen wird die im Inneren der Pumpe herrschende tiefe Temperatur auch auf die Kolbenstange nach außen übertragen. Die Verwendung gummielastischen Werkstoffei ist dann nicht mehr möglich, da diese bei den tiefen Temperaturen ihre Elastizität verlieren und durch Sprödbruch zerstört werden. Bei der Förderung von flüssigem Sauerstoff ist außerdem die Verwendung derartiger Werkstoffe unzulässig. Bei einem derartigen Tieftemperaturbetrieb bildet sich am freien Ende der Kolbenstange ein fester Eisbelag aus dem auskondensierenden Wasser der Umgebungsluft. Diese Eisbildung macht die Verwendung von Abstreifmanschetten unmöglich, da diese sofort verformt und zerstört würden.In the case of piston pumps for pumping cryogenic gases, the temperature inside the pump is low also transferred to the outside of the piston rod. The use of rubber-elastic materials is then no longer possible, as these lose their elasticity at low temperatures and are destroyed by brittle fracture. at The use of such materials is also not permitted when pumping liquid oxygen. With such a In low-temperature operation, a solid layer of ice forms from the condensation at the free end of the piston rod Ambient air water. This ice build-up makes the use of wiper sleeves impossible, as they do so immediately would be deformed and destroyed.

Um die Eisbildung an der Kolbenstange zu vermeiden, sind verschiedene Methoden bekannt, wie die kontinuierliche Spülung mit einem trockenen Gas oder trockener Luft, oder die Erwärmung der Kolbenstange oberhalb des Gefrierpunktes mit Hilfe von Heizpatronen. Diese Systeme sind aufwendig und unwirtschaftlich, da neben den erforderlichen Einrichtungen und baulichen Maßnahmen auch eine ständige Energiezufuhr erforderlich ist.Various methods are known to prevent ice formation on the piston rod, such as continuous flushing with a dry gas or dry air, or heating the piston rod above freezing point with Help from heating cartridges. These systems are expensive and uneconomical, as they are in addition to the necessary facilities and structural measures also require a constant supply of energy.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schutz der Kolbenstangen von Kolbenpumpen zu schaffen, die sowohl das Eindringen von Schmutz als auch die EisbildungThe invention is based on the object of creating a device for protecting the piston rods of piston pumps, both the ingress of dirt and the formation of ice

* der genannten Schutzeinrichtungen aus* of the protective devices mentioned

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am freien Ende der Kolbenstange, insbesondere bei der
Föderung verflüssigter Gase, verhindert.at the free end of the piston rod, especially at the
Conveyance of liquefied gases, prevented.

Gemäß der Erfindung wird dies erreicht durch einen die
Kolbenstange umgebenden Faltenbalg aus Metall oder Kunststoff, dessen Enden einerseits mit dem freien Ende der
Kolbenstange und andererseits mit dem Pumpengehäuse gasdicht verbunden sind.According to the invention this is achieved by a die
Piston rod surrounding bellows made of metal or plastic, the ends of which on the one hand with the free end of the
Piston rod and, on the other hand, are connected to the pump housing in a gas-tight manner.

Der hochelastische Faltenbalg wird für die Aufnahme einer
unbegrenzten Hubspielzahl ausgelegt; Er besteht aus einer
Vielzahl von Metall- oder Kunststofftellern, welche an den Rändern gasdicht miteinander verbunden sind.The highly elastic bellows is used to hold a
designed for unlimited number of lifting cycles; It consists of one
Large number of metal or plastic plates, which are connected to one another in a gas-tight manner at the edges.

Das vom Faltenbalg umschlossene Volumen ist verhältnismässig gering und vergrößert oder verkleinert sich dem jeweiligen Saug- oder Druckhub entsprechend. Hierdurch können unzulässige Druckunterschiede in dem vom Faltenbalg umschlossenen Raum verursacht werden. Um dies zu verhindern, ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ein Pufferbehälter vorgesehen, der durch eine Leitung mit dem vom Faltenbalg umschlossenen Raum verbunden ist. Durch diesen Pufferbehälter werden die Druckschwankungen ausgeglichen.The volume enclosed by the bellows is proportional low and increases or decreases according to the respective suction or pressure stroke. This can result in impermissible Differences in pressure are caused in the space enclosed by the bellows. To prevent this, it is more advantageous Embodiment of the invention, a buffer container is provided, which is enclosed by a line with the bellows Space is connected. The pressure fluctuations are compensated for by this buffer tank.

Es ist ferner sehr vorteilhaft, wenn in dem vom Faltenbalg umschlossenen Raum und im Pufferbehälter immer ein geringer Überdruck aufrecht erhalten wird. Dadurch wird mit Sicherheit das Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit verhindert. Dieser Überdruck stellt sich bei der Förderung verflüssigter Gase von selbst ein, und zwar infolge der durch die
Kolbenstangendichtungen eindringenden Leckmengen. Es handelt sich hierbei immer um trockenes Gas. Bei derIt is also very advantageous if a slight overpressure is always maintained in the space enclosed by the bellows and in the buffer container. This will certainly prevent the ingress of dirt or moisture. This overpressure occurs automatically when pumping liquefied gases, as a result of the
Piston rod seals penetrating leakage. This is always a dry gas. In the

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Förderung" anderer, nicht bei Umgebungstemperatur siedende Flüssigkeiten ka*~~ der überdruck aber auch durch eine fremde Gasquelle künstlich erzeugt werden.Promotion of "others who do not boil at ambient temperature Liquids can * ~~ the overpressure but also through a foreign gas source can be generated artificially.

