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Pumpe mit Kolbendichtung durch einen Flüssigkeitsstrahl.
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Kolbendichtungen versehen sein kann, durch einen zwischen dem Kolben und der Zylinderwandung strömenden Flüssigkeitsstrahl abgedichtet wird. Gegenüber den bekannten Ausführungen dieser Art weist die Pumpe nach der Erfindung das Merkmal auf, dass das Dichtungsmittel nicht unmittelbar aus dem Druckraum der Pumpe der Dichtungsstelle zuströmt, sondern dieser durch eine besondere Leitung zugeführt wird. Hiedurch ergibt sich der Vorteil, dass man in der Verwendung des Dichtungsmittels vom Druck und von der Art der geförderten Flüssigkeit un- abhängig wird, so dass das Dichtungsmittel der Dichtungsstelle unter höherem als dem im
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Dichtungsmittel, wie z. B. Dampf, Druckluft oder dgl., verwendet werden kann.
Durch die Verwendung des Dichtungsmittels unter höherem als dem Pumpendruck wird eine vollkommenere Dichtung erzielt als bei den erwähnten älteren Ausführungen. Auch lässt sich das Dichtungsmittel während beider Kolbenhübe zuführen. Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Erhöhung des volumetrischen Wirkungsgrades der Pumpe, darin bestehend, dass die Austrittsstelle des Dichtungsmittels als Injektor ausgebildet ist, durch den die zu fördernde Flüssigkeit aus dem Pumpenraum in den Druckraum gesaugt wird, so dass also eine Unterstützung der Kolhenarbeit stattfindet. Die Injektorwirkung ist derart ausgiebig, dass z.
B. bei Verwendung einer Pumpe mit Anordnung des Druckventiles im Kolben das Saugventil beim Abwärtsgang (les Kolbens nicht wie gewöhnlich geschlossen, sondern geöfnet ist und Flüssigkeit aus dem Saugraum in den Pumpenraum einströmen lässt, während umgekehrt beim Aufwärtsgang des
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für die Dichtung des Kolbens und für den Betrieb des Injektors erforderliche Flüssigkeit kann dem Kolben durch die zu diesem Zwecke als Rohr ausgebildete Kolbenstange zugeführt werden.
Die Erfindung betrifft endlich eine Anordnung an der Kolbenstange, durch die der Pumpenkolben von einer exzentrischen Stellung der Kolbenstange unabhängig gemacht wird. Um dies zu erreichen, ist zwischen die Kolbenstange und den Kolben ein Lenker eingeschaltet, der durch Kugelzapfen mit der Kolbenstange und mit dem Kolben verbunden ist. Man vermeidet hiedurch
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Kolbens auf die Zylinderwandung und den dadurch bedingten vorzeitigen Verschleiss des Zylinders. Um bei exzentrischer Einstellung der Kolbenstange ein Ecken des Kolbens zu vermeiden, ist
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In der Zeichnung ist eine Pumpe nach der Erfindung veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht der Pumpe, Fig. 2 einen lotrechten Schnitt durch eine doppeltwirkende Hilfspumpe, die dazu dient, die zur Kolbendichtung und zum Betriebe des Kolbeninjektors erforderliche Flüssigkeit dem Pumpenkolben zuzuführen. Die Fig. 3 und 4 sind Querschnitte nach den Linien 3-3 und 4-4 der Fig. 2 in vergrössertem Massstabe, Fig. 5 ist ein lotrechter Schnitt durch den Pumpenzylinder mit einer Ausführungsform des Kolbens, die Fig. 6 und 7 sind Querschnitte nach den Linien 6-6 und 7-7 der Fig. 5, in vergrössertem
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An den Pumpenzylinder 20 ist das Druckrohr 21 angeschlossen. Eine eintache Ausführungsform des Haupcpumpenkolbens 22 ist in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellt. Die Kolbenstange 23 (Fig. 8) ist mit dem Kolben durch ein gelenkiges Glied verbunden, durch das die Übertragung seitlicher Stösse von der Kolbenstange auf den Kolben vermieden wird. Hiedurch wird die Abnutzung des Kolbens und des Zylinders verringert. Die Verbindung besteht aus einer kurzen Lenkerstange 24, die mit Kugelzapfen 25 in entsprechenden Schalen am oberen Ende des Kolbens und am unteren Ende der Stange gelagert ist, wie aus den Fig. 5 und 8 ersichtlich ist. Das Pumpenrohr ist an der Auslassstelle mit einem Ausguss 26 versehen.
Der Pumpenzylinder besitzt am unteren Ende ein sich nach oben öffnendes Ventil, das aus einem hohlen Ventilkörper 27 besteht, dessen Bohrung am oberen Ende durch eine in einem Käfig 3U ruhende Ventilkugel 29 geschlossen wird.
Der in den Fig. 5, 6, 7, 10, 11,13, 14,16 und 17 dargestellte Kolben besteht aus zwei zylindrischen, rohrförmiger Teilen 31 und 32. Das untere Ende, 33, des oberen Teiles, 31, ist
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obere Teil, 31, des Kolbens ist durch eine Kupplung 35 mit der Lenkerstange 24 verbunden.
Diese Kupplung 35 ist in das obere Ende des Teiles 31 eingeschraubt und bildet ein Lager für den unteren Kugelzapfen 25 der Lenkerstange 24. Letztere besteht aus zwei Teilen (Fig. 8), um den Zusammenbau zu erleichtern. Der obere Teil, 31, des Kolbens ist von geringerem Durchmesser als der Pumpenzylinder 20 und bildet mit diesem einen ringförmigen Kanal 36. Der hohle Kolbenteil31 besitzt eine Querwand 37. Zwischen dieser Wand und dem oberen Ende des Teiles 31 wird eine Kammer 38 gebildet. Der obere Teil des Kolbens ist unterhalb der Wand 37 mit seitlichen öffnungen 39 versehen, durch die der Kanal 40 unterhalb der Scheidewand 3ì mit dem ringförmigen Kanal 36 in Verbindung steht.
Der untere Kolbenteil, 32, @s@ oberhalb
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das kegelförmige Ende 42 des oberen Kolbenteiles, 31, hinwegragt (Fig. 5, 10 und 13) und mit diesem einen schräg nach oben gerichteten Kanal 43 (Fig. 5) bildet. Das untere Ende des kegelförmigen Teiles 42 endigt gerade innerhalb des kegelförmig ausgebohrten Fortsatzes 41. Hiedurch wird zwischen dem oberen und dem unteren Kolbenteil ein ringförmiger Raum 44 gebildet, der mit der Kammer 38 durch seitliche Kanäle 45 (Fig. 5, 6 und 17) in Verbindung steht. Ferner steht der ringförmige Raum. J4 mit dem ringförmigen Kanal 36 durch den Kanal 43 in Verbindung.
Der Kanal 36 erstreckt sich beträchtlich über die seitlichen Durchlässe 39, 39 hinaus. Er wird am unteren Ende, wie bel 47 in Fig. 5 ersichtlich, durch Verstärkung des oberen Kolben-
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durch den ringförmigen Kanal 36.
Der untere Teil, 32, des Kolbens passt in den Zylinder, ohne eingeschl1fIeu zu sein. Sein Zweck ist nicht, die Abdichtung des Kolbens gegenüber dem Zylinder herbeizuführen ; er soll vielmehr nur eine Lage Führung für den Kolben bilden. Der Teil 32 besteht aus einem Rohr, das an seinem unteren Ende in einen Stutzen 50 von kleinerem Durchmesser ausläuft. Nahe dein unteren Ende des unteren Teiles ist ein Ringventilsitz auf einem entfernbaren Ring 51 angeordnet, welch letzterer eine Ventilkugel 52 trägt, die das Rückschlagventil des Kolbens bildet.
Das Zylinderventil 29 und die Ventllkugel 52 regeln in der bekannten Weise die Bewegung der Flüssigkeit aus dem unteren Teile des Zylinders durch den Kolben und den ringförmigen Kanal 36. hin- durch nach der oberen Seite des Kolbens. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens wird die Ventilkugel 52 durch die durch das Ventil hindurchströmende Flüssigkeit gegen das untere Ende des Kolbenteiles 31 gehoben. Cm nun ein Einströmen der Flüssigkeit in den Kanal 40 zu ermöglichen, sind im unteren Teile des Kolbenteiles 31 seitliche Durchlässe 53 vorgesehen (Fig. 5, 10 und 13).
Der Kolben wird durch Flüssigkeit abgedichtet Dise kann dem Druckrohr in der Nähe der Austrittsstelle entnommen werden und dem Kolben durch die hohle Kolbenstange 23 zugeführt werden. Sie strömt dann'durch die Kammer 38, von hier durch die Kanäle 45, 45 zu
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der durch die Pumpe geförderten Flüssigkeit mischt. Die Dichtungsflüssigkeit wird unter einem solchen Druck oder mit einer solchen Geschwindigkeit durch die Kanäle 43, 47 und 36 gedrückt, dass ein Abfliessen der im Druckrohr enthaltenen Flüssigkeit zwischen den Kolben und
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den Zylinder hindurch unmöglich ist.
Die Dichtungsflüssigkeit wird durch eine in der Nähe des Ausgusses 26 angeordnete, vorzugsweise doppeltwirkende Pumpe auf den erforderlichen Druck
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engen Kanal 47 mit grosser Geschwindigkeit ausströmende Strahl des Dichtungsmittels die durch die Öffnungen 3. 9 strömende Flüssigkeit in einer einem Injektor ähnlichen Weise ansaugt. Infolgedessen strömt eine grössere Flüssigkeitsmenge durch den Kolben hindurch, als es bei der gewöhnlichen Hubtätigkeit des Kolbens möglich ist. Diese Injektorwirkung besteht darin, dass die aus dem ringförmigen Kanal 47 mit grosser Geschwindigkeit in den ringförmigen Kanal 36 überströmende Dichtungsnüssigkeit den Druck im Kanal 36 unter den im Kolben herrschenden herabdrückt.
Infolgedessen presst der höhere Druck im unteren Teile des Kolbens und im unteren Teil des Zylinders und in der Quelle, der die Flüssigkeit entnommen wird, eine zusätzliche Menge der Flüssigkeit durch den Kolben hindurch. Diese Injektorwirkung wird bei beiden Koibenhüben ausgeübt, wenn die für die Dichtungsnüssigkeit bestimmte Hilfspumpe doppeltwirkend ist. Die Injektorwirkung der Flüssigkeit unterstützt während des Abwärtsganges des Kolbens den Hub des Ventiles 62 ; ausserdem aber hebt sie das Ventil 29 am unteren Ende des Zylinders von seinem
Sitze und saugt eine zusätzliche Flüssigkeitsmenge durch den Kolben. Ebenso wird während des Aufwärtsganges des Kolbens nicht nur das Zylinderventil 29 von seinem Sitze gehoben, sondern auch das Kolbenventil 52.
Es findet also auch in diesem Falle ein Durchtritt von
Flüssigkeit durch den Kolben statt. Im gewöhnlichen Betriebe strömt also dauernd eine zu der vom Kolben gehobenen zusätzliche Flüssigkeitsmenge durch den Kolben hindurch. Dadurch wird die Leistung der Pumpe erheblich gesteigert. Wenn für die Bewegung der Dichtungs-
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während eines Kolbenhubes ein.
Bei der in Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungsiorm des Kolbens wird die Dichtung im wesentlichen in derselben Weise bewirkt wie früher. Die Wirkung des Injek1 : mstromes ist jedoch auf Erhöhung der Pumpenleistung noch vergrössert. Bei dieser Pumpe sind die beiden Kolbenteile 31 und 32 durch einen dritten Teil, 60, ergänzt, der in den Fig. 12 und 15 einzeln und in den Fig. 8 und 9 in Verbindung mit dem Pumpenzylinder dargestellt ist. Der obere Teil, 31, und der untere Teil, 32, sind mit den gleichen Bezugsbuchstaben versehen wie in der Beschreibung der anderen Figuren.
Der Teil 60, der zwischen den beiden Teilen 31 und 32 angebracht ist, besitzt einen rohrförmigen Hauptteil 61, der an seinem oberen Ende mit einem mit Schraubengewinde ausgestatteten Teil 62 versehen ist, in den der untere Teil 33 des oberen Kolbenteiles 31 eingeschraubt ist. Am oberen Ende ist ein kegelförmig ausgebohrter Teil 63 vorgesehen, der um den Teil 42 des oberen Kolbenteiles passt. Der verengte. untere Teil 64 ist mit Schraubengewinde 65 in das Schraubengewmde 34 am oberen Ende des unteren Kolbenteiles, 32, eingeschraubt. Im Innern des Zwischenstückes 60, zwischen dem breiteren und engeren Teil, ist ein einen Ventilsitz bldellder Ring 66 angeordnet, auf dem eine Ventilkugel 67 ruht.
Diese wird bei Abwärtsbewegung des Kolbens von ihrem Sitz gehoben, während sie sich bei Aufwärtsbewegung des Kolbens durch ihre Schwerkraft auf den Ventilsitz zu senken sucht. Das untere, verengte Ende 64 des Zwischenteils 60 ist mit seitlichen Öffnungen 58 versehen, durch di ; Ji ? Flüssigkeit aufwärts strömt, wenn die öffnung am unteren Ende durch Hochgehen der Ventil- kugel 52 jes unteren Kolbeliteiles geschlossen wird. Das Schraubengewinde 6J des unteren verengten Endes des Zwischenteile6 60 ist durch Kanäle oder Nuten 69 unterbrochen (Fig. 8, 9 und 12), durch die die Flüssigkeit nach oben in den ringförmigen Kanal 76 zwischen dem Zwischenteil 61 des Kolbens und dem Zylinder treten kann.
Der Durchmesser des Zwischenteils 61 ist etwas grösser als der des oberen Teiles 31. Er ist jedoch noch geringer als der innere Durchmesser des Pumpenzylinders. Hiedurch wird der bereits erwähnte Kanal 76 gebildet. Durch die Kanäle 69, 69 und 70 kann Flüssigkeit in den ringförmigen Kanal 36 strömen.
Die Kugelventile 52 und 67 heben sich, wie bei der gewöhnlichen Pumpe dieser Art, während des Abwärtsganges des Kolbens. Die in dem unteren Teil des Zylinders befindliche Flüssigkeit
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und über ihn und wird während des nächstfolgenden Aufwärtsganges des Kolbens gehoben.
Während des Aufwärtsganges des Kolbens suchen sich die Ventile 52 und 67 auf ihre Sitze zu legen. Dies Bestreben jedoch wird durch die Injektorwirkung des Stromes der Dichtungsflüssigkeit überwunden, die durch die hohle Kolbenstange 23 in die Kammer 44 des Kolbens gedrückt wird und von dort durch die Kanäle 43 und 47 in den Ringkanal 36 gelangt.
Infolge dieser Injektorwirkung werden die Ventile 52 und 67 durch die angesaugte, zusätzliche Flüssigkeitsmenge ge-
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zu der der früher beschriebenen Ausführungsform erhöht, da die Flüssigkeit nicht nur durch die inneren Kanäle des Kolbens hindurch angesaugt wird, sondern auch durch den unteren Kolbenteil, die Kanäle 69, 69 und den Kanal 70 an der Aussenseite des Zwischenstückes 61. Die Leistung der Pumpe wird also @m den Betrag der durch die Kanäle 69 und 70 angesaugten Flüssigkeitsmenge erhöht. kite
Die doppeltwirkende Hilfspumpe entnimmt bei dem dargestellten Beispiel das Dichtungs mittel der durch die Hauptpumpe gehobenen Flüssigkeit. Ihr Zylinder 75 (Fig. 2) tat achsial mit dem Pumpengehäue angeordnet.
Der hin und her gehende Kolben 76 ist am oberen Ende der hohlen Kolbenstange 23 angebracht. Er ist hohl und seine obere und untere Wandung ist mit Durchlässen 77'\ 78 versehen, durch die die Flüssigkeit vom Zylinder in das Kolbeninnere strömt.
Die Durchlässe 77", 78 werden durch ein Ventil geschlossen, das sich innerhalb des hohlen Kolbens befindet und um die Kolbenstange herum angeordnet ist. Das Ventil besteht aus zwei Scheiben 79, 79, die durch Stangen 80 miteinander verbunden sind. Die hohle Kolbenstange ragt durch den Kolben hindurch und ist innerhalb desselben nut einem Durchlass 81 für die Dichtungs flüssigkeit versehen. Sie geht oberhalb des Kolbens 76 in eine Stange 77 von grösserem Durchmesser über. Diese tritt durch eine Stopfbuchse 78a im oberen Teile des Zylinders 75 und ist mit dem Pumpengetriebe verbunden. Unterhalb des doppeltwirkenden Kolbens ist die Kolbenstange durch eine Kupplung 80a an ein Rohr 81 angeschlossen, dessen Durchmesser jenem der Stange 77 gleich ist.
Das Rohr 81a wird in einer Stopfbuchse 82 im unteren Ende des Pumpenzylinders 75 und in einer ähnlichen Stopfbuchse 83 im oberen Ende des Pumpenrohres 21 geführt. Wenn sich der Kolben 76 in der unteren Stellung befindet, so erstreckt sich das Rohr 81" um eine Länge unterhalb der Stopfbuchse 8. 3, die den Kolbenhub um einen kleinen Betrag übertrifft. Die Anordnung der verstärkten Kolbenstangenteile 77 und 8111 bezweckt die Einschränkung der von dem Hilfspumpenkolben 76 geförderten Flüssigkeit auf das für die Dichtung des Haupt-
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Die Dichtungsflüssigkeit wird der Hilfspumpe durch ein Rohr 85 zugeführt, das durch ein Rohr 86 mit dem Druckrohr 21 der Pumpe und durch die Rohre 87 und 88 mit dem oberen und unteren Teile des Zylinders 75 in Verbindung steht. Die Rohre 87 und 88 sind mit nach unten schliessenden Ventilen 89 und 9U versehen, die als Saugventile für die obere und untere Seite des
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grosser Ueschwindigkeit und unter grossem Drucke aus.
An Stelle der beschriebenen Hilfspumpe kann @rgend eme andere Ausführungsform Ver-
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treten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Pumpe mit hin und her gehendem Kolben, bei der der Kolben gegenüber dem Zylinder durch einen zwischen Kolben und Zylinder tretenden Flüssigkeitsstrahl gedichtet wird, dadurch
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unabhängiges, z. B. von der hohlen Kolbenstange gebildetes Rohr zugeführt wird, um in der Verwendung des Dichtwigsnuttels von der Art und dem Druck der geförderten Flüssigkeit un- abhängig zu sein.