DE1137628B

DE1137628B - Membrankolbenpumpe fuer die Foerderung aus Tiefbohrloechern mit einer zwischen Foerdermembrane und Pumpenkolben eingeschlossenen Arbeitsfluessigkeit, deren Menge ein Steuerkolben regelt

Info

Publication number: DE1137628B
Application number: DEP26198A
Authority: DE
Inventors: Heinz Goehring; Friedrich Wilhelm Pleuger; Johann Schneider
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-12-12
Filing date: 1960-12-12
Publication date: 1962-10-04

Description

Membrankolbenpumpe für die Förderung aus Tiefbohrlöchern mit einer zwischen Fördermembrane und Pumpenkolben eingeschlossenen Arbeitsflüssigkeit, deren Menge ein Steuerkolben regelt Die Erfindung betrifft eine Tauchpumpe mit Membrankolbenantrieb für die Förderung aus Tiefbohrlöchern, bei der zwischen einer die Pumpenkammer abschließenden Fördermembran und dem Pumpenkolben eine mit Arbeitsflüssigkeit vollständig angefüllte Arbeitskammer vorgesehen ist, deren Flüssigkeitsfüllung ein Steuerkolben einregelt, welcher mit der Membran verbunden ist und in Abhängigkeit von der Membranstellung eine Abflußleitung oder eine Zuflußleitung zwischen der Arbeitskammer und einem Speicherraum öffnet, wobei der Speicherraum über eine Membran vom Außendruck der zu fördernden Flüssigkeit beaufschlagt wird, nach Patent 1095 123. In den, den Arbeitsraum mit dem Speicherraum verbindenden Leitungen sind dabei in an sich bekannter Weise Rückschlagventile vorgesehen.
Eine dezartige Pumpe hat dadurch, daß der Arbeitskolben und der Steuerkolben in einem besonderen Steuergehäuse hintereinander angeordnet sind, eine relativ große Baulänge, was bei gewissen Anwendungsfällen nachteilig ist.
Die verbesserte Tauchpumpe der genannten Art gemäß der Erfindung, die diesen Nachteil vermeidet, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben innerhalb des Pumpenkolbens angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Steuerkolben zentrisch innerhalb des Arbeitskolbens geführt, der mit zwei zadialen Bohrungen versehen ist, die der Steuerkolben öffnet bzw. abdeckt. Der Arbeitszylinder ist vorzugsweise mit zwei Ringnuten versehen, vor denen sich die radialen Bohrungen während des gesamten Hubes des Arbeitskolbens bewegen.
Durch die erfindungsgemäße Anmeldung des Steuerkolbens innerhalb des Arbeitskolbens fällt das Steuergehäuse fort, so daß die Baulänge der Pumpe wesentlich reduziert wird. Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, daß die Relativbewegungzwischen Steuerkolben und Bohrung des Arbeitskolbens während des Arbeitshubes sehr klein und damit der Verschleiß des Steuerkolbens und der Zylinderbohrung geringer wird.
Ein Ausführungsbeispiel der verbesserten Tauchpumpe sei mit innerhalb des Arbeitskolbens liegendem Steuerkolben an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Bezugszeichen stimmen bei gleichen Teilen mit denen des Hauptpatents überein.
Innerhalb des Gehäuses 2 verschiebt die Exzenterwelle 7 den Pumpen- oder Arbeitskolben 13 gegen die Wirkung einer Feder 11, der seine Bewegung über eine Arbeitsflüssigkeit auf die Arbeitsmembran 14 überträgt. Die Pumpenkammer 15 ist in bekannter Weise über nicht weiter dargestellte Ventile mit der Saug- und der Druckleitung verbunden. Um die Flüssigkeitsfüllung in der Arbeitskammer 16, 17 zu regeln und eventuelle Leckverluste auszugleichen, ist die Kammer über zwei mit Rückschlagventilen 27, 29 versehene Leitungen 26, 28, die entsprechend der Lage der Arbeitsmembran 14 durch den Steuerkolben 30 geöffnet bzw. geschlossen werden, mit dem Speicherraum 24 verbunden. Der Steuerkolben 30 ist über eine Kolbenstange 31 mit der Arbeitsmembran 14 verbunden. Die Membran 25 überträgt den Außendruck auf die Arbeitsflüssigkeit im Arbeitsraum 24.
Erfindungsgemäß wird der Steuerkolben 30 nicht in einem besonderen Steuergehäuse, sondern in einer Bohrung 40 im Arbeitskolben 13 geführt. Die Relativbewegung des Kolbens 30 und damit seine Abnutzung und die gesamte Baulänge der Pumpe werden dadurch stark verringert. Die vom Steuerkolben 30 geöffneten bzw. geschlossenen Kanäle 35, 36 ververlaufen quer durch den Arbeitskolben und gleiten je vor einer Ringnut 39, 38 im Arbeitszylinder, an die sich die Rückschlagventile 27, 29 und die Leitungen 26, 28 anschließen. Um den Steuerkolben 30 im Arbeitskolben 13 frei beweglich zu machen, ist das untere Ende der Bohrung 40 über Ausgleichsbohrungen 37 mit der Oberseite des Kolbens verbunden. Unter normalen Verhältnissen schwingt die von der Exzenterwelle 7 über den Arbeitskolben 13 unter Vermittlung der im Arbeitsraum 16, 17 eingeschlossenen Arbeitsflüssigkeit bewegte Membran 14 aus der bezeichneten Mittellage heraus zwischen den Kammern 15 und 16. Der mit der Membran 14 bewegungsabhängig verbundene Steuerkolben 30 hält dabei die Mündungen der Bohrungen 35, 36 geschlossen und trennt dadurch die Kammer 16, 17 von dem Speicherraum 24.
Eine z. B. durch Leckverluste entstehende Verminderung des zwischen dem Kolben 13 und der Membran 14 eingeschlossenen Volumens der Arbeitsflüssigkeit verlagert die Mittelstellung und den Schwingungsbereich der Membran 14 weiter in die Kammei 16 hinein. An dieser Verlagerung nimmt gleichzeitig und in gleichem Maße der Steuerkolben 30 teil. Er legt dann die Mündung der Bohrung 35 frei und ermöglicht es, der im Speicherraum 24 befindlichen, über die Membran 25 unter Außendruck stehenden Arbeitsflüssigkeit, unter Öffnung des Rückschlagventils 27 die Volumenverminderung in der Kammer 16, 17 auszugleichen.
In entsprechender Weise gibt der Kolben 30 die Mündung der Bohrung 36 frei, sobald die Membran 14 infolge einer Vergrößerung des Volumens der Arbeitsflüssigkeit in der Kammer 16, 17 ihre Mittelstellung und ihren Schwingungsbereich zur Pumpenkammer 15 hin verlagert. Die unerwünschte überfüllung der Kammern 16 und 17 wird dann über das Rückschlagventil 29 zum Speicherraum 24 hin ausgeglichen.
Durch die Führung des Steuerkolbens 30 in einer Bohrung in dem Arbeitskolben 13, der sich synchron mit der Arbeitsmembran 14 bewegt, wird die Relativbewegung zwischen dem Steuerkolben und der Bohrung während jedes Arbeitshubes sehr klein, so daß der Verschleiß von Steuerkolben und Bohrung gering ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Tauchpumpe mit Membrankolbenantrieb für die Förderung aus Tiefbohrlöchern, bei der zwischen einer die Pumpenkammer abschließenden Fördermembran und dem Pumpenkolben eine mit Arbeitsflüssigkeit vollständig angefüllte Arbeitskammer vorgesehen ist, deren Flüssigkeitsfüllung ein Steuerkolben einregelt, welcher mit der Membran verbunden ist und in Abhängigkeit von der Membranstellung eine Abflußleitung oder eine Zuflußleitung zwischen der Arbeitskammer und einem Speicherraum öffnet, wobei der Speicherraum über eine Membran vom Außendruck der zu fördernden Flüssigkeit beaufschlagt wird, nach Patent 1095 123, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (30) innerhalb des Pumpenkolbens (13) angeordnet ist.
2. Tauchpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (30) zentrisch innerhalb des mit radialen Bohrungen (35, 36) versehenen Arbeitskolbens (13) geführt ist, die der Steuerkolben (30) öffnet bzw. schließt.
3. Tauchpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder mit zwei Ringnuten (38, 39) versehen ist, vor denen sich die radialen Bohrungen (35, 36) während des gesamten Hubes des Arbeitskolbens (13) bewegen.