DE1653351C

DE1653351C - Liquid piston pump

Info

Publication number: DE1653351C
Authority: DE
Inventors: Donald W. Milwaukee Wis. Sessody (V.StA.)
Original assignee: Applied Power Industries, Inc., Milwaukee, Wis. (V.StA.)
Publication date: 1972-01-27

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitskolhenpumpe, deren Pumpenkolben mittels eines Hehelgeslänges bewegbar ist, wobei deren Pumpengehause mit einer Einlaß- und Auslaßöffnung sowie Rückschlagventilen zur Steuerung des Flüssigkeitsflusses, feiner mit einer Bohrung, deren eines Ende mit der Einlaß- und Alislaßöffnung in Verbindung steht, sowie einem in dieser Bohrung angeordneten Pumpenkolben versehen ist.The invention relates to a liquid piston pump, whose pump piston can be moved by means of a Hehelgeslänges, the pump housing with an inlet and outlet opening and check valves to control the liquid flow, finer with a bore, one end of which communicates with the inlet and outlet openings stands, and a pump piston arranged in this bore is provided.

in dieser Form eignet sieh die Pumpe zum Hoch druck pum pen aller Flüssigkeiten einschließlich Wasser.In this form, the pump is suitable for high pressure pumping of all liquids including Water.

Wie bekannt, enthalten Flüssigkeitskolbenpumpen im allgemeinen ein Pumpengehäuse mit Einlaß- und Auslaßöfffiungen sowie Rückschlagventile zur Steuerung des Flüssigkeilsverlaufes durch diesclhe. Der Puiiipenkörper enthält ebenfalls eine mit den Öffnungen verbundene Bohrung, in der sich ein hin-und herbeweglich gelagerter Pumpenkolben befindet, welcher die Flüssigkeit von der Einlaßöffnung zum Auslaß pumpt.As is known, liquid piston pumps generally include a pump housing with inlet and outlet Outlet openings and check valves for control the course of the liquid wedge through this. The puiiipenk body also contains one with the openings connected bore in which a reciprocating pump piston is located, which pumps the liquid from the inlet port to the outlet.

Fs ist ohne weiteres ersichtlich, daß zur Erzielung eines zufriedenstellenden Betriebs der Pumpenkolben axial mit der Achse der Bohrung ausgefluchtet sein und die den Kolben hin und her bewegende Kraft nur längs dieser Achse an«clegl werden sollte.It is readily apparent that in order to achieve satisfactory operation of the pump piston axially aligned with the axis of the bore and the force moving the piston back and forth only should be along this axis at «clegl.

Pumpen dieser Art jcdncn werden im allgemeinen von einem schwenkbaren. Handgriff betätigt, der zur Erzielung des notwendigen mechanischen Hebels drehbar gelagert ist. Die Kraft zur Hin- und Herbewegung des Kolbens wird somit über einer., v/eii.i auch kurzen, Kreisbogen angelegt, wodurch sowohl radiale als auch axiale, hin- und herbewegendc Kräfte während eines Abschnitte des Hubes auf den Pumpenkolben ausgeübt werden, was den Verschleiß zwischen der Bohrung und dem Pumpenkolben erhöh, oder Schmierung zwischen diesen beiden notwendig macht, wr.dureh jedoch der Druck, den die Pumpe bewältigen kann, verringert und die Ausfluchlung des Kolbens und der Bohrung gestört wird.Pumps of this type are jcdncn in general from a swivel. Handle operated to achieve the necessary mechanical lever is rotatably mounted. The force to move the piston back and forth is thus over a., V / eii.i also created short, circular arcs, creating both radial and axial, reciprocating forces exerted on the pump piston during a portion of the stroke, causing wear between increase the bore and the pump piston, or make lubrication necessary between these two, wr .ureh, however, is the pressure that the pump can handle can be reduced and the curvature of the piston and the bore is disturbed.

