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Abfüllpumpe.
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Vorliegende Erfindung betrifft eine Abfüllpumpe mit einem in einem
Zylinder gleitenden Plunger, wobei der Zylinder an seinem einen Ende e-ine Öffnung
zum Ansaugen und Ausstoßen des Abfüllmediums besitzt und im Bereich des anderen
Zylinderendes mit einer Abdichtung gegenüber dem Plunger versehen ist.
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Bei Abfüllpumpen dieser Gattung wird durch eine zylinderaußenseitige
Öffnung beim Rückhub des Plungers Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter angesaugt
und durch diese Öffnung in Abfüllgefäße abgefüllt. In der Regel befinden sich in
der verzweigten Ansaug- und Ausstoßleitung geeignete Rückschlagventile. Der Plunger
ist über geeignete Dichtungspackungen im rückwärtigen Bereich des Zylinders gegenüber
diesem abgedichtet, um zu verhindern, daß eine zu große Leckage eintritt.
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Bei der Abfüllung von hochaggressiven Flüssigkeiten, beispielsweise
Schwefelsäure, stellen sich besondere Probleme, da beim Betrieb einer hierfür vorgesehenen
Pumpe keinerlei Flüssigkeit oder schädliche Dämpfe austreten dürfen, um die Bedienungspersonen
nicht zu gefahrden. Man könnte nun eine Abfüllpumpe der eingangs beschriebenen Art
gänzlich aus einem besonderen Stahl fertigen,der von den aggressiven Medien nicht
angegriffen wird, und man könnte geeignete Dichtungspackungen verwenden, deren Anzahl
und Anordnung eine Leckage vermeiden würden. Diese rein theoretische Lösung wäre
für die Praxis jedoch indiskutabel, da die Herstellungskosten einer solchen Abfüllpumpe
wesentlich zu hoch liegen würden, Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Abfüllpumpe
der genannten Art zu schaffen, bei welcher jegliches Austreten von Leckflüssigkeit
unmöglich ist und die zudem mit einfachen Mitteln erstellt werden kann und somit
preiswert ist.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Plunger und
Zylinder aus einem gegen aggressive Medien hochwiderstandsfähigen Kunststoff bestehen,
und daß gegenüber der Ansaug- und Ausstoß seite des Zylinders hinter der Dichtung
eine drucklose Leckkaintiier angeordnet ist, die außenseitig eine weitere Abdichtung
gegenüber dem Plunger aufweist. Der hier zur Anwendung gelangende Kunststoff
ist
bevorzugt Polypropylen, ein Werkstoff, der bei absoluter Resistenz gegen aggressive
Medien innerhalb eines weiten Temperaturfeldes leicht zu verarbeiten und darüber
hinaus preiswert ist. Die jenseits der den Pumpenraum abschließenden Dichtung vorgesehene
Leokkammer nimmt die zwischen dieser zylinderseitigen Dichtung und dem Plunger durchtretende
Leckflüssigkeit drucklos auf. Diese gelangt somit nicht an die Außenseite der Abfüllpumpe,
so daß eine Gefährdung von Bedienungspersonen oder Material durch austretende Flüssigkeit
oder Dämpfe ausgeschlossen ist.
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Dadurch, daß in der Leckkammer kein Druck herrscht, kommt die am weitesten
außen liegende Dichtung nur noch mit derjenigen Flüssigkeit in Beruhrung, die am
Plunger haften geblieben ist. Die Anordnung der beiden, die Leckkammer zwischen
sich einschließenden Dichtungen hat darüber hinaus den Vorteil, daß der Plunger
gut axial geführt werden kann.
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In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die
Leckkammer eine Auslauföffnung aufweist, die flüssigkeits- und gasdicht mit dem
Vorratsbehälter des Abfüllmediums verbunden ist. Die Anordnung dieser Auslauföffnung
in der Leokkammer hat den Vorteil, daß die Entleerung der Leckkammer automatisch
erfolgt, sobald der Spiegel der Leckflüssigkeit die Auslauföffnung erreicht hat.