Da bei der Förderung flüssiger Gase ständig Leckgasmengen in den vom Faltenbalg und dem Pufferbehälter umschlossenen Raum durch die Kolbenstangenabdichtung einströmen, würde sich der Druck in diesem Raum ständig erhöhen. Um dies zu vermeiden, wird der Raum mit einem Überdruckventil verbunden, welches bei Erreichen eines festgelegten Überdruckes selbsttätig überschüssiges Gas ins Freie strömen läßt. Das überdruckventil kann zum Beispiel am Pufferbehälter angebracht werden. Auf diese Weise wird der Druck und das Volumen im System annähernd konstant gehalten.Since, when pumping liquid gases, there is constant leakage of gas in those enclosed by the bellows and the buffer container If the space flows in through the piston rod seal, the pressure in this space would increase continuously. To do this avoid, the room is connected to an overpressure valve, which when a specified overpressure is reached automatically allows excess gas to flow into the open air. The pressure relief valve can be attached to the buffer tank, for example will. In this way, the pressure and the volume in the system are kept approximately constant.

Zweckmässigerweise besteht der Faltenbalg aus Polytetrafluoräthylen, da dieses Material sprödbruchunempfindlich ist und auch bei der Förderung von flüssigem Sauerstoff gefahrlos verwendet werden kann.The bellows is expediently made of polytetrafluoroethylene, as this material is insensitive to brittle fracture and is also safe when pumping liquid oxygen can be used.

Die Zeichnung veranschaulicht ein besonders für die Förderung flüssiger Gase geeignetes Ausführungsbeispiel der Erfindung.The drawing illustrates an exemplary embodiment of the invention which is particularly suitable for conveying liquid gases.

In der Zeichnung ist die Kolbenstange 2 und ein Teil des Pumpengehäuses 6 einer Kolbenpumpe zum Fördern flüssiger Gase dargestellt. Durch eine Abdichtung 7 ist die Kolbenstange 2 gegen das Pumpengehäuse 6 abgedichtet. Erfindungsgemäß ist die Kolbenstange 2 von einem Faltenbalg 1 umgeben, dessen Enden mit dem freien Ende der Kolbenstange 2 und mit dem Pumpengehäuse 6 gasdicht verbunden sind. Durch eine öffnung 3 im Pumpengehäuse 6 und eine Verbindungsleitung 8 ist der vom Faltenbalg 1 eingeschlossene Raum mit einem Pufferbehälter 4In the drawing, the piston rod 2 and part of the pump housing 6 is a piston pump for conveying liquid gases shown. The piston rod 2 is sealed off from the pump housing 6 by a seal 7. According to the invention is the Piston rod 2 surrounded by a bellows 1, the ends of which with the free end of the piston rod 2 and with the pump housing 6 are connected gas-tight. Through an opening 3 in the pump housing 6 and a connecting line 8, the from Bellows 1 enclosed space with a buffer tank 4

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verbunden. Die durch den Saug- bzw. Druckhub im Faltenbalg 1 hervorgerufenen Volumen- und Druckänderungen werden somit durch den Pufferbehälter 4 ausgeglichen, so daß keine unzulässigen Druckänderungen im Faltenbalgraum entstehen. Durch die Abdichtung 7 strömen ständig geringe Leckgasmengen in den vom Faltenbalg 1 und Pufferbehälter 4 eingeschlossenen Raum. Um den Druck und das Volumen im System annähernd konstant zu halten, ist deshalb am Pufferbehälter 4 ein Überdruckventil 5 angeordnet, durch welches während des Druckhubes überschüssiges Gas selbsttätig ins Freie strömt.tied together. The volume and pressure changes caused by the suction or pressure stroke in the bellows 1 are thus compensated by the buffer container 4, so that no impermissible pressure changes arise in the bellows space. Through the seal 7, small amounts of gas leak constantly flow into the bellows 1 and buffer container 4 enclosed space. In order to keep the pressure and the volume in the system more or less constant, there is therefore a buffer tank 4 a pressure relief valve 5 is arranged, through which excess gas automatically into the pressure stroke Free flows.

14.6.1976
Ba/dieJune 14, 1976
Ba / the

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Claims

MESSER GRIESHEIM

EXPECTATIONS

/ 1 .y Device for protecting the piston rods of piston pumps marked against contamination and possibly icing, especially when pumping liquefied gases by a metal or plastic bellows surrounding the piston rod, the ends of which on the one hand connected to the free end of the piston rod and on the other hand to the pump housing in a gas-tight manner are.

2. Device according to claim 1, characterized by a buffer container which is connected by a line to the from Bellows enclosed space is connected.

3. Device according to claim 2, characterized by a pressure relief valve which is connected to the bellows and Buffer tank enclosed space is connected.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the bellows is made of polytetrafluoroethylene (PTFE). ... ... . ■

14.6.1976 Ba/dieJune 14, 1976 Ba / the

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