Bei einer anderen bekannten Ausführung vvirkl der Bedienungshebel des Puinpcnkolbens mittels einer Druckrolle unmittelbar auf die der Pumpenkammer abgelegenen Stirnfläche des Kolbens. Durch die Anordnung solcher Druckrollen kann wohl teilweise die Möglichkeit /um Verkanten der Pumpenkolben herabgesetzt werden, doch bietet dies keine Gewähr für line einwandfreie Pumparbcil. Da solche Pumpen meist einem sehr rauhen Betrieb ausgesetzt sind, kann beispielsweise nicht gewährleistet werden, daß einmal in die Druck rollen bzw. in die lager der Druckrollcn Schmutz eindringt und sich diese festklemmen. Damit ist ahcr schon ein Verkanten der Pumpenkolben sicher.In another known embodiment vvirkl the control lever of the Puinpcnkolbens by means of a Pressure roller directly on the end face of the piston remote from the pump chamber. By the arrangement Such pressure rollers can probably partially reduce the possibility of tilting the pump piston However, this does not guarantee that the pumps will work properly. Because such pumps are mostly exposed to very rough operation, for example, it cannot be guaranteed that once Dirt penetrates into the pressure rollers or into the bearings of the pressure rollers and they become stuck. In order to a tilting of the pump piston is already certain.

Die Aufgabe dieser Erfindung liegt in der Vermeidung der erwähnten Nachteile. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen in axialer Ausbuchtung zum Pumpenkolben eingestellten Tricbkolbcn, welcher mit dem Pumpenkolben über eine im wesentlichen aus Kugclpfannc, Kugel und Anschlagnase gebildeten Gelenkkupplung verbunden ist sowie durch einen am Triehkolbcn befestigbaren Betäligiingshandgriff zur Bewegung des Tricbkolbcns und des damit verbundenen Pumpcnkolbens.The object of this invention is to avoid the disadvantages mentioned. The invention is characterized by a Tricbkolbcn set in the axial bulge to the pump piston, which with the pump piston via an articulated coupling formed essentially from a ball socket, ball and stop lug is connected as well as by a Betäligiingshandgriff attachable to the Triehkolbcn Movement of the piston and the associated pump piston.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer flüssigkcitskolbenpumpe werden viele besondere Vorteile erzielt. Ein wesentlicher Vorteil liegt darin, daß die vom Betiiligungshandgriff ausgeübten radialen Kräfte vom Triebkolhen und von der Gelenkkupplung abgefangen werden, so daß diese nicht mehr auf den eigentlichen Pumpenkolben übertragen werden können. Es ist daher eine sehr lange Lebensdauer der ■λ erfindungsgemäßen Flüssigkeilskolhenpumpe gegeben. Durch die Erfindung ist auch gewährleistet, daß der Verschleiß des Pumpenkolbens auf ein Mindestmaß reduziert wird, während die Verwendung eines schwenkbaren Betätigungshandgriffes zur Hin-The design of a liquid piston pump according to the invention achieves many special advantages. An essential advantage is that the radial forces exerted by the actuation handle are absorbed by the drive piston and the articulated coupling so that they can no longer be transferred to the actual pump piston. The liquid wedge piston pump according to the invention therefore has a very long service life. The invention also ensures that the wear on the pump piston is reduced to a minimum, while the use of a pivotable operating handle for back

und Herbewegung des Kolbens trotzdem ermöglicht wird.and reciprocation of the piston is still enabled.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung lieut darin, daß die Toleranzen zwischen der Zylinderbohrung und dem Pumpenkolben wesentlich geringer gehalten v/erden können als bei bisher bekannten Druckpumpen. Die Abdichtungsmaßnahmen können dadurch wesentlich verringert werden.Another essential advantage of the invention is that the tolerances between the cylinder bore and the pump piston can be kept much lower than with previously known Pressure pumps. The sealing measures can be reduced significantly as a result.

In der nachstehenden Beschreibung wird die Erfindung an Hand der Zeichnung nccli näher erläutert.In the following description, the invention is explained in more detail with reference to the drawing nccli.

ao doch soll diese nicht auf das angeführte Beispiel beschränkt sein Es zeigtao but this should not be limited to the example given it shows

Fig. I eine perspektivische Ansicht einer Flüssigkcitskolbenpumpe, Fig. I is a perspective view of a liquid piston pump,

F i g. 2 einen Längsquerschnitt durch die Pumpe.F i g. 2 shows a longitudinal cross-section through the pump.

worin der ßctätigungshandgriff und die zugehörigen Teile in der Kolben-Rückholposition in strichpunktierten Linien dargestellt sind.wherein the actuation handle and the associated parts in the piston return position in dash-dotted lines Lines are shown.

