DE19819972C1 - Mehrzylindrige Hochdruckplungerpumpe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mehrzylindrige Hochdruckplungerpumpe mit einem Gehäuse (1) und mehreren in Druckhülsen geführten Plungern, wobei jeweils koaxial zur Druckhülsenachse ein Saug- und ein Druckventil mit entsprechenden Ventilelementen (12, 16; 18, 20) hintereinander angeordnet vorgesehen sind, über die ein Arbeitsraum (2) des jeweiligen Plungers mit einer Zulaufkammer (15) bzw. der Arbeitsraum (2) mit einer Druckkammer (5) eines gemeinsamen Druckraums verbunden sind und die einen Einsatzkörper (3) mit einer durchgehenden, einerseits zum Arbeitsraum (2) des zugehörigen Plungers offenen und andererseits durch das Druckventil beim Saughub des zugehörigen Plungers verschlossenen Bohrung (4) umfassen. Hierbei nimmt die Bohrung (4) des Einsatzkörpers (3) eine Druckhülse (6) auf, die druckkammerseitig mit einer die Druckventilelemente (18, 20) aufnehmenden, sich gegen den Einsatzkörper (3) abstützenden Druckventilführungshülse (8) verschraubbar ist, die die Druckhülse (6) plungerseitig dichtend gegen den Einsatzkörper (3) spannt.

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrzylindrige Hochdruckplunger­ pumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Hochdruckplungerpumpen, die mit Drücken arbeiten, die 2000 bar und darüber erreichen sollen, werden heutzutage üblicherweise hydrosta­ tisch gepanzert. Hierzu umfassen die Zylinder für die Plunger axial ver­ spannte Druckhülsen, wobei die Druckhülsen umgebende Ringräume mit einem gemeinsamen Druckraum der Hochdruckplungerpumpe verbunden sind. Hier­ durch werden die Druckhülsen vom Hochdruck des Druckraums im wesentli­ chen hydrostatisch vorgespannt und unterliegen dementsprechend nur ge­ ringen Lastwechseln, so daß ihre Rißgefahr erheblich herabgesetzt ist.

Bei derartigen Hochdruckplungerpumpen ist es ferner heutzutage üblich, zu jedem Plunger gehörende Saug- und Druckventile, die zum Steu­ ern des Wasserzulaufs und des Drucks dienen und einen zentralen Einsatz­ körper umfassen, der mit einer durchgehenden, einerseits zum Arbeitsraum des zugehörigen Plungers offenen und andererseits durch das Druckventil beim Saughub des zugehörigen Plungers verschlossenen Bohrung versehen ist, hintereinander im Gehäuse axial verspannt anzuordnen, vgl. z. B. DE 40 38 613 A1, um eine einfache Konstruktion bei möglichst geringer Last­ wechselbeanspruchung der einzelnen Teile zu erreichen. Allerdings ist trotzdem bei sehr hohen Drücken der Einsatzkörper sehr stark rißgefähr­ det, da seine Bohrung lastwechselbeaufschlagt ist, und muß dementspre­ chend häufiger ausgewechselt werden. Die Pumpenstandzeit wird entspre­ chend negativ beeinflußt.

Aus DE 30 03 869 C2 ist eine mehrzylindrige Hochdruckplunger­ pumpe bekannt, bei der jeweils koaxial zur Druckhülsenachse ein Saug- und ein Druckventil hintereinander angeordnet vorgesehen sind, wobei in das Gehäuse ein Einsatzkörper eingesetzt ist, dessen Bohrung eine Druck­ hülse aufnimmt, in die sich ein Druckventilkörper erstreckt, der über eine Feder von einer am Einsatzkörper befestigten Kappe gehalten wird. Eine derartige Konstruktion ist nicht geeignet, um bei sehr hohen Drüc­ ken eine ausreichende Standzeit zu erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hochdruckplungerpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die über eine erheblich verlängerte Standzeit selbst bei sehr hohen Drücken von über 2000 bar verfügt.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß die Bohrung des Einsatzkörpers in einer in diesen eingesetzten Druckhülse ausgebildet ist, wobei die Druckhülse saugseitig in dichtenden Eingriff mit dem Einsatzkörper über eine druckkammersei­ tig angeordnete Druckventilführungshülse gespannt ist, wird der annä­ hernd statische Druck in der Druckkammer über Gewinde, über das die Druckhülse mit der Druckventilführungshülse verschraubt ist, und den Spalt zwischen Einsatzkörper und Druckhülse bis zur Saugseite der Druck­ hülse geleitet. Hierdurch wird die Druckhülse mit ihrer lastwechselge­ fährdeten Innenbohrung hydrostatisch vorgespannt und damit gegen die Ge­ fahr eines Dauerbruchs zuverlässig geschützt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der beigefügten Abbildung ausschnittweise im Axialschnitt schematisiert dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die ausschnittweise dargestellte, mehrzylindrige Hochdruck­ plungerpumpe umfaßt ein Gehäuse 1 und mehrere, vorzugsweise drei Zylin­ der mit hydrostatisch gepanzerten Druckhülsen für jeweils einen Plunger (nicht im einzelnen dargestellt). Die Druckhülsen begrenzen jeweils ei­ nen Arbeitsraum 2 eines Plungers, an den sich koaxial hierzu eine Ven­ tilanordnung anschließt.

Die Ventilanordnung umfaßt einen Einsatzkörper 3 mit einer durchgehenden Bohrung 4, die vom Arbeitsraum 2 ausgehend auf der Seite einer in Gehäuse 1 befindlichen Druckkammer 5 mündet. Alle zu den jewei­ ligen Plungern gehörenden Druckkammern 5 sind untereinander zu einem ge­ meinsamen Druckraum verbunden, so daß in den Druckkammern 5 ein im we­ sentlichen konstanter Druck herrscht.

Die Bohrung 4 nimmt eine Druckhülse 6 auf, die druckkammersei­ tig einen Außengewindeabschnitt 7 aufweist, der mit einer sich gegen den Einsatzkörper 3 abstützenden Druckventilführungshülse 8 verschraubt ist. Die Druckhülse 6 weist plungerseitig einen Kopf 9 mit einer konischen Sitzfläche 10 (Konizizät etwa 40° bis 60°) auf, die durch das Verschrau­ ben der Druckventilführungshülse 8 mit dem Außengewindeabschnitt 7 der Druckhülse 6 in dichtenden Eingriff gegen eine korrespondierende Sitz­ fläche 11 eines Saugventilsitzes 12 gespannt wird. Der ringförmige Saug­ ventilsitz 12 wird hierdurch unter metallischer Planflächenabdichtung gegen die Stirnseite des Einsatzkörpers 3 gespannt.

Gegebenenfalls können aber auch zusätzlich zwischen den Sitz­ flächen 10, 11 und zwischen dem Saugventilsitz 12 und dem Einsatzkörper 3 elastische Dichtelemente etwa in Form von O-Ringen eingesetzt sein, obwohl rein metallische Abdichtungen bevorzugt werden.

Der Saugventilsitz 12 besitzt axiale Zuströmbohrungen 13, die über Bohrungen 14 im Einsatzkörper 3 mit einer Zulaufkammer 15 für ein Arbeitsmedium wie Wasser od. dgl. verbunden ist. Ein in Schließstellung federvorgespannter Saugventilteller 16 dient zum Verschließen der Zu­ strömbohrungen 13 beim Druckhub des Plungers und wird beim Saughub des Plungers bis zu einem ringförmigen Anschlag 17 am Kopf 9 der Druckhülse 6 in Offenstellung bewegt.

Die Druckventilführungshülse 8 nimmt benachbart zu ihrem mit dem Außengewindeabschnitt 7 der Druckhülse 6 verschraubten Innengewinde­ abschnitt einen zylindrischen Druckventilkörper 18 auf, der gegen die druckkammerseitige Mündung der Innenbohrung 19 der Druckhülse 6 mittels einer in der Druckventilführungshülse 8 abgestützten Schraubenfeder 20 in Schließstellung vorgespannt wird. In der Offenstellung des Druckven­ tilkörpers 18 sind Bohrungen 21 in der Druckventilführungshülse 8 frei­ gegeben, über die aufgedrücktes Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum 2 des Plungers in die Druckkammer 5 austritt.

Die miteinander verschraubten Gewindeabschnitte der Druckfüh­ rungshülse 8 und der Druckhülse 6 sind permanent vom Hochdruck der Druckkammer 5 beaufschlagt. Hierzu kann, wie dargestellt, der Durchmes­ ser des Druckventilkörpers 18 und der zugehörige Innendurchdurchmesser des den letzteren führenden Abschnitts der Druckventilführungshülse 8 etwas geringer als der Durchmesser der Gewindeabschnitte sein. Der Hoch­ druck der Druckkammer 5 wird über das Gewinde in den Spalt 22 zwischen dem Einsatzkörper 3 und der Druckhülse 6 geleitet. Somit ist die gesamte Druckhülse 6 sowie deren lastwechselgefährdete Innenbohrung 19 über die gesamte Länge hydrostatisch gepanzert und damit gegen die Gefahr eines Dauerlastbruchs zuverlässig geschützt.

Die Abstützung und Abdichtung des zentralen Einsatzkörpers 3 im Gehäuse 1 kann auf verschiedene Weisen erfolgen, z. B. wie in DE 40 38 613 A1 beschrieben. Die arbeitsraumseitige Mündung der Innenbohrung 19 ist zweckmäßigerweise konisch erweitert.

Claims (7)

1. Mehrzylindrige Hochdruckplungerpumpe mit einem Gehäuse (1) und mehreren in Druckhülsen geführten Plungern, wobei jeweils koaxial zur Druckhülsenachse ein Saug- und ein Druckventil mit entsprechenden Ventilelementen (12, 16; 18, 20) hintereinander angeordnet vorgesehen sind, über die ein Arbeitsraum (2) des jeweiligen Plungers mit einer Zu­ laufkammer (15) und der Arbeitsraum (2) mit einer Druckkammer (5) eines gemeinsamen Druckraums verbunden sind und die einen Einsatzkörper (3) mit einer durchgehenden, einerseits zum Arbeitraum (2) des zugehörigen Plungers offenen und andererseits durch das Druckventil beim Saughub des zugehörigen Plungers verschlossenen Bohrung (4) umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (4) des Einsatzkörpers (3) eine Druckhülse (6) aufnimmt, die druckkammerseitig mit einer die Druck­ ventilelemente (18, 20) aufnehmenden, sich gegen den Einsatzkörper (3) abstützenden Druckventilführungshülse (8) verschraubt ist, die die Druckhülse (6) plungerseitig dichtend gegen den Einsatzkörper (3) spannt.

2. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Druckhülse (6) mit einer konischen Sitzfläche (10) plunger­ seitig gegen eine korrespondierende einsatzkörperseitige Sitzfläche (11) gespannt ist.

3. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Druckhülse (6) einen Anschlag (17) für einen Saug­ ventilteller (16) des Saugventils in seiner Offenstellung aufweist.

4. Hochdruckplungerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß plungerseitig vor dem Einsatzkörper (3) ein Saugventilsitz (12) ausgebildet ist, der mit der konischen Sitzfläche (11) für die Druckhülse (6) versehen ist.

5. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Saugventilsitz (12) getrennt vom Einsatzkörper (3) ausge­ bildet ist.

6. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Schließstellung federvorgespannter Saugventilteller (16) zum Verschließen von Zuströmbohrungen (13) im Saugventilsitz (12) beim Druckhub des Plungers dient.

7. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Saugventilsitz (12) gegenüber dem Einsatzkörper (3) metallisch planflächenabgedichtet ist.