Es ist daher nicht notwendig, die Leckkammer nach Erreichen eines bestimmten Füllstandes
besonders zu entleeren } n n r 1
In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen,
daß zwischen der Auslauföffnung in der Wand der Leckkammer 1:md der Dichtung ein
Abstand belassen ist. Insbesondere bei Vertikalanordnung der Abfüllpumpe, wobei
sich die Leckkammer zu oberst befindet, hat dies den Vorteil, daß ein Leckflssigkeits-Sumpf
entsteht, der die Oberfläche des Plungers beim Ausstoßhub benetzt, so daß die unterhalb
der Leckkammer gelegene Dichtung ständig geschmiert wird, wodurch deren Verschleiß
sehr gering ist.
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Infolge der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Leckkammer ist - zumal,
wenn die Leckkammer mit dem Vorratsbehälter verbunden ist - nicht entscheidend,
ob auch größere Mengen an Leckflüssigkeit anfallen. Demzufolge braucht auf eine
besonders hervorragende Abdichtung des oberen Zylinderendes gegenüber dem Plunger
kein besonderer Wert gelegt zu werden. Es genügt dabei, wenn die Oberfläche des
Plungers einigermaßen geglättet wird. Demzufolge ist gemäß weiterer Ausgestaltung
der Erfindung vorgehen, daß die Mantelteile von Zylinder, Leckkammer und Kolben
aus Rohrabschnitten gebildet sind. Die Rohrabschnitte der Leckbe kammer und des
Zylinders/dürfen dabei überhaupt keiner Oberflächenbehandlung.
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Wenngleich sämtliche einzelnen Bauelemente der Abfüllpumpe aus Kunststoff-Spritzgußteilen
gefertigt sein
können, ist es von besonderem Vorteil, wenn die Mantelteile
von Zylinder, Leckhammer und Kolben aus Rohrabschnitten gebildet sind, die mit Abschlußflanschen
oder -böden verschweißt sind. Die benötigten Rohrabschnitte können als Kürzungsabschnitte
handelsüblich genormter Rohre erhalten werden.Hierdurch werden aufwendige Spritzgießformen
entbehrlich. Bei dieser gewählten Bauweise ist außerdem von erheblichem Vorteil,
daß Abfüllpumpen in einfacher Weise mit nahezu beliebigen Abmessungen zusammengestellt
werden können. Der außenseitige Abschluß flansch am Pumpenzylinder enthält die Ansaug-
und Ausstoßöffnung, während der rückwärtige Flansch die erste Dichtung und der außenseitige
Plansch der Leckkammer die äußere Dichtung enthalten.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Dichtungen
in den Flanschen der die Leckkammer bildenden Gehäuseteile aufgenommen sind, die
unter Zwischenschaltung eines zylindrischen Rohrteils miteinander zu einer im wesentlichen
glockenförmigen Baueinheit verschweißt sind.
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Dieses im wesentlichen glockenförmige Bauteil bildet also zwischen
seinen Innenwandungen und dem Plunger die Leckkammer und beinhaltet sämtliche Abdichtungen
des Zylinders bzw. der Leckkammer gegenüber dem Plunger. Der eigentldche
Zylinder
der Pumpe besteht somit nur noch aus einem Rohrabschnitt und einem diesen nach außen
abschließenden Plansch mit der Ansaug- und Ausstoßöffnung.
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Diese glockenförmige Beckkammer-Baueinheit soll zweckmäßig mit dem
Zylinder verschraubt sein, wobei die Verschraubung bevorzugt durch Stehbolzen erfolgt,
die unter Zwischenschaltung eines Dichtelements den Blansch der Leckkammer und einen
ansaug- bzw. ausstoßseitig am Zylinderboden angeordneten Flansch verbinden. Die
glockenförmige Leckkammer-Baueinheit könnte zwar mittels eines Gewindes auf dem
Rohrabschnitt des Zylinders aufgeschraubt sein, jedoch ist eine Abdichtung des Zylinderrohres
gegenüber der Leckkammer-Baueinheit bei Verschraubung mittels Stehbolzen mit einfachen
Mitteln wirksamer auszuführen.
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Am besten versteht sich der Gegenstand vorliegender Erfindung anhand
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles, welches
auch in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist.
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Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch die neue Abfüllpumpe.
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Diese Abfüllpumpe besteht aus einem Zylinder 10
und
einem in diesem axial hin- und herbewegbaren Verdrängungskolben (Plunger) 11. Nach
unten bzw. außen ist der Zylinder 10 durch einen Zylinderboden 12 abgeschlossen,
der eine Öffnung 13 aufweist, die gleichzeitig dem Ansaugen und dem Ausstoßen der
Abfüllflüssigkeit dient.