Gemäß der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Pumpe durch die Bezugszahl 2 gekennzeichnet. Die Pumpe umfaßt einen Pumpenkörper 4 mit einer Einlaßöffnung 6 und einer Auslaßöffnung 8. Die Einlaßöffung 6 ist mit einem Reservoir 7 od. dgl. verbunden und der Verlauf ikr Flüssigkeit durch die Einlaßöffnung 6 und die Auslaßöffnung 8 wird von Rückschlagventilen 10 und 12 gesteuert, die den Flüssigkcitsverlauf von der Einlaßöffnung zur Auslaßöffnung gestatten. Das Auslaßöffnunus-Rückschlagventil 12 kann mittels einer Druckfeder 14 belastet werden. Gegebenenfalls kann mittels eines Paßstückes 16 an der Auslaßöffnung 8 ein Druckmesser 15 angeschlossen werden.According to the drawing, a pump according to the invention is identified by the reference number 2. the The pump comprises a pump body 4 having an inlet port 6 and an outlet port 8. The inlet port 6 is or the like. Connected to a reservoir 7 and the course ikr liquid through the Inlet opening 6 and the outlet opening 8 is controlled by check valves 10 and 12, which the liquid Kcitslauf from the inlet port to the outlet port. The outlet opening check valve 12 can be loaded by means of a compression spring 14. If necessary, by means of a fitting piece 16, a pressure gauge 15 can be connected to the outlet opening 8.

Das Piimpcngchäuse 4 enthält auch eine Bohrung 18, deren eines Ende mit der Einlaßöffnung 6 und der Auslaßöffnung 8 verbunden ist. In der Bohrung 18 befindet sich der Pumpenkolben 20, der darin hin- und herbeweglich ist, um Flüssigkeit durch die Einlaßöffnung 6 anzusaugen und unter Druck zur Auslaßöffnung 8 zu pumpen. Der Pumpenkolben 20 kann am einen Ende der Bohrung 18 mittels einer O-Ringdichtung 22 oder mittels einer geeigneten Packung abgedichtet werden.The Piimpcngchäuse 4 also contains a bore 18, one end of which is connected to the inlet port 6 and the outlet port 8. In the hole 18 is the pump piston 20, which is and is moveable to draw liquid through the inlet port 6 and under pressure to the outlet port 8 to pump. The pump piston 20 can at one end of the bore 18 by means of an O-ring seal 22 or sealed by means of a suitable packing.

Gemäß der Erfindung ist ein Triebkolben 24 in axialer Ausfluclitung mit dem Pumpenkolben 20 in einer Bohrung 25 gelagert. Zur Lagerung des Triebkolbcns 24 kann auch eine Muffe 26 od. dgl. in die Bohrung 25 eingeführt und daran festgemacht werden. Der Pumpenkolben 20 und der Triebkolben 24 sind mittels einer Gelenkkupplung 29 miteinander verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform besteht diese Gelenkkupplung 29 aus einer Pfanne 28 im Ende des Triebkolbens 24 nächst dem Pumpenkolben 20, einer darin gelagerten Kugel 30 und einer Nase 32 am Ende des Pumpcnkolbens 20, die in die Pfanne 28 hineinragt. Die Pfanne 28 ist axial mit der Achse der Bohrung 18 und der des Pumpenkolbens 20 aus· gefluchtet. Die Kugel 30 fluchtet gleichermaßen mit der Achse der Bohrung 18 und der des Pumpenkolbens 20. Die Nase 32 besitzt an dem Ende, dasIn accordance with the invention, a power piston 24 is in axial outflow with the pump piston 20 in FIG a bore 25 mounted. To mount the drive piston 24, a sleeve 26 or the like can also be inserted into the Bore 25 are introduced and fastened to it. The pump piston 20 and the power piston 24 are connected to one another by means of an articulated coupling 29. In the present embodiment, there is this articulated coupling 29 from a pan 28 in the end of the drive piston 24 next to the pump piston 20, a ball 30 mounted therein and a nose 32 at the end of the pump piston 20 which is inserted into the socket 28 protrudes. The socket 28 is axially aligned with the axis of the bore 18 and that of the pump piston 20 cursed. The ball 30 is aligned equally with the axis of the bore 18 and that of the pump piston 20. The nose 32 has at the end that

gegen die Kugel 30 ansieht, eine flache Lagerflüche. Der durch den Triebkolben 24 und die Nase 32 verlaufende Stifl 34 hält die Kupplung zusammen.looks against the ball 30, a flat bearing surface. The pin 34 running through the drive piston 24 and the nose 32 holds the clutch together.

Ein schwenkbarer ßetätigungshandgrirf 36 ist über einen Hebelarm 38 mit dem Drehlager 40 im Ende des Tricbkolhens 24 verbunden. Der Betätigungshandgriff 38 ist bei 39 drehbar gelagert, so daß der Griff 36 durch einen Kreisbogen schwenkbar ist und das Drehlauer 40 kann passenderweise aus dem Stift 41 bestehen, der durch den Triebkolbcn 24 und eine daran befestigte Mutter 43 od. dgl. verläuft. Das untere Ende des Hebelarms 38 ist gegabelt und enthält ausgefluchtete Schlitze 45 in den Gabelungen 44, die es dem Hebelarm 38 ermöglichen, längs des Stiftes 41 zu gleiten, sowie der Griff 36 geschwenkt wird, um eine Hin- und Herbewegung auf cLn Triebkolbcn 24 zu übertragen. Während die Schlitze 45 etwas von den auf den Triebkolben 24 angelegten radialen Kräften aufnehmen, verbleiben doch wesentliche radiale Kräfte, und zwar auf Grund der Reibung zwischen dem Stif'41 und den Seiten der Schlitze 45. Diese werden jedoch vom Triebkolben 24 aufgenommen. Aus Gründen der maschinellen Bearbeitung und des Zusammenbaues sind der Hebelarm 38 und sein Drehpunkt zusammen mit dem Triebkolben und den dazugehörigen Teilen mittels einer Stütze 42 am Punipengchäuse 4 befestigt und die gesamte Konstruktion kann gegebenenfalls an einem Sockel 46 befestigt werden.A pivotable actuation handgrirf 36 is via a lever arm 38 with the pivot bearing 40 in the end of the Tricbkolhens 24 connected. The operating handle 38 is rotatably mounted at 39 so that the handle 36 can be pivoted through an arc of a circle and the Drehlauer 40 can suitably consist of the pin 41, which by the drive piston 24 and a attached nut 43 or the like. Runs. The lower end of lever arm 38 is forked and includes aligned slots 45 in forks 44 which allow lever arm 38 to pass along the pin 41 to slide as the handle 36 is pivoted to reciprocate cLn power pistons 24 to transfer. While the slots 45 receive some of the radial forces applied to the drive piston 24 absorb, but remain substantial radial forces, due to the friction between the pin 41 and the sides of the slots 45. However, these are received by the power piston 24. For purposes of machining and assembly, the lever arm 38 and 38 are his Pivot point together with the power piston and the associated parts by means of a support 42 on the Punipengchäuse 4 attached and the entire construction can optionally be attached to a base 46.

Zur Betätigung der Pumpe 2 wird der Handgriff 36 angehoben und abgesenkt, wie dies in strichpunktierten Linien dargestellt ist, um über das Drehlager 40 eine Hin- und Herbewegung auf den Triebkolben 24 zu erzeugen. Das Absenken des Betätigungshandgriffes 36 zwingt für die Zeitdauer des Pumpen- oder Verdrängungshubs der Pumpe 2 den Triebkolbcn 24 und den Pumpenkolben 20 in ihre betreffenden Bohrungen 25. 18. Die vom Hebelarm 38 auf das Drehlager 40 angelegte Kraft wird über die Gelenkkupplung 29 auf den Pumpenkolben 20 übertragen. Deutlicher ausgedrückt, wird die Kraft über die Kugel 30 auf die Lagcroberfläche am Ende der Nase 32 übertragen. Die Berührung zwischen der Kugel 30 und der Lagerfläche am Ende der Nase 32 wird natürlich eine Einpunktberührung sein und dieser Punkt wird auf der Achse der Bohrung 18 liegen. Die auf den Pumpenkolben 20 übertragene Kraft wird somit längs der Achse der Bohrung 18 angelegt. Im Zusatz dazu wird die Kraft nur in einer axialen Richtung und ohne radiale Kräfte angelegt werden, da der Berührungspunkt zwischen der Kugel 30 und der Lagerfläche am Ende der Nase 32 unmöglich radiale Kräfte übertragen kann. Irgendwelche radiale Kräfte, die vom Hebelarm 38 auf den Triebkolben 24 angelegt werden, werden von diesem Kolben und der Buchse 26 absorbiert, an Stelle des Pumpenkolben 20 und der Bohrung 18, wie dies für gewöhnlich der Fall ist.To operate the pump 2, the handle 36 is raised and lowered, as shown in dash-dotted lines Lines are shown to provide a reciprocating movement on the drive piston via the pivot bearing 40 24 to generate. The lowering of the operating handle 36 forces for the duration of the pump or Displacement stroke of the pump 2 drives the drive piston 24 and the pump piston 20 into their respective bores 25. 18. The force applied by the lever arm 38 to the pivot bearing 40 is transmitted via the articulated coupling 29 transferred to the pump piston 20. To put it more clearly, the force is via the ball 30 transferred to the Lagcroberfläche at the end of the nose 32. The contact between the ball 30 and of course, the bearing surface at the end of nose 32 will be one point contact and that point will lie on the axis of the bore 18. The force transmitted to the pump piston 20 is thus longitudinal the axis of the bore 18 is applied. In addition to this, the force is only in one axial direction and without radial forces are applied as the point of contact between the ball 30 and the bearing surface on The end of the nose 32 is impossible to transmit radial forces. Any radial forces exerted by the Lever arm 38, which is placed on the drive piston 24, is actuated by this piston and the bushing 26 absorbed, instead of the pump piston 20 and bore 18, as is usually the case.

