DE1004483B

DE1004483B - Switching arrangement of several displacement pumps for gradual regulation of the total delivery rate

Info

Publication number: DE1004483B
Application number: DES45605A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Sielemann
Original assignee: WOLFRAM SIELEMANN
Current assignee: WOLFRAM SIELEMANN
Priority date: 1955-09-17
Filing date: 1955-09-17
Publication date: 1957-03-14

Description

Schaltanordnung mehrerer Verdrängerpumpen zur stufenweisen Regelung der Gesamtfördermenge Die Erfindung befaßt sich mit Verdrängerpumpen und hat eine Schaltanordnung mehrerer solcher Verdrängerpumpen zum Gegenstand, mit welcher eine stufenweise Regelung der Gesamtfördermenge erzielt werden soll.Switching arrangement of several displacement pumps for step-by-step control the total flow rate The invention is concerned with positive displacement pumps and has a Switching arrangement of several such positive displacement pumps to the subject, with which one gradual regulation of the total delivery rate is to be achieved.

Es ist bekannt, daß die Regelung von Verdrängerpumpen je nach Verwendungszweck des zu fördernden Mediums - z. B. beim hydraulischen Antrieb von Werkzeugmaschinen - mehr oder weniger große Schwierigkeiten bereitet. Es sind Drosselregelungen zur Regelung der Fördermenge bekannt; nachteilig bei dieser Regelungsart ist der große Energieverlust. Es ist ferner möglich, die Fördermenge durch Verändern des Verdrängerraumes oder durch Verändern der Drehzahl des Pumpenantriebs zu regeln; derartige Maßnahmen verteuern jedoch den Aufbau der Pumpen erheblich.It is known that the regulation of positive displacement pumps depending on the intended use of the medium to be conveyed - z. B. in the hydraulic drive of machine tools - causes more or less great difficulties. There are throttle controls for Known regulation of the delivery rate; the disadvantage of this type of regulation is the large one Loss of energy. It is also possible to adjust the delivery rate by changing the displacement space or by changing the speed of the pump drive; such measures however, make the construction of the pumps considerably more expensive.

Es ist darüber hinaus bekanntgeworden, mehrere Pumpen zusammenzuschalten und deren Gesamtfördermenge durch Ab- und Anschalten von Pumpen stufenweise zu regeln. Auch ist es bekannt, den Flüssigkeitsstrom in mehrere parallele Zweigströme zu zerlegen, die dann wahlweise in den Flüssigkeitskreislauf eingeschaltet oder in sich kurzgeschlossen werden. Der Nachteil derartiger Schaltanordnungen ergibt sich daraus, daß für jede Förderstufe eine besondere Pumpe notwendig ist, und zwar auch dann, wenn die Pumpen in einem Gehäuse zusammengefaßt sind. Bei allen diesen Anordnungen müssen jeweils so viel getrennte Verdrängungsräume vorhanden sein, wie Förderstufen gewünscht werden.It has also become known to interconnect several pumps and to regulate their total delivery rate in stages by switching pumps on and off. It is also known to split the liquid flow into several parallel branch flows, which are then either switched on in the liquid circuit or short-circuited in itself will. The disadvantage of such switching arrangements arises from the fact that for each Delivery stage a special pump is necessary, even if the pumps are combined in one housing. In all of these arrangements each as many separate displacement spaces as the delivery stages are desired.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer möglichst geringen Anzahl von Verdrängerpumpen möglichst viele Förderstufen zu erreichen und die Energieaufnahme des gesamten Pumpensystems der nutzbaren Energieabgabe anzupassen. Zur Lösung der Aufgabe wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß sich jede Verdrängerpumpe dann, wenn sie auf der Saugseite mit Druckflüssigkeit beaufschlagt wird, als Flüssigkeitsmotor auffassen und verwenden läßt. Es wird eine Schaltanordnung mehrerer Verdrängerpumpen zur stufenweisen Veränderung der Gesamtfördermenge vorgeschlagen, bei der sowohl die Saugseite als auch die Druckseite einer jeden der gemeinsam angetriebenen Pumpen wahlweise an die Saugleitung und/oder die Druckleitung anschließbar ist und bei welcher die Fördermengen der einzelnen Pumpen sich verhalten wie 1 : 3: 9:27 usw. So kann z. B. sowohl der Saugstutzen als auch der Druckstutzen einer jeden Pumpe an eine die Saugleitung mit der Druckleitung verbindende Leitung angeschlossen sein, welch letztere über Sperrhähne an Saugleitung bzw. Druckleitung angeschlossen ist. Vorzugsweise weisen die Pumpen bei gemeinsamem Antrieb und gleicher Drehzahl Verdrängerräume auf, deren Volumina sich verhalten wie 1 : 3 : 9 : 27 usw. Eine andere Möglichkeit, die obengenannten Fördermengenverhältnisse zu erreichen, besteht darin, dafür zu sorgen, daß sich die Förderungen der gemeinsam angetriebenen Pumpen bei beliebigen Verdrängerräumen durch Wahl entsprechender Übersetzungen verhalten wie 1 : 3: 9:27 usw.The invention is based on the object with the lowest possible Number of positive displacement pumps to achieve as many delivery stages as possible and the energy consumption of the entire pump system to adapt the usable energy output. To solve the The task is based on the knowledge that every positive displacement pump is then when it is acted upon with hydraulic fluid on the suction side, as a fluid motor can be understood and used. It is a switching arrangement of several positive displacement pumps proposed to gradually change the total delivery rate, in which both the suction side as well as the pressure side of each of the jointly driven pumps can optionally be connected to the suction line and / or the pressure line and at which the delivery rates of the individual pumps behave like 1: 3: 9:27 etc. So z. B. both the suction nozzle and the pressure nozzle of each pump be connected to a line connecting the suction line with the pressure line, which latter is connected to the suction line or pressure line via stop cocks. With a common drive and the same speed, the pumps preferably have displacement chambers whose volumes behave like 1: 3: 9: 27 etc. Another possibility To achieve the above delivery ratios is to do so ensure that the promotions of the commonly driven pumps at any Displacement clearing behave like 1: 3: 9:27 by choosing appropriate ratios etc.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an dem in der Zeichnung dargestellten Schaltschema erläutert Die mit A, B und C bezeichneten Pumpen sollen von einem gemeinsamen Antrieb her mit gleicher Drehzahl betrieben werden. Der Verdrängerraum der Pumpe C sei dreimal so groß wie der der Pumpe B, und dieser dreimal so groß wie der der Pumpe A. Die Förderleistung der Pumpe A betrage 101/min, so daß dementsprechend die Förderleistung der Pumpe B 301/min und die der Pumpe C 901/min beträgt. Im Schaltschema ist die Saugleitung mit s und die Druckleitung mit d bezeichnet. Die Saugstutzen der Pumpen sind mit a, b und c bezeichnet, die Druckstutzen mit a', b' und c'. Jeder Saugstutzen a, b und c und jeder Druckstutzen a', b' und c' führt zu einer Leitung 1, welche, wie die Zeichnung zeigt, Saugleitung s und Druckleitung d miteinander verbindet. Jede Leitung Z kann an der einen Seite des in sie mündenden Stutzens gegen die Saugleitung und an der anderen Seite des in sie mündenden Stutzens gegen die Druckleitung durch Sperrhähne abgeschlossen werden, welche mit den Bezugszeichen 1 bis 12 versehen sind.An embodiment of the invention is explained using the circuit diagram shown in the drawing. The pumps labeled A, B and C are to be operated by a common drive at the same speed. The displacement space of pump C is three times as large as that of pump B, and it is three times as large as that of pump A. The delivery rate of pump A is 101 / min, so that the delivery rate of pump B 301 / min and that of the Pump C is 901 / min. In the circuit diagram, the suction line is designated with s and the pressure line with d. The suction nozzles of the pumps are labeled a, b and c, the discharge nozzles with a ', b' and c '. Each suction nozzle a, b and c and each pressure nozzle a ', b' and c 'leads to a line 1 which, as the drawing shows, connects suction line s and pressure line d to one another. Each line Z can be closed on one side of the nozzle opening into it from the suction line and on the other side of the nozzle opening into it from the pressure line by stopcocks, which are provided with the reference numerals 1 to 12.

Mit der beschriebenen Schaltanordnung lassen sich mit den angegebenen Förderleistungen durch zweckentsprechende Einstellung der Hähne 1 bis 12 die folgenden Förderstufen erreichen: 1. Stufe: 101/min Fördermenge Pumpe A : Hahn 1 und 4 geöffnet, Förderung 101/min; Pumpe B : Hahn 5 und 6 geöffnet, 301/min werden drucklos umgewälzt; Pumpe C : Hahn 9 und 10 geöffnet, 901/min werden drucklos umgewälzt. 2. Stufe: 201/min Fördermenge Pumpe A : Hahn 3 und 2 geöffnet, läuft als Motor, Schluckfähigkeit 101; Pumpe B: Hahn 5 und 8 geöffnet, Förderung 301/min; Pumpe C : Hahn 9 und 10 geöffnet, 901/min werden drucklos umgewälzt.With the switching arrangement described, the following delivery stages can be achieved with the specified delivery rates by appropriately setting taps 1 to 12: 1st stage: 101 / min delivery rate pump A: taps 1 and 4 open, delivery 101 / min; Pump B: tap 5 and 6 open, 301 / min are circulated without pressure; Pump C: Tap 9 and 10 open, 901 / min are circulated without pressure. 2nd stage: 201 / min delivery rate pump A: tap 3 and 2 open, runs as a motor, absorption capacity 101; Pump B: taps 5 and 8 open, delivery 301 / min; Pump C: Tap 9 and 10 open, 901 / min are circulated without pressure.

3. Stufe: 30 1/min Fördermenge Pumpe A : Hahn 1 und 2 geöffnet, 101/min werden drucklos umgewälzt; Pumpe B: Hahn 5 und 8 geöffnet, Förderung 301/min; Pumpe C : Hahn 9 und 10 geöffnet, 901/min werden drucklos umgewälzt.3rd stage: 30 1 / min delivery rate pump A: Tap 1 and 2 open, 101 / min are circulated without pressure; Pump B: taps 5 and 8 open, delivery 301 / min; Pump C: Tap 9 and 10 open, 901 / min are circulated without pressure.

4. Stufe: 40 1/min Fördermenge Pumpe A : Hahn 1 und 4 geöffnet, Förderung 101/min; Pumpe B: Hahn 5 und 8 geöffnet, Förderung 301/min; Pumpe C: Hahn 9 und 10 geöffnet, 901/min werden drucklos umgewälzt.4th stage: 40 1 / min delivery rate pump A: Tap 1 and 4 open, delivery 101 / min; Pump B: taps 5 and 8 open, delivery 301 / min; Pump C: tap 9 and 10 opened, 901 / min are circulated without pressure.

5. Stufe: 50 1/min Fördermenge Pumpe A : Hahn 3 und 2 geöffnet, läuft als Motor, Schluckfähigkeit 101; Pumpe B : Hahn 7 und 6 geöffnet, läuft als Motor, Schluckfähigkeit 301; Pumpe C: Hahn 9 und 12 geöffnet, Förderung 901/min. 6. Stufe: 60 1/min Fördermenge Pumpe A : Hahn 1 und 2 geöffnet, 101/min werden drucklos umgewälzt; Pumpe B : Hahn 7 und 6 geöffnet, läuft als Motor, Schluckfähigkeit 301; Pumpe C : Hahn 9 und 12 geöffnet, Förderung 901/min. 7. Stufe: 70 1/min Fördermenge Pumpe A : Hahn 1 und 4 geöffnet, Förderung 101/min; Pumpe B : Hahn 7 und 6 geöffnet, läuft als Motor, Schluckfähigkeit 301; Pumpe C: Hahn 9 und 12 geöffnet, Förderung 901/min. B. Stufe: 80 1/min Fördermenge Pumpe A : Hahn 3 und 2 geöffnet, läuft als Motor, Schluckfähigkeit 101; Pumpe B: Hahn 5 und 6 geöffnet, 301/min werden drucklos umgewälzt; Pumpe C: Hahn 9 und 12 geöffnet, Förderung 901/min. 9. Stufe: 90 1/min Fördermenge Pumpe A : Hahn 1 und 2 geöffnet, 101/min werden drucklos umgewälzt; Pumpe B : Hahn 5 und 6 geöffnet, 301/min werden drucklos umgewälzt; Pumpe C: Hahn 9 und 12 geöffnet, Förderung 901/min. 10. Stufe: 100 1/min Fördermenge Pumpe A : Hahn 1 und 4 geöffnet, Förderung 101/min; Pumpe B : Hahn 5 und 6 geöffnet, 301/min werden drucklos umgewälzt; Pumpe C: Hahn 9 und 12 geöffnet, 901/min Förderung. 11. Stufe: 110 1/min Fördermenge Pumpe A : Hahn 3 und 2 geöffnet, läuft als Motor, Schluckfähigkeit 101; Pumpe B: Hahn 5 und 8 geöffnet, Förderung 30 1/min; Pumpe C: Hahn 9 und 12 geöffnet, Förderung 901/min. 12. Stufe: 120 1/min Fördermenge Pumpe A : Hahn 1 und 2 geöffnet, 101/min werden drucklos umgewälzt; Pumpe B: Hahn 5 und 8 geöffnet, Förderung 301/min; Pumpe C : Hahn 9 und 12 geöffnet, Förderung 901/min. 13. Stufe: 130 1/min Fördermenge Pumpe A : Hahn 1 und 4 geöffnet, Förderung 10 l,/min; Pumpe B: Hahn 5 und 8 geöffnet, Förderung 30 1;'min; Pumpe C: Hahn 9 und 12 geöffnet, Förderung 90 l,/min. Im vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Fördermengenverhältnis 1: 3:9 bei gemeinsamem Antrieb der Pumpen A, B und C und gleicher Drehzahl durch entsprechende Wahl der Verdrängerräume gegeben. Es ist jedoch auch möglich, die Verdrängerräume aller drei Pumpen beliebig groß zu wählen und das erwähnte Fördermengenverhältnis 1: 3 : 9 durch entsprechendeWahl der Antriebsdrehzahlen zu erreichen. Das entsprechende Antriebsdrehzahlverhältnis kann durch Übersetzungen an den einzelnen Pumpen erzeugt werden. Wesentlich ist jedoch, daß alle Pumpen von einem gemeinsamen Antrieb her betrieben werden, damit eine Pumpe dann, wenn sie als Motor läuft, nicht schneller laufen kann, als ihrer Antriebsdrehzahl entspricht, und damit bei Drehzahlschlupf des Antriebs der Schlupf bei allen Pumpen gleich auftritt.5th stage: 50 1 / min delivery rate pump A: tap 3 and 2 open, runs as a motor, absorption capacity 101; Pump B: taps 7 and 6 open, runs as a motor, ability to swallow 301; Pump C: valves 9 and 12 open, delivery 901 / min. 6th stage: 60 1 / min delivery rate pump A: valves 1 and 2 open, 101 / min are circulated without pressure; Pump B: taps 7 and 6 open, runs as a motor, ability to swallow 301; Pump C: valves 9 and 12 open, delivery 901 / min. 7th stage: 70 1 / min delivery rate pump A: tap 1 and 4 open, delivery 101 / min; Pump B: taps 7 and 6 open, runs as a motor, ability to swallow 301; Pump C: valves 9 and 12 open, delivery 901 / min. B. Level: 80 1 / min Flow rate pump A: Tap 3 and 2 open, runs as a motor, absorption capacity 101; Pump B: tap 5 and 6 open, 301 / min are circulated without pressure; Pump C: valves 9 and 12 open, delivery 901 / min. 9th stage: 90 1 / min flow rate pump A: valves 1 and 2 open, 101 / min are circulated without pressure; Pump B: tap 5 and 6 open, 301 / min are circulated without pressure; Pump C: valves 9 and 12 open, delivery 901 / min. 10th stage: 100 1 / min delivery rate pump A: tap 1 and 4 open, delivery 101 / min; Pump B: tap 5 and 6 open, 301 / min are circulated without pressure; Pump C: valves 9 and 12 open, delivery 901 / min. 11th stage: 110 1 / min delivery rate pump A: tap 3 and 2 open, runs as a motor, absorption capacity 101; Pump B: tap 5 and 8 open, delivery 30 1 / min; Pump C: valves 9 and 12 open, delivery 901 / min. 12th stage: 120 1 / min flow rate pump A: valves 1 and 2 open, 101 / min are circulated without pressure; Pump B: taps 5 and 8 open, delivery 301 / min; Pump C: valves 9 and 12 open, delivery 901 / min. 13th stage: 130 1 / min delivery rate pump A: tap 1 and 4 open, delivery 10 l / min; Pump B: tap 5 and 8 open, delivery 30 1; 'min; Pump C: tap 9 and 12 open, delivery 90 l / min. In the exemplary embodiment described above, the delivery rate ratio 1: 3: 9 is given when the pumps A, B and C are driven together and the speed is the same, by appropriate selection of the displacement chambers. However, it is also possible to select any size of the displacement spaces of all three pumps and to achieve the aforementioned delivery rate ratio of 1: 3: 9 by selecting the appropriate drive speeds. The corresponding drive speed ratio can be generated by gear ratios on the individual pumps. However, it is essential that all pumps are operated by a common drive so that a pump, when it is running as a motor, cannot run faster than its drive speed, and so that when the drive speed slips, the slip occurs equally in all pumps.

Als Verdrängerpumpen können Zahnradpumpen, Schraubenpumpen, Flügelpumpen, Drehkolbenpumpen usw. Verwendung finden. Auch kommt es für das Prinzip der Erfindung nicht auf die Anzahl der verwendeten Pumpen an; es können vielmehr auch nur zwei Pumpen sowie gegebenenfalls auch mehr als drei Pumpen nach dem geschilderten Schema angeordnet werden. Auch ist es möglich, die Pumpen in ein Gehäuse einzubauen und die aufgeführten Schaltungen durch Schaltorgane zu vereinfachen.As positive displacement pumps, gear pumps, screw pumps, vane pumps, Find rotary lobe pumps, etc. use. It also applies to the principle of the invention does not depend on the number of pumps used; on the contrary, only two can Pumps and possibly also more than three pumps according to the scheme outlined to be ordered. It is also possible to install the pumps in a housing and to simplify the circuits listed by switching devices.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Switching arrangement of several displacement pumps for gradual regulation of the total delivery rate, characterized in that both the suction side as well as the pressure side of each of the jointly driven pumps can optionally be connected to the suction line and / or the pressure line and that the delivery rates of the pumps behave like 1: 3: 9:27 etc.

2. Switching arrangement according to claim 1, characterized in that both the suction nozzle (a, b, c) and the pressure nozzle (a ', b', c ') of each pump (A, B, C) to a suction line ( s) and the line connecting the pressure line (d) is connected, which line is connected to the suction line (s) or the pressure line (d) via stop cocks (1 to 12).

3. Switching arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the pumps have displacement chambers with a common drive and the same speed have, the volumes of which behave like 1: 3: 9: 27 etc.

4. Switching arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the promotions of the jointly driven pumps for any displacement spaces by choosing one corresponding translation behave like 1: 3: 9: 27 etc.