DE1453611A1

DE1453611A1 - Mehrzylinderpumpe,insbesondere fuer hochkorrosive Foerdermedien

Info

Publication number: DE1453611A1
Application number: DE19641453611
Authority: DE
Inventors: August Wehmeier
Original assignee: Pumpenfabrik Urach GmbH
Current assignee: Pumpenfabrik Urach GmbH
Priority date: 1964-06-19
Filing date: 1964-06-19
Publication date: 1969-02-06
Also published as: DE1453611C3; DE1453611B2

Description

AiZ. P 14 53 611.9 Anmelder in:
Fumpehfäbrik Urach, Urach/VfUrtt.

• "Mehrzylinderpumpe, insbesondere für hocnkorrosive Fördermedien¹¹

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrzylinderpumpe, insbesondere für hochkorrosive Pördermedien und insbesondere für höhere Arbeitstemperaturen, mit einem Zylinderkopfaggregat, das außerhalb der Zylinder an dem Zylinder gehMusebloek abgestützt ist. Derartige Pumpen werden vielfach in der chemischen Industrie benötigt. Ein besonders hoehkorrosives flüssiges Medium ist z.B. Carbamat, das für Düngemittel verwendet wird und das Korngefüge selbst chromhaltiger Stähle stark angreift. Vor allem besteht bei höheren Temperaturen eine erhöhte Rißgefahr, so daß Zylinderköpfe und Leitungen häufig schon nach verhältnismäßig kurzer Betriebsdauer undicht werden und . ausgewechselt werden müssen. Es ist infolgedessen notwendig, bei Förderung solcher Medien ganz besonders hochwertiges, teures Stahlmaterial zu verwenden.

Aufgabe der Erfindung ist vor allem eine solche Konstruktion der Maschine, die ein wirtschaftliches und auch bei

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längerer Betriebsdauer zuverlässiges Arbeiten der Maschine gewährleistet.· Die Erfindung besteht demgemäß im wesentlichen darin, daß die Zylinderköpfe der einzelnen ZyI? / r der¹ Maschine (in Sonderfällen auch paar- oder grupr ./,eise) durch ein von ihnen getrenntes, dem ZylindergehMuseblock entgegengesetzt angeordnetes und Biegungskräfte aufnehmendes Querhaupt gegen den Zylindergehäuseblock abgestützt sind,

-Durch die "Verwendung einzelner Zylinderköpfe ist es möglich, diesen eine einfache Form zu geben, so daß Stellen übermäßiger Spannungen, wie Ecken oder Kanten, soweit wie irgendmöglieh vermieden werden können. Auch können Pumpenraum und Ventilkanäle bzw. die Übergänge zwischen diesen einer strömungstechnisch idealen Formgebung .mit fabrikatorisch vertretbarem Aufwand weitgehend angenähert werden. Gleichzeitig ist eine weitgehende Austauschbarkeit möglich, da im Falle eines Schadens nur der Zylinderkopf für einen einzelnen Zylinder* nicht aber für die gesamte Zylinderreihe, ausgewechselt werden muß. Herstellungs- und Betriebskosten lassen sieh infolgedessen wesentlich senken.

Durch die Verwendung eines Querhauptes, an dem die einzelnen Zylinderköpfe abgestützt sind, lassen sich gleichzeitig auch große in den Arbeitsräumen der Pumpe wirkende Kräfte zuverlässig und wirksam aufnehmen. Da jeder einzelne Zylinderkopf in Druckrichtung der Hauptkräfte unmittelbar am Querhaupt abgestützt ist, können Biegungsbeanspruchungen in den Zylin-

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derköpfen selbst nicht auftreten, wie dieses bei einem gemeinsamen, sämtliche Zylinder einer Zylinderreihe abdeckenden, am Zylinderblock oder Zylindergehäuse befestigten Zylinderkopf unvermeidbar ist. Die Biegekräfte werden vielmehr von dem Querhaupt aufgenommen. Dieses 1st vor allem für die Verwendung hochkorrosiver geförderter Flüssigkeiten von Bedeutung, da diese die Neigung haben, besonders an biegungsbeanspruchten Stellen des Zylinderkopfes anzugreifen und die Reiß- oder Bruchgefahr an diesen Stellen stark zu erhöhen. Durch die Erfindung kann daher die Lebensdauer der Zylinderköpfe ganz wesentlich verlängert werden.

Das Querhaupt, welches vorzugsweise als biegungssteifer und z.B. durch Rippen versteifter Träger nach Art eines Brückenträgers mit im Mittelteil größerer Querschnittshöhe ausgebildet 1st, ist vorzugsweise an den Enden der Zylinderkopfreihe mit dem Zylinderblock oder -gehäuse fest verbunden. Besonders vorteilhaft ist eine Konstruktion, bei der es an seinen beiden Enden biegungssteif mit ihm verbundene, etwa der Höhe der Zylinderköpfe entsprechende, gegen den Zylinderblock oder -gehäuse vorspringende Stützteile aufweist, mittels derer es am Zylinderblock oder -gehäuse abgestützt ist. Durch kräftige Zugschrauben, welche die Enden jdes Querhauptes bzw. die Stützteile durchsetzen, kann das Querhaupt am Zylinderblock oder -gehäuse verankert sein. Die Zylinderköpfe selbst brauchen nur durch einzelne, von den Hauptdruckkräften entlastete, und verhältnismäßig schwach bemessen*» Tgngsschrauben am Querhaupt befestigt zu sein.

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Um Temperaturdehnungen oder durch sonstige Kräfte hervorgerufene Bewegungsdifferenzen möglichst spannungsfrei aufnehmen zu können, sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Sammelsaug- und/oder -druekleltungen der einzelnen Zylinder getrennt von den Zylinderköpfen angeordnet« insbesondere am Querhaupt befestigt, und mit den Zylinderköpfen durch einen Ausgleich von Dehnungsdifferenzen zulassende Rohrleitungen, insbesondere in Form von Rohrkrümmern, verbunden. Letztere können mit dem Querhaupt durch besondere Tragglieder, z.B. am Querhaupt befestigte Flacheisen oder auch unmittelbar am Querhaupt befestigt sein. Die Leitungen können hierbei um etwa 90° oder l8o° herumgebogen sein. Bei entsprechender Länge der Rohrkrümmer können diese genügende Nachgiebigkeit aufweisen.

Durch besondere Ausbildung des Anschlusses der Rohrkrümmer bzw. der Ventilgehäuse für Saug- und Druckventil, durch axiale Führung der mit den Zylinderköpfen fest verbundenen Zylinder am Zylinderblock oder -gehäuse kann die Spannungsfreiheit der Zylinderköpfe weiter unterstützt werden. Pumpen-. raum und Ventilkanäle im Zylinderkopf weisen ferner vorzugsweise glatte Innenflächen mit abgerundeten Übergängen oder nur schwach winkligen Kanten auf, so daß dem zu fördernden Medium möglichst keine Angriffsflächen für eine Korrosion geboten werden und eine hohe Korrosionsbeständigkeit erzielt wird.

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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei zeigen

Fig. 1 eine teilweise Seitenansicht einer Mehrzylinderpumpe

mit erfindungsgemäß ausgebildetem Zylinderkopf, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Maschine, Fig. 3 eine Stirnansicht der Maschine, Fig. '4 einen Schnitt durch einen der Zylinderköpfe nach

Linie 4-4 der Fig. 2,
Fig. 5* eine Draufsicht auf das Querhaupt, teilweise im

Schnitt und
Fig. 6 eine Variante zu Fig. 1. ■

In den Figuren ist mit 10 das Zylindergehäuse mit dem Zylinderblock und mit 11 das Zylinderkopfaggregat bezeichnet. Letzteres besteht aus dem Querhaupt 12, den an dieses angesetzten Zylinderköpfen Ij5# von denen im Ausführungsbeispiel drei vorgesehen sind, dem Saugsammelkanal 14 und dem Drucksammeikanal 15* wobei letztere über die Rohrkrümmer 16 und 17 mit den Jeweils zugeordneten Zylinderköpfen 15 verbunden sind.

In Fig. 2 sind die Umrisse des Querhauptes 12 sowie der Zylinderköpfe 13 durch Randschraffur hervorgehoben. Das Querhaupt 12 weist einen durch Rippen l8 versteiften brückenträgerartig ausgebildeten Mittelteil 19 sowie seitliche Stützteile 20 auf, die etwa um dia Höhe der Zylinderköpfe über den Mittelteil 19 hinausragen und zur Befestigung am Zylinderblock bzw. -gehäuse 10 dienen.

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Zur Befestigung des Querhauptes am Zylindergehäuse oder -block dienen kräftige Zugschrauben 21, welche die Stützteile 20 des Querhauptes durchsetzen und zu deren Aufnahme Bohrungen 22 vorgesehen sind (Fig.5). Am Mittelteil des Querhauptes sind die,einzelnen Zylinderköpfe 13 je mittels vier Schrauben 23 befestigt, für die die Bohrungen 25a Im Querhaupt vorgesehen sind. Diese Schrauben können verhältnismäßig schwach gehalten sein, da die im Pumpenarbeitsrauni .24 eines jeden Zylinderkopfes wirkenden Druckkräfte in Pfeilrichtung P (Fig.4) den Zylinderkopf gegen das Querhaupt 19 pressen und dadurch die Schrauben 23 entlasten. Durch seitliche Ausnehmungen 25 sind die Schrauben 23 bzw. deren Muttern von außen her zugänglich.

Mit den einzelnen Zylinderköpfen 13 sind durch Schrauben 26 die einzelnen Zylinder 27 fest verbunden. Letztere enthalten (in nicht dargestellter Weise) die erforderlichen Dichtpackungen und sind in axialer Richtung in einem mit dem Zylindergehäuse oder Zylinderblock 10 fest verbundenen Zwischenträger 28 geführt, Die mit den in den Arbeitsraum 24 hineinragenden Pumpenplungern 29 verbundenen Kolbenstangen sind z.B. in bekannter Weise* über Kreuzköpfe und Pleuelstangen mit einer antreibenden Kurbelwelle oder dgl. verbunden,

Mit dem Pumpenarbeitsraum 24 ist die Bohrung 31 zur Aufnahme des Plungers 29* der Kanal 32 für das Saugventil 33■■ sowie, der Kanal 34 für das Saugventil 35 kommunizierend verbunden. Die Innenflächen des Arbeitsraumes 24 sowie der Kanäle 31*32

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und 34 Bind zweckmäßig glatt bearbeitet, geschliffen und gegebenenfalls poliert, übergänge und Kanten sind nach Möglichkeit abgerundet. Saugventil 55 und Druckventil 55 werden von Ventilgehäusen 56 und 57 getragen, die zwischen dem Zylinderkopf 15 und den Rohrkrümmern 16 bzw. 17 zwlschengeschaltet sind. Sie sind jeweils in Vertiefungen 38*59 des Zylinderkopfes I5 bzw. der.z.B. durch Schrauben 4Oa,4la am Zylinderkopf befestigten Anschlußflansche 4o,4l der Rohrkrümmer 16*17* vorzugsweise unter Zwischenschaltung von Ringdichtungen eingesetzt.

Bei der Aueführung nach Pig. 1 bis 5 sind die Rohrkrümmer 16 und 17» wie Insbesondere aus Fig. 1 und 4 hervorgeht, um 90° gebogen, so daß sie parallel zu den Zylinderachsen in den Saugeamme!kanal 14 bzw. den Drucksammeikanal 15 einmünden. Zur Befestigung dieser Sammelkanäle am Querhaupt 12 dienen zwei als Flachelsenschienen ausgebildete Tragglieder 42, die durch Schrauben 45 am Querhaupt 12 befestigt sind und an deren Enden die Sammelleitungen 14 und 15 durch Schrauben 44 angesetzt sind.

Wie ersichtlich, werden die im Pumpenarbeitsraum 24 wirkenden Hauptdruckkräfte V unmittelbar von den Zylinderköpfen I5 auf das Querhaupt 12 übertragen, ohne daß in den Zylinderköpfen Biegungsbeanspruchungen auftreten können. Diese Druckkräfte werden von dem Querhaupt aufgenommen und von diesem mittels der Stützteile 20 und der Zugschrauben 21 auf das Zylindergehäuse 10 übertragen*

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Das Äusführungsbeispiel nach Fig. 6 unterscheidet sich von dem AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 1 bis 5 dadurch, daß die Sammelkanäle 14 und 15 für das Saug- oder Druckmedium un- . mittelbar an den Zylinderkopf 12 angesetzt sind. Die Rohrkrümmer 16 und 17 sind demgemäß um etwa l60° herumgebogen. Diese Ausführung stellt insofern eine Vereinfachung gegenüber dem vorbesehriebenen Ausführungsbeispiel dar, als besondere Tragglieder 42 für die Sammelleitung nicht erforderlich sind* Auch ergibt sich eine besonders gedrängte Bauart sowie gegebenenfalls eine einfachere Montage.

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Claims

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3. Oktober I968 Neue Ansprüche:

.^/J^> Mehr zylinderpumpe, insbesondere für hochkorrosive Fördennedien und insbesondere für höhere Arbeitstemperaturen, mit einem Zylinderkopfaggregat, das außerhalb der Zylinder an dem Zylindergehäuseblock abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderköpfe der einzelnen Zylinder der Maschine oder einer Zylindergruppe durch ein von ihnen getrenntes, dem Zylindergehäuseblock (10) entgegengesetzt angeordnetes und Biegungskräfte aufnehmendes Querhaupt (12) gegen den Zylindergehäuseblock abgestützt Λsind.

2. Mehrzylinderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Querhaupt (12) an seinen beiden Enden biegungssteif mit ihm verbundene, etwa der Höhe der Zylinderköpfe (13) entsprechende, gegen den Zylinderblock oder -gehäuse (10) vorspringende Stützteile (20) aufweist, mittels derer das Querhaupt am Zylinderblock oder -gehäuse, vorzugsweise an den Enden einer Zylinderreihe, abgestützt ist.

3. Mehrzylinderpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Querhäupt (12) mittels die Stützteile (20) durchsetzender Zugschrauben (21) am Zylinderblock oder -gehäuse (10) befestigt ist.

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4. Mehrzylinderpumpe nach Anspruch 1 bis ]5, dadurch gekennzeichnet, daß das Querhaupt (12) als biegungssteifer und durch Rippen versteifter Träger nach Art eines Brttcken-

■ trägers mit im Mittelteil (19) größerer Querschnittshöhe ausgebildet ist.

5. Mehrzylinderpumpe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderköpfe (13) durch einzelne parallel zur Zylinderachse angeordnete, von den Hauptdruckkräften entlastete und z.B* durch seitliche Ausnehmungen (25) zugängliche Längsschrauben (2J) am Querhaupt (12) befestigt sind.

6. Mehrzylinderpumpe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelsaug- und/oder -druckkanäle (14,15) der einzelnen Zylinder am Querhaupt (12) getrennt von den Zylinderköpfen (1^) angeordnet und mit diesen durch vorzugsweise gebogene, einen Ausgleich von Temperaturdehnungen oder ähnlichen Bewegungen zulassende Rohrleitungen (16,17) verbunden sind.

7. Mehrzylinderpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelkanäle (14,15) durch - z.B. etwa um"90° ■ umlenkende - Rohrkrümmer (16,17) mit den ZyIinderköpfeh (13 und durch am Querhaupt (12) befestigte, über dieses hinausragende Tragglieder (42), z.B. Flacheisen, mit dem Querhaupt verbunden sind»

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8. Miahrzyllnderpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sanunelkanäle (14,15) unmittelbar am Querhaupt (12) angeordnet und durch - vorzugsweise «etwa um l8o° umlenkende Rohrkrümmer (16,17) mit den Zylinderköpfen (IJ) verbunden sind (Pig.6),

9· Mehrzylinderpumpe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Anschluß der Rohrkrümmer (l6,17) dienenden Ventilgehäuse (56,37) des Saug- und/oder Druckventiles (33,35) als zwischengeschaltete Zwisehenstüoke an die Zylinderköpfe angesetzt bzw. in diese eingesetzt sind.

10* Hehrzylinderpumpe nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderköpfe (13) bzw. mit Ihnen feet verbundene Zylinder (27) in Richtung der Zylinderachse wn Zylinderblock oder -gehäuse (10), z.B. mittels eines eingesetzten Zwischenträgers (28), geführt sind.

11. Mehrzylinderpumpe nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennztiohnet, daß der Pumpenraum (24) und die Ventilkanüle (32,34) im Zylinderkopf (13) glatte Innenflächen mit abgerundeten übergängen oder nur schwachwinkligen Kanten aufweisen.

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