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Oberseitig ist der Pumpenraum 14 durch zwischen dem Zylinder 10 und
dem Plunger 11 eingelagerte- Dichtringe 15 abgedichtet.
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Bei der Abfüllung einer Flüssigkeit unter Druck ist es unvermeidbar,
daß eine gewisse Menge an Leckflüssigkeit durch die Dichtung 15 nach oben herausgedrückt
wird. Diese Leckflüssigkeit wird jedoch in der drucklosen Leckkammer 16 aufgefangen.
Infolge der Tatsache, daß in dieser Leckkammer kein Druck herrscht, tritt keine
weitere Leckflüssigkeit durch die am weitesten außen bzw. oben gelegene weitere
Dichtung 17 ins Freie aus.
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Mit gewissem Abstand über der Dichtung 15 befindet sich in einem
die Leckkammer 16 nach außen hin abschließenden Mantelteil 18 eine Auslauföffnung
19. Diese steht mit einer - nicht dargestellten - Leitung flüssigkeits- und gasdicht
mit dem Vorratsbehälter in Verbindung, aus welchem die Abfüllflüssigkeit angesaugt
wird. Rierdurch fließt anfallende Leckflüssigkeit - ohne ins Freie zu treten und
schädlich werden zu können - in den Vorratsbehälter
zurück. Zwischen
der unteren Wandung der Auslauföffnung 19 und-der Dichtung 15 bleibt ein lüssigkeita-Suepî
erhalten, der beim Abwärtshub des Plungers eine Schmierung der Dichtung 15 bewirkt.
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Sämtliche Einzelteile der dargestellten Abfüllpumpe bestehen aus
hochresistenten Kunststoffteilen. Der Plunger 11 ist im wesentlichen aus einem rohrförmigen
Mantelteil 20 sowie einem oberen Kolbenboden 21 und einem unteren Kolbenboden 22
zusammengesetzt. Die Kolbenböden 21, 22 sind mit dem rohrförmigen Mantelteil 20
verschweißt. Die durch die Kolbenböden tretende Kolbenstange 25 - diese allein ist
aus Metall gefertigt - ist gegenüber dem aggressiven Medium durch eine Kappe 24
aus Kunststoff abgeschirmt.
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Der Zylinder ist gebildet aus einem Rohrabschnitt 25, gegen den unterseitig
der flanschartige Zylinderboden 12 geschweißt ist. Die Gehäusewandteile, die zwischen
sich und dem Plunger 11 die Leckkammer 16 bilden, sind zu einer glockenartigen Baueinheit
zusammengesetzt. Diese Baueinheit besteht aus einem oberen Ring 26, der innen die
Dichtung 17 aufnimmt, einem Rohrabschnitt 27 sowie einem Flanschteil 28, der innenseitig
die Dichtringe 15 in Nuten aufnimmt. Sowohl der rohrförmige Mantelteil 20 als auch
die Rohrabschnitte 25 und 27 sind Kürzungsabechnitte von handelsüblichen, normierten
Kunststoffrohren.
Lediglich der rohrförmige Mante-lteil des Plungers ist außenseitig geringfügig geglättet,
um den Verschleiß der Dichtringe 15 möglichst niedrig zu halten.
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Die Rohrabschnitte 25 und 27 sind zweckmäßig aus einem Rohr derselben
geometrischen Abmessung abgetrennt.
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Die Verbindung zwischen dem glockenförmigen Leckkammer-Bauteil, dessen
Einzelteile 26, 27, 28 miteinander verschweißt sind, um den Zylinder 10 erfolgt
durch Stehbolzen 29, die über den Umfang der Flansche 28 und 12 verteilt angeordnet
sind und diese Flansche gegeneinander ziehen. Die Abdichtung zwischen dem Zylinder
und der Leckkammer-Baueinheit erfolgt über eine in die obere Stirnfläche des Rohrabschnitts
25 eingelegte ringförmige Kunststoffdichtung 30.
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Der Aufbau der neuen Abfüllpumpe durch einzelne, miteinander verschweißte
rohr- und plattenförmige Einzelelemente gestattet einen einfachen Aufbau der Abfüllpumpe
mittels Kürzungsabschnitten handelsüblicher Rohre und erlaubt die Herstellung einer
derartigen Pumpe in den verschiedensten Größenabmessungen ohne aufwendige Form.