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Kolbenpumpe für Flüssigkeiten, insbesondere Dickstoffe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben- pumpe, welche zur Förderung von Wasser und anderen Flüssigkeiten, insbesondere aber für stark verunreinigte Flüssigkeiten wie Gülle oder andere Dickstoffe, verwendbar ist.
Mit Rücksicht auf die Dickflüssigkeit der Gülle und die darin enthaltenen groben Beimengungen, wie Häksel, Dünger usw., können zur Förderung solcher Flüssigkeiten, insbesondere für grössere Förderhöhen, nur Kolbenpumpen Anwendung finden. Die zu diesem Zweck bisher bekanntgewordenen Pumpenkonstruktionen waren durchwegs als Langsamläufer ausgebildet und hatten als solche ein im Verhältnis zur Leistung grosses Gewicht, das seinerseits wiederum hohe Herstellungskosten und einen verhältnismässig grossen Materialaufwand bedingte. Die grossen Gewichte wirkten sich auch für bewegliche Pumpenanlagen nachteilig aus, die z. B. im Gebirge nur schwer transportierbar waren.
Einer Steigerung der Drehzahl über das bei Langsamläufern übliche Mass und damit einer Herabsetzung des Leistungsgewichtes stand bisher die Erfahrungstatsache im Wege, dass bei den bekannten Pumpenkonstruktionen in diesem Fall Stosswirkungen, Wasserschläge usw. auftraten.
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, eine für Dickstoffe, Gülle u. dgl. geeignete Kolbenpumpe zu schaffen, die bei gleicher Leistung ein wesentlich geringeres Gewicht aufweist und damit einen geringeren Materialverbrauch und geringere Kosten bei der Herstellung bedingt und als ortsbewegliches Aggregat leichter transportierbar ist.
Die Erfindung kennzeichnet sich im wesentlichen durch die Kombination der Massnahmen, dass bei gleichem Querschnitt des Kolbens und der Ventildurchgänge auch der Querschnitt der Saug-bzw. der Druckleitung gleich gross bemessen und zur Vermeidung toter Räume und grosser Flüssigkeitssäulen das Saugventil unmittelbar neben dem Arbeitskolben angeordnet ist, der zum Teil in den Ventilraum eintaucht, in welchem das Saug-und Druckventil in an sich bekannter Weise als extreme Schrägventile angeordnet sind, wodurch die Pumpe als Schnelläufer bei 350 U min und mehr stosslos arbeitet. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung werden wesentliche strömungs- technische Vorteile erzielt, da die Ström- geschwindigkeit der Förderflüssigkeit an allen
Stellen im günstigsten Bereich gehalten und das
Auftreten von Wasserschlägen und Stössen im höheren Drehzahlbereich eliminiert wird.
Die Pumpe kann sowohl einfach-wie doppeltwirkend, z. B. als Tauchkolbenpumpe, ausgebildet sein.
Die in an sich bekannter Weise als extreme
Schrägventile ausgebildeten Saug-und Druckventile schliessen mit der Durchströmrichtung der Flüssigkeit in der Saug-und Druckleitung bzw. mit deren Längsachse einen Winkel von weniger als 35 ein und sind mittels Lenkerarmen in Taschen des Ventilgehäuses lose eingehängt, so dass der Ventilteller ausser einer Schwenkbewegung auch eine Ausweichbewegung senkrecht zur Ventilebene ausführen kann. Durch diese Massnahmen wird die Führung der Flüssigkeit äusserst günstig und nähert sich einer geradlinigen Strömung, wodurch Wirbel und Reibungsverluste in der Pumpe vermieden werden. Auch die Gefahr einer Verstopfung oder eines Verklemmens der Ventile durch die in der Gülle enthaltenen Verunreinigungen wird auf ein Mindestmass herabgesetzt.
Die erfindungsgemässe Kombination technischer Massnahmen stellt das Ergebnis jahrelanger Versuche dar und weist den Weg zu einer weitgehenden Material-und Arbeitszeitersparnis bei der Herstellung durch Herabsetzung des Gewichtes und der Abmessungen der erfindungsgemässen Pumpe auf einen Bruchteil des Gewichtes und der Abmessungen der üblichen Pumpen.
