DE102019110458A1 - Liquid pump with overflow valve - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitspumpe mit einem Pumpengehäuse, einem Pumpenantrieb (7) und zwei Anschlüssen (18, 19), die Saug- oder Druckseite (4, 5) darstellen und an denen ein Überströmventil (2) angebracht ist, das mit einem Ventilteller (3) unter einem bestimmten Schließdruck eine Überströmöffnung (6) zwischen der Druckseite (5) und der Saugseite (4) der Flüssigkeitspumpe (1) verschließt, wobei sich der Ventilteller (3) an einem durch Schließdruck in einem Zylinder (10) betätigten Kolben (8) befindet, und der Schließdruck geregelt über eine Druckleitung von einer Regel- und Steuereinheit (17) pneumatisch oder hydraulisch auf den Kolben (8) wirkt und in dem Überströmventil (2) ein Thermoschalter (13) angeordnet ist, der bei einem Überschreiten einer Grenztemperatur an der Druckseite (5) ein Sicherheitsventil (16) in der Druckleitung öffnet, damit den Schließdruck von dem Kolben (8) nimmt und die jeweilige Überströmöffnung (6) freigibt, wobei sich in der Kolbenstange (9) eine Längsbohrung (22) zu einer Querbohrung (23) befindet, über die der Druck der Flüssigkeit auf einen Überstromkolben (24) des Sicherheitsventils (16) wirkt und bei einem Überdruck der Flüssigkeit ebenfalls das Sicherheitsventil (16) in der Druckleitung öffnet.The invention relates to a liquid pump with a pump housing, a pump drive (7) and two connections (18, 19) representing the suction or pressure side (4, 5) and to which an overflow valve (2) is attached, which is connected to a Valve disk (3) closes an overflow opening (6) between the pressure side (5) and the suction side (4) of the liquid pump (1) under a certain closing pressure, the valve disk (3) being actuated by closing pressure in a cylinder (10) Piston (8) is located, and the closing pressure, regulated via a pressure line from a regulating and control unit (17), acts pneumatically or hydraulically on the piston (8) and a thermal switch (13) is arranged in the overflow valve (2), If a limit temperature is exceeded on the pressure side (5), a safety valve (16) in the pressure line opens so that the closing pressure is removed from the piston (8) and the respective overflow opening (6) is released, whereby it is located in the piston rod (9) there is a longitudinal bore (22) to a transverse bore (23), through which the pressure of the liquid acts on an overflow piston (24) of the safety valve (16) and also opens the safety valve (16) in the pressure line when the liquid is overpressure .
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitspumpe mit einem Pumpengehäuse, einem Pumpenantrieb und zwei Anschlüssen, die Saug- oder Druckseite darstellen und an denen ein Überströmventil angebracht ist, das mit einem Ventilteller unter einem bestimmten Schließdruck eine Überströmöffnung zwischen der Druckseite und der Saugseite der Flüssigkeitspumpe verschließt.The invention relates to a liquid pump with a pump housing, a pump drive and two connections that represent the suction or pressure side and to which an overflow valve is attached, which closes an overflow opening between the pressure side and the suction side of the liquid pump with a valve disk under a certain closing pressure .
Überströmventile werden als Sicherungseinrichtungen an Flüssigkeitspumpen eingesetzt, die Flüssigkeiten an ihrer Saugseite ansaugen und an die Druckseite fördern. Wird an der Druckseite keine Flüssigkeit abgenommen, arbeitet die Flüssigkeitspumpe gegen die Druckseite, was nach wenigen Minuten zu einer Temperaturerhöhung führt, die die Pumpe schädigen kann.Overflow valves are used as safety devices on liquid pumps that suck in liquids on their suction side and convey them to the pressure side. If no liquid is drawn from the pressure side, the liquid pump works against the pressure side, which leads to a temperature increase after a few minutes, which can damage the pump.
