CS229646B2

CS229646B2 - Piston pump for pressure boosting

Info

Publication number: CS229646B2
Application number: CS122282A
Authority: CS
Inventors: Laszlo Ing Gal; Jozsef Ing Korbuly; Ferenc Simon
Original assignee: Koezponti Banyaszati Fejleszte
Priority date: 1982-02-22
Filing date: 1982-02-22
Publication date: 1984-06-18

Abstract

Vynález se týká takového pístového čerpadla na zvyšováni tlaku,zejména k plněni a předepínánl hydraulických vysokotlakých jednotek, které má válec a v něm se těsně sem a tam pohybující první píst, který od sebe odděluje nízkotlakou a vysokotlakou komuru a na jehož straně přivrácené nízkotlakému válcovému prostoru je usazen první zpětný ventil, přičemž první píst je ve vnitřním prostoru opatřen axiálním odtokovým kanálem, jehož jeden konec je připojen k prvnímu zpětnému ventilu, ale druhý konec je v provozní poloze připojen k plnicímu orgánu plněné hydraulické jednotky. Pístové čerpadlo má dále vstupní otvor s druhým zpětným ventilem, který je vestavěn na konci nízkotlaké válcové komory, vzdáleném od prvního pistu, přičemž ve smyslu vynálezu je vysokotlaká válcová komora vytvořena ve vnitřním prostoru prvního pietu. Do tohoto vysokotlakého válcového prostoru je, ale paralelně k ose prvního pistu, na jeho konci vzdáleném od nízkotlakého válce zaveden druhý plst, pevný ve vztahu k válci, přičemž oba platy jsou vytvořeny jako plunžry. U pístového čerpadla na zvyšováni tlaku podle vynálezu musí být třecí těsněni vytvořené jen na jednom konci vysokotlakého válce. Další přednost spočívá v tom, že vysokotlaký válec musí obsahovat jemné opracováni jen na jednom krátkém úseku.The invention relates to such a piston pump for increasing pressure, in particular for filling and pre-tensioning hydraulic high-pressure units, which has a cylinder and a first piston moving back and forth in it, which separates the low-pressure and high-pressure chambers from each other and on whose side facing the low-pressure cylinder space a first check valve is mounted, the first piston being provided in the inner space with an axial outlet channel, one end of which is connected to the first check valve, but the other end is connected in the operating position to the filling member of the hydraulic unit being filled. The piston pump further has an inlet opening with a second check valve, which is built in at the end of the low-pressure cylinder chamber remote from the first piston, whereby in the sense of the invention the high-pressure cylinder chamber is formed in the inner space of the first piston. Into this high-pressure cylinder space, but parallel to the axis of the first piston, at its end remote from the low-pressure cylinder, a second felt is introduced, fixed in relation to the cylinder, both plates being designed as plungers. In the piston pump for increasing pressure according to the invention, the friction seal only needs to be formed at one end of the high-pressure cylinder. Another advantage is that the high-pressure cylinder only needs to have a fine machining in one short section.

Description

Vynález se týká pístového čerpadla na zvyšování tlaku, zejména k plnění a předepinání hydraulických vysokotlakých jednotek, např. stojek hydraulických důlních výztuží.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston pump for boosting pressure, in particular for filling and biasing hydraulic high-pressure units such as hydraulic mine supports.

K plnění a předepinání hydraulických vysokotlakých jednotek, např. hydraulických stojek důlních výztuží, s hydraulickou pracovní kapalinou je známé pístové čerpadlo na zvyšování tlaku z britského patentového spisu č. 1 1^6 J52O. Toto čerpadlo má nízkotlaký válec a v něm píst pohyblivý sem a tam. Píst má na svém konci, přivráceném k nízkotlakému válci zpětný ventil, který spojuje nízkotlakou válcovou komoru s vysokotlakou válcovou komorou, a jeho ventilové sedlo leží v nízkotlaké válcové komoře. U tohoto známého provedení čerpadla je vysokotlaká komora vytvořena pístem a kruhovým prostorem vytvořeným mezi pístem a válcovou stěnou, která jej obklopuje. Kruhový prostor je přes axiální a radiální vrtání pístu a také přes zpětný ventil spojen s nízkotlakou válcovou komorou a je ohraničen těsněním nasazeným na píst, eventuálně obklopujícím píst, které dosedá na vnitřní válcovou plochu.A pressure boost piston pump is known from British Patent Specification No. 1 1 ^ 6 J52O for filling and preloading hydraulic high pressure units, such as hydraulic props for mine supports with hydraulic working fluid. This pump has a low pressure cylinder and a piston movable back and forth. The piston, at its end facing the low pressure cylinder, has a non-return valve that connects the low pressure cylinder chamber to the high pressure cylinder chamber, and its valve seat lies in the low pressure cylinder chamber. In this known embodiment of the pump, the high pressure chamber is formed by a piston and a circular space formed between the piston and the cylindrical wall surrounding it. The annular space is connected to the low pressure cylindrical chamber via axial and radial bore of the piston as well as through the check valve and is limited by a seal mounted on the piston, possibly surrounding the piston, which abuts the inner cylindrical surface.

U tohoto známého řešení dochází k odvádění pracovní kapaliny z vysokotlaké komory k naplňované jednotce přes boční stěnu válce, tak že výstupní ventil vyžaduje zvláštní místo. Současně musí být ale také zvětšen podélný rozměr válce, nebol;In this known solution, the working fluid is discharged from the high pressure chamber to the feed unit through the side wall of the cylinder, so that the outlet valve requires a separate space. At the same time, however, the longitudinal dimension of the cylinder must also be increased;

-2-22« 84· navíc nemůže být vyprázdněna část vysokotlaké komory mezi ventilem a koncem pístu vzdáleným od nízkotlaké komory. Další nedostatek u známého čerpadla spočívá ještě v tom, že jak píst, tak také válec musí být jemně opracován na své celé délce, neboí při běhu čerpadla dochází na vnitřní ploše obou stěn ke tření. Zároveň musí být na obou koncích vysokotlaké komory vytvořeno těsnění, které zajistí i tření.'In addition, a portion of the high pressure chamber between the valve and the piston end remote from the low pressure chamber cannot be emptied. A further drawback of the known pump is that both the piston and the cylinder must be finely machined over their entire length since friction occurs on the inner surface of both walls when the pump is running. At the same time, a seal must be provided at both ends of the high pressure chamber to ensure friction.

Dále je· z německého DOS spisu č. 1 653 574 známé jiné pístové čerpadlo· na zvyšování tlaku, které se od shora popsaného čerpadla odlišuje v tom, že z vysokotlaké komory, -která je vytvořena také zde mezi pláštěm pístu a válcovou vnitřní stěnou, probíhá odvod vysokotlaké pracovní kapaliny přes axiální kanál vytvořený ve vnitřním prostoru pístu přes onen, konec pístu, který je více vzdálen od nízkotlaké komory. £ tomuto účelu je píst, ve vztahu k tělesu čerpadla, vytvořen pevně, zatímco vratný pracovní pohýb vykonává válec.Furthermore, another pressure-raising piston pump is known from German Patent Specification No. 1,653,574, which differs from the above-described pump in that a high-pressure chamber is also formed here between the piston housing and the cylindrical inner wall. the high pressure working fluid is discharged through an axial channel formed in the interior of the piston through the end of the piston which is more distant from the low pressure chamber. For this purpose, the piston is rigidly formed relative to the pump body, while the reciprocating working movement is performed by the cylinder.

Tímto řešením se sice sníží výskyt některých nedostatků, které souvisejí s provedením. výstupního ventilu z vysokotlaké komory na válcové stěně. Nevyřešený však zůstává problém, že jak vnitřní plochy válce, tak i vnější plochy pístu musejí doznat na své celé délce jemné opracování. A rovněž oba konce vysokotlaké komory musí být opatřeny spolehlivými třecími těsněními, což představuje při stále vyšších hodnotách tlaků i nadále velmi náročný a nákladný problém.While this solution will reduce the occurrence of some implementation-related deficiencies. the outlet valve from the high pressure chamber on the cylindrical wall. However, the problem remains that both the inner surfaces of the cylinder and the outer surfaces of the piston must undergo a fine machining over their entire length. Also, both ends of the high-pressure chamber must be provided with reliable friction seals, which continues to be a very difficult and costly problem at ever higher pressure values.

Cílem vynálezu je Odstranění všech těchto nedostatků.It is an object of the invention to overcome all these drawbacks.

229 949229 949

Úlohou vynálezu je tedy vytvoření jednoho takového pístového čerpadla na zvyšování tlaku, u něhož může být potřeba jemné dokončovací práce, kterou představuje obrábění pístu a válce, může'být podstatně snížena a třecí těsnění‘musí být vytvořeno u vysokotlaké komory jen na jednom konci.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide such a pressure boost piston pump, which may require fine finishing, such as machining the piston and cylinder, to be substantially reduced and the friction seal to be formed at the high pressure chamber only at one end.

fiešením úlohy je takové pístové čerpadlo na zvyšování tlaku, zejména pro plnění a předepínání hydraulických vysokotlakých jednotek,,které je opatřeno jedním válcem, pivním pístem utěsněným a sem a tam se v tomto válci pohybujícím, který omezuje nízkotlaký a vysokotlaký válcový prostor a dále má na své straně přivrácené nízkotlaké komoře první zpětný ventil, přičemž ale ve vnitřním prostoru prvního pístu je vytvořen axiální odtokový kanál tak, že jeden konec tohoto kanálu je připojen k prvnímu zpětnému ventilu, ale jeho druhý konec v provozní poloze k plnícímu orgánu plněné hydraulické jednotky, která má kromě toho vstupní otvor opatřený druhým zpětným ventilem. Zpětný ventil sám je ale připojen k vstupnímu otvoru na konci nízkotlaké válcové komory vzdáleném od prvního pístu, ale podle vynálezu je vysokotlaká válcová komora vytvořena ve vnitřním prostoru prvního pístu a do této vysokotlaké válcové komory je od konce prvního pístu vzdálenějšího od .nízkotlaké komory těsně zaveden paralelně k prvnímu pístu axiální druhý píst, oproti válci aretovaný, přičemž oba písty jsou vytvořeny jako plunžry.The solution is a piston pump for boosting pressure, in particular for filling and preloading hydraulic high pressure units, which is provided with a single cylinder, a beer piston sealed and moving back and forth in the cylinder, which limits the low and high pressure cylinder space and a first check valve facing its low-pressure side, but in the interior of the first piston an axial outlet passage is formed such that one end of the passage is connected to the first check valve but its other end in operative position to the filling member of the filled hydraulic unit; it also has an inlet opening provided with a second non-return valve. However, the check valve itself is connected to an inlet at the end of the low pressure cylinder chamber remote from the first piston, but according to the invention the high pressure cylinder chamber is formed in the interior of the first piston and tightly introduced into the high pressure cylinder chamber parallel to the first piston, an axial second piston, locked against the cylinder, both pistons being configured as plungers.

U jednoho výhodného typu provedení čerpadla podle vynálezuIn a preferred embodiment of the pump according to the invention

- h229 84· je na konci nízkotlaké válcové komory vzdáleném od prvního pístu v provozní poloze navržen vyprazdnovací otvor spojený s plnícím orgánem plněné hydraulické jednotky.- h229 84 · at the end of the low-pressure cylindrical chamber remote from the first piston in the operating position, a discharge opening is provided which is connected to the filling member of the filled hydraulic unit.

U jiné výhodné formy provedení je na konci prvního pístu vzdáleném od nízkotlaké komory v dvojčinně působícím pohybovém válci, výhodně v pneumatickém válci, upevněn třetí píst, jeho? pístní tyč tvoří první píst.In another preferred embodiment, at the end of the first piston remote from the low-pressure chamber, a third piston is mounted in a double-acting movement cylinder, preferably a pneumatic cylinder. the piston rod forms the first piston.

fWle dalšího možného výhodného provedení je konec druhého pístu vzdálený od nízkotlaké komory upevněn na víku pohybového válce, který leží na této straně.According to a further possible preferred embodiment, the end of the second piston remote from the low pressure chamber is mounted on the cover of the motion cylinder which lies on this side.

U pístového čerpadla na zvyšování tlaku podle vynálezu musí být třecí těsnění provedeno jen na jednom konci vysokotlaké válcové komory, jelikož na druhém konci nejsou na sobě uloženy žádné kluzné plochy. Tím může být částečně ušetřeno speciální těsnění, což se projeví jako tím větší přednost, čím větší bude provozní tlak. Z části bude také celé zařízení spolehlivější, neboE bude opatřeno méně poruchov/mi elementy. Předností je rovněž to, že vysokotlaký válec, tj. vnitřní plocha prvníh<^ pístu, musí být jemně opracován jen na krátkém úseku, nebol; druhý píst je do něho zaváděn jako plunžr.In the pressure boost piston pump according to the invention, the friction seal must be provided only at one end of the high-pressure cylindrical chamber, since no sliding surfaces are superimposed on the other end. As a result, the special gasket can be partially saved, which will prove to be the greater the higher the operating pressure. In part, the entire device will also be more reliable, since fewer failure elements will be provided. It is also an advantage that the high-pressure cylinder, i.e. the inner surface of the first piston, must be finely machined only on a short section, i.e.; the second piston is introduced into it as a plunger.

Pístové čerpadlo na zvyšování tlaku podle vynálezu vykonává užitek při obou zdvizích prvního pístu. Při jednom zdvihu dává velké množství pracovní kapaliny avšak o nízkém tlaku, zatímco při druhém zdvihu dává malé množství pracovní kapaliny do plněné hydraulické jednotky, avšak o vysokém tlaku. Z toho-T MM to důvodu se dobře hodí k uvádění do chodu např. zejména hydraulických důlních výztuží. U této stojky důlní výztuže je totiž k plnění při vysouvání bez zatížení, tj. při relativně nízkém tlakUy potřebné velké množství kapaliny, načež ale k předepínání, tj. v podstatě při minimálním vysouvání, je třeba jen malé množství kapaliny, avšak o vysokém tlaku, jelikož předepínání probíhá již při zatížení.The pressure boost piston pump of the invention performs both strokes of the first piston. At one stroke it gives a large amount of working fluid but at a low pressure, while at the other stroke it gives a small amount of working fluid to a filled hydraulic unit but at a high pressure. For this reason, T MM is well suited for actuating, for example, hydraulic mine supports. In fact, with this mine support pedestal, a large amount of liquid is required for loading without load, i.e. at relatively low pressure, but only a small amount of liquid, but at high pressure, is required to bias, i.e. essentially with minimal ejection. since preloading is already under load.

Vynález bude nyní blíže objasněn jako možný příklad provedení spolu s přiloženým výkresem, přičemž výkres představuje pístové čerpadlo na zvyšování tlaku podle vynálezu v podélném řezu.The invention will now be explained in more detail as a possible exemplary embodiment together with the accompanying drawing, wherein the drawing represents a longitudinal sectional view of a pressure boost piston pump according to the invention.

Čerpadlo představené jako příklad konkrétního provedení má válec 10 otevřený na jednom konci a do tohoto -válce 10 od jeho otevřeného konce těsně zaváděný první píst 12, který se ve válci 10 pohybuje sem a tam, a který ve válci 10 tvoří dohromady s prvním víkem 20, které válec 10 na jeho druhém konci protilehlém konci otevřenému uzavírá, nízkotlakou válcovou komoru 20. Otevřený konec válce 10 má axiální vrtání 22, které je přizpůsobeno plášti prvního pístu 12 vytvořeného jako plunžr s konstant ním průřezem, přičemž ve vrtání 22 jsou provedeny radiální drážky pro usazení třecích těsnění 14, 15. V prvním víku 20 válce 10 je navržen vstupní otvor 28 opatřený zpětným ventilem 32 a vyprazdnovacím otvorem 42. V provozní poloze se vstupní otvor 28 připojuje k neznázorněné nádrži pracovní kapaliny, zatím co vyprazdnovací otvor 42 je ve spojení s plnicím orgánem plněné hydraulické jednotky.The pump presented as an example of a particular embodiment has a cylinder 10 open at one end and a first piston 12 tightly introduced into the cylinder 10 from its open end, which moves back and forth in the cylinder 10 and forms in the cylinder 10 together with the first cover 20 the open end of the cylinder 10 has an axial bore 22 which is adapted to the housing of the first piston 12 formed as a constant cross-section plunger, with radial grooves being formed in the bore 22 In the first cover 20 of the cylinder 10, an inlet port 28 is provided with a non-return valve 32 and a discharge port 42. In the operating position, the inlet port 28 is connected to a working fluid tank (not shown) while the discharge port 42 is in communication. with the filling organ of the filled hydraulic unit.

