DE1019565B

DE1019565B - Electromagnetic plunger pump

Info

Publication number: DE1019565B
Application number: DEB33157A
Authority: DE
Inventors: John W Dickey; William J Randolph Jun
Original assignee: Bendix Aviation Corp
Current assignee: Bendix Aviation Corp
Priority date: 1953-10-28
Filing date: 1954-10-26
Publication date: 1957-11-14

Description

Elektromagnetische Plungerpumpe Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Plungerpumpe zur Förderung von Flüssigkeiten, insbesondere Brennstoffen, mit einem Kolben, der an seinen beiden Enden mit Dichtungsringen versehen ist, welche als Scheiben ausgebildet und zwischen kegelstumpfförmigen, an den Kolbenenden vorgesehenen Flächen und Anschlußstücken eingeklemmt sind.Electromagnetic Plunger Pump The invention relates to an electromagnetic plunger pump Plunger pump for pumping liquids, in particular fuels, with a Piston which is provided with sealing rings at both ends, which as Discs formed and provided between frustoconical, at the piston ends Surfaces and fittings are jammed.

Bei einer bekannten Ausführung sind die Dichtungsringe aus Gummi hergestellt und ragen über die äußeren Flächen des Kolbens und der Anschlußstücke hinaus. Hierbei haben die Anschlußstücke einen geringeren Durchmesser als der Kolben. Die Dichtungsringe sind an ihrer äußeren Fläche konvex zur Zylinderwand abgerundet und reiben an der Zylinderwand. Hierdurch tritt bei einem Kolbenhub eine gewisse Reibung ein, die jedoch infolge des Materials der Dichtungsringe zu einer stark vergrößerten Abnutzung führt. Diese Abnutzung wird dadurch auch gesteigert, daß sich die äußeren Enden der Dichtungsringe bei einem Kolbenhub an einer Stufe des Kolbens abstützen, so daß die Ausweichmöglichkeit genommen wird. Die Bewegbarkeit ist lediglich vorgesehen, um zu ermöglichen, daß beim Rücklauf des Kolbens Fremdpartikeln, die sich zwischen der Zylinderfläche und dem Dichtungsring angesammelt haben, freigegeben werden. Infolge der vorgesehenen Anordnung ist eine besonders straffe und den Kolben zentrierende Ausführung der Dichtungsringe erforderlich, durch welche die Reibungswirkung an der Zylinderwand gesteigert wird.In a known embodiment, the sealing rings are made of rubber and protrude beyond the outer surfaces of the piston and fittings. Here the connecting pieces have a smaller diameter than the piston. The sealing rings are rounded on their outer surface convex to the cylinder wall and rub against the Cylinder wall. As a result, a certain amount of friction occurs during a piston stroke, which however, due to the material of the sealing rings, there is much increased wear leads. This wear is also increased by the fact that the outer ends the sealing rings are supported on a step of the piston during a piston stroke, see above that the alternative is taken. The mobility is only provided, in order to enable foreign particles that are between accumulated on the cylinder surface and the sealing ring. As a result of the intended arrangement, it is particularly tight and centering the piston Execution of the sealing rings required, through which the frictional effect the cylinder wall is increased.

Ferner ist es bekannt, an den Enden eines Kolbens als Scheiben ausgebildete Dichtungsringe zwischen kegelstumpfförmigen, an den Kolbenenden vorgesehenen Flächen und Anschlußstücken einzuklemmen. Diese Scheiben bestehen aus Gummi, Kunstgummi oder ähnlichen Stoffen. Die den Kolben bildenden und den Dichtungsring einklemmenden Glieder haben gleichen Durchmesser, so daß auch der Teil vor dem Dichtungsring mit dem Zylinder in Berührung kommen kann. Die Dichtung selbst ragt nur sehr wenig über die Oberfläche des Kolbens hervor, weil der dichtende Rand der Dichtungsscheibe nach dem Zusammenbau mit dem Kolbenumfang gemeinsam geschliffen wird.It is also known to be designed as disks at the ends of a piston Sealing rings between frustoconical surfaces provided on the piston ends and clamp connectors. These discs are made of rubber, synthetic rubber or similar substances. Those forming the piston and clamping the sealing ring Links have the same diameter, so that the part in front of the sealing ring with come into contact with the cylinder. The seal itself protrudes very little the surface of the piston protrudes because of the sealing edge of the sealing washer is ground together with the piston circumference after assembly.

Ferner ist es bekannt, einen Kolben aus zwei starr miteinander verbundenen Kolbenflächen und einem Hohlraum zwischen diesen Kolbenflächen auszubilden, wobei Dichtungsmittel zwischen jeder Kolbenfläche und der Innenwand des Zylinders vorgesehen und so ausgebildet sind, daß sie die Flüssigkeit in den Hohlraum eintreten lassen, aber den Austritt derselben aus diesem Hohlraum verhindern. Diese Dichtungen befinden sich somit im mittleren Bereich des Kolbens, so daß Flüssigkeit bzw. in der Flüssigkeit vorhandene Fremdpartikeln: zwischen die Zylinder- und Kolbenwand eindringen können.It is also known to have a piston made of two rigidly connected to one another Form piston surfaces and a cavity between these piston surfaces, wherein Sealing means are provided between each piston surface and the inner wall of the cylinder and are designed so that they allow the liquid to enter the cavity, but prevent them from escaping from this cavity. These seals are located thus in the middle area of the piston, so that liquid or in the liquid Existing foreign particles: can penetrate between the cylinder and piston walls.

Es hat sich herausgestellt, daß die mit der Pumpe zu fördernde Flüssigkeit so fein verteilte, suspendierte Stoffe aufnehmen kann, daß diese durch die handelsüblichen Filter hindurchgehen und den Betrieb der Pumpe verschlechtern oder sogar unmöglich machen können. Wenn ein solcher suspendierter Staub oder Schlamm schmirgelnde Eigenschaften aufweist, kann diese bei der Hin- und Herbewegung des Plungers in seinem Zylinder zu einem erhöhten Verschleiß und Abrieb der Pumpenteile führen.It has been found that the liquid to be conveyed with the pump can absorb so finely divided, suspended substances that they can be absorbed by the commercially available Going through filters and worsening or even impossible the operation of the pump can do. If such a suspended dust or mud has abrasive properties has, this can occur during the reciprocating movement of the plunger in its cylinder lead to increased wear and tear on the pump parts.

Die bekannten Ausführungen sind nun nicht geeignet, das Eindringen der suspendierten Stoffe zwischen die Zylinder- und Kolbenwand zu verhindern, ohne daß eine starke Reibung durch die Dichtung an der Zylinderwand erfolgt.The known designs are now not suitable for penetration to prevent suspended substances between the cylinder and piston wall without that there is strong friction through the seal on the cylinder wall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine besonders einfache Ausführung zugleich eine wirksame Abdichtung des Kolbens, eine ausreichende Schmierung der Laufflächen und auch ein Fangelement zur Aufnahme von in der Flüssigkeit suspendierten Teilchen zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtungsringe aus an sich bekanntem porösem Material, beispielsweise Filz, bestehen und in an sich bekannter Weise, sich mit ihrem Außenrand an die Innenfläche der Zylinder anlegend, über die äußeren Flächen des Kolbens und der Anschlußstücke hinausragen, deren größter Durchmesser kleiner als der des Kolbens ist, wobei das poröse, Fremdkörper zurückhaltende Material der Dichtungsringe den Durchtritt einer Zur Schmierung der Kolben- und Zylinderflächen genügenden Flüssigkeitsmenge ermöglicht.The invention is based on the object by a particularly simple Execution at the same time an effective sealing of the piston, sufficient lubrication of the running surfaces and also a catching element for taking up those suspended in the liquid Creating particles. This object is achieved according to the invention solved that the sealing rings made of known porous material, for example Felt, exist and in a manner known per se, with their outer edge on the inner surface abutting the cylinder over the outer surfaces of the piston and fittings protrude whose largest diameter is smaller than that of the piston, the porous, foreign body retaining material of the sealing rings the passage of a Enables sufficient amount of liquid to lubricate the piston and cylinder surfaces.

Durch diese Ausführung wird die Lebensdauer der Pumpen wesentlich erhöht, wenn sie für Flüssigkeiten mit schleifenden Bestandteilen verwendet werden.This design increases the service life of the pumps significantly increased when used on liquids with abrasive components.

Weitc-re Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.Further advantages emerge from the following description in connection with the drawing.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen axialen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der die elektrische Ausrüstung schematisch dargestellt ist; Fig. 2 zeigt in etwas vergrößertem Maßstab ebenfalls in einem Längsschnitt Einzelheiten des Plungers und seiner Dichtungen.Fig. 1 shows a vertical axial section through a preferred one Embodiment of the invention in which the electrical equipment is shown schematically is; Fig. 2 shows on a somewhat enlarged scale also in a longitudinal section Details of the plunger and its seals.

Die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte elektromagnetische Plungerpumpe besteht aus einem nichtmagnetischen Zylinder 1 und einem darin gelagerten Kolben 2 aus magnetischem Material, welcher mittels eines Elektromagneten 3 und einer Betätigungsfeder 4 hin- und b.erbewegt wird. Die Betätigungsvorrichtung, der Zylinder und der Plunger sind in einem Gehäuse 10 untergebracht, welches mit einer Einlaßkammer 5 und einer Auslaßkammer 6 versehen ist. In der Einlaßkammer und in dem Plunger sind Rückschlagventile 7 bzw. 8 angeordnet, mit welchen die Flüssigkeit von der Einlaßkammer durch den Plunger hindurch zur Auslaßkammer gefördert wird, wenn sich der Plunger hin- und herbewegt.The electromagnetic plunger pump shown in Fig. 1 of the drawing consists of a non-magnetic cylinder 1 and a piston mounted in it 2 made of magnetic material, which by means of an electromagnet 3 and an actuating spring 4 is moved back and forth. The actuator, the cylinder and the plunger are housed in a housing 10, which with an inlet chamber 5 and a Outlet chamber 6 is provided. There are check valves in the inlet chamber and in the plunger 7 and 8 arranged, with which the liquid from the inlet chamber through the Plunger is conveyed through to the discharge chamber when the plunger reciprocates moved here.

Das in der Einlaßkammer 5 vorgesehene zylindrische Sieb 9 dient dazu, die Flüssigkeit beim Verlassen der Einlaßkammer zu filtrieren.The cylindrical screen 9 provided in the inlet chamber 5 serves to filter the liquid as it exits the inlet chamber.

Der Plungerkolben 2 ist an seinen beiden Enden mit Lagerungen in Form kegelstumpfförmiger Ringspalten versehen. Wie sich am besten aus Fig. 2 erkennen läßt, ist die eine Lagerfläche 14 am oberen Ende des Plungers als divergierende Öffnung ausgebildet, welche in eine als zylindrische Sitzfläche ausgebildete Gegenbohrung 15 einmündet. Die konische Gegenfläche 16 ist an einem Nippel 17 vorgesehen, welcher mit Preßsitz in die zylindrische Bohrung 15 des Plungers eingesetzt ist.The plunger 2 is in the form of bearings at both ends provided with frustoconical annular gaps. As can best be seen from FIG lets, is the one bearing surface 14 at the upper end of the plunger as a diverging one Opening formed which in a counterbore formed as a cylindrical seat surface 15 joins. The conical mating surface 16 is provided on a nipple 17, which is inserted with a press fit into the cylindrical bore 15 of the plunger.

In ähnlicher Weise ist am unteren Ende des Plungers ein divergierende konische Lagerfläche 18 ausgebildet, welche mit einer konischen Lagerfläche 19 an einem Ventilsitz 21 des Rückschlagventils 8 zusammenarbeitet. Der Ventilsitz 21 ist über einen zylindrischen Fortsatz 22, welcher straff in eine hinterschnittene Rinne 23 im konischen Teil 18 des Plungers eingepaßt ist, mit dem Plunger fest verbunden. Der unterteilte äußere Rand des zylindrischen Fortsatzes 22 wird unter Anwendung von Kraft nach außen in die Rinne 23 umgebogen, wie es bei. 24 dargestellt ist, um den Ventilsitz 21 im Plunger sicher zu befestigen. Diese Befestigung erfolgt zweckmäßig mit einem mit radialen Ansätzen versehenen Führungsplättchen 25 für den Ansatzstutzen 26 des Rückschlagventils B. Vor dem Zusammenbau ist das Führungsplättchen 25 schalenförmig nach unten so umgebördelt, daß es genau in den zylindrisehen Fortsatz 22 des Ventilsitzes 21 paßt. Sind die Teile zusammengefügt, wird das Führungsplättchen 25, wie dargestellt, wieder flach ausgestreckt, so daß dessen radiale Ansätze nach außen getrieben «-erden und die dicht anliegenden Teile des zylindrischen Fortsatzes, wie zuvor erläutert, andrücken.Similarly, at the bottom of the plunger is a divergent one conical bearing surface 18 formed, which with a conical bearing surface 19 to a valve seat 21 of the check valve 8 cooperates. The valve seat 21 is about a cylindrical extension 22, which is taut in an undercut Groove 23 is fitted in the conical part 18 of the plunger, firmly connected to the plunger. The divided outer edge of the cylindrical extension 22 is used bent by force outward into the groove 23, as in. 24 is shown, to secure the valve seat 21 in the plunger. This attachment takes place expediently provided with a radial lugs guide plate 25 for the Connection piece 26 of the check valve B. Before assembly is the guide plate 25 beaded downwards in the shape of a bowl so that it is exactly in the cylindrical extension 22 of the valve seat 21 fits. When the parts are put together, the guide plate becomes 25, as shown, again stretched flat so that its radial approaches to driven outside "-earth and the closely fitting parts of the cylindrical extension, press on as previously explained.

Zwischen den konischen Lagerflächen 14 und 16 am oberen Ende des Plungers 2 ist eine Wollfilzscheibe 27 eingebettet, welche beim Zusammenführen der Flächen 14 und 16 während des Zusammenbaues die Scheibe so zusammenpressen, daß sie eine kegelstumpfförmige Gestalt annimmt. Der äußere Rand der Filzscheibe ragt über die konischen Lagerflächen so weit hinaus, daß der Durchmesser am Umfang der Scheibe etwas größer wird als der Durchmesser des Plungers 2. Wenn der Plunger in den Zylinder 1 eingesetzt wird, wirkt der Filzring als Abstreifer oder Wischer, und es bleibt, wenn der Plunger bei seinem Förderhub nach oben bewegt wird, lediglich ein dünner Feuchtigkeitsfilm an der Zylinderwand zurück.Between the conical bearing surfaces 14 and 16 at the top of the plunger 2, a wool felt disk 27 is embedded, which when the surfaces are brought together 14 and 16 press the disc together during assembly so that they one assumes frustoconical shape. The outer edge of the felt disc protrudes over the conical bearing surfaces so far that the diameter on the circumference of the disc becomes slightly larger than the diameter of the plunger 2. When the plunger into the cylinder 1 is used, the felt ring acts as a scraper or wiper, and it remains if the plunger is moved up on its delivery stroke, only a thin one Moisture film back on the cylinder wall.

Ein ähnlicher Filzring 28 ist in gleicher Weise zwischen den konischen Lagerflächen 18 und 19 am unteren Ende des Plungers 2 eingebettet. Dieser Filzring hat die Aufgabe, den Zwischenraum zwischen den Plunger- und Zylindergleitflächen beim Abwärtshub des Plungers abzudichten.A similar felt ring 28 is in the same way between the conical Bearing surfaces 18 and 19 embedded at the lower end of the plunger 2. This felt ring has the task of keeping the space between the plunger and cylinder sliding surfaces to seal on the downstroke of the plunger.

Es hat sich beim Betrieb herausgestellt, daß solchermaßen angeordnete Filzringe nicht nur als reine Dichtungen wirken, welche ein Rücklaufen der geförderten Flüssigkeit entlang der Außenseite des Plungers verhindern, sondern darüber hinaus noch Aufnahmestellen oder Absorbtionsmittel darstellen, welche die suspendierten Stoffe, die zwischen den Gleitflächen von Plunger und Zylinder eindringen «ollen, sammeln. Offenbar neigen die genannten Fremdstoffe dazu, in die Filzoberfläche einzudringen und sich dort anzulagern, wodurch trotz der Anwesenheit von feinverteilten Schmirgelstoffen in der Flüssigkeit die glatte, nicht schmirgelnde Wirkung des Filzes gegenüber der Zylinderwand erhalten bleibt. Dies ergab sich aus der Tatsache, daß bei langandauerndem Betrieb in Anwesenheit von schmirgelnden Fremdstoffen nur ein vernachlässighar geringer Verschleiß an der Zylinderwand auftrat. wohingegen ohne Filzdichtungsringe die Lebensdauer der Pumpe unter den gleichen Umständen verkürzt war.It has been found during operation that arranged in such a way Felt rings not only act as pure seals that prevent the conveyed from flowing back Prevent fluid along the outside of the plunger, but beyond it nor represent absorption sites or absorbents, which the suspended Substances that penetrate between the sliding surfaces of the plunger and cylinder, collect. Apparently the mentioned foreign substances tend to penetrate the felt surface and to accumulate there, thereby despite the presence of finely divided emery materials in the liquid the smooth, non-abrasive effect of the felt compared to the Cylinder wall is retained. This resulted from the fact that with long-term Operation in the presence of abrasive foreign matter is only negligible Wear occurred on the cylinder wall. whereas without felt sealing rings the lifespan the pump was shortened under the same circumstances.

Obwohl nur eine Ausführungsform der Erfindung im einzelnen dargestellt und beschrieben wurde, versteht es sich, daß auch andere Ausführungsformen möglich sind und Änderungen bezüglich der Gestalt und der Anordnung der Teile vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.Although only one embodiment of the invention is shown in detail and has been described, it is understood that other embodiments are also possible and changes have been made to the shape and arrangement of the parts can be without deviating from the basic idea of the invention.

Claims

PATENT CLAIM Electromagnetic plunger pump for conveying liquids, in particular fuels, with a piston which is provided at both ends with sealing rings, which are designed as disks and are clamped between frustoconical surfaces and connecting pieces provided at the piston ends, characterized in that the sealing rings (27 , 28) consist of porous material known per se, for example felt, and protrude in a known manner, with their outer edge against the inner surface of the cylinder (9), beyond the outer surfaces of the piston (2) and the connecting pieces whose largest diameter is smaller than that of the piston, the porous, foreign body-retaining material of the sealing rings (27, 28) allowing the passage of a sufficient amount of liquid to lubricate the piston and cylinder surfaces. Considered publications: German Patent Nos. 897 655, 847 236, 843 760, 661 160, 616 696, 587 615; French Patent Specification No. 1,022,818. British Patent No. 679,018; U.S. Patent No. 2,283,460; Friedrich König, "The Pumps",

2nd Edition (1902), p. 272.