Beispielsweise war bisher zur Erreichung einer Leistung von 250 bis 400//min bei einer Förderhöhe von 150 m eine langsamlaufende Dreikolbenpumpe mit einem Gewicht von 650 bis 700 erforderlich. Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Pumpe gleicher Leistung wiegt bei einer Drehzahl von ungefähr 400 Umdrehungen pro Minute nur mehr 200 kg, wobei die Arbeitszeit für die Fertigung mindestens um die Hälfte sinkt.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung veranschaulicht. Fig. 1 ist ein vertikaler Längsschnitt durch die Pumpe. Fig. 2 ist ein
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Vertikalschnitt nach einer zur Schnittebene der Fig. 1 senkrecht stehenden Ebene.
Mit 1 ist der Pumpenoberteil bezeichnet,
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Druckleitung der Pumpe darstellt und den Arbeitsraum des Tauchkolbens 3 bildet. Der Kolben 3 ist in üblicher Weise durch den Kolbenbolzen 4 mit der Pleuelstange 5 verbunden, die mit dem Kugellager 6 auf der doppelt gekröpften Kurbelwelle 7 gelagert ist. Mit 8 sind die Kugellager der Kurbelwelle in den seitlichen Ständern 9 bezeichnet, während 10 die Antriebsriemenscheibe ist.
Im Ventilgehäuse 2 ist das Saugventil 11 und das Druckventil 12 angeordnet, die als extreme Schrägventile ausgebildet sind und mit der Durchströmrichtung der Flüssigkeit bzw. mit der Längsachse der Saug-und Druckleitung einen spitzen Winkel einschliessen. Die Ventilteller sind unter Vermittlung von Lenkerarmen 13 in Taschen 14 des Ventilgehäuses lose eingehängt, so dass die Ventile neben der Schwenkbewegung auch noch eine Ausweichbewegung senkrecht zur Ventilebene ausführen können. Die Öffnungbewegung der Ventilklappen wird durch Federn, vorzugsweise Schraubenfedern 18 begrenzt, die an Ansätzen 16 der Ventilgehäusedeckel 17, z. B. durch Schrauben 15 befestigt und zusammen mit diesem abnehmbar sind. Die Federn 18 begrenzen einerseits als elastische Anschläge den Hub der Ventile, anderseits leiten sie deren Schliessbewegung ein.
Die Ventildeckel sind mittels Schnellverschlussbügel 19 und Schnellverschlussschrauben 20 festgezogen und können leicht zur Reinigung oder Demontage der Ventil- klappen abgenommen werden. Die Abdichtung der Ventilteller auf dem Ventilsitz erfolgt durch Gummiauflagen 21.
Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel ist als Zweikolbenpumpe ausgebildet, doch ist erfindungsgemässe Ausbildung natürlich auch bei Ein-oder Mehrkolbenpumpen möglich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kolbenpumpe für Flüssigkeiten, insbesondere Dickstoffe, gekennzeichnet durch die Kombination der Massnahmen, dass bei gleichem Querschnitt des Kolbens und der Ventildurchgänge auch der Querschnitt der Saug-bzw. der Druckleitung gleich gross bemessen und zur Vermeidung toter Räume und grosser Flüssigkeitssäulen das Saugventil unmittelbar neben dem Arbeitskolben angeordnet ist, der zum Teil in den Ventilraum eintaucht, in welchem das Saug-und Druckventil in an sich bekannter Weise als extreme Schrägventile angeordnet sind, wodurch die Pumpe als Schnelläufer bei 350 U'min und mehr stosslos arbeitet.
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Piston pump for liquids, especially thick matter
The invention relates to a piston pump which can be used to convey water and other liquids, but in particular for highly contaminated liquids such as manure or other thick matter.
With regard to the thick liquid manure and the coarse additions it contains, such as crochet, fertilizer, etc., only piston pumps can be used to convey such liquids, especially for greater delivery heights. The pump designs previously known for this purpose were consistently designed as low-speed runners and as such had a high weight in relation to the performance, which in turn required high manufacturing costs and a relatively large amount of material. The large weights also had a detrimental effect on moving pump systems, which, for. B. were difficult to transport in the mountains.