220 84·220 84 ·

Ve vnitřním prostoru prvního pístu 12 je vytvořena vysokotlaká válcová komora 18, která je přes zpětný ventil 24 spojena s nízkotlakou válcovou komorou 20. Na otevřeném konci válce 10 je nasazen kruhový kotouč 34, který tvoří jedno víko pohybového válce M. Pohybový válec M je výhodně vytvořen jako pneumatický pracovní válec, který je opatřen druhým víkem 38, stejně jako přívodními prvky A a B pro přívod a odvod hnacího stlačeného vzdu chu.A high-pressure cylindrical chamber 18 is formed in the interior of the first piston 12, which is connected to the low-pressure cylindrical chamber 20 via a check valve 24. At the open end of the cylinder 10 a circular disc 34 is provided. It is designed as a pneumatic working cylinder, which is provided with a second cover 38, as well as supply elements A and B for supplying and discharging driving compressed air.

Do vysokotlaké válcové komory 18 je od konce protilehlého zpět nému nárazovému ventilu 24 zaváděn druhý píst 46 opatřený axiálním vrtáním 44. Y axiálním vrtání 44 je vyhloubena radiální drážka pro usazení těsnění 48. Druhý píst 46 je vytvořen jako plunžr s konstantním příčným průřezem, jehož konec vzdálený od zpětného ventilu 24 je upevněn k víku 38 pohybového válce Μ. V podélné ose druhého pístu 46 je vytvořen axiální odtokový kanál 36, jehož jeden konec ústí do vysokotlaké válcové komory 18, zatímco jeho druhý konec je v provozní poloze spojen přes přípojný prvek F s plněnou jednotkou.A second piston 46 provided with an axial bore 44 is inserted into the high pressure cylindrical chamber 18 from the end of the opposite non-return burst valve 24. The axial bore 44 has a radial groove for receiving the seal 48. remote from the non-return valve 24, it is fixed to the cover 38 of the motion cylinder Μ. In the longitudinal axis of the second piston 46, an axial outlet channel 36 is formed, one end of which flows into the high-pressure cylindrical chamber 18, while its other end is connected to the filled unit via the connection element F in its operating position.

První píst 12 slouží zároveň jako pístní tyč pohybového válce M, jehož konec ležící dále od zpětného ventilu 24 je upevněn k třetímu pístu 30» Třetí píst $0 je těsně veden v pohybovém válci M.At the same time, the first piston 12 serves as a piston rod of the movement cylinder M, the end of which lies further away from the check valve 24 is fixed to the third piston 30. The third piston 10 is tightly guided in the movement cylinder M.

Způsob práce výše popsaného pístového čerpadla na zvýšení tlaku je popsán v následujících odstavcích.The operation of the above-described piston pump to increase the pressure is described in the following paragraphs.

Je-li přes přívodní prvek A přiveden komprimovaný vzduch doIf compressed air is supplied via supply element A to the

-7319MB pracovní komory pohybového válce M mezi píst 50 a víko 38, pohybuje se třetí píst 50 ve směru k nízkotlaké válcové komoře 50« Při tom vniká první píst 12, sloužící jako pístní tyč třetího pístu 50. clo nízkotlaké válcové komory 30» zmenšuje její objem a tlačí pracovní kapalinu, která se nachází uvnitř, z části přes vypřazdnovací otvor 42 do naplňované hydraulické jednotky, která není na výkresu znázornila, z části ale plní přes zpětný ventil 24 vysokotlaký válec 18«-7319MB movement chamber of the movement cylinder M between the piston 50 and the cover 38, the third piston 50 moves towards the low pressure cylinder chamber 50. In this, the first piston 12 serving as the piston rod of the third piston 50 enters. and pressurizes the working fluid present therein, in part through the discharge port 42 into the filled hydraulic unit, which is not shown in the drawing, but partially fills the high-pressure cylinder 18 through the check valve 24.

Jakmile třetí píst 50 dosáhne podle výkresu své pravé koncové polohy, přeřadí· se přívod stlačeného vzduchu na přívodní prvek B. Tím se pracovní komora mezi třetím pístem 50 a kotoučem 54 naplní, třetí píst 50 se pohybuje zpět v opačném směru než tťim, jeho pístní tyč, tj. první píst 12, se pohybuje ven z nízkotlaké válcové komory 30. a tak zvětšuje její objem, eventuálně zmenšuje vysokotlakou válcovou komoru' 18, ve které nyní podle poměru vnějších ploch vzniká větší tlak něž v nízkotlaké válcové komoře 30. V důsledku podtlaku vznikajícího v nízkotlaké válcové komoře 3<feroudí nyní přes zpětný ventil 32 do systému ona pracovní kapalina, která pak v příštím pracovním taktu přichází · k odvodu. Druhý píst 46₎vnikající do vnitřního prostoru prvního pístu 12, pohybujícího se k víku 38 pracovního válce zmenšuje vysokotlaký válcový prostor 18, následkem čehož stoupá uvnitř tlak, zpětný ventil 24 zavírá a pracovní kapalina o vysokém tlaku proudí přes kanál 36 a přípojný prvek P do neznázorněné plněné vysokotlaké hydraulické jednoty.When the third piston 50 reaches its right end position according to the drawing, the compressed air supply is shifted to the supply element B. Thus, the working chamber between the third piston 50 and the disc 54 is filled, the third piston 50 moves back in the opposite direction to its piston. the rod, i.e., the first piston 12, moves out of the low pressure cylinder chamber 30 and thus increases its volume, eventually reducing the high pressure cylinder chamber 18, in which now more pressure is generated by the external area ratio than in the low pressure cylinder chamber 30. The vacuum generated in the low pressure cylinder chamber 3 now flows through the check valve 32 into the system, the working fluid, which then comes to the drain in the next working cycle. The second piston 46 ₎ penetrating into the interior of the first piston 12 moving to the working cylinder cover 38 reduces the high pressure cylinder space 18, thereby increasing the pressure inside, the check valve 24 closes and the high pressure working fluid flows through the channel 36 and the connecting element P into not shown filled high-pressure hydraulic units.

Claims

1. A pressure boost piston pump, in particular for filling and preloading hydraulic high-pressure units, with a cylinder and a first piston moving back and forth in the cylinder and separating from each other a low-pressure and high-pressure cylindrical chamber on which side faces the low-pressure cylindrical a non-return valve is formed, further having an axial outlet channel formed within the first piston, one end of which is connected to the first non-return valve but the other end in operative position to the filling member of the filled hydraulic unit, and an inlet provided with the second non-return valve connected at the end of the first piston remote from the low pressure cylinder chamber, characterized in that the high pressure cylinder chamber (18) is formed within the first piston (12), is tightly introduced into the high pressure cylinder chamber (18) parallel to the axis of the first piston (12) ) _from its end remote from the low pressure The second piston (46) and the second piston (46) are configured as plungers.

2. The pressure boost piston pump according to claim 1, characterized in that at the end of the low-pressure cylindrical chamber (JO) remote from the first piston (12), there is a discharge opening (42) which is connected to the operating position. hydraulic unit filled by a filling organ.

J. Pressure boost piston pump according to item 1 or 2, characterized in that, in a double-acting motion cylinder (M),

- 1 229 848 preferably a pneumatic working cylinder, at the end of the first piston (12) remote from the low-pressure cylinder chamber (JO) a large third piston (JO) is fixed, whose piston rod serves as the first piston (12)

4. The pressure boost piston pump of item J, wherein the end of the second piston (46) _; further away from the low pressure cylinder chamber (JO), it is mounted on the cover (J8) of the movement cylinder (M) mounted on this side.