DE1728243A1 - Kolbenpumpe - Google Patents

Description

Puinpenfabrik Urach, Urach/Württ.

"Kolbenpumpe"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenpumpe mit im Zylinderkopf angeordneter, in Stromrichtung des geförderten Mediums hinter dem Druckventil liegender Druckventilkammer und in den Zylinderkopf eingesetztem Ventilgehäuse, insbesondere für hohe Drücke. Bei der Förderung von Medien mit hohen Drücken (z.B. bis zu 500 bis 1000 at) oder auch gewissen sonstigen, z.B. strahlenden Medien ist eine absolute Dichtheit des Pumpengehäuses erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine solche Dichtheit mit möglichst einfachen Mitteln bei hoher Sicherheit zu erzielen, insbesondere derart, daß man mit möglichst wenigen zu dichtenden Stellen auskommt. Die Erfindung besteht demgemäß im wesentlichen darin, daß bei Anordnung nur einer einzigen, die Druckventilkammer gegen die Saugzuleitung abdichtenden Hochdruckdichtung zwischen Zylinderkopf und Ventilgehäuse der Zylinderkopf die Druckventilkammer mindestens bis zu der ebenfalls im Zylinderkopf untergebrachten Saugzuleitung nach außen fugenlos umschließt.

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■Durch eine derartige Anordnung wird erreicht, daß jede Notwendigkeit einer Abdichtung der Druckventilkammer innerhalb des Gehäuses entfällt, die bei den hohen Drücken in der Regel auch dann notwendig ist, wenn die zwischen den feststehenden Gehäuseteilen gebildete Fuge an die Druckventilkammer anschließt. Es ist daher die Druckventilkammer nur gegen die Saugkammer abzudichten. Da es sich jedoch um eine interne Dichtung handelt, ist eine hierbei u. U. entstehende Undichtheit, die Druckmedium in die Saußkammer übertreten läßt, praktisch unschädlich, da sich die Drücke nicht nach außen auswirken können und das durchgesickerte Medium wieder dem Förderstrom zur nochmaligen Weiterleitung an die Druckventilkammer zugefördert wird.

Außer dieser einzigen, Internen Hochdruckdichtung brauchen erfindungsgemäß zur Abdichtung nach außen lediglich Niederdruckdichtungen vorgesehen zu sein; dieses Insbesondere dann, wenn Zylindergehäuse und Ventilgehäuse aus einem Stück bestehen oder Zylindergehäuse und Zylinderkopf nachträglich miteinander verschweißt sind· Andernfalls kann, wenn z.B. aus Montagegründen ein mehrteiliges, vom ZyIIndergehäuse getrenntes Ventilgehäuse vorgesehen ist, eine weitere Hochdruckdichtung zur Abdichtung des Pumpenarbeitsraumes nach außen angeordnet sein.

Eine Schweißfuge läßt sich hierbei so anordnen, daß sie nachträglich auch auf verhältnismäßig einfache Weise wieder ent-

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fernt werden kann, wenn die Maschine auseinandergenommen bzw. das Ventilgehäuse aus dem Zylinderkopf entfernt werden soll.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Hierbei zeigen
Pig. 1 einen Axialschnitt durch eine Ausführungsform der Maschine im Bereiche des Pumpenarbeitsraumes, und zwar in zwei Ausführungsformen gemäß Fig. la (obere

Hälfte) und gemäß Pig. Ib (untere Hälfte), Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 5 einen entsprechenden Axialschnitt durch eine zweite

Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 einen entsprechenden Axialschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist mit 10 das Zylindergehäuse, mit 11 der Zylinderkopf bezeichnet. In dem Zylindergehäuse 10 bewegt sich der Kolben 12 hin- und hergehend in Pfeilrichtung x^Xg, wobei bei Bewegung in Richtung X₁ der Saughub und bei Bewegung in Richtung Xp der Druckhub der Pumpe stattfindet.

Der Zylinderkopf 11 weist eine nur einseitig offene Bohrung 13 auf, in die das Ventilgehäuse 14 passend eingesetzt ist. Das zu fördernde Medium, insbesondere Flüssigkeit, wird durch einen oder mehrere Saugkanäle 15, die auch einen Ringkanal, z.B. 16 bilden können, Bohrungen 17 zugeleitet, die

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zu einem Saugventil 18 führen. DasSaugventil 18 ist im Ausführungsbeispiel als Ringventil ausgebildet und ruht auf einem Sitz l8a am Ventilgehäuse 14 auf. Es schließt die Saugkanäle 17 von dem Pumpenarbeitsraum 19 ab und wird durch eine Feder 20 belastet, die sich mit ihrem anderen Ende gegen ein kappenförmiges Widerlager 21 abstutzt. Dieses ist durch eine Ventilstange 22 mit dem Druckventil 23 verbunden, das am entgegengesetzten Ende des Ventilgehäuses 14 auf einem Sitz 24 desselben unter der Wirkung der Feder 20 aufsitzt. Gegebenenfalls kann auch noch eine zusätzliche, die Wirkung der Feder 20 verstärkende Ventilfeder 25 für das Druckventil 23 vorgesehen sein. Saugventil 18 und Druckventil 23 sind in einer Bohrung 26 des Ventilgehäuses 14 mittels flügelartiger Stege 27 bzw. 28 geführt.

Wie ersichtlich, umschließt der Zylinderkopf 11 das in die Bohrung 13 des Zylinderkopfes eingesetzte Ventilgehäuse 14 fugenlos, derart, daß die in Strömungsrichtung y^yg»?^ ^des geförderten Mediums hinter dem Druckventil 23 liegende Druckventilkammer 29 keine Dichtfuge innerhalb des Zylinderkopfes nach außen aufweist und lediglich eine von der Druckventilkammer 29 ausgehende Fuge 30 zwischen der Druckventilkammer und der Saugzuleitung 15,16,17 besteht. Eine ringförmige Hochdruckdichtung 31 dichtet als interne Dichtung diese Fuge ab.

In der Ausführungsform nach Fig. la bildet das Ventilge-

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häuse 14 ein gesondertes einsetzbares Teil. Es ist daher in diesem Falle eine weitere Hochdruckdichtung 32 zwischen dem

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Ventilgehäuse 14 und dem Zylindergehäuse 10 vorgesehen, um

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den Pumpenarbeitsraum 19 nach außen abzudichten. Eine weitere Dichtung 33 dichtet die Saugzuleitung 15,16,17 ebenfalls nach außen ab. Sie bildet jedoch nur eine Niederdruckdichtung, die keine Dichtschwierigkeiten bietet.

Die Ausführungsform nach Pig. Ib vermeidet auch die Hochdruckdichtung 32. Zylindergehäuse 10 und Zylinderkopf 11 sind in diesem Falle durch eine Schweißverbindung y\ miteinander verbunden. Eine solche Schweißverbindung ermöglicht heute eine absolute Dichtheit, so daß die Teile 10 und 11 in Hinsicht auf die Abdichtung des geförderten Mediums wie einteilig wirken. Auch kann die Schweißverbindung so angeordnet werden, daß sie ohne wesentliche Schwierigkeiten nachträglich wieder entfernt werden kann, wenn es erforderlich ist, Teile im Innern der Maschine auszuwechseln. Dieses ist insbesondere bei Verwendung sehr hoher Drücke bezüglich des Ventilgehäuses 14 notwendig, da dieses unter den starken wechselnden Dauerbeanspruchungen nach einer gewissen Betriebszeit zum Bruch neigt.

Zugschrauben, bei 35 angedeutet, können sowohl bei der Ausführung nach Fig. la als auch bei der Ausführung nach Fig. Ib Zylinderkopf 11 und Zylindergehäuse 10 - gegebenenfalls zusätzlich - gegeneinander verspannen.

In der Ausführungsform nach Fig. 3 sind entsprechende Teile wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen (diese jedoch um 100 vermehrt) versehen.

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Der wesentlichste Unterschied gegenüber der ersten AusfUhrungsform besteht darin, daß die Saugventile 118 innerhalb des Ventilgehäuses 114 untergebracht sind. Sie sind hierbei, vorzugsweise zu mehreren über den Umfang verteilt, in radialer Richtung angeordnet und so bemessen, daß sie durch die zentrale Bohrung 126 im Ventilgehäuse 114 hindurch eingebracht und auf ihren Sitzen Il8a montiert werden können. Federn 120, z.B. Zugfedern, welche in eingesetzte Traversen 121 eingehängt werden können, ziehen die Saugventile 118 auf ihren Sitz. Das Druckventil 125 wird beispielsweise wieder durch eine Feder 125 auf seinen Sitz gedrückt.

Da die Ventile 118 durch die Bohrung 126 eingesetzt werden können, kann das Ventilgehäuse 114 mit den Zylindergehäuse 110 ein einteiliges Stück bilden. In diesen Falle ist es lediglich notwendig, außer der Hochdruckdichtung 1^1 zwischen der Druckventilkammer 129 und der Saugleitung 113 eine Niederdruckdichtung 133 vorzusehen. Soll jedoch das Ventilgehäuse 114 unabhängig von dem Zylindergehäuse 110 auswechselbar sein, kann auch in diesem Falle eine zusätzliche Hochdruckdichtung 132 vorgesehen sein. Diese Dichtung kann jedoch wieder durch eine Schweißverbindung 134 ersetzt werden.

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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, in welchem entsprechende Teile wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen mit gleichen Bezugszeichen (diese jedoch gegenüber dem ersten AusfUhrungsbeispiel um 200 vermehrt) versehen sind, unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß anstelle der radial angeordneten Saugventile ein axial angeordnetes Ringventil 218 verwendet wird. Das das Ventilgehäuse 214 umschließende Ventil ist als Plattenventil ausgebildet und wird durch eine Schraubenfeder 220 auf seinen Sitz 2l8a in einem Ringkörper 236 gedrückt, der als rinnenförmiger Körper ausgebildet ist und durch eine Ringmutter 257 unter Zwischenschaltung einer Ringdichtung 238 gegen das Ventilgehäuse 214 gepreßt wird. Verbindungskanäle 239 führen zum Pumpenarbeitsraum 219* der durch die Mittelbohrung 226 mit der Druckventilkammer im Zylinderkopf 211 der Maschine verbunden ist. Das Druckventil 22? schließt die Bohrung 226 gegen die Druckventilkammer 229 ab, wenn das Ventil 223 unter der Wirkung der Feder 225 auf seinem Sitz 224 aufsitzt.

Eine Hochdruckdichtung 231 dichtet wieder die Druckventilkammer 229 gegen die Saugleitung 215 ab. Zwar stellt in diesem Falle auch die Dichtung 238 eine Hochdruckdichtung dar, doch handelt es sich auch bei ihr lediglich um eine interne Dichtung, die den Pumpenarbeitsraum 219 nicht nach außen, sondern nur gegen die Saugleitung 215 abdichtet.

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In den dargestellten Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 und $ Bind das Ventilgehäuse 114 bzw. 214 und das Zylindergehäuse 110 bzw. 210 zu einem einzigen Stück vereinigt. In diesem Falle braucht außer einer internen Hochdruckdichtung 151 bzw. 231 nur noch eine einzige Niederdruckdichtung 153 bzw. 2^3« um die Saugleitung 215 nach außen abzudichten, sowie gegebenenfalls noch die interne Hochdruckdichtung 238, vorgesehen zu sein. Wird das Ventilgehäuse 214 als selbständig ausbaubares Teil bei getrenntem Ventilgehäuse und Zylindergehäuse gewünscht, können diese entweder entsprechend Fig. la durch eine Hochdruckdichtung gegeneinander abgedichtet oder entsprechend Fig. Ib mittels einer Schweißverbindung miteinander verbunden sein.

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Claims (1)

1. PU 3.6 Ansprüche;

   1.) Kolbenpumpe mit im Zylinderkopf angeordneter, in Stromrichtung des geförderten Mediums hinter dem Druckventil liegender Druckventilkammer und in den Zylinderkopf eingesetztem Ventilgehäuse, insbesondere für hohe Drücke, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung nur einer einzigen, die Druckventilkammer gegen die Saugzuleitung (15,l6,17;115,215) abdichtenden Hochdruckdichtung (31,131,231) zwischen Zylinderkopf (11,111,211) und Ventilgehäuse (l4,114,214) der Zylinderkopf (11,111,211) die Druckventilkammer (29,129,229) mindestens bis zu der ebenfalls im Zylinderkopf untergebrachten Saugzuleitung nach außen fugenlos umschließt.

   2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugzuleitung (15,16,17i115,215) auf der der Druckventilkammer (29,129,229) in Achsrichtung des Pumpenzylinders gegenüberliegenden Seite durch eine in der Fuge zwischen Ventilgehäuse (l4,114,214) und einteiligem Zylinderkopf (11,111,211) in an sich bekannter Weise angeordnete Niederdruckdichtung (33>1j53j233) nach außen abgedichtet ist.

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   3* Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (14,114,214) durch das von Ihm gesonderte, jedoch gemeinsam mit Ihm den Pumpenarbeitsraum (19,119,219) bildende Zylindergehäuse (10,110,210) im Zylinderkopf (11,111,211) axial gesichert und die Fuge zwischen Zylindergehäuse (10,110,210) bzw. Zylinderkopf (11,111,211) und Ventilgehäuse (I4,ll4,2l4) durch eine Niederdruckdichtung (33*133*233) nach außen bzw. gegen die Saugzuleitung abgedichtet ist.

   4. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zylinderkopf (11,111,211) und Zylindergehäuse (10,110,210), das Ventilgehäuse (14,114,214) umschließend, durch eine nachträglich aufgebrachte äußere Schweißdichtung (34,134,234) hernetlech dicht miteinander verschweißt sind.

   5* Kolbenpumpe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (I4,ll4,2l4) in eine zylindrische Ausnehmung (13*113,213) des ungeteilten Zylinderkopfes (11,111,211) - gegebenenfalls nach Batforming einer zwischen Zylinderkopf und ZyIIndergehäuse angeordneten verbindenden Schweißdichtung (34,134,234) * auswechselbar eingesetzt 1st.

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   6. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß ,Saugventil (18) und Druckventil bzw. -ventile (23) auf axial einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Ventilgehäuses (14), entgegengesetzt öffnend und z.B. fest miteinander verbunden, angeordnet sind.

   7. Kolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenarbeitsraum (19) durch einen das Ventilgehäuse (l4) axial durchsetzenden Kanal (26) mit dem Ventilsitz (24) des Druckventiles (2J) verbunden ist und das Saugventil (18) als den axialen Kanal (26) umschließendes Ringventil oder gegebenenfalls auch als einzelne ringförmig um den Kanal (26) verteilte Saugventile einen oder mehrere den äußeren Ringteil des Ventilgehäuses (14) durchsetzende, in die Saugzuleitung (15*16) im ungeteilten Zylinderkopf (11) führende Zuleitungs-Verbindungskanäle (17) steuert.

   8. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ventilgehäuse (I4,ll4,2l4) und Zylindergehäuse (10,110,210) eine nach außen fugenlose, gegebenenfalls auch nachträgliche miteinander verschweißte Einheit bilden und außer einer Hochdruckdichtung (132,232) zwischen Druckventilkammer (129*229) und Saugzuleitung (15,115*215) nur noch eine Niederdruckdichtung (33*133*233) in der Fuge zwischen Ventilgehäuse (l4,114,214) und Zylinderkopf (11,111,211) auf der der Druckventilkammer

   ' (29,129,229) entgegengesetzten Seite der Saugzuleitung (15,16,17; 115*215) vorgesehen ist. 209816/0232

   "9. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 bis 5# 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet« daß das oder die Saugventile (118,218) als Ringventil oder als im Ring verteilte einzelne Ventile axial oder ganz oder teilweise radial im Ventilgehäuse (Il4,2l4) untergebracht sind*

   10. Kolbenpumpe nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Saugventile (2l8) von außen her in

   A das Ventilgehäuse (214) einsetzbar sind.

   11. Kolbenpumpe nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (ll8) von innen her, z.B. durch die Öffnung des Ventilsitzes {124) des Druckventiles (125), in das Ventilgehäuse (114) einsetzbar sind.

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