Herkömmliche Überströmventile arbeiten mit einem Ventilteller an einer Überströmöffnung zwischen der Druckseite und der Saugseite, der federbelastet an einem Kolben in einem Zylinder geführt ist. Es kommt im Zylinder ein Spiralfederpaket zum Einsatz, über das der Schließdruck voreingestellt ist. Für eine Veränderung des Schließdrucks muss das Spiralfederpaket oder das gesamte Überströmventil getauscht werden.Conventional overflow valves work with a valve disk at an overflow opening between the pressure side and the suction side, which is spring-loaded and guided on a piston in a cylinder. A spiral spring package is used in the cylinder, through which the closing pressure is preset. To change the closing pressure, the coil spring package or the entire overflow valve must be replaced.
Solche Flüssigkeitspumpen werden beispielsweise in Tankfahrzeugen mit einem Pneumatiksystem und einem Nebenantrieb eingesetzt, um Benzin, Diesel oder Heizöl zu fördern. Dabei dürfen keine kritischen Temperaturerhöhungen an der Pumpe auftreten. Wenn in einem Tankfahrzeug die Armaturenschrankklappe geschlossen ist, ist das Pneumatiksystem drucklos. Falls nun der Nebenantrieb eingeschaltet ist, pumpt die Flüssigkeitspumpe gegen das Überströmventil. Dies führt nach wenigen Minuten zu einer gefährlichen Temperaturerhöhung, die auch die Flüssigkeitspumpe schädigen kann.Such liquid pumps are used, for example, in tank trucks with a pneumatic system and a power take-off to convey gasoline, diesel or heating oil. No critical temperature increases may occur at the pump. When the valve cabinet flap in a tanker is closed, the pneumatic system is depressurized. If the power take-off is now switched on, the liquid pump pumps against the overflow valve. After a few minutes this leads to a dangerous increase in temperature, which can also damage the liquid pump.
Zur Erhöhung des Schließdrucks kann zusätzlich zur Federkraft auf den Kolben noch ein Pneumatikdruck aufgebracht sein. Der Schließdruck kann aber nicht ohne zusätzlichen Pneumatikdruck auf der federabgewandten Seite unter den durch das Federpaket vorbestimmten Druck reduziert werden.
Bei einer Belastung des Kolbens nur mit pneumatischem Schließdruck muss die Kolbenfläche relativ groß sein, um mit dem normalerweise im Tankfahrzeug bereitgestellten pneumatischen Schließdruck von 6 Bar den geforderten Schließdruck aufbringen zu können.To increase the closing pressure, pneumatic pressure can be applied to the piston in addition to the spring force. The closing pressure cannot, however, be reduced to below the pressure predetermined by the spring assembly without additional pneumatic pressure on the side facing away from the spring.
If the piston is only loaded with pneumatic closing pressure, the piston area must be relatively large in order to be able to apply the required closing pressure with the pneumatic closing pressure of 6 bar normally provided in the tanker.
In der Gebrauchsmusterschrift
Die hier gezeigte Flüssigkeitspumpe ist aber nicht geeignet, für beidseitigen Betrieb eingesetzt zu werden.In the utility model
However, the liquid pump shown here is not suitable for use on both sides.
In der Patentanmeldung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Flüssigkeitspumpe weiter zu verbessern und auch ein Öffnen des Überströmventils bei einem zu hohen Überdruck zu gewährleisten.The object of the invention is to further improve the liquid pump and also to ensure that the overflow valve opens when the excess pressure is too high.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Gestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the features of
Die hier beschriebene Flüssigkeitspumpe basiert auf einem modularen Baukastensystem. In einem einheitlichen Pumpengehäuse kann eine Pumpe mit einer Arbeitsrichtung oder eine reversible Pumpe mit wechselbarer Arbeitsrichtung eingebaut sein. Es kann ein hydraulischer Antrieb oder ein Antrieb mit Kardanwelle vorgesehen sein. Auch sind an dem Pumpengehäuse jeweils mehrere Anschlüsse für Schläuche oder Geräte vorgesehen. Nicht genutzte Anschlüsse werden mit Abschlussplatten geschlossen.The liquid pump described here is based on a modular system. A pump with one working direction or a reversible pump with a changeable working direction can be installed in a uniform pump housing. A hydraulic drive or a drive with a cardan shaft can be provided. A number of connections for hoses or devices are also provided on the pump housing. Unused connections are closed with end plates.
Die hier beschriebene Flüssigkeitspumpe besitzt ein Pumpengehäuse und einen umschaltbaren Pumpenantrieb. An dem Pumpengehäuse befinden sich mindestens zwei Anschlüsse, die Saug- oder Druckseite darstellen und an denen ein Überströmventil angebracht ist, das mit einem Ventilteller unter einem bestimmten Schließdruck eine Überströmöffnung zwischen der Druckseite und der Saugseite der Flüssigkeitspumpe verschließt. Der Ventilteller befindet sich an einem durch einen Schließdruck in einem Zylinder betätigten Kolben. Der Schließdruck wirkt über eine Druckleitung, von einer Regel- und Steuereinheit pneumatisch oder hydraulisch geregelt, auf den Kolben. In dem Überströmventil ist ein Thermoschalter angeordnet, der bei einem Überschreiten einer Grenztemperatur an der Druckseite ein Sicherheitsventil in der Schließdruckleitung öffnet, damit den Schließdruck von dem Kolben nimmt und die jeweilige Überströmöffnung freigibt.The liquid pump described here has a pump housing and a switchable pump drive. On the pump housing there are at least two connections that represent the suction or pressure side and to which an overflow valve is attached, which closes an overflow opening between the pressure side and the suction side of the liquid pump with a valve plate under a certain closing pressure. The valve disk is located on a piston that is actuated by a closing pressure in a cylinder. The closing pressure acts on the piston via a pressure line, controlled pneumatically or hydraulically by a regulating and control unit. A thermal switch is arranged in the overflow valve, which switches on when a limit temperature is exceeded on the pressure side The safety valve in the closing pressure line opens so that the closing pressure is removed from the piston and the respective overflow opening is released.
Die Flüssigkeitspumpe zeichnet sich dadurch aus, dass sich in der Kolbenstange eine Längsbohrung zu einer Querbohrung befindet, über die der Druck der Flüssigkeit auf einen Überdruckkolben des Sicherheitsventils wirkt und bei einem Überdruck der Flüssigkeit ebenfalls das Sicherheitsventil in der Druckleitung öffnet.
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich das Überstromventil bei einem zu hohen Überdruck öffnet, auch wenn der pneumatische oder hydraulische Schließdruck falsch eingestellt wurde.The liquid pump is characterized by the fact that the piston rod has a longitudinal bore to a transverse bore through which the pressure of the liquid acts on an overpressure piston of the safety valve and also opens the safety valve in the pressure line when the liquid is overpressure.
This ensures that the overflow valve opens if the overpressure is too high, even if the pneumatic or hydraulic closing pressure has been set incorrectly.
In der weiteren Beschreibung wird von einem pneumatischen Schließdruck ausgegangen. Ebenso kann ohne eine Beschränkung ein hydraulischer Schließdruck eingesetzt werden.In the further description, a pneumatic closing pressure is assumed. A hydraulic closing pressure can also be used without restriction.
Vorteilhaft ist der Zylinder des Überströmventils als Doppelzylinder mit zwei Druckkammern für einen Doppelkolben ausgeführt. Durch diese Bauweise kann der Schließdruck gegenüber einem einfachen Kolben nahezu verdoppelt werden, ohne einen höheren Schließdruck oder einen größeren Kolben zu benötigen. Dies ermöglicht für das Überstromventil eine kompakte und schlanke Bauweise bei einem hohen erreichbaren Schließdruck.The cylinder of the overflow valve is advantageously designed as a double cylinder with two pressure chambers for a double piston. With this design, the closing pressure can be almost doubled compared to a simple piston without the need for a higher closing pressure or a larger piston. This enables a compact and slim design for the overflow valve with a high closing pressure that can be achieved.
Die Regel- und Steuereinheit ist vorteilhaft so aufgebaut, dass in jeder Druckkammer ein unterschiedlicher Schließdruck einstellbar ist. Damit lässt sich der Schließdruck sehr genau bestimmen. Bei einem nicht vorhandenen Schließdruck im Zylinder ist das Überströmventil geöffnet.
Durch das pneumatisch angesteuerte Überströmventil ist auch eine Regulierung des Volumenstroms möglich. Bei zwei eingesetzten Überströmventilen kann der Volumenstrom der Pumpe in beiden Fließrichtungen geregelt werden.The regulating and control unit is advantageously constructed in such a way that a different closing pressure can be set in each pressure chamber. This allows the closing pressure to be determined very precisely. If there is no closing pressure in the cylinder, the overflow valve is open.
The pneumatically controlled overflow valve can also regulate the volume flow. If two overflow valves are used, the volume flow of the pump can be regulated in both flow directions.
Weiter ist in dem Überströmventil ein Thermoschalter angeordnet, der bei einem Überschreiten einer Grenztemperatur an der Druckseite ein Sicherheitsventil in der Druckleitung öffnet und damit den Schließdruck von dem Kolben nimmt und die Überströmöffnung freigibt. Der Zylinder wird dabei entlüftet. Nach dem Öffnen des Sicherheitsventils fällt die Temperatur an der Flüssigkeitspumpe wieder ab.
Der Thermoschalter befindet sich direkt an der Überströmöffnung des Überströmventils dort, wo im Fehlerfall die größte Wärmeentwicklung zu verzeichnen ist.Furthermore, a thermal switch is arranged in the overflow valve, which opens a safety valve in the pressure line when a limit temperature is exceeded on the pressure side and thus takes the closing pressure off the piston and releases the overflow opening. The cylinder is vented. After opening the safety valve, the temperature at the liquid pump drops again.
The thermal switch is located directly on the overflow opening of the overflow valve where the greatest heat development can be recorded in the event of a fault.
Für das Sicherheitsventil ist ein 4/2-Wegeventil mit einem Ventilschieber vorgesehen. Es erlaubt den Abschluss des Schließdrucks und ein Entlüften der einen oder beider Druckkammern.A 4/2-way valve with a valve slide is provided for the safety valve. It allows the closing pressure to be terminated and one or both pressure chambers to be vented.
Der Thermoschalter ist nahe der Überströmöffnung angebracht. Bei seiner eventuellen Erwärmung fährt aus ihm ein Stößel aus, der das Sicherheitsventil mit seinem Ventilschieber gegen eine Feder mit einstellbarer Federkraft öffnet. Die Federkraft der Feder ist dabei mittels einer Einstellschraube einstellbar.
Es ist ein handelsüblicher Thermoschalter eingesetzt, der mit einem sich bei Erwärmung ausdehnenden Material arbeitet. Damit kommt der Thermoschalter ohne eine weitere Energie aus.The thermal switch is located near the overflow opening. If it heats up, a plunger extends out of it, which opens the safety valve with its valve slide against a spring with adjustable spring force. The spring force of the spring can be adjusted by means of an adjusting screw.
A commercially available thermal switch is used, which works with a material that expands when heated. This means that the thermal switch manages without any additional energy.
In der Querbohrung in der Kolbenstange herrscht über die Längsbohrung derselbe Druck wie der Flüssigkeitsdruck des Mediums. Ein Überdruck in der Querbohrung wirkt auf den Überdruckkolben und über einen Stößel in dem Sicherheitsventil mit seinem Ventilschieber ebenfalls gegen die Feder mit einstellbarer Federkraft und das Sicherheitsventil öffnet sich proportional zum Überdruck in der Flüssigkeit.In the transverse bore in the piston rod, the same pressure prevails over the longitudinal bore as the fluid pressure of the medium. An overpressure in the transverse bore acts on the overpressure piston and, via a plunger in the safety valve with its valve slide, also against the spring with adjustable spring force and the safety valve opens proportionally to the overpressure in the liquid.
Durch das proportionale Öffnen des Sicherheitsventils mindert sich der Druck in den Druckkammern und damit stellt sich ein mittlerer Flüssigkeitsdruck ein. Die Flüssigkeitspumpe ist somit gegen Schäden durch einen Überdruck in der Flüssigkeit geschützt.By opening the safety valve proportionally, the pressure in the pressure chambers is reduced and an average fluid pressure is established. The liquid pump is thus protected against damage caused by excess pressure in the liquid.
Das Umschalten des Sicherheitsventils kann mit Hilfe eines Druckschalters oder Wegeventils als Steuersignal für eine externe Anzeige oder ein Abschalten des Motors usw. genutzt werden.
Die Anzeige kann z. B. ein Kontakt für eine Warnlampe sein, die dem Bediener das Schalten des Sicherheitsventils mitteilt.The switching of the safety valve can be used with the help of a pressure switch or directional valve as a control signal for an external display or to switch off the motor etc.
The display can e.g. B. be a contact for a warning lamp that notifies the operator of the switching of the safety valve.
Die Erfindung wird beispielhaft an den folgenden Figuren beispielhaft erläutert. Dabei zeigen:
-
1 einen Schnitt durch eine Flüssigkeitspumpe mit zwei Überströmventilen; -
2 einen Schnitt durch ein Überströmventil im Normalzustand; -
3 einen Schnitt durch ein Überströmventil mit betätigtem Thermoschalter; -
4 einen Schnitt durch ein Überströmventil mit betätigtem Überdruckkolben; -
5 ein zugehöriges Schaltschema.
-
1 a section through a liquid pump with two overflow valves; -
2 a section through an overflow valve in the normal state; -
3 a section through an overflow valve with actuated thermal switch; -
4th a section through an overflow valve with actuated overpressure piston; -
5 an associated circuit diagram.
In
An dem Pumpengehäuse sind zwei Überströmventile
Beide Überströmventile
There are two overflow valves on the
Both
In den
Über den Auslass
Der Thermoschalter
Ein Verschieben des Stößels
Via the outlet
The
Moving the ram
In
Die Anschlüsse
The connections
In
In
Die Druckquelle
Wenn der Thermoschalter
Wenn durch einen Überdruck der Ventilschieber des 4/2-Wegeventils verschoben wird, wird der Schließdruck
The pressure source
When the
If the valve slide of the 4/2-way valve is shifted due to excess pressure, the closing pressure is increased
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- FlüssigkeitspumpeLiquid pump
- 22
- ÜberströmventilOverflow valve
- 33
- VentiltellerValve disc
- 44th
- SaugseiteSuction side
- 55
- DruckseitePrint side
- 66th
- ÜberströmöffnungOverflow opening
- 77th
- PumpenantriebPump drive
- 88th
- Kolbenpiston
- 99
- KolbenstangePiston rod
- 1010
- Zylindercylinder
- 1111
- erste Druckkammerfirst pressure chamber
- 1212
- zweite Druckkammersecond pressure chamber
- 1313th
- ThermoschalterThermal switch
- 1414th
- StößelPlunger
- 1515th
- Federfeather
- 1616
- SicherheitsventilSafety valve
- 1717th
- Regel- und SteuereinheitRegulation and control unit
- 1818th
- VentilschieberValve spool
- 1919th
- Schraube zur FedereinstellungSpring adjustment screw
- 2222nd
-
Längsbohrung in der Kolbenstange
9 Longitudinal bore in thepiston rod 9 - 2323
-
Querbohrung in der Kolbenstange
9 Cross hole in thepiston rod 9 - 2424
- Überdruckkolben Overpressure piston
- AA.
- Anschluss DruckausgangConnection pressure outlet
- PP
- Anschluss SchließdruckquelleClosing pressure source connection
- P1P1
- Anschluss der Druckleitung für die erste DruckkammerConnection of the pressure line for the first pressure chamber
- P2P2
- Anschluss der Druckleitung für die zweite DruckkammerConnection of the pressure line for the second pressure chamber
- RR.
- Anschluss für den AuslassConnection for the outlet
- SS.
- Anschluss für eine SignalanzeigeConnection for a signal display
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 102013108534 A1 [0007]DE 102013108534 A1 [0007]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: WICKORD BUSER PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE |