DE2411546A1

DE2411546A1 - Hochdruckplungerpumpe

Info

Publication number: DE2411546A1
Application number: DE2411546A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Paul Hammelmann Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Paul Hammelmann Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1974-03-11
Filing date: 1974-03-11
Publication date: 1975-09-25
Also published as: DE2411546B2; SU822769A3; DE2411546C3; SU608486A3; BE824818A

Description

"Hochdruckplungerpumpe" (Zusatz zur Patentanmeldung P 23 32 250.1-15) Gegenstand des Patens ... (der Patentanmeldung P 23 32 250.1-15) ist eine Hochdruckplungerpumpe mit einem zentrisch angeordneten druckventil, einem hülsenartigen, auf dem Plunger gleitbar gelagerten, unter Federdruck stehenden, den Druckraum der Pumpe umschlissenden Saugventilkörper, dessen Innendurchmesser dem außendurchmesser des Plungers entspricht und größer ist als der Durchmesser des Ventilsitzes des Saugventils. Die Saugventilöffnung und die Druckventilöffung sind gleich groß.
Beim Gegenstand der Hauptanmeldung ist das Pumpengehäuse mit dem Pumpenkopf einstückig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gegenstand der Hauptanmeldung in der Weise weiterzubilden, daß das Leistungsgewicht verbessert wird, die dem Verschleiß unterliegenden Teile gut zugänglich sind und die Montage vereinfacht und die Fertigung verbilligt wird Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der das oder die Druckventile aufnehmende Pumpenkopf und das Pumpengehäuse getrennte Teile bilden, der Pumpenkopf über eine ilaiterung am Pumpengehäuse festgelegt ist und die Ventilsitze des Saugventis und des Druckventils sowie der vordere Totpunkt der Vorderkante des Plungers oder eines mit dem Plunger verbundenen Verdrängerkörpers im Bereich der Trennungsebene liegen.
Die Halterung ist gegenüber dem Pumpenkopf und dem Gehäuse über Schrauben, Exzenter od.dgl. verspannbar. Hierdurch wird eine Vorspannung erreicht, die auch dann wirkt, wenn die Pumpe nicht in Betrieb ist. Während des Betriebes wird die Verspannung zwischen der Halterung dem Pumpenkopf und dem Punpengehäuse entsprechend dem im Pumpenkopf herrschenden hydraulischen Druck eingestellt.
Zu diesem Zweck ist an der dem Sitz des Druckventils gegenüberliegenden Seite in der Sammelkammer des Pumpenkopfes ein eine Öffung der Sammelkammer verschliessender Kolben gleitbar gelagert, der sich an der Halterung abstützt. Steigt der Druck in der Sammelkammer des Pumpenkopfes, so vergrößert sich auch die Kraft, mit der der Kolben den jrjittelßteg der Halterung belastet.
Die Halterung kommt mit dem zu fördernden Medium nicht in Berührung, so daß die Materialwahl für die Halterung von dem zu fördernden Medium unabhängig ist.
Der Anmeldungsgegenstand kann nicht nur als Plungerpumpe benutzt sondern auch als Homogenisieraggregat für Paten, Rahm od.dgl. oder zur Beschleunigung von Polymerisationsvorgängen verwendet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 eine Hochdruckplungerpumpe im Längsschnitt, Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1, Fig. 3 eine Abwandlung zu der Ausführung nach der Fig. 2, Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 3, Fig. 5 eine Ausführungsform der U-förmigen, in der Fig. 1 aufgezeigten Halterung für den Pumpenkopf, Fig. 6 im Schnitt eine weitere Verankerung zwischen der Halterung für den Pumpenkopf und dem Pumpengehäuse, Fig. 7 eine Hochdruckplungerpumpe im Längsschnitt, bei der der Plunger als Hohlplunger ausgebildet ist, Fig. 8 eine Stirnansicht einer Hochdruckplungerpumpe mit winkelförmiger Halterung, Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX - IX in Fig. 8, Fig. 10 eine Stirnansicht einer Hochdruckplungerpumpe mit plattenförmiger Halterung, Fig.11 einen Schnitt nach der Linie XI - XI in Fig. 10.
Bei dem in der Fig. 1 aufgezeigten Ausführungsbeispiel bilden das Pumpgengehäuse 1 und der Pumpenkopf 2 getrennte Teile. Der Pumpenkopf 2 wird über eine U-förmige Halterung 3 am Pumpengehäuse festgelegt Zu diesem Zweck weisen die Schenkel der U-förmigen Halterung Verankerungsleisten 4 auf, die Verankerungsvorsprünge 5 des Pumpengehäuses 1 hintergreifen.
In der Fig. 1 ist eine schwalbenschwanzartige Verbindung zwischen dem Pumpengehäuse und der Halterung 3 dargestellt. Die Halterung 3 kann mit dem Pumpenkopf 2 von der Seite her auf das Pumpengehäuse geschoben werden.
Der Pumpenkopf 2 ist gegenüber der Halterung 3 durch Zentrierstifte 6 ausgerichtet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 werden nach dem Aufschieben des Pumpenkopfes und der Halterung auf das Pumpengehäuse 1 Knebelschrauben 7 angezogen, die mit ihrem Gewindebolzen 8, der eine Gewindebohrung des Mittelsteges 9 der Halterung durchtritt, sich am Pumpenkopf 2 abstützen. Hierbei werden der Pumpenkopf 2 gegen die Stirnfläche 10 des Gehäuses 1 und die Verankerungsleisten 4 gegen die Verankerungsvorsprünge 5 gepresst. Zwischen dem Pumpenkopf 2 und der Stirnfläche 10 des Gehäuses wird eine Abdichtung über einen Dichtungsring 11 erzielt.
Über die Knebelschrauben 7,8 wird somit eine Vorspannung zwischen dem Pumpenkopf, der Halterung und dem Pumpengehäuse erreicht, die ständig vorhanden ist.
In Abwandlung der in den Fig. 1 und 2 aufgezeigten Konstruktion ist es auch möglich, an Stelle der Knebelschrauben 7,8 Exzenter 12 in einer Ausnehmung 13 des Mittelsteges 9 der Halterung 3 um eine Achse 14 schwenkbar zu lagern, die über einen Handgriff 15 betätigt werden können.
Die Verankerungsleisten 4 der Halterung 3 können sich über die gesamte Breite der Halterung erstrecken. Es ist jedoch auch denkbar, wie dies in der Fig. 5 aufgezeigt ist, die Verankerungsleisten 4 abschnittsweise auszubilden, so daß sich mehrere im Abstand voneinander angeordnete Haken ergeben.
Es ist auch nicht erforderlich, daß zwischen den Verankerungsleisten und den Verankerungsvorsprüngen eLle sdhwalbenschwanzartige Befestigung besteht sondern es ist auch denkbar, die Verankerung so auszubilden, wie dies in der Fig. 6 aufgezeigt ist, Die zusammenwirkenden Stützflächen der Verankerungsleisten 4a und der Verankerungsvorsprünge 5a verlaufen hierbei im rechten Winkel zur Wandung des Pumpengehäuses.
Der Ventilsitz 16 des Druckventils 17 und der Ventilsitz 18 des Saugventilkörpers 19 liegen im Bereich der Trennungsebene zwischen dem Pumpengehäuse 1 und dem Pwllpenkopf 2. Sofern die Ventilsitze nachgearbeitet werden müssen kann dies nach einer Demontage des Pumpenkopfes in einfacher Weise vorgenommen werden.
Der Druckventilkörper 20 verschließt beim Saughub des Plungers 21 unter der Wirkung einer Feder 22 die Druckventilöffnung und begrenzt somit zu dieser Seite hin die im Pumpenkopf 2 vorgesehene Sammelkammer 23 für das Fördermedium. An der der Ventilöffnung gegenüberliegenden Seite weist die Sammelkammer 23 eine Öffnung auf, die durch einen Kolben 24 verschlossen wird. Dieser Kolben ist in der Sammelkammer gleitbar gelagert. Er wirkt auf den Mittelsteg 9 der Halterung 3. Der Druck in der Sammelkammer bestimmt die Anpresskraft des Kolbens 24 gegenüber dem Nittelsteg 9.
Der durch die Knebelschrauben 7,8 oder durch die Exzenter 12,15 erzeugten Vorspannung wird somit im Betrieb der Pumpe eine vom Druck in der Sammelkammer 23 abhängige Verspannung überlagert.
Der Druc1rventilkörper 17 weist einen Bolzen 25 auf, dessen freies Ende in einer Sackbohrung 26 gleitbar gelagert ist. Zum Druckausgleich zwischen der durch die Sackbohrung und durch das freie Ende des Bolzens 25 gebildeten Kolbenkammer und der Sammelkammer 23 ist in dem Bolzen 25 ein winkelförmiger Kanal 27 vorgesehen.
Die den Bolzen 25 umschliessende Rückstellfeder 22 stützt sich mit einem Ende an dem Kolben 24 ab.
Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele weisen drei Plunger 21 und somit im Pumpenkopf 2 drei Sammelkammern 23 auf. Diese Sammelkammern sind untereinander durch eine Bohrung 28 verbunden. ueber diese Bohrung findet innerhalb des Pumpenkopfes ein Druckausgleich statt.
Der Saugventilkörper 19 besteht bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 aus zwei zylindrischen Hülsen 29,30, die durch Schruxpfung oder durch eine Autofrettage untereinander verbunden sind. Der rückwärtige Rand 31 der Hülse 29 bildet eine Stützfläche für das eine Ende der Rückstellfeder 22 des Saugventilkörpers 19. Beim Saughub des Plungers 21, bei dem der Saugventilkörper der Plungerbewegung entgegen der Wirkung der Feder 32 folgt, trifft der rückwärtige Rand 33 der Hülse 30 auf eine Anschlagfläche 34. Durch diesen Anschlag 34 wird der Hub des Saugventilkörpers 19 begrenzt. Der Heb des Saugventilkörpers 19 ist kleiner als der maximale Federweg der Feder 32. Das zu fördernde Medium wird beim Saughub der Pumpe über eine Gehäuseöffnung 35 in den Saugraum 36 der Pumpe gesaugt und gelangt von dort in den von dem Saugventilkr per 19 und dem Plunger 21 begrenzten Raum, der beim Druckhub der Pumpe den Druckraum bildet.
Beim Gegenstand der Anmeldung ist somit Aussehliesslich der Saugventilkörper 19 den beim Saug- und beim Druckhub auft;retenden wechselnden Belastungen ausgesetzt.
Das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 7 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach der Big. 1 im wesentlichen in der Gestaltung des Plungers und des Saugventilkörpers.
Der Plunger 37 ist als Rohlplunger ausgebildet. Im Tnnenraum 38 dieses Hohlplungers ist der hülsenartige Saugventilkörper 39 gleitbar gelagert. Am vorderen Rand 40 des Saugventilkörpers ist eine Hülse 41 befestigt, die den Hohiplunger mit einem Spiel umgreift und an der sich ein Ende einer Rückstellfeder 42 ab stützt. Das andere Ende der Rückstellfeder stützt sich an einem Flansch 43 einer Hülse 44 ab, deren Stirnfläche 45 eine Anschlagfläche für die Hülse 41 beim Saughub bildet. Durch diesen Anschlag 45 wird der Saughub des Ventilkörpers begrenzt.
Um den schädlichen Raum innerhalb des Hohlplungers klein zu -halten,kann der Hohlplunger mit einem Verdrängerkörper 37a ausgerüstet werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 8 und 9 ist am Pumpengehäuse la ein Winkelstück 46 um eine Achse 47 schwenkbar angelenkt. Dieses Winkelstück wird an der der Schwenkachse 47 gegenüberliegenden Seite über am Pumpengehäuse la schwenkbar, und zwar um die Achse 48, angelenkte Knebelschrauben 49 in der Betriebsstellung festgelegt. Die Bolzen 50 dieser Knebelschrauben werden im Bereich ihres freien Endes in Schlitze 51 des Winkelstücks 46 eingeführt und dort über Muttern 52 festgelegt. In der Betriebsstellung wiXt der Kolben 24, der in der Sammelkammer 23 vom Fördermedium beaufschlagt wird, auf die vertikale Platte 53 des Winkelstücks 46.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 10 und 11 besitzt das Pumpengehäuse ib Bolzen 53, die sich von der in der Trennungsebene liegenden Stirnfläche 54 aus erstrecken. Auf diese Bolzen 53 wird der Pumpenkopf 2b geschoben. An den freien Enden der Bolzen 53 wird bajonettartig eine Halteplatte 55 festgelegt.
Auf diese Halteplatte wirkt der bzw. wirken die Kolben 24 des Pumpenkopfes 2b.
Eine Vorspannung zwischen der Platte 55,dem Pumpenkopf 2b und dem Pumpengehäuse Ib wird über Knebelschrauben 56 erzielt, -deren Gewindebolzen eine Gewindebohrung der Platte 55 durchtritt und auf das Gehäuse Ib oder auf gehäusefeste Teile mit dem freien Ende wirkt.

Claims

Patentansprüche:

( ? ,) Ho chdmrckplungerpump e mit einem zentrisch angeordneten Druckventil, einem hülsenartigen, auf dem Plunger gleitbar gelagerten, unter Federdruck stehenden, den Druckraum der Pumpe umschlissenden Saugventilkörper, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Plungers entspricht und größer ist als der Durchmesser des Ventilsitzes des Saugventils, bei der die Saugventilöffnung und die Druckventilöffnung gleich groß -sind, nach Patent ... ( Patentanmeldung P 23 32 250.1-15), d a d u r c h g e k e n n -z e i zu c h n e t , daß der das oder die Druckventile (17) aufnehmende Pumpenkopf (2,2b) und das Pumpengehäuse (1,la,lb) getrennte Teile bilden, der Pumpenkopf über eine Halterung (3) am Pumpengehäuse festgelegt ist und die Ventilsitze (16,18) des Saugventils (19,39) und des Druckventils (17) sowie der vordere Totpunkt der Vorderkante des Plungers (21,37) oder eines mit dem Plunger verbundenen Verdrängerkörpers (37a) im Bereich der Trennungsebene liegen.
2. Hochdruchkplungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnest, daß die Halterung (3,46,55) im Querschnitt U-förmig, winkelförmig oder plattenförmig ausgebildet ist.
3. Hochdruchkplungerpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im querschnitt U-förmige Halterung (3) den Pumpenkopf (2) an drei Seiten umschliesst und mit an den Enden der U-Schenkel vorgesehenen Verankerungsmitt:eln (4,4a) Verankerungsvorspünge (5,5a) des Pumpengehäuses (1) hintergreift.
4. Hochdruckplungerpumpe e nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsmittel (4,4a) und die Verankerungsvorsprünge (5,5a) als Leisten ausgebildet sind, die sich über die gesamte Breite der Halterung bzw. des Pumpengehäuses oder abschnittsweise erstrecken.
5. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterung ein am Pumpengehäuse (la) schwenkbar angelenktes Winkelstück (46) aufweist, das an der der Schwenkachse gegenüberliegenden Seite über am Pumpengehäuse schwenkbar angelenkte Knebelschrauben festlegbar ist.
6. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet; daß der Pumpenkopf (2b) an der der Trennungsebene zugewandten Seite auf gehäusefeste Bolzen (53) geschoben ist, an deren freien Enden bajonettartig eine Halteplatte (55) festgelegt ist, die über Knebelschrauben gegenüber dem Pumpengehäuse (1b) verspannbar ist.
7. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebolzen der Knebelschrauben auf gehäusefeste Bolzen wirken.
8. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Sitz (16) des Druckventils (17) gegenüberliegenden Seite in der Sammelkammer (23) des Pumpenkopfes (2) ein eine Öffnung der Sammelkammer verschließender Kolben (24) gleitbar gelagert ist, der sich an der Halterung abstützt.
9. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch o, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Bolzens (25) des Druckventilkörpers in einer Sackbohrung (26) des Kolbens (24) gleitbar gelagert ist und in dem Bolzen ein Kanal (27) zum Druckausgleich zwischen der Sammelkammer (23) und der Kolbenkammer vorgesehen ist.
10. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem Kolben (24) ein Ende der den Bolzen (25) umschliessenden Rückstellfeder (22) abstützt.
11. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (3) gegenüber dem Pumpenkopf (2) und dem Pumpengehäuse (1) über am Mittelsteg (9) der Halterung gelagerte, auf den Pumpenkopf (2) wirkende Schrauben (7,8), Exzenter (12,15) od.dgl. verspannbar ist.
12. Hochdruckplungerpumpe nach 'Anspruch 1 mit mehreren Plungern, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Sammelkammern (23) im Pumpenkopf (2) durch eine Bohrung (28) untereinander verbunden sind.
13. Hochdruckplungerpumpe, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugventilkörper (19) aus zwei zylindrischen Hülsen (29,30) besteht, die durch Schrumpfen oder durch eine Autofrettage untereinander verbunden sind.
14. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Plunger (37) als Hohlplunger ausgebildet ist und der Saugventilkörper (39) im Inneren des Hohlplungers geführt ist.
15. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Hohlplunger (37) ein Verdrängerkörper (37a) befestigt ist.

L e e r s e i t e