CH669016A5

CH669016A5 - PISTON PUMP.

Info

Publication number: CH669016A5
Application number: CH71886A
Authority: CH
Inventors: Anton-Eberhard Hobi
Original assignee: Anton Hobi Eberhard
Priority date: 1986-02-24
Filing date: 1986-02-24
Publication date: 1989-02-15
Also published as: DE3705887A1; DE8702815U1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. DESCRIPTION The invention relates to a pump according to the preamble of claim 1.

Derartige Pumpen werden meist für flüssige Fluide verwendet, insbesondere für Wasser. Der zum Pumpen erforderliche Kraftaufwand ist dabei relativ hoch. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art derart zu verbessern, dass eine Erleichterung der Pumparbeit möglich erscheint. Erfindungsgemäss ist zur Lösung der Aufgabe eine Pumpe mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 ausgestattet. Such pumps are mostly used for liquid fluids, especially for water. The effort required for pumping is relatively high. The invention is therefore based on the object of improving a pump of the type mentioned in the preamble of claim 1 in such a way that the pumping work appears to be easier. According to the invention, a pump is equipped with the features of the characterizing part of claim 1 to achieve the object.

Weitere Einzelheiten ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen : Further details emerge from the following description of exemplary embodiments shown schematically in the drawing. Show it :

Fig. 1 eine Ausführungsform der vorgeschlagenen Pumpe in vertikaler Ausführung mit abgesenkten Kolben; Figure 1 shows an embodiment of the proposed pump in a vertical design with the piston lowered.

Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform mit hochgezogenem Kolben; und Figure 2 shows a preferred embodiment with the piston raised. and

Fig. 3 die Pumpe nach Fig. 2 im Augenblick des Rück-hubes des Kolbens in eine der Fig. 1 entsprechende Stellung. 3 shows the pump according to FIG. 2 at the moment of the return stroke of the piston into a position corresponding to FIG. 1.

In einer mit Flüssigkeit gefüllten Pumpenwanne 1 steht ein Pumpengehäuse 2 auf einer Unterlage, beispielsweise auf Beinen 3, in einem Abstand vom Wannenboden. Das Pumpengehäuse 2 ist an seiner Unterseite von einem Boden 4 abgeschlossen, der dicht mit der Mantelwand des Gehäuses 2 verbunden, beispielsweise mit ihr verschweisst, ist. In a pump tub 1 filled with liquid, a pump housing 2 stands on a support, for example on legs 3, at a distance from the tub bottom. The pump housing 2 is closed on its underside by a base 4 which is tightly connected to the casing wall of the housing 2, for example welded to it.

Mit dem Boden 4 ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ein Kolbengehäuse 5 verbunden, das an seiner Oberseite durch einen Deckel 6, beispielsweise mit Entlüftungslöchern 7, oder auch nur durch einen Bügel abgeschlossen sein kann. Im Bereiche der Unterseite des Kolbengehäuses 5 ist wenigstens eine Ventilöffnung 8 vorgesehen, mit der ein zylinderförmiges, von oben her in nicht dargestellter Weise durch einen Antrieb, insbesondere einen Motor, auf- und abbewegbares Schieberventil 9 zusammenwirkt. Zur Erleichterung der Bewegung des rohrförmigen Schieberventiles 9 weist dieses eine Anzahl von Schwimmkörpern 10 auf, die in einer derartigen Anzahl und Ausbildung vorgesehen sind, dass das Gewicht des Schieberventiles 9 wenigstens zum Teil ausgeglichen ist, wobei im Falle eines völligen Ausgleiches die Kraft für die Aufwärtsbewegung gleich gross, wie die zum Absenken des Schieberventiles 9 ist. Die Schwimmkörper 10 sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie bei der Bewegung der Flüssigkeit einen möglichst geringen Widerstand entgegensetzen, d.h. sie bilden Strömungskörper. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a piston housing 5 is connected to the bottom 4, which can be closed on its upper side by a cover 6, for example with ventilation holes 7, or even only by a bracket. In the area of the underside of the piston housing 5, at least one valve opening 8 is provided, with which a cylindrical slide valve 9, which can be moved up and down from above in a manner not shown by a drive, in particular a motor, interacts. To facilitate the movement of the tubular slide valve 9, this has a number of floating bodies 10, which are provided in such a number and design that the weight of the slide valve 9 is at least partially balanced, with the force for the upward movement in the event of a complete balance the same size as that for lowering the slide valve 9. The floats 10 are preferably designed so that they offer the least possible resistance to the movement of the liquid, i.e. they form flow bodies.