Die Verschiebung der Flüssigkeit durch den Pumpenkolben 20 hebt das Rückschlagventil 12 *■"" seinen Sitz ab und läßt die Flüssigkeit aiii * ΊΊ bekannte Weise zur Auslaßöffnung 8 iihfließen.The displacement of the liquid by the pump piston 20 lifts the check valve 12 * ■ "" his seat and lets the liquid aiii * ΊΊ known way to the outlet opening 8 iihfließen.

Das Anheben des Betätigungshandgnites 36 '-ei ursacht ein Zurückziehen des Triebkolbens 24 ander Bohrung 18. wodurch der rückläufig oder Ansaughubder Pumpe 2 zustande kommt. Ocr Pumpenkolben 20 wird mittels des Stiftes 34 /urückge/.'gen. der lose in die Nase 32 einpaßt, um .\iederum ^ The lifting of the actuating handle 36 'causes a retraction of the drive piston 24 at the bore 18, whereby the declining or suction stroke of the pump 2 comes about. The pump piston 20 is retracted by means of the pin 34. the loose in the nose 32 fits to. \ ^ iederum

ίο Anlegung radialer Kräfte auf den Pumpenkolben -(I zu unterbinden. Die durch das Zurückziehen de·. Pumpenkolhens 20 entstandene Saugwirkung ' eianlaßt das Abheben des Rückschlagventil 1" *·"" seinem Sitz, wodurch Flüssigkeit in die Bol-riiiu¹ IRίο Application of radial forces on the pump piston - (I to prevent. The suction effect created by the retraction of the pump piston 20 causes the non-return valve 1 "* ·""to lift off its seat, causing liquid to enter the Bol-riiiu ¹ IR

einfließt. Dieser Betrieb wirü natürlich so oft wiederholt, wie es zum Pumpen der erwünschten Flüssigkeitsmengc nötig ist.flows in. This operation is of course repeated so often as is necessary for pumping the desired amount of liquid is necessary.

Claims

Patent claims:

1. Liquid piston pump, its pump piston is movable by means of a lever linkage. with the pump housing with a F.inlaß- and outlet opening as well as check valves / ur Control of the liquid flow, further with a

Bore, one end of which communicates with the inlet and outlet ports, and one is provided in this bore arranged pump piston, characterized by a in axial alignment with the pump piston (20)

adjusted Tricb piston (24), which with the pump piston (20) about essentially o. ·. Kugclpfannc (28), ball (30) and stop lug (32) formed articulated coupling (29) connected is, as well as by one on the power piston (24)

Fixable actuating handle (36) for moving the drive piston (24) and the pump piston (Ii,) connected to it.

2. Pump according to claim 1, characterized in that the joint coupling (29) by a

Pan (28) in the drive piston (24), a ball (30) mounted in this pan (28), one at the end of the pump piston (20) arranged nose (32). which protrudes into the pan (28) and on the ball (30) and a device for fixing the nose (32) in the pan (2 ″) is formed.

3. Pump according to claim 2, characterized in that the nose (32) at the end of the Pumpcnkolbens (20) forms a flat lacquer surface for the balls (30).

4. Pump according to claim 1, characterized in that the drive piston (24) ^{is guided in c:} ner as a unit from the pump housing (4) separable extension which has a bearing surrounding the drive piston (24).

5. Pump according to claims I and 4, characterized in that the actuating handle {Mi) is held pivotably on rler extension.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings