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Zweizylinderpumpe zum annähernd pulsationsfreien Fördern von hochviskosen
Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft eine Zweizylinderpumpe zum annähernd pulsationsfreien
Fördern von hochviskosen Flüssigkeiten, insbesondere eines Titandioxyd-Äthylenglykol-Gemisches.
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Bekannt ist eine Zweizylinderpumpe zum Fördern von hochviskosen Flüssigkeiten,
bei der die in den beiden Zylindern gleichen Durcl-lmessers gleitenden Arbeitskolben
im Gegentakt voneinander abhängig bewegt werden. Die Arbeitskolben sind mit Zugstangen
versehen, welche über eine Kette miteinander gekuppelt sind. Die Kette umschlingt
ein Kettenrad. Dieses ist mit einem bogensegmentartigen Stiftrad starr verbunden,
in dessen Stiftzähne ein Treibrad eingreift, welches starr mit einem weiteren Rad
verbunden ist. Dieses Rad wird über einen Treibriemen von einem Motor angetrieben.
Die Zylinder räume hinter den Arbeitskolben sind durch einen Umlaufkanal verbunden,
durch den die in diesen Räumen befindliche Fltissigkeit treten kann. Beim Lauf des
Motors zieht die Kette einen Arbeitskolben nach hin-ten, wobei die hinter dem Arbeitskolben
befindliche Flussigkeit den im zweiten Zylinder befindlielien Arbeitskolben nach
vorn drtickt und damit die vor dem Kolben befindliche Flüssigkeit fördert.
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Diese Zweizylinderpumpe hat den Nachteil, daß auf Grund der hinter
den Ärbeitskolben befindlichen Flüssigkeit besondere Dichtelemente benötigt werden.
Dadurch wird die Pumpe kompliziert und störanfällig. Au3erdem entsteht durch die
Anwendung von Dichtkolben ein großer Verschleiß.
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Zweck der Erfindung ist es, eine Zweizylinderpumpe zu schaffen, die
einfach in ihrem Aufbau und wenig störanfällig ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe uu entwickeln,
mit der hochviskose Flüssigkeiten annähernd pulsationsfrei gefördert werden können.
Dabei soll die Pumpe so beschaffen sein, daß mit ihr auch solche Flüssigkeiten gefördert
werden können, die einen großen Verschleiß der bewegten Metallteile bewirken, wie
beispielsweise ein Titandioxyd-Flüssig keitsgemisch.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die: Zweizylinderpumpe
mit einem phasenumschaltbaren Motor versehen ist. Die beiden Zylinder der Pumpe
weisen jeweils ein Ein- --und -ein Auslaßventil auf, wobei die beiden Einlaßventile
über eine geminsame Zuflußleitung mit einem Vorratsbehälter, der mit einem Druckpolster
belastet ist, und die beiden Auslaßventile über eine gemeinsame Abflußleitung mit
einem Reaktionsapparat, in den die -Flüssigkeit gefordert werden soll, verbunden
sind. Mit der Welle des Motors ist- eine Schnecke gekuppelt, die kraftübertragend
mit einem ortsfesten, drehbaren Schneckenrad in Verbindung stel-it. Zu diesem Zweck
weist die Schnecke ein Außengewinde auf, in das das Außengewinde des Schneckenrades
eingreift. Das Schnecknrad ist mit einer Gewindehülse fest verbunden. Das Schneckenrad
und die Gewinde- -hülse drehen sich um sich selbst. Die Gewindehülse ist so gelagert,
daß sie ihren Standort nicht verändern kann. Sie weist in ihrer Mitte ein Innengewinde
auf. In der Gewindehülse ist eine seitlich verschiebbare Spindel geführt, deren
Außengewinde in das Innengewinde der Gewindehülse eingreift. Die Spindel selbst
dreht sich nicht mit. Sie, ist an ihren beiden Enden jeweils über eine Kolbenstange
mit einem in einem Zylinder angeordneten Tauebkolben verbunden.
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Bei einer Verbesserung der erfindungsgemäßen Zweizylinderpumpe ist
an den beiden Kolbenstangen jeweils ein Kontaktgeber angebracht, der in der vorderen
Endstellung des Tauchkolbens
einen mit dem Motor gekoppelten Endschalter
betätigt. Zweckmäßigerweise sind die Ein- und Auslaßventile als federbelastete Kugelventile
ausgebildet.
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Eine weitere Verbesserung sieht vor, daß die Einlaßventile zwangsgesteuert
und die Auslaßventile als federbelastete Itrehrkugelventile ausgebildet sind. Vorteilhafterweise
können aber auch die Ein- und Auslaßventile zwangsgesteuert sein.
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Bei einer Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Zweizylinder pumpe
ist dem Motor ein Getriebe nachgeschaltet, mit dem die Schnecke gekuppelt ist.
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Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert.
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In der Zeichnung ist ein Schnitt durch eine Z,weizylb'iderpumpe zum
annähernd pulsationsfreien Fördern eines Titandioxyd Ä'thylenglykol-emisches dargestellt.
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Der phasenumsehaltbare Motor 1 ist kraftschlüssig mit dem Getriebe
2 verbunden. Das Getriebe 2 ist regelbar. Es ist mit einer Schnecke 3 versehen,
die kraftübertragend mit einem Schneckenrad 4 in Verbindung steht. Das Schneckenrad
4 weistzu diesem Zweck ein Außengewinde auf, das in das Außengewinde der Schnecke
3 eingreift. Das Schneckenrad 4 ist mit einer Gewindehülse 17 fest verbunden. Die
Gewindehülse 17 ist zwar ortsfest, jedoch drehbar gelagert. Sie dreht sich um sich
selbst.
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Sie besitzt in ihrer Mitte ein Innengewinde. In der Gewindehülse 17
ist eine seitlich verschiebbare Spindel 5 geführt, deren Flanken in das Innengewinde
der Gewindehülse 17 eingreifen.
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Beim Lauf des Motors 1 dreht sich die Schnecke 3. Die Drehbewegung
wird auf das Schneckenrad 4 übertragen, welches sich
dadurch um
sich selbst dreht. Durch die Drehbewegung des Schneckenrades 4 wird die in der Gewindehülse
17 geführte Spindel -5 seitlich verschoben. Bei dieser seitlichen Verschiebung dreht
sich die Spindel 5 jedoch nicht mit.
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Die Spindel 5 ist an ihren beiden Enden jeweils über die Kolben stangen
5: 6' mit den Tauchkolben 7: 7' verbunden, die in den Zylindern 8: 8' geführt sind.
Durch die Kopplung der beiden Tauchkolben 7: 7' ist ihre Vorlaufsgeschwindigkeit
gleich ihrer Rücklaufgeschwindigkeit. Bei der Förderung eines Ditandioxyd-Äthylenglykol-Gemisches
entsteht auf Grund der Eigenschaften des Titandioxydes ein hoher Verschleiß. Durch
die Anwendung von Tauchkolben ist der Verschleiß an den Kolben und den Zylindern
relativ gering.
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Die Zylinder 8: 8' sind mit Einlaßventilen 9: 9' und Auslaßventilen
10: 10' versehen, durch die'das zu führende Titandioxyd-Äthylenblykol-Gemisch in
die Zylinder 8: 8' ein- bzw.
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austritt. Diese Ventile sind als federbelastete Kugelventile ausgebildet.
Die beiden Einlaßventile 9: 9' sind über die Zuflußleitung 11: 11' gemeinsam mit
dem Vorratsbehälter 12 verbunden, in dem das zu fördernde Titandioxyd-Äthylenglykol-Gemisch
sich befindet. Im Vorratsbehälter 12 wird durch Inertgas ein Druck von 3 atü aufrechterhalten.
Durch die geringen Hubgeschwindigkeiten ist kein eindeutiges Ausbilden eines Saughubes
möglich, so daß die Füllung der Zylinder 8: 8' vorwiegend durch das Druclwolster
im Vorratsbehälter 12 erfolgen muß. Die beiden Auslaßventile 10: 10' sind über die
Druckleitungen 13: 15 t mit dem Reaktionsapparat 16 verbunden, in den das Titandioxyd-Äthylenglykol-Gemisch
gefördert werden soll. Der Druck in den Zylindern S: 8' ist größer als die Differenz
zwischen dem Druck im Vorratsbehälter 12 und der Federkraft der Einlaßventile 9:
9'.
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An den Kolbenstangen 6 sind Kontaktgeber 14. 14' so angeordnet, daß
sie in der vorderen Endstellung der Tauchkolben 7: 7' jeweils einen mit dem Motor
1 gekoppelten Endschalter 15: 15' betätigen. Bei dieser Betätigung der Endschalter
15: 15' wird der Motor 1 jeweils umgeschaltet, so daß er in der entgegengesetzten
richtung weiterläuft, wodurch dann die beiden Kolben 7: 7' in der entgegengesetzten
Richtung laufen.
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Beim Lauf des Motors 1 wird die Drehbewegung über däs, Ge- -triebe
2 und die Schnecke 3 auf das Schneckenrad 4 übertragen, welches durch seine Drehbewegung
die Spindel 5 seitlich' verschiebt. Mit der seitlichen Verschiebung der Spindel
5 werden auch die Kolben 7: 7' verschoben. Dabei wird jeweils der eine Kolben in
seine vordere Endstellung und der andere Kolben in seine hintere Endstellung verschoben.
Bei der Verschiebung des Kolbens 7 in die vordere Endstellung wird das im Zylinder
8 befindliche Titandioxyd-Ä'thylenglykol-Gemisch durch das federbelastete Auslaßventil
10 und durch die Druckleitung 13 in den Reaktionsapparat 16 gedrückt. Der Kolben
7' wird dabei gleichzeitig in seine hintere Endstellung verschoben, wobei das Einlaßventil
9' geöffnet ist und das unter Druck stehende Gitandioxyd-Athylenglykol Gemisch aus
dem Vorratsbehälter 12 durch die Zuflußleitung 11' in den Zylinder 8' gedrückt wird.
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Hat der Kolben 7' seine hintere Endstellung erreicht, dann schließt
die zum Einlaßventil 9' gehörende Feder dieses wieder.
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Erreicht der Kolben 7' seine vordere Endstellung, dann betätigt der
Kontaktgeber 14' den Endschalter 15'. Durch die Betätigung des Endschalter. 15'
wird der mit ihm gekoppelte Motor 1 umgeschaltet, wodurch sich dessen Drehrichtung
umkehrt. Dadurch werden die beiden Kolben 7: 7' in die entgegengesetzte Richtung
verschoben.
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Durch die Anwendung einer Schnecke 3, eines Schneckenrades 4 und einer
Spindel 5 bei der Umwandlung einer Drehbewegung in eine Langsbewegung und dem Vorschalten
eines Getriebes 2 ist
es möglich, lange Hübe und damit relativ lange
Hubezeiten zu erreichen. So wurde bei Versuchen beispielsweise mit Zweizylinderpumpen
gearbeitet, die Hub zeigten von 15 minuten aufwiesen. Da die Umschaltung des Motors
1 In sehr kurzer Zeit erfolgt, dagegen aber sehr lange Hubzeiten vorhanden sind,
tritt nur aller 15 Minuten eine kurzzeitige Pördevpauseein.
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Dadurch erfolgt die Förderung annähernd pulsationsfrei.
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Mit Hilfe dieser Zweizylinderpumpe können sehr hochviskose Flüssigkeiten
gefördert werden. So konnte bei Versuchen festgestellt werden, daß ein Titandioxyd-Äthylenglykol-Gemisch
gefördert werden kann, das 60 Gew.% Titandioxyd enthält.
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Durch die geringe Kolbengeschwindigkeit entsteht ein geringer Verschleiß.
Dadurch wird eine hohe Betriebsstundenzahl der Vorrichtung ermöglicht.