Falls es die Platzverhältnisse erlauben, ist es zweckmässig, wenn sich das Pumpengehäuse 2 nach oben zu etwas erweitert, in welchem Falle dann die Schwimmkörper 10 bevorzugt im erweiterten Abschnitt des Pumpengehäuses 2 untergebracht werden, wo die Strömungsverhältnisse günstiger sind. If space permits, it is expedient if the pump housing 2 widens upwards somewhat, in which case the floats 10 are preferably accommodated in the expanded section of the pump housing 2, where the flow conditions are more favorable.

Die Schwimmkörper 10 erhalten ihren Auftrieb von jener Flüssigkeit, die in einen Ringraum 11 zwischen der Innenwand des Pumpengehäuses 2 und der Aussenwand des Schieberventiles 9 gelangt ist. Für den Zustrom der Flüssigkeit in diesen Ringraum 11 ist die Ventilanordnung 8,9 vorgesehen, wogegen der Abfluss der Flüssigkeit an der Oberseite des Pumpengehäuses 2 über eine Auslauföffnung 12 erfolgt, über die die Flüssigkeit der weiteren Verwendung zuführbar ist. The floats 10 receive their buoyancy from that liquid which has entered an annular space 11 between the inner wall of the pump housing 2 and the outer wall of the slide valve 9. The valve arrangement 8, 9 is provided for the inflow of the liquid into this annular space 11, whereas the outflow of the liquid takes place at the top of the pump housing 2 via an outlet opening 12, through which the liquid can be fed for further use.

Innerhalb des Kolbengehäuses 5 ist ein Kolben 13 auf- und abbewegbar angeordnet. Für seinen Antrieb ist er an der Oberseite mit einer Kolbenstange 14 verbunden, die über Dichtungen 15 des Kolbengehäusedeckels 6 nach oben geführt ist, wo sie in nicht dargestellter Weise mit einem Antrieb verbunden ist. Der Antrieb kann dabei zweckmässig über einen Motor und eine Zahnstange (bei Motoren mit umschaltbarer Drehrichtung und langem Kolbenhub) oder über eine Kurbel 16 erfolgen, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. A piston 13 is arranged so that it can be moved up and down within the piston housing 5. For its drive, it is connected at the top to a piston rod 14, which is guided upwards via seals 15 of the piston housing cover 6, where it is connected to a drive in a manner not shown. The drive can expediently take place via a motor and a toothed rack (in the case of motors with a switchable direction of rotation and a long piston stroke) or via a crank 16, as is indicated in FIG. 2.

Der Kolben 13 ist als Hohlkolben ausgebildet und besteht aus einem Oberteil 17, einer Mantelwand 18 und einem Kolbenboden 19. Dem Kolbenboden 19 gegenüberliegend ist ein The piston 13 is designed as a hollow piston and consists of an upper part 17, a jacket wall 18 and a piston crown 19

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

Rückschlagventil 20 in einer Öffnung 21 des Pumpengehäu-sebodens 4 vorgesehen. Dieses Rückschlagventil 20 kann in jeder beliebigen an sich bekannten Weise ausgebildet sein, beispielsweise auch als gesteuertes Ventil, zu welchem Zwecke es mit einem Ventilschaft 22 für den Angriff einer entsprechenden, nicht dargestellten Betätigungseinrichtung versehen sein mag. Die Betätigung kann dann auf motorischem Wege (im weitesten Sinne), z.B. durch einen Magneten oder auch durch den Antrieb für den Kolben 13, z.B. über ein Nockengetriebe erfolgen. Check valve 20 is provided in an opening 21 of the pump housing base 4. This check valve 20 can be designed in any manner known per se, for example also as a controlled valve, for which purpose it may be provided with a valve stem 22 for engaging a corresponding actuating device, not shown. The actuation can then be motorized (in the broadest sense), e.g. by a magnet or also by the drive for the piston 13, e.g. via a cam gear.

Das Innere des Hohlkolbens 13 kann mit dem vom Ringraum 11 gebildeten Speicherraum für die Flüssigkeit über eine Verbindungsöffnung 23 in der Mantelwand 18 des länglichen Hohlkolbens 13 und eine in jeder Stellung mit ihr wenigstens teilweise zur Deckung bringbaren Öffnung 24 in der Kolbengehäusewand 5 verbunden sein. Innerhalb des Hohlkolbens 13 kann ein weiterer Schwimmkörper 25 vorgesehen sein, der in der in das Kolbeninnere eingedrungenen Flüssigkeit für einen Auftrieb zum wenigstens teilweisen Ausgleich des Kolbengewichtes sorgt. The interior of the hollow piston 13 can be connected to the storage space for the liquid formed by the annular space 11 via a connecting opening 23 in the jacket wall 18 of the elongated hollow piston 13 and an opening 24 in the piston housing wall 5 which can be brought into register with it in any position. A further float 25 can be provided within the hollow piston 13, which provides a buoyancy in the liquid that has penetrated into the interior of the piston for at least partial compensation of the piston weight.

Bevor nun auf die Funktion der Pumpe eingegangen werden soll, sei eine anhand der Fig. 2 und 3 ersichtliche vereinfachte und daher bevorzugte Ausführungsform beschrieben, in der vor allem die Ventilanordnung 8,9 mit weniger Bauteilen gelöst ist. An Stelle eines Schieberventiles 9, das entlang eines ortsfesten Kolbengehäuses 5 (als Führung) verschiebbar ist, ist ein auf- und abbewegliches Kolbengehäuse 109 vorgesehen, das bei einer Aufwärtsbewegung den unteren Kolbenraum 26 mit dem ringförmigen Speicherraum 11 verbindet (Fig. 3). Zur Führung dieses beweglichen Kolbengehäuses 109 kann eine von Radialstegen 27 gehaltene Führungsbuchse 105 vorgesehen sein. Vorzugsweise ist dagegen zwischen dem Kolbenmantel 18 und dem Kolbengehäuse 109 ein Spalt 30 vorgesehen, in den die zu pumpende Flüssigkeit eindringen kann und dabei gewissermassen als Schmierung wirkt. Before the function of the pump will be discussed, a simplified and therefore preferred embodiment, which can be seen with reference to FIGS. 2 and 3, will be described, in which above all the valve arrangement 8, 9 is solved with fewer components. Instead of a slide valve 9, which can be moved along a stationary piston housing 5 (as a guide), an up and down movable piston housing 109 is provided, which connects the lower piston chamber 26 to the annular storage chamber 11 during an upward movement (FIG. 3). A guide bush 105 held by radial webs 27 can be provided to guide this movable piston housing 109. On the other hand, a gap 30 is preferably provided between the piston jacket 18 and the piston housing 109, into which the liquid to be pumped can penetrate and thereby act as a kind of lubrication.

Das untere Ende des Kolbengehäuses 109 kann einfach am Boden 4 des Pumpengehäuses 2 aufsitzen oder kann mehr oder weniger genau abgedichtet sein. Beispielsweise können im Pumpengehäuseboden, z.B. konische, Dichtungsnuten 28 vorgesehen sein, die gegebenenfalls von Gummi-Dichtungslippen berandet sind, die an der inneren und/oder äusseren Mantelwand des Kolbengehäuses 109 anliegen. The lower end of the piston housing 109 can simply rest on the bottom 4 of the pump housing 2 or can be sealed more or less precisely. For example, in the bottom of the pump housing, e.g. conical, sealing grooves 28 may be provided, which are optionally bordered by rubber sealing lips which abut the inner and / or outer jacket wall of the piston housing 109.

Wie immer jedoch die Ausführung sein mag, wird sich der untere Kolbenraum 26 mit Flüssigkeit füllen, sobald der Kolben 13 sich aus seiner in Fig. 1 gezeigten Stellung in die Lage nach Fig. 2 bewegt. Hierbei öffnet sich das Rückschlagventil 20 entweder unter der Wirkung des Soges oder auf Grund der Betätigung durch den oben erwähnten Antrieb. Die im Inneren des Hohlkolbens 13 befindliche Flüssigkeit wird bei dieser Bewegung des Kolbens 13 gleichfalls hochgehoben und tritt dabei über die Öffnungen 23,24 in den Speicherraum 11. Die so hochgeförderte Flüssigkeit kann über die Auslauföffnung 12 abfliessen (Fig. 2). However, whatever the design may be, the lower piston chamber 26 will fill with liquid as soon as the piston 13 moves from its position shown in FIG. 1 to the position shown in FIG. 2. Here, the check valve 20 opens either under the action of the suction or due to the actuation by the drive mentioned above. The liquid located in the interior of the hollow piston 13 is also lifted up during this movement of the piston 13 and thereby enters the storage space 11 via the openings 23, 24. The liquid which has been pumped up in this way can flow off via the outlet opening 12 (FIG. 2).

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Sobald der Hohlkolben 13 seine oberste Position erreicht hat, schliesst das Ventil 20, und daher wird nun auch das Kolbengehäuse 109 (im Falle der Fig. 2), bzw. das Schieberventil 9 ein Stück nach oben bewegt. Im Falle des Schieberventiles 9 wird so die Ventilöffnung 8 freigegeben, so dass der Kolbenraum 26 mit dem Speicherraum 11 verbunden ist, wogegen sich im Falle der Ausführung nach Fig. 2 jene Stellung ergibt, die in Fig. 3 dargestellt ist. As soon as the hollow piston 13 has reached its uppermost position, the valve 20 closes, and therefore the piston housing 109 (in the case of FIG. 2) or the slide valve 9 is also moved a little upwards. In the case of the slide valve 9, the valve opening 8 is thus released so that the piston chamber 26 is connected to the storage chamber 11, whereas in the case of the embodiment according to FIG. 2 there is the position which is shown in FIG. 3.

Bei der nun folgenden Abwärtsbewegung des Hohlkolbens 13, der im Falle der Fig. 2 und 3 auf Grund seiner länglichen Ausbildung auch eine Führung für das bewegliche Kolbengehäuse 109 bildet, das seinerseits wiederum in der Führungsbuchse 105 läuft, wird die im unteren Kolbenraum 26 befindliche Flüssigkeit nach aussen in den Speicherraum 11 gedrückt und fliesst an dessen Oberseite durch die Auslauföffnung 12. Spätestens nach Erreichen der untersten Stellung des Kolbens 13 senkt sich auch das bewegliche Kolbengehäuse 109, obwohl eine synchrone Bewegung beider Teile 13, 105 bevorzugt und deshalb eine entsprechende Ausbildung des Antriebes (z.B. durch eine mechanische, zwangsläufige Bewegungsübertragung) erwünscht ist. Analog dazu wird das Schieberventil 8,9 nach Erreichen der untersten Stellung des Kolbens 13 in der Ausführung nach Fig. 1 geschlossen. During the subsequent downward movement of the hollow piston 13, which in the case of FIGS. 2 and 3 also forms a guide for the movable piston housing 109 due to its elongated design, which in turn runs in the guide bush 105, the liquid located in the lower piston chamber 26 becomes pressed outwards into the storage space 11 and flows on its upper side through the outlet opening 12. At the latest after reaching the lowest position of the piston 13, the movable piston housing 109 also lowers, although a synchronous movement of both parts 13, 105 is preferred and therefore a corresponding design of the Drive (for example, by a mechanical, inevitable transmission of motion) is desired. Analogously, the slide valve 8, 9 is closed after reaching the lowest position of the piston 13 in the embodiment according to FIG. 1.

Damit ist die Ausgangslage (vgl. Fig. 1) wieder erreicht. The starting position (cf. FIG. 1) is thus reached again.

Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Varianten möglich, beispielsweise dadurch, dass der Speicherraum 11 den Kolbenraum, bzw. das Kolbengehäuse nicht konzentrisch umgibt, sondern exzentrisch dazu angeordnet ist. In diesem Falle könnte - bei einer Ausführung ähnlich Fig. 1 - der Schieber 9 nur an einer Seite des Kolbenraumes 26 angeordnet sein und das Kolbengehäuse 5 mit dem Pumpengehäuse eine bauliche Einheit bilden. Dadurch geht aber der Abfluss des Fluides aus dem unteren Kolbenraum 26 wegen des dadurch bedingten geringen Durchflussquerschnittes nicht so leicht vonstatten, wie bei einer symmetrischen Anordnung, bei der der Speicherraum 11 mindestens zu beiden Seiten des unteren Kolbenraumes 26, bevorzugt aber ringsymmetrisch, angeordnet ist. Of course, numerous variants are possible within the scope of the invention, for example in that the storage space 11 does not surround the piston space or the piston housing concentrically, but is arranged eccentrically to it. In this case - in an embodiment similar to FIG. 1 - the slide 9 could only be arranged on one side of the piston chamber 26 and the piston housing 5 could form a structural unit with the pump housing. As a result, however, the outflow of the fluid from the lower piston chamber 26 is not as easy because of the resulting small flow cross-section as with a symmetrical arrangement in which the storage chamber 11 is arranged at least on both sides of the lower piston chamber 26, but preferably in a ring-symmetrical manner.

Ferner können statt je einer Öffnung 23 bzw. 24 auch deren mehrere vorgesehen sein. Schliesslich ist die bevorzugte Anwendung der oben beschriebenen Pumpe zwar das Fördern von Flüssigkeiten, doch Hessen sich gegebenenfalls bei entsprechender Ausbildung auch Gase auf diese Weise pumpen. Furthermore, instead of one opening 23 or 24, several of them can also be provided. Finally, the preferred application of the pump described above is the conveyance of liquids, but if necessary, gases can also be pumped in this way with the appropriate training.

In jedem Falle ergeben sich aber Arbeitshübe des Kolbens 13 sowohl bei der Aufwärtsbewegung, bei der die Flüssigkeit in seinem Inneren hochgebracht wird, als auch bei der Abwärtsbewegung, bei der die zugeströmte Flüssigkeit aus dem unteren Kolbenraum 26 verdrängt wird. In any case, there are working strokes of the piston 13 both in the upward movement, in which the liquid is brought up inside, and in the downward movement, in which the inflowing liquid is displaced from the lower piston chamber 26.

Aus allen Figuren ist ersichtlich, dass die Öffnung 24 etwa im Niveaubereich der Auslassöffnung 12 angeordnet ist, wobei sie - zur Flüssigkeitsaufnahme - in der unteren Stellung des Kolbengehäuses 109, bzw. am Kolbengehäuse 5 unterhalb dieses Niveaus liegt. It can be seen from all the figures that the opening 24 is arranged approximately in the level region of the outlet opening 12, whereby it is located in the lower position of the piston housing 109, or on the piston housing 5, below this level for the purpose of absorbing liquid.

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

669016 PATENT CLAIMS

1. Pump with a piston guided by means of a drive within a piston chamber in a pump housing provided with an outlet opening, the piston chamber of which can be supplied with the fluid to be pumped via a valve arrangement, characterized in that the piston chamber (26) is attached to the valve arrangement (20). facing end can be connected to a storage space (11) via a second valve arrangement (8, 9; 109) that can be opened or closed by a drive and at least one leading to the storage space (11) within the pump housing (2) at the other end Has opening (24), and that the outlet opening (12) is connected to the storage space (11).

2. Pump according to claim 1, characterized in that the second valve arrangement is formed by a piston housing (109) itself, which is displaceable relative to the storage space (11) lying on its outside with the aid of a guide arrangement (13, 105) and can be moved back and forth by means of a drive which has sealing surfaces at its end facing the first valve arrangement (20), which can be applied to counter-sealing surfaces (28) of the housing (2, 4) in at least one of its positions to separate the piston chamber (26) and the storage chamber (11).

3. Pump according to claim 2, characterized in that the piston housing (109) reciprocating within the storage space (11) has at least one floating body (10) for at least partially compensating its weight.

4. Pump according to claim 3, characterized in that the storage space (11) to the piston space - seen in cross section - is arranged symmetrically, wherein it surrounds it as an annular space (11) on all sides.

5. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the piston chamber (26) is arranged with a vertical axis, the valve arrangement (8, 9, 20; 109) being provided on the underside, and in that on the top side the storage chamber (11) leading opening (24) is arranged approximately in the level area of the outlet opening (12), preferably, at least in one position - in the case of a displaceable piston housing (109) - below.

6. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the piston (13) is designed as a hollow piston and its interior can be connected to the outside via at least one connecting opening (23, 24) for the purpose of admitting fluid.

7. Pump according to claim 6, characterized in that the connecting opening (23) in the wall (18) of the interior of the piston (13) is provided, which with the movement of the piston (13) with one or the opening (24) of the piston chamber towards the accumulator chamber (11) can be brought into at least one position of the piston and at least partially to the cover, the two openings (23, 24) preferably opening a passage in each position of the piston (13).

8. Pump according to claim 6 or 7, characterized in that the weight of the piston (13) is partially balanced by a floating body (25) arranged inside its interior.