DE1813145A1

DE1813145A1 - Vermittels komprimierter Luft betriebene,hydropneumatische Pumpe fuer das Foerdern von Fluessigkeiten unter Druck

Info

Publication number: DE1813145A1
Application number: DE19681813145
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Matairco SA
Current assignee: Matairco SA
Priority date: 1964-04-29
Filing date: 1968-12-03
Publication date: 1970-02-19
Also published as: DE1813145C2; FR95273E; GB1215760A

Description

, 63 Avenue de» Al'liee, 91 Palaieeau/lrankreich

Yerraittels komprimierter Luft betriebene, hydropaeumatisohe Pumpe fUr das Fördern von fflUaßigkeiten unter Brück

In der französischen .c'atentschrift 1 402 104 iet eine .Pumpe beachrieben, die e» ermöglicht vermittele komprimierter luft automatisch den Druck einer Flüssigkeit bis zu einem vorherbestimmten Wert zu vervielfachen und diese Flüssigkeit kontinuierlich zu fördern, üiine derartige Pumpe stellt einen hydraulischen Druckvervielfacher und eine hydropneuraatische Pumpe dar.

Die Pumpe each der französischen Patentschrift 1 402 104 weist einen hydraulischen Zylinder auf, der mit Amsaug- uad Ausdrückventilea versehen ist, wobei der Kolben einstückig mit dem Kolben eines pneumatisches Zylinders ausgeführt ist, der aus einer unteren la die Außenluft mündenden Kammer uad einer oberen Kammer besteht, deren Durchmesser geringfügig größer ist, sowie eine· Yerteiler aufweist, der an dem Körper der oberen Kammer befestigt ist uad durch die Bewegung der Kolben gesteuert wird, wobei es möglich ist, die obere pneumatische Kammer ia ein wahlweises Terhältnis zu der Quelle der komprimiert^a Luft und der Außenluft au bringen, wodurch die Pumpbeweguag für die Flüssigkeit bedingt wird.

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Der Druck, auf den die Flüssigkeit gebracht wird, stelle eine Funktion einerseits des drucks der im pneumatiscnen Zylinder eingeführten Luft und andererseits des Yernältnisses zwischen dem Querschnitt des pneumatischen Kolbens und dem Querschnitt dee hydraulischen Kolbens dar· Der hydraulische Druck ißt somit gleich oder entspricht; etwa dent i/irkuagsgrad des Drucks der komprimierten Luft vervielfacht mit dem Yerhältnis der K querschnitte. Dieser hydraulische Druck wird vermittels JSinre-

Luft gulieren des Drucks der komprimierten/unter Anwenden eines

Druckreduzierventile einreguliert.

Andererseits kau» die Pumpe nach der französischen Patentschrift 1 402 104 eine Flüssigkeit in eimern umschlossenen Raum unter der Wirkung komprimierter Luft fördern, bis der Druck in diesem umschlossenen Baum einen vorherbestimmten Wert erreicht hat und im Anschluß hieran wird die Pumpe automatisch unterbrochen und hält unbegrenzt lange diesen Druck aufrecht. Wenn aus irgendeinem Grunde der hydraulische Drue κ: unter den angegebenen iiruck abfalle, wird die rumpe wieder automatisch inganggesetzt, bis der genannte Druck wieder aufgebaut ist.

Die ©rfindungsgeniäße Pumpe zeichnet sich im wesentliches durch die Tatsache aus, daß der pneumatische Yerteiler durch eise TeBtII- und Schieb©rasOrdnung gebildet wird» Die Erfindusg wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügte» Zeichnung?» ©yläuterts

Fig. 1 ist ein axialer Schnitt durch die Pump®^ «en® sich die Kolben benachbart zu. ihrem uateren Totpuoki; zu Beginn dew phaee befindet} und Fig. 2 ist eine analoge Darstellung, memm sich die Kolben beaachbart za deren Iberern Totpua kt za. Be^ija

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- 3 der Ausdriickphase befinden.

Die hydropaeumatische lumpe aach den Piß. 1 und 2 weist drei H^upfcteile auf: einen hydraulischen Zylinder A, einen pneumatischen Zylinder B und einen pneumatischen Verteiler C.

lij den Figuren ist durch das Bezugszeichen 1 der Kclben wiederbeleben, der sicn in dem Körper 2 des hydraulischen Zylinders bewegt. Der Körper weist einersei ls ein Gehäuse 3 mit iinsaugveritil gebildet durch eine durch die Feder 5 in ihrer Lage gehaltene kleine i\.ugel 4 in Verbindung mit der üeffnung 6 flir eine Fliißsigkeitsquelle und andererseits ein Gehäuse 7 rnit Ausdräcieventil in Verbindung mit der ueffnung 8 auf,wobei man in dem hierdurch umscnloseenen fiaun die Flüösigkeit unter Druck fördern kan<i, wobei in gleicher Weise eine durch die Feder IO gehaltene kleine Kugel 9 vorliegt. Die Bewegung der kleinen Kugeln 4 und 9 wird durch einen Anschlag 12 begrenzt.

Der Körper 2 weist eine Buchse 13 auf, dia den hydiaulißchen Kolben 1 führt. Die Buchse 13 besitzt eine Dichtung 14 beliebiger Form, durch die eine Abdichtung in der Kammer 15 erzielt wird, in der die Flüssigkeit verdichtet wird, Eine Abstreifdichuuag 16 verhindert ein Anhaften von Yerunreiniguagen an der üuerfläche des K lbens und ein üiudriagen derselbenin die Kammer 15. De^ pneumatische Zylinder ist einstückig mit dem hydraulisches Zylinder ausgeführt. Der Körper B des pneumatische; Zylieders weist zwei Bohrungen auf, uad zwsr eine Bohrung 17, die geriagfügig größer als die andere,Bohrung 18 ist. Ib diesem Zylinder bewegt sich ein Kolben, der an seinem unteren Teil eine Umkleidung versehen mit einer Dichtung 20 aufweist und

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gleitet in der Bohrung 18. Ein ebenfalls mit einer Dichtung 21 versehener Vorsprung gleitet in der oberen Bohrung 17. Sie in dem unteren Körper des Zylinders angeordnete Kammer 22, und zwar unter dem Kolben befindlich, steht mit der Außenluft durch die Oeffnung 23 und mit der Antriebskammer 24 in lerbiaduug, die sich in der oberen Bohrung des Zylinders Uöer dem Kolben befindet und steht mit dem Verteiler in der welter unten beschriebenen Weise in Verbindung. Andererseits steht die rijagförmige Kammer 25 unter dem Vorsprung des Kolbens 19 bleibend aufgrund der Oeffnung 26 in Verbindung mit der Quelle komprimierter Luft. Schließlich weisen die Kolben 19 und 1 eine axiale Aussparung 27, 27a auf, in der sich die .Steueretange 28 dee Verteilers bewegen kann, die, wie bezligMch der Arbeitsweise weiter unten erläutert, in Berührung mit der einstückig mit dem Kolben 19 ausgeführten Buchse 29 kommt.

Der Verteiler besteht aus dem Hauptkörper 30, der eine Abdeckung fUr den pneumatisxhen Zylinder bildet. Die Dichtung 31 führt zu einem Abdichten zwischen dem Verteiler C und dem pneumatischen Zylinder B. Der Körper des Verteilers 30 weist eine Hauptbohrung für die Aufnahme der Teile auf, die die weiter unten beschriebene Ventil-Schieberanordnung darstellen.

Der Schieber 32 gleitet einerseits in der Bohrung 33 und andererseits in der Bohrung 34 mit einem kleineren Durchmesser bedingt durch die Budhse 35, wodurch eine Anordnung in der Kammer 36 und der Kammer 37 ermöglicht wird. Die Bucht© 35 weiat die Löcher 35a, 35b und 35c für den Durchtritt der saigefttfcyte« komprimierten Luft auf. Der Schieber 32 ist mit Dichtung®· 38 und 39 versehen.

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Im Inneren dee Schiebers 32 befindet sich, die Kammer 40, die a> ihrem obere» Teil den Yentilsitζ 41 mit einer Bohrung 42 und Luftkanäle» 43 und 44 aufweist.

In der Kammer 40 bewegt sich das Yentil 45» das an seiner Basis die Sichtung 46 und au seinem oberen !Teil die Dichtung 47 einstückig mit der Steueretange 18 aufweist, auf der das Yentil 4Ö gleitet. Das Ventil 48 ist bleibend unter der Einwirkung der Feder 49, die die Dichtungen 50 und 51 aufweist.

Das mittlere Teil des Verteilerkörρera 30 weist an seiner inneren Baals den Ventilsitz 52 und zugeordnete Bohrung 33 auf und wird durch die Haube 53 verschlossen, die wiederum die Kammer 54 bildet, wobei die Haube als solche ein ortsfestes Yentil ausgerüstet mit der Dichtung 55 in Inneren der Kammer 54 darstell*. Die statischen Dichtungen 56-57-5Ö-59-60-61 fuhren zu der erforderlichen Abdichtung.

Der Eintritt der Luft in die weiter oben beschriebene Ventilschieberaaordaung erfolgt vermittels der Speisungsöffnung 62, und der Austritt der Luft erfolgt vermittels der Kammer 63, die mit einem Geräuschdämpfer 64 beliebiger Bauart ausgerüstet ist. Die Steueretange 28 weist an ihrem unteren Jände einen Vorsprung 65 auf. Dieselbe trägt an ihrem mittleren Teil einen zweiten Vorsprung 66, der durch ein zylinderförmi&es Teil 67 verlängert ist, auf dem der bewegliche Hing 68 gleitet und bleibend unter der Einwirkung der feder 69 steht.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Pumpe erläutert. 1. Phase - Ansaugen der flüssigkeit.

Bei dieser !hase erfolgt ein Rillen der Kammer 15 des hyudrali-

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scheu Zylinders. Die die hydropneuraatische Pumpe bildender) beweglichen Teile befinden sich hierbei in der in der Pig. I wiedergegebenen lage. Man sieht, daß das Yentil 48 nicht mehr auf einem Sitz 52 aufliegt und die Kammer 24 befindet sieh vermittels der Kammer 63 in Verblödung mit der Außenluft.

Andererseits kann die durch die Oeffnung 62 eintretende konprimierte Luft nicht ic die Kammer 24 aufgrund der Tatsache eiatreuen, daß das L. ch 35a durch den ischieoer 32 versperre iat. Die durch das Loch 35b hinäurcütretende komprimierte Lufζ füllt die Kar.mer 54 unter Hindurch tritt durch das Loch 43. Der schieber 32 wird somit in seiner unteren L^ge gehalten und hält seinerseits das Yentil 43 gelöst von dessen Sitz.

Aadererseits wird laufend komprimierte Luft durcxx die Geffnung 26 in die ringförmige Kammer 25 eingeführt und führt zu einer Bewegung nach oben des pneumatischen Kolbens 19. Derselbe »inmt bei seiner Bewegung deo hydraulisches KoIbes 1 mit, der somit in der Kammer 15 einen Unterdruck erzeugt. Hierdurch ergibt eich, daß die durch die Anßaugöffaung 6 eintretende flüssigkeit die kleine Kugel 4 von ihrem Sitz löst aod die Kammer 15 in. Abhängigkeit το» der Bewegung de« Kolbens 1 nach oben füllt.

Sobald der pneumatische Kolbea 19 sich dem iäsde @@is@r lufwärtsbewegung nähert, kommt die Buchse 29 zvl einem ÄBScialageis a» dem EIag 66, der somit die ?ed«r 69 zusaiamesdriickt« Der Kolben 19 setzt seine Bewegung sach oben fokrt; aid der ling 68 schlägt ao deo Vorsprung 66 der Steuefstauge 28 as_s wodwcii di© letztere ebeifalls nacli ob<ii bewegt «ird«

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Das einstückig mit der Steuerstange 28 ausgeführte Ventil 45 wird somit von seinen Sxtz gelöst, wodurch eine Verbindung zwischen der Kar.mer 54 und der Außenluft durch das Loch 44 und die Kammer b'j hergestellt wird. Gleickeztig schließt das obere Ende des Ventils 45 das Verbindungsloch 43, wodurch ein Eintritt der komprimierten Luft durch die ueffaung 62 und Eindringen in die Kammer 54 verhindert wird, Es ergibt sich somit, daß die auf den ringförmigen übsciiDitt des Schiebers 32* d.h. in der Kammer 36, einwirkende komrprimierte Luft zu einem Anheben des Schiebers 32 führt, wodurch hiermit der Ventilsitz 41 bis zu dem Zeitpunkt mitgenommen wird, wo der letztere in Eingriff mit dem ortsfesten Ventil der Haube 53, oder genauer mit der Dichtung 55, in Eingriff kommt.

Gleichzeitig kommt das Yeifcil 4ö, das durch den Schieber 32 1* der offenen Lage gehalten worden ist, aufgrund der nach oben gerichtetes Bewegung des letzteren unter der Einwirkung der Feder 49 io Berührung mit dem Ventilsitz 52, wodurch die Kammer 24 geschlossen wird.

Andererseits führt der Schieber 32 während dessen Bewegung each oben zu einen Freilegen des Lochs 35a, das in Verbinduig mit der Zuführung für die komprimierte Luft 62 steht. Somit ist es aufgrund der nunmehr vorliegenden Verbindung zwischen der Kammer 37 mit den Löchern 35a und 35c möglich, daß die zugeführx.e komprimierte Luft die Kammer 24 eiadringen kann, die voIQä tän· dig geschlossen wird.

2. Phase - Auedrücken der Flüssigkeit {11g. 2) Während dieser Phase ergibt sich ein Ausdrucke» der in der Kammer 15 vorliegenden Flüssigkeit.

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Wie weiter oben angegeben, füllt die komprimierte Luft die Kammer 24, eo daß der pneumatische Kolben 19 unter der Einwirkung von zwei entgegengesetzten Kräften unterschiedlicher Größe steht. Hierbei, handelt es eich einerseits um die Kraft, die durch die Einwirkung eier komprimierten Luft auf den ringförmigen Abschnitt der Kamer 25 erzeugt wird und a«dererseitε um die Kraft, die durch die Einwirkung der komprimierten Luft auf des Querschnitt der Kammer 24 erzeugt wird.

Die durch F wiedergegebene resultierende Kraft, die dergestalt einwirkt, daß sich eine Bewegung der Kolben 19 und 1 aach unten ergibt, wird somit durch die Differenz der zwei Querschnitte multipliziert mit dem Druck der komprimierten Luft erhalten, die in die Kammern 24 und 25 eingeführt wird,

Unter der Einwirkung der Kraft F komprimiert der hydraulische Kolben 1 die in der ££g Kammer 15 vorliege· de Flüssigkeit und stößt dieselbe durch die Oeffnung 8 aus, nachdem die kleine Kugel 9 von ihrem Sitz in dem Teil 7 der Anordnung weggedrückt worden ist, die das Ausdriickventil darstellt, das somit offen ist.

Gleichzeitig fährt die sich in Bewegung befindliche Flüssigkeit dazu, daß die kleine Kugel 4 auf ihren Sitz in dem Teil 3 gedrückt wird, wobei es eich hierbei um die Aaordaung des Ansaugventile handelt, das somit geschlossen ist. Sobald die Anordnung der Kolben 19 and 1 in dem Ende der Bewegung nach ua'uen vorliegt, schlägt die untere Fläche der Buchse 29 an den Vorsprung 65 as, der sich an der Basis der Steuerstaiage 28 befindet und nimmt die letztere bei der Bewegung nach ua-

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ten mit. Es ergibt eich somit, daß das Yeοtil 45 auf dessen Sitz bewegt wird, uad der VerschMiß des Ventile wird sodann durch die Dichtuag 46 sichergeKtellt. Der Schieber 32 wird seinerseits ia Sichtung Bach unten mitgenommen unter Loses des ortsfeste» Ventils der Haube von dessen Sitz 41

Die durch die Oeffaung 62 eintretende komprimierte Luft triot durch die Löcher 35a, 35b und 43 hindurch uid füllt die Kammer 54, die nicht mehr in Verbindung mit der Außealuft steht.

Der Querschnitt der Kammer 54 ist größer als der ringförmige Querschnitt der Kammer 36, uid der Schieber 32 wird nach untea durch die komprimierte Luft gedrückt unabhängig von der Geschwindigkeit der Bewegung nach unten der Kolben 19 und 1 und druckt seinerseits das Teatil 48 unter Lösen desselben τοη seinem Sitz 52 unter Ausbilden, wie weiter oben erläutert, der Austrittekammer 24·

Gleichzeitig verschließt der Schieber 32 wiederum die Oeffauag 35a, wodurch der Kanal für die komprimierte Luft bezüglich der Kammer 24 geschlossen wird.

Sorait wird die den Kolben 19 »ach untea drUckeade Kraft Y zu dem Zeitpuakt aufgehobea, wo die Kolbea 19 uad 1 zu Ende ihres Laufweges aach uatea vorliegea. Die bleibende Siawirkuag der koBpriadertea luft auf dea ringförmige» Querschaitt der Kammer 25 führt jedoch dazu, daß die Kolbea 19 uad 1 wieder aach obea bewegt werdea. Die kleine Kugel 9 des Ausstoßveatils wird wieder uater de« Siawirkuag des aa dem Auslaß der Oeffauag 8 vorliegenden Drucks auf ihre» Sitz bewegt. BLe Oeffauag 8 steht ia Yerbiaduag mit dea umschlosseaea Baum, der die durch die hydropaeuma-

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tiacüe Pumpe geförderte Pltiesigkeic aufnimmt, und es beginnt wiederum der weiter oben beschriebene

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Claims

pipL-ing. Herbert Tischer Katairco ßociete Anonyme 181 3 1 A 5 1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), den H«rb«rtttr«la 92 Patentansprüche /lJ Vermittels komprimierter Luft betätigte. hydropBeumatißciie Pumpe für das Fördern von Flüssigkeiten unter Druck, die einerseits einen "hydrauliechen" ersten Zylinder, in dem ein erster Kolben bewegt wird, der einstückig mit einem zweiten Kolben ausgeführt ist und sich in einem "pneumatischen" zweiten Zylinder bewegt, aufweist, wobei der letztere durch eine untere Kammer, die an die Außenluft mündet und eiae obere Kammer gebildet wird, die einen geringfügig größere« Durchmesser als die untere Kammer aufweist und andererseits ein luftverteiler vorliegt, der durch die Bewegung der Kolben gesteuert wird uad in der Lage ist, die obere Kammer in ei» wahlweises Verhältnis zu einer Quelle komrpiimierter Luft und der Außeniüft zu bringen, um so die Pumpbewegung für das kontinuierliche Fördern einer Flüssigkeit in dem hydraulischen Zylinder, das Unterdrucksetzen und Aufrechterhalten desselben automatisch bei einem vorher bestimmte» Yi'ert ie dem Zylinder zu bewirken, g e k e η β zeichnet durch die Einzelelemente und Kombination der folgenden Merkmale!

1. der Luftverteiler wird durch einen Schieber gebildet, 4η dessen Iamerem sich ei» Yentil und Ventilsitz befindet,

2, in dem oberen Teil des Schiebers befindet eich eine Kammer für komprimierte luft, die dazu de« Schieber bei eeiaer Bewegung nach listen zu drücke», wobei die Bewegung nach oben in

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gleicher Weise durch die komprimierte Luft erzielt wird, die in einer ringb'fmrigen äußeren Kammer de« Schieb er««·*!! wirkt,

3) der Luftverteiler wird durch eine axiale Steueretalge betätigt, die selber durch die Kolben zu Abschluß dere* Bewegung nach obee und uatea !gesteuert wird«

4) die Antriebskemoer der Kolbe« wird abwechselnd in Terbindung mit der Zuführung für komprimierte Luft und mit der Außenluft gebracht, wobei die Zuführung der Außenluft duroh ein Ventil bewirkt wird, dessen Oeffnen oder Schließen durch dee Schieber des Verteilers gesteuert wird»

5) die Dichtungen führen zu einem Abdichten der KoI]Mi₁ Teatile Schieber und weiterer den Drucken ausgesetzfefr Bauelemente.

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ORIGINAL INSPECTSD

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