An increase in the speed above the normal level for slow-speed runners and thus a reduction in the power-to-weight ratio has hitherto stood in the way of the fact that, in the known pump designs, shock effects, water hammer, etc. occurred in this case.
The invention has now set itself the task of a for thick matter, manure and. Like. To create a suitable piston pump that has a significantly lower weight with the same performance and thus requires lower material consumption and lower costs in production and is easier to transport as a portable unit.
The invention is characterized essentially by the combination of the measures that, with the same cross section of the piston and the valve passages, the cross section of the suction or valve passages is also the same. the pressure line and to avoid dead spaces and large columns of liquid, the suction valve is arranged directly next to the working piston, which is partially immersed in the valve chamber in which the suction and pressure valve are arranged in a known manner as extreme inclined valves, whereby the The high-speed pump works smoothly at 350 rpm and more. The design according to the invention achieves essential fluidic advantages, since the flow speed of the conveyed liquid at all
Positions kept in the most favorable range and that
The occurrence of water hammers and bumps in the higher speed range is eliminated.
The pump can be both single-acting and double-acting, e.g. B. be designed as a plunger pump.
In a manner known per se as extreme
Inclined valves designed suction and pressure valves enclose an angle of less than 35 with the flow direction of the liquid in the suction and pressure line or with its longitudinal axis and are loosely hung in pockets of the valve housing by means of link arms, so that the valve disk also has a swiveling movement Can perform evasive movement perpendicular to the valve plane. These measures make the flow of the liquid extremely beneficial and approach a straight flow, which prevents eddies and friction losses in the pump. The risk of clogging or jamming of the valves due to the impurities contained in the manure is also reduced to a minimum.
The combination of technical measures according to the invention is the result of years of tests and points the way to extensive material and labor savings in production by reducing the weight and dimensions of the pump according to the invention to a fraction of the weight and dimensions of conventional pumps.
For example, a low-speed three-piston pump with a weight of 650 to 700 was previously required to achieve an output of 250 to 400 / min at a delivery height of 150 m. A pump designed according to the invention of the same power weighs only 200 kg at a speed of approximately 400 revolutions per minute, the working time for production being reduced by at least half.
In the drawing, an example embodiment of the subject matter of the invention is illustrated. Fig. 1 is a vertical longitudinal section through the pump. Fig. 2 is a
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Vertical section along a plane perpendicular to the sectional plane in FIG. 1.
With 1 the upper part of the pump is referred to,
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Represents the pressure line of the pump and forms the working space of the plunger 3. The piston 3 is connected in the usual way by the piston pin 4 to the connecting rod 5, which is mounted with the ball bearing 6 on the double-cranked crankshaft 7. With 8 the ball bearings of the crankshaft in the side uprights 9 are referred to, while 10 is the drive pulley.
In the valve housing 2, the suction valve 11 and the pressure valve 12 are arranged, which are designed as extreme inclined valves and enclose an acute angle with the direction of flow of the liquid or with the longitudinal axis of the suction and pressure line. The valve disks are loosely suspended in pockets 14 of the valve housing by means of control arms 13, so that the valves can perform an evasive movement perpendicular to the valve plane in addition to the pivoting movement. The opening movement of the valve flaps is limited by springs, preferably coil springs 18, which are attached to lugs 16 of the valve housing cover 17, for. B. fastened by screws 15 and are removable together with this. The springs 18 limit the stroke of the valves on the one hand as elastic stops, and on the other hand they initiate their closing movement.
The valve covers are tightened by means of quick-release clamps 19 and quick-release screws 20 and can easily be removed for cleaning or dismantling the valve flaps. The valve disks are sealed on the valve seat by means of rubber pads 21.
The embodiment shown in the drawing is designed as a two-piston pump, but the design according to the invention is of course also possible with single- or multi-piston pumps.
PATENT CLAIMS:
1. Piston pump for liquids, in particular thick matter, characterized by the combination of the measures that with the same cross section of the piston and the valve passages, the cross section of the suction or valve passages is also used. the pressure line and to avoid dead spaces and large columns of liquid, the suction valve is arranged directly next to the working piston, which is partially immersed in the valve chamber in which the suction and pressure valve are arranged in a known manner as extreme inclined valves, whereby the The pump works smoothly as a high-speed runner at 350 rpm and more.
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