DE1811697A1

DE1811697A1 - Vorrichtung zur Regulierung der Leistung einer Pumpe

Info

Publication number: DE1811697A1
Application number: DE19681811697
Authority: DE
Inventors: Britvin Lev Nikolajevic
Original assignee: Vni K I T I
Current assignee: Vni K I T I
Priority date: 1968-11-29
Filing date: 1968-11-29
Publication date: 1970-06-11

Description

Vorrichtung zur Regulierung der Leistung einer Pumpe Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Arbeitsmaschinen mit Verdrängerwirkung, vorzugsweise Kolbenpumpen für flüssige Medien, und hier insbesondere auf Vorrichtungen zur Regulierung der Liefermenge.
Es ist, z.B. aus der US-Patentschrift 2 619 907, eine Vorrichtung zur Regulierung der Leistung von periodisch arbeitenden Pumpen mit Verdrängerwirkung bekannt, die eine Steuereinrichtung und bewegliche Elemente in einer Kammer aufweist, wobei eines der Elemente zusammen mit der Arbeitskammer der Pumpe einen gemeinsamen lLaum von veränderlichem Volumen bildet, und wobei wenigstens zwei bewegliche Elezehnte einen zusätzlichen Raum bilden, der mit Flüssigkeit gefdllt ist.
Der Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß sie keine vollständige hermetische Abdichtung des Raumes und folglich keine zuverlässige Arbeit der Vorrichtung bei Dauerbetrieb gewährleistet. Ein weiterer Nachteil der genannten Vorrichtung besteht darin, daß es bei Fernsteuerung oder bei automatischer Steuerung der Vorrichtung notwendig ist, zusätzliche Servomechanismen zwischenzuschalten. Für eine präzise Dosierung der liefermenge ist es notwendig, ein vorheriges Tarieren der Vorrichtung durchzuSühren.
Ziel vorliegender Erfindung ist die Behebung der genannten Nachteile und die Schaffung einer Vorflchtung zur Regulierung der Pumpmenge einer Pumpe mit Verdrängerwirkung, die die Präzision der Dosierung der zu pumpenden Flüssigkeitsmenge erhöht, sowie auch Handbedienung, Fern- und automatische Steuerung vereinfacht.
Erfindungsgemäß sind hierzu bei einer Arbeitsmaschine der beschriebenen Art die beweglichen Elemente als membranartige elastische Scheidewände ausgeführt, die einen besonderen Regulierraum einschließen und hermetisch begrenzen, wobei die Scheidewände derart in der rammer der Reguliervorrichtung angeordnet sind, daß zur einen Seite des Regulierraums ein Stauraum gebildet ist und auf der anderen Seite ein Raum veränderlichen Volumens, der mit dem Arbeitsraum der Pumpe in Verbindung steht.
Hierbei ist die Verschiebung der Scheidewände durch perforierte oder mit einem besonderen Durchlaß versehene feste Stützflächen in der Weise begrenzt, daß sich eine der Scheidewände beim Ansaugen an eine der Stützflächen anlegt und die andere Scheidewand beim Ausstoßen an eine andere Stützfläche Die Stützflächen können entweder durch die einander zugewandten Seiten zweier Stützwände oder durch die beiden Seiten einer Stützwand gebildet sein. Im letzteren Fall ist die Stützwand zwischen den elastischen Scheidewänden im Regulierraum gelegen. Die Regulierung der Liefermenge der Pumpe erfolgt über eine Veränderung der Flüssigkeitsmenge im Regulierraum, wozu dieser mit einer Steuereinrichtung verbunden ist.
Es kann zweckmäßig sein, den Stauraum mit einer Druquelle zu verbinden, deren Druck den Druck im Raum veränderlichen Volumens während des Saugtaktes übersteigt.
Es kann allerdings auch ausreichen und zweckmäßig sein, den atmosphärischen Druck oder den Druck des umgebenden Mediums im Stauraum wirken zu lassen.
Weiterhin kann es, in Abhängigkeit von de gegeben Vrhältnissen, vorteilhaft sein, der Stauraum mit der Saugleitung der Pumpe zu verbinden und gleichzeitig zwischen @@@ Raum veränderlichen Volumens und der Saugleitung ein Drosselventil vorzusehen.
Es kann aber auch zweckpässig sein, daß der Stauraum mit der Druckleitung der Pumpe hydraulisch verbunden ist und zwischen dem Raum veränderlichen Volumens und der Druckleitung ein Drosselventil angeordnet ist.
Bei Pumpen, die zwei Arbeitskammern haben, die mit einer Phasenverschiebung von 1800 arbeiten, bildet jeweils eine derselben periodisch einmal einen Teil des Raumes veränderlichen Volumens und einmal kommuniziert sie mit dem Stauraum der Vorrichtung.
Es ist zweckmäßig, die eine Stützfläche im Raum veränderlichen Volumens und die andere Stützfläche im Stauraum unterzubringen.
In manchen Fällen ist es zweckmäßig, die Stützflächen im zusätzlichen Raum anzuordnen.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung ist es, wenn die Steuereinrichtung eine Druckquelle aufweist, die mit dem Regulierraum huber eine Uberlaufeinrichtung verbunden ist wobei deren Druck den Druck in Stauraum übersteigt.
Die Steuereinrichtung kann zweckmäßig als hermetisch abn gedichteter hydraulischer Zylinder ausgeführt sein, dessen Arbeitsraum mit dem Regulierraum der Vorrichtung durch einen Kanal verbunden ist, wobei ein Teil des Kanals in der Stützfläche angeordnet ist.
Zur Ablesung der von der Steuereinrichtung in den Regulierraum getriebenen Flüssigkeitsmenge weist diese zweckmäßig ein Meßgefäß mit Anzeige des Flüssigkeitsspiegels auf, wobei das Volumen des Meßgefäßes wenigstens gleich dem Flüssigkeitsvolumen ist, das durch den Kolben der Pumpe in einem Arbeitshub verdrängt wird.
Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele und anhand der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt Fig. 1 die Prinzipskizze einer Ausführungsform der Vorrichtung; Fig. 2 eine Möglichkeit der Druckbeaufschlagung des Stauraumes; Fig. 3 eine zweite Möglichkeit der Druckbeaufschlagung des Stauraumes; Fig. 4 eine dritte Möglichkeit der Druckbeaufschlagung des Stauraumes; Fig. 5 eine weitere Möglichkeit der Druckbeaufschlagung des Stauraumes; Fig. G das Schema des Anschlusses der Vorrichtung bei Verwendung einer Mehrzylinderpumpe; Fig. 7 das Schema des Anschlusses der Vorrichtung an eine Pumpe rilit zwei Arbeitskammern (erste Ausführungsform); Fig. 8 das Schema nach Fig. 7, zweite Ausführungsform; Fig. 9 das Schema nach Fig. 7, dritte Ausführungsform; Fig.lO eine Ausführungsform, bei der die Stützflächen im Regulierraum selbst vorgesehen sind; Fig.11 die Steuereinrichtung mit einem Meßgefäß; Fig.12 das Meßgefäß mit dem Anzeiger des Flüssigkeitsspiegels; Fig.13 das Meßgefäß mit der Überlaufvorrichtung; Fig.14 eine Einrichtung zur proportionalen Regulierung der Liefermengen mehrerer Pumpen.
Die Vorrichtung zur Regulierung der Pumpmenge einer Pumpe mit Verdrängerwirkung ist angeschlossen am Zylinderraum 1 (Fig. 1), in dem der Kolben 2 arbeitet.
Die Vorrichtung besteht aus der Kammer 3, in der elastische Scheidewände 4 und5 angeordnet sind. In der Kammer 71 zur Begrenzung der Verschiebung der Scheidewände 4 und ) Stützflächen 6 und 7 mit Durchlässen vorhanden. Die Stützfläche 6 begrenzt die Verschiebung der Scheidewand 4 beim Ansaugtakt, während die Stützfläche 7 die Verschiebung der Scheidewand 5 beim Drucktakt begrenzt. Die Flächen 6 und 7 bestehen aus gelochten Platten. Der Teil der Kammer 3 der Vorrichtung, der von der Scheidewand 4 begrenzt ist, bildet zusammen mit dem Zylinderraum 1 der Pumpe einen Raum veranderlichen Volumens 8.
Der Teil der Kammer 3, der sich zwischen den Scheidewänden 4 und 5 befindet, bildet den Regulierraum 9. Zur Anderung der Flüssigkeitsmenge im Regulierraum 9 ist dieser mit der Steuereinrichtung 10 hydraulisch verbunden, die ihrerseits an einer Druckquelle (in der Zeichnung nicht dargestellt) angeschlossen ist.
Der Teil des Raumes der Kammer 3, der von der Scheidewand 5 7/ und der Wand begrenzt ist, bildet den Stauraum 11. Der Stauraum 11 kommunlziert mit einer Staudruckquelle. Der Raum 9 ist durch die Scheidewände 4 und 5 dicht vom Raum 8 und Stauraum 11 getrennt. Die Steuereinrichtung 10 hat ein Meßgefäß 12, mit dem anzeigenden Flüssigkeitsspiegel 13 und ist über die Überlaufeinrichtung 14 und das Rohr 15 mit dem Regulierraum 9 verbunden. Das Meßgefäß 12 besitzt eine Skala 16, an welcher die Förderleistung der Pumpe abgelesen wird. Der Raum 17 des Neßgefäßes 12, der sich über dem Blüssigkeitsspiegel 13 befindet, ist mit einer Druckquelle verbunden. Der Druck im Raum 17 ist größer als der Druck im Stauraum 11.
Die Uberlaufeinrichtung 14 hat die Rückschlagventile 18, 19, und die Absperrventile 20 und 21.
Der Stauraum 11 ist mit einer Staudruckquelle verbunden, deren Druck größer sein muß als der Druck im Raum 8 beim Saugtakt.
Als Quelle des Staudruckes dient der atmosphärische oder der Druck des die Pumpt umgebenden Mediums.
In einer zweiten Ausführungsvariante dient als Quelle des Staudruckes ein geschlossenes Gefäß 22 (Fig. 2) in dem Gas unter einem Druck enthalten ist, der größer ist als der Druck, der im Raum 8 beim Saugtakt entsteht. Die Stützflächen 6 und-7 sind als gelochte Platten ausgeführt, wobei die Stützfläche 7 weniger oder kleinere Löcher als die Wand 6 aufweist; das ermöglicht die Verwendung der Vorrichtung auch bei größerem Betriebsdruck.
Bls Quelle des Staudruckes dient in der dritten usführungsvariante das Gas oder die Flüssigkeit in der Rohrleitung 23 (Fig. 3). Die Stützwand 7 weist eine Öffnung auf, die durch die Platte 24, die mit der Scheidewand 5 verbunden ist, geschlossen wird.
Die Stützwand 6 kann ähnlich wie in der zweiten Variante ausgeführt werden.
In der vierten Variante ist der Stauraum 11 mit der knsåugleitung 25 (Fig. 4) hydraulisch verbunden. Zwischen der Insaugleitung 25 und dem Raum 8 wird das Drosselventil 26 angeordnet.
Dieses Drosselventil 26 bewirkt einen Druckabfall im Raum 8 gegenüber dem Raum 11, der zur Verschiebung der Scheidewände 4, 5 beim Ansaugtakt erforderlich ist.
-In der fünften Ausfffhrungsvariante ist der Stauraum 11 mit der Druckleitung 27 (Fig. 5) hydraulisch verbunden. Dabei wird zwischen dem Raum 8 und der Druckleitung 27 das Drosselventil 28 angeordnet, das zur Verschiebung der Scheidewände 4 und 5 beim Drucktakt erforderlich ist. Eine Besonderheit dieser Ausführungsform besteht noch darin, daß in der Öffnung der Stützwand 6 ein Ventil 29 vorgesehen ist.
Dieses ist unter der Wirkung seiner Belastungsfeder normal geöffnet. Es wird jedoch beim ansaugtakt, wenn die membranartigen Scheidewände 4 und 5 sich nach links bewegen, dadurch geschlossen, daß sich die Scheidewand 4 auf das Ventil auflegt und es schließt, und zwar noch bevor alle Flüssigkeit aus dem Raum 8 getrieben ist. Naeh dem Schließen baut sich in der im Raum 8 verbliebenen Flüssigkeit der auch in der Druckleitung 27 herrschende Druck auf. Hierdurch wird die Scheidewand 4 von mechanischen Beanspruchungen völlig entlastet und die Gefahr des Zerreißens oder sonstiger Zerstörung beseitigt.
In der Mehrzglinderpumpe sind die Stauräume 11 (Fig. 6) der Vorrichtungen über die gemeinsame Rohrleitung 30 miteinander verbunden, die mit einer Staudruckquelle kommuniziert.
Die Räume 9 sind über die Vberlaufeinrichtungen 14 miteinander und mit einer Druckquelle, hier die Druckleitung 27, verbunden. Außerdem sind sie miteinander mittels der Leitung 31 über die Drosseln 32, die einen Strömungswiderstand hervorrufen, verbunden. In der Druckzufuhrleitung 33 ist ein Absperrventil 21 vorgesehen.
Der Regelzustand der Pumpen ist wieder abhängig vom Volumen der den Regulierräumen 9 zugeführten Flüssigkeitsmenge.
Er kann, wie auch bei allen anderen Ausführungsformen, abgelesen werden an einer Einrichtung die das den Regulierräumen 9 zugeftihrte Volumen anzeigt. Bei automatischer Regelung wird man die Flüssigkeitszufuhr zu den Regulierräumen steuern durch eine in der 5aug- oder Druckleitung angeordnete Durchflußmeßeinrichtung, s.B. dem Wirkdruck an einer Blende oder einer Meßdüse.
Bei Zweizylinderpumpen mit den Zylinderräumen 1 und 1 (Fig. 7, 8, 9), die mit einer Phasenverschiebung von vorzugweise 180º arbeiten, ist der Teil der Kammer 3, der von der Scheidewand 4 begrenzt ist, mit dem Zylinderraum 1 der Pumpe hydraulisch verbunden, während der andere Teil der Kammer 3, der von der Scheidewand 5 begrenzt ist, mit dem Zylindrraum 1' verbunden ist. Dabei wirkt Jeder Zylinderraum 1, 1' periodisch abwechselnd als ein Teil des Raumes 8 veränderlichen Volumens, und dann, im Gegentakt, als Stauraum der anderen Kammer. Pro Kammer ist nur eine Scheidewand notwendig. Die Räume 9 und der Inhalt der Leitung 15 stellen hier das Reguliervolumen dar.
Bei Puppen bei denen der Kolben 2 durch eine Xeilungsmembran 34 (Fig. 9) von einem Teil des Zylinderrauns 1 getrennt ist, wird die Vorrichtung an den Raum 35 hydraulisch angeschlossen, der von dem Kolben 2 und der Scheidewand 34 gebildet wird. Der Regulierraum 9 wird über die Einrichtung 23 von einem Druckspeicher 69 beschickt. Dieser Druckspeicher 69 ersetzt damit die in Fig. 7 gezeigte Ladepumpe 68. Der Druckspeicher 69 wird wieder aufgeladen über das Rückschlagventil 70 vom Raum zwischen Kolben 2' und Teilungsmembran 342. Dieser Raum muß wegen der unvermeidliohen Leckerverluste über das Rückschlagventil 28 gespeist werden; beim unteren Zylinder ist die Speisung auch noch erforderlich wegen des Verbrauchs zur Ladung des Speiohers 69, der seinerseits Flüssigkeit an den Regulierraum 9 abgibt.
Bei Anordnung der Stützflächen 36 und 37 (Fig. 10) im Regulierraum 9 wird die Verschiebung der Scheidewand 4 beim Drucktakt von der Fläche 36 begrenzt, während die Fläche 37 die Verschiebung der Scheidewand 5 bein Ansaugtakt begrenzt.
Die Flächen 36 und 37 besitzen Durchlässe 38.
Die Steuereinrichtung bei dieser Ausführungsform weist einen hydraulischen Zylinder 39 auf, dessen Raum 40 über den Kanal 41 mit dea Regulierraui 9 verbunden ist. Dabei befindet sich ein Teil des Kanals 41 in der Stützwand 37 und mündet an der Oberfläche der Wand 3?, die der Scheidewand 5 zugewandt ist. Der Raum 40 in dem sich Flüssigkeit befindet, ist durch die Scheidewand 42 begrenzt, die von der Feder 43 belastet wird. Eine Änderung des Flüssigkeitsvolumens im Raum 40 und dementsprechend im Regulierraum 9 wird durch Verschiebung der Scheidewand 42 vorgenommen.
Die in Fig. 11 dargestellte Steuereinrichtung 10 besteht aus einem Meßgefäß, das den veränderlichen Flüssigkeitsspiegel anzeigt; dieses Meßgefäß ist als Zglinder 44 (Fig. 11) ausgeführt, in dem der Kolben 45 verschoben werden kann. Bei Handsteuerung der Vorrichtung wird der Kolben 45 mittels der Schraube 46 und der Mutter 47 verschoben. Zur Ablesung des verdrängten Reguliervolumens Und damit der Pumpenleistung ist die Steuereinrichtung 10 mit der Skala 48 versehen. Der Zylinder 44 ist durch die tberlauSeinrichtung 14 mit dem Regulierraum 9 verbunden.
In Fig. 12 ist das Meßgefäß der Steuereinrichtung 10 als Zylinder 48 mit einem freien Flüssigkeitsspiegel ausgeführt.
Der über der Flüssigkeit gelegene Raum 49 kommuniziert Ruder den Druckminderer 50 mit einer Druckquelle. Zur Bestimmung des Regelzustandes ist die Steuereinrichtung 10 mit einem Differentialmanometer 51 versehen. Die angezeigten Werte dieses Differentialmanometers sind dem Spiegel der Flüssigkeit im Zylinder 48 und folglich der Liefermenge der Pulpe proportional.
treten größere Drücke im Raum 49 auf, so wird gemäß Fig.13 der Zylinder 48 aus undurchsichtigen Werkstoffen hergestellt. Zur Bestimmung des Flüssigkeitsspiegels im Zglinder 48 ist dieser mit einem durchsichtigen Schaurohr 52 mit Skala 53 versehen. Durch Schräglage des Schaurohrs 52 zur Achse des Zylinders 48 wird die erforderliche Ablesegenauigkeit erreicht.
Bei bestimmten technologischen Verfahren kann es notwendig sein, daß gleichzeitig mehrere Medien in einem bestimmten Mengenverhältnis zueinander gefördert werden. PUr eine derartige Proportionalregelung mehrerer Pumpen dient die Einrichtung gemäß Fig. 14 bei der die Meßgefäße aller Pumpen zusammengefaßt sind.
Die Einrichtung hat eine geradlinige Leiste 54, die durch die Nullpunkte der Skalen der senkrecht angeordneten Meßgefäße 55, 56, 57, 58, 59 geht. An der Leiste 54 sind Läufer 60, 61, 62, 63 angeordnet, die Je einem fleßgefäß zuges ordnet sind. Am Meßgefäß 56, das den tiefsten Flüssigkeitsspiegel hat, ist ein Gleitstück 64 angeordnet, das entlang des fleßgefäßes verschiebbar ist. Das Gleitstück 64 wird auf dem Flüssigkeitsspiegel in diesem Meßgefäß eingestellt.
Die Läufer 60, 61, 62, 63 auf der Leiste 54 sind mit dem Gleitstück 64 verbunden und so eingestellt, daß die Spiegel der Flüssigkeiten in den entsprechenden Meßgefäßen auf der Qeraden liegen, die das Gleitstück 64 lit dem entsprechenden Läufer verbindet. Wenn das Meßgefäß 57 mit seinem Flüssigkeitsspiegel dem am tiefsten liegenden Flüssigkeits spiegel des Meßgetäßes 56 nahe liegt, das ilt dem Gleitstück 64 versehen ist, so wird dieser Spiegel mit dem Meßgefäß 59 verbunden, dessen Flüssigkeitsspiegel bedeutend höher als der Spiegel im Meßgefäß 56 liegt. Zu diesem Zweek wird im Meßgefäß 59 ein zusätzliches Gleitstilok 65 angeordnet, das mit dem entsprechenden Läufer 62 verbunden ist.
Zur automatischen Überwachung der Flüssigkeitsspiegel ist im Meßgefäß 59 die Fotozelle 66 angeordnet, die sich zusammen mit dem Gleitstück 65 bewegt und das Kommando zum Einschalten (Ausschalten) der Uberlaufeinrichtung 14 gibt.
Die vorstehend beschriebenen Vorrichtungen zur Regulierung der Liefermenge von periodisch arbeitenden Pumpen mit Verdrängerwirkung arbeiten wie folgt: Am Anfang der Bewegung des Kolbens 2 (Fig. 1) beim Drucktakt gelangt die Flüssigkeit aus dem Zylinderraum 1 in den Raum der Kammer 3, der von der Scheidewand 4 der Vorrichtung begrenzt ist. Dabei verschieben sich die Scheidewände 4 und 5 gleichzeitig zur Stützwand 7.
In dem Augenblick, wo die Scheidewand 5 sich auf die Stützwand 7 legt, wird die Zuführung der Flüssigkeit aus der Arbeitskammer 1 in die Kammer 3 unterbrochen, der Druck im Raum 8 erhöht sich und die Flüssigkeit wird in die Druckleitung 27 der Pumpe verdrängt.
Beim Ansaugtakt der Pumpe verschieben sich die Scheidewände 4 und 5 gleichzeitig von der Stützwand 7 zur Stützwand 6 unter der Einwirkung des Druckes im Stauraum 11 wobei die Flüssigkeit aus dem Raum der Kammer 3, der von der Scheidewand 4 begrenzt ist, durch die Stützwand 6 in die Arbeitskammer 1 gelangt.
Venn die Scheidewand 4 sich auf die Stützwand 6 legt, sinkt der Druck in der Arbeitskammer 1 unter den Druck, der in der Ansaugleitung 25 herrscht, und die Arbeitskamger 1 wird mit Flüssigkeit gefüllt.
Die Änderung der Liefermenge wird durch Änderung des Flüssigkeitsvolumen im Regulierraum 9 vorgenommen. Wenn der Raum 9 mit Flüssigkeit so gefüllt ist, daß die Scheidewand 4 auf der Stützwand 6, und die Scheidewand 5 auf der Stützwand 7 liegen, wird die zu fördernde Flüssigkeit aus der Arbeitskammer 1 gleich zu Beginn der Bewegung des Kolbens 2 in die Druckleitung 27 verdrängt.
Bei VerKinderung des Flüssigkeitsvol1lmens im Regulierraum 9 un die Größe # zV wird sich das Flüssigkeitsvolumen, das in der Druckleitung 27 in einem Arbeitszyklus verdrängt wurde, auch um die Größe #V vermindern. Wenn # V = V Arbeitskammer = FnSn' worin Fn X Druckfläche des Kolbens und Sn' = Hub des Kolbens sind, so wird die Liefermenge gleich Null sein.
Die Änderung der Größe des Flüssigkeitsvolumens im Regulierraum 9 wird durch die Steuereinrichtung 10 vorgenommen.
Beim Öffnen des Ventils 20 gelangt Regulierflüssigkeit unter der Einwirkung des Druckes auf den Regulierraum 9 durch das Ventil 18 in das Meßgefäß 12. Dabei kann das Volumen zu der Flüssigkeit, die aus dem Regulierraum 9 ausgeströmt ist, am Flüssigkeitsspiegel 13 abgelesen werden.
Das Ventil 18 verhindert einen Rückfluß der Flüssigkeit aus dem Meßgefäß 12 in den Regulierraum 9 beim Ansaugtakt.
Wenn die erforderliche Liefermenge eingestellt ist, wird das Ventil 20 geschlossen.
Zur Erhöhung der Liefermenge wird das Ventil 21 geöffnet.
Dabei gelangt Flüssigkeit unter der Wirkung des herrschenden Druckes aus dem Ne efäß 12 in den Regulierraum 9 beim Ansaugtakt der Pumpe. Das Ventil 19 verhindert den Rückfluß der Flüssigkeit aus dem Regulierraum 9 in das Neßgefäß 12 beim Drucktakt.
Beim Pumpen einer stark verunreinigten oder einer besonders aggressiven Flüssigkeit wird zwischen der Arbeitskammer 1 (Fig. 3) und der'Stützwand 6 die Scheidewand 67, beispielsaus weise elastischem Kunststoff angeordnet. Der Raum zwischen der Scheidewand 67 und der Scheidewand 4 ist mit neutraler Flüssigkeit von unveränderlichem Volumen gefüllt.
Wenn der Stauraum 11 (Fig. 4) mit der Ansaugleitung 25 kommuniziert, erfolgt die Verschiebung der Scheidewände 4 und 5 zur Stützwand 6 beim Ansaugtakt unter Einwirkung des Druckgefälles, das durch das Drosselventil 26 entsteht.
Wenn der Stauraum 11 (Fig. 5) mit der Druckleitung 27 kommuniziertX erfolgt die Verschiebung der Scheidewände 4 und 5 zur Stützfläche 7 beim Drucktakt unter Einwirkung des Druckgefälles, das durch das Drosselventil 28 entsteht.
In der Pumpe mit zwei Arbeitskammern, die mit einer Phasenverschiebung von 1800 arbeiten, erfolgt die Verschiebung der Scheidewand 4 (Fig. 7) zur Stützfläche 6 beim Ansaugtakt der Arbeitskammer 1 durch Einwirkung der Flüssigkeit, die aus der Arbeitskammer 11 in den Raum der Kammer 3 verdrängt wird, der von der Scheidewand 5 begrenzt ist. Und umgekehrt erfolgt die Verschiebung der Scheidewand 5 zur Stützfläche 7 beim Ansaugtakt der Arbeitskammer 1' unter Einwirkung der Flüssigkeit, die aus der Arbetskammer 1 beim Druckhub des Kolbens 2 verdrängt wird.
Die Anderung des Flüssigkeitsvolumens im Regulierraum 9 wird von einem hydraulischen Außensystem betätigt, wobei die Pumpe 68 als Druckquelle dient.
Anstelle der Pumpe 68 kann als Quelle des Steuerdruckes auch der Hydrodruckspeicher 69 (Fig. 9) verwendet werden, der über das Ventil 70 an die Kammer 35 angeschlossen wird.
Wenn die Stützflächen 36 und 37 (Fig. 10) im Regulierraum 9 angeordnet sind, so erfolgt eine Erhöhung der Liefcrmenge bei der Verminderung des Flüssigkei'tsvolumens im Regu lierraum 9. Eine maximale Liefermenge wird erreicht, wenn die Scheidewände 4 und 5 gleichzeitig auf ihren Stützflächen 36 und 37 liegen.
Eine Änderung der Flüssigkeitsmenge im Regulierraum 9 erfolgt durch Verschiebung der Scheidewand 42. Die Verschiebung der Scheidewand 42 kann auf verschiedene Weise erfolgen. Bei Bandsteuernng wird die Verschiebung der Scheidewand 42 durch Drehung der Mutter 71 (dargestellt in der unteren Hälfte unterhalb der Bruchlinie) vorgennomen. Bei der Fern- oder automatischen Steuerung wird die Verschiebung der Scheidewand 42 durch Zuführung von Druckluft in den Raum 72 bzw. in den Raum 73 des pneumatischen Zylinders vorgenommen, dessen Kolben 74 mit der Scheidewand 42 verbunden ist.
Die Scheidewand 42 wird sich im Gleichgewicht befinden und verschiebt sich nicht, wenn entsprechende Bedingungen eingehalten werden.
P11 # F effekt # 42 = FFeder + P72 # f effekt # 42 oder P11 # F effekt # 42 = FFeder + P72 # f effekt # 42-P73#f74 worin P11; P72; P73 den Luftdruck in den entsprechenden Räumen 11, 72, 73 bedeuten und f effekt # 42, F effekt # 74 die wirksamen Flächen der Scheidewand 42 und des Kolbens 74 bedeuten und FFeder " Wirkungskraft der Feder 43, die auf die Scheidewand 42 einwirkt.
Gewöhnlich gilt P11 = P72.
Die oben angeführten Gleichungen zeigen, daß die Änderung der Liefermenge erreicht werden kann bei: 1. P11 = Var, P72 = Const, FFeder = Const 2. P72 = Var, P11 = Const, FFeder = Const 3. FFeder = Var, P72 = Const, P11 = Const 4. P73 = Var, P11 = Const, P72 = Const, FFeder = Const.
Für die Ausführung nach Fig. 10 gilt, daß der Druck in der Arbeitskammer 1 beim Ansaugtakt die Gleichgewichtslage der Scheidewand 42 nicht beeinflußt, weil der Kanal 41 von der Scheidwand 5 verschlossen wird, wodurch die Arbeitskammer 1 vom Raum 40 getrennt wird. Auf diese Weise hängt die Liefermenge von der Änderung des Druckes in der Ansaugleitung nicht ab.
Zur genauen Einstellung der Pumpmenge werden die Meßgefäße mit Skalen 48 (Fig. 11), 51 (Fig. 12), 53 (Fig. 13) ausgerostet. Bei Bestimmung der Flüssigkeitsmenge im Regulier raum 9 durch Flüssigkeitsspiegel kann das Schaurohr 52 unter einem Winkel zum Meßgefäß angeordnet werden. Dadurch wird eine höhere Genauigkeit bei der Bestimmung der Lage des Flüssigkeitsspiegels und folglich des iegelzustandes ermöglicht.
Das Meßgefäß 12 (Fig. 1) kann nötigenfalls über die Rohrleitung 15 auch an einem Pult montiert werden, das in einer beliebigen Entfernung von der Pumpe aufgestellt ist. Das gibt die Möglichkeit, die Pumpmenge mehrerer Pumpen von einem Pult aus zu steuern.
Die in Fig. 14 dargestellte Vorrichtung zur proportionalen Regelung mehrerer Pumpen, d.h. zur Veränderung der Gesamtlieferienge unter Aufrechterhaltung des anteilmäßigen Beitrags Jeder Puppe wird folgendermaßen bedient: Die Liefermenge einer Jeden Pumpe wird durch den flässigkeitsspiegel in den entsprechenden Meßgefäßen 55, 56, 57, 58, 59 bestimmt.
Bei Veränderung der Pumpmenge unter Beibehaltung des eingestellten Verhältnisses wird das Gleitstück 64 bei Verminderung der Pumpmenge nach oben geschoben und nach unten, wenn die Pumpmenge vergrößert werden soll.
In der Fig. 14 ist die Lage des Gleitstückes 64 punktiert wiedergegeben, in die es eingestellt werden muß, wenn es notwendig ist, die Pumpmenge aller Pumpen um das doppelte zu erhöhten.
Dabei werden die Punkte, in denen sich die Achsen der Meßgefäße 55, 58, 59 mit den Verbindungselementen kreuzen, deren entsprechende Läufer 60, 61, 63 mit dem Gleitstück 64 verbunden sind, die Lagen bestimmen, in die die Flüssigkeitsspiegel in den Neßgefäßen durch die tberlaufvorrichtungen14 eingestellt werden müssen. Wenn der Spiegel im Meßgefäß 57 dem tiefsten Spiegel im Meßgefäß 56 nahe liegt, so wird der Spiegel im Neßgefäß 57 zur Lage des Gleitstückes 64, die punktiert wiedergegeben ist, auf eine ähnliche Weise nach dem höheren Spiegel, beispielsweise im Meßgefäß 59, bestimmt. Durch die Wahl der Durchmesser der Meßgefäße kann man immer erreichen, daß der Flüssigkeitsspiegel in einem der Meßgefäße, beispielsweise im Meßgefäß 56, bedeutend tiefer als der in den anderen MeBgefäßen liegt, was ermöglicht, in diesem Falle nur mit einem Gleitstück 64 aussukommen, ohne dabei das zusätzliche Gleit stück 65 zu benötigen.
Durch Umstellung des Gleitstückes 64 in eine neue Lage wird die Veränderung der Pumpmenge praktisch innerhalb von 1 bis 3 Minuten entsprechend der Anzahl der Pumpen vorgenommen.
Wenn beim Betrieb beispielsweise eine änderung der Pumpmenge A, die das Meßgefäß 55 anzeigt, vorgenommen wird, so wird man den Läufer 60 längs der Leiste 54 so verschieben, daß der neue Flüssigkeitsspiegel im MeBgeiäB 55 den Kreuzungspunkt des Verbindungselementes erreicht, das den Läufer 60 mit dem Gleitstück 64 verbindet, das auf den tiefsten Spiegel im Neßgefäß 56 eingestellt ist.
Die Verwendung der Vorrichtung zur Regulierung mit einem Steuerpult ermöglicht in einigen Fällen auf die Verwendung eines speziellen Dosieraggregates zu verzichten und außerdem die Pumpen an den günstigsten Plätzen eines Betriebes aufzustellen, wodurch die Länge der Rohrleitungen reduziert werden kann, die die zu pumpende Flüssigkeit zu- und abführen.
Die Einstellung der Pumpmenge Jeder Pumpe, die mit dieser Reguliervorrichtung ausgerüstet ists ist unabhängig von Fertigungs- oder sonstigen Ungenauigkeiten des Eolbendurchmessers und der Kurbelkinematik.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung ur Regelung oder steuerung des Betriebszustandes von periodisch arbeitenden Verdrängerpumpen, insbesondere Flüssigkeitskolbenpumpen, mit einer Kammer, in der bewengliche Elemente derart angeordnet sind, daß ein Element zusammen mit dem Arbeitsraum der Pumpe einen Raum veränderlichen Volumens bildet und zwischen zwei beweglichen Elementen ein flüssigkeitsgefüllter Regulierraum gebildet ist, d a d u r c h g e k e n n -1 i c h n e t , daß die beweglichen Elemente als membranartige elastische Scheidevände (4, 5) ausgeführt sind, die den Regulierraum (9) hermetisch abdichten und in der Kammer (3) der Vorrichtung so angeordnet sind, daß rnr einen Seite des Regulierraums (9) ein Stauraum , (11) und zur anderen Seite der Raum veränderlichen Yolumens (8) 6 bildet ist, wobei die Verschiebung der Scheidewände (4, 5) durch perforierte oder mit einem besonderen Durchlaß versehende ortsfesteStützflächen (6, 7; 36, 97) in der Weise begrenzt ist, daß sich eine der Scheidewände (4) beim Ansaugen an eine der Stützflächen (6) anlegt und die andere Scheidewand (5) beim Ausstoßen an die andere Stützfläche (7), und wobei das Volumen des Regulierraums (9) durch eine von einer Druckquelle gespeiste Steuereinrichtung (10) veränderbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauraum (1i) mit einer Staudruckquelle verbunden ist, deren Druck den Druck im Raum veränderlichen Volumens (8) während des Ansaugtaktes übersteigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Staudruck der Umgebungsdruck dient.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauraum (11) mit der Ansaugleitung (25) der Pumpe verbunden ist und zwischen dem Raum (8) veränderlichen Volumens und der Ansaugleitung (25) ein Drosselventil (26) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauraum (11) mit der Druckleitung (27) der Pumpe verbunden ist und zwi-schen dem Raum (8) veränderlichen Volumens und der Druckleitung (27)ein ein Drosselventil (28) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 bei Pumpen mit zwei Arbeitskammern, die mit einer Phasenverschiebung von 1800 arbeiten, gekennzeichnet durch Leitungsverbindungen derart, daß jede der Arbeitskammern (1, 1') periodisch abwechselnd einen Teil des Raumes (8) bildet und dann den Stauraum (11) der Reguliervorrichtung des anderen Pumpzylinders darstellt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Stützflächen (6) im Raum (8) veränderlichen Volumens und die andere Stützfläche (7) im Stauraum (11) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch Stützflächen (6, 7) im Regulierraum (9).

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10) eine Druckquelle aufweist, die mit dem Regulierraum (9) über eine uberlaufeinrichtung (14) verbunden ist und deren Druck den Druck im Stauraum (11) übersteigt.

10.Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen hermetisch abgedichteten hydraulischen Zylinder (39, Fig. 10) darstellt, C;'cn Arbeitsraum (40) mit dem Regulierraum (9) der Vor-@chtung durch einen Kanal (41) verbunden ist, wobei ein des Kanals (41) in der Stützwand (37) verläuft.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein fleßgefäß (12) zur Anzeige des, Flüssigkeitsspiegels (13) aufweist, welches über eine tYberlaufeinrichtung (14) mit dem Regulierraum (9) verbunden ist, wobei das Volumen des Meßgefäßes (12) wenigstens gleich dem Hubraum des Kolbens (2) ist.