DE2918398A1

DE2918398A1 - Verdraengerpumpe

Info

Publication number: DE2918398A1
Application number: DE19792918398
Authority: DE
Inventors: Roger Luedi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-05-11
Filing date: 1979-05-08
Publication date: 1979-11-15
Also published as: GB2020749A; SE7904104L; IT1115198B; FR2425564A1; IT7922546A0

Description

BE 18*977

Roger Lüdi, Regensdorf

(Schweiz)

Verdrängerpumpe

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe, besondere Zahnradpumpe, zur Förderung eines Fluids, mit zwei Förderstufen, von denen die erste als Speisestufe Fluid aus einem Reservoir ansaugt und im Ueberschuss in eine Zwischenkammer fördert, während die zweite als Dosierstufe Fluid aus der Zwischenkammer ansaugt und über eine Druckleitung zu einem Verbraucher fördert, wobei eine Rücklaufleitung für die Rückleitung des anfallenden Fluidüberschusses aus der Zwischenkammer in das Reservoir angeordnet ist.

Verdrängerpumpen werden in vielen Hydrauliksystemen verwendet. Insbesondere Zahnradpumpen weisen einen verhältnismässig einfachen Aufbau auf und sind auch betxiebssicher, insbesondere dann, wenn viskose Medien, die eine Schmierwirkung aufweisen, gefördert werden.

Ein umfangreiches Anwendungsgebiet der Verdrängerpumpen liegt bei Oelbrennern für Feuerungen ver-

schiedener Art vor. Die Verdrängerpumpe fördert hierbei das Heizöl zu mindestens einer Brennerdüse, wo es zerstäubt und gezündet wird. Hierbei ist es erwünscht, dass die das Heizöl fördernde Verdrängerpumpe eine möglichst konstante Fördermenge, unabhängig davon, ob sich die Viskosität des Heizöls ändert, liefert, damit auch die Verbrennungsluft konstant gehalten werden kann. Die Konstanz der Fördermenge kann für grosse und mittlere Heizöl-Fördermengen ohne besondere konstruktive und fabrikatorische Massnahmen erreicht werden. Wesentlich schwieriger ist es jedoch, die Konstanz der Fördermenge bei kleinen Heizöl-Fördermengen, d.h. bei Fördermengen kleiner als etwa 2 l/h, zu gewährleisten. Da bei einer Verdrängerpumpe das Laufspiel zwischen den bewegten und den festen Teilen ein gewisses Mindestmass nicht unterschreiten darf, ohne die Betriebssicherheit zu gefährden, wird der Einfluss der durch die Laufspiele eintretenden Förder-Verluste bei kleiner werdenden Fördermengen immer grosser, so dass der Einfluss der Viskosität des Heizöls entsprechend steigt.

Bei Hydropumpen ist es bekannt, die durch Leckage verlorene Fördermenge durch eine Kompensationspumpe auf der Druckseite der Pumpe einzuspeisen. Bei kleinen Fördermengen ist diese Lösung wegen des verhältnismässig grossen Aufwandes wirtschaftlich nicht vertretbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verdrängerpumpe der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, dass die Konstanz der Fördermenge mit

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verhältnismässig einfachen Mitteln gewährleistet werden kann, auch wenn verhältnismässig grosse Aenderungen der Viskosität des zu fördernden Fluids auftreten.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Zwischenkammer bzw. die Rücklaufleitung und die Druckleitung mit einer Druckregelvorrichtung verbunden sind und mindestens die eine der beiden Leitungen über das Stellglied der Druckregelvorrichtung geführt ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltschema einer Verdrängerpumpe für die Förderung konstanter Fördermengen

unterschiedlicher Viskosität,

Fig. 2 einen Querschnitt einer schematisch dargestellten Verdrängerpumpe gemäss dem Schaltschema nach Fig. 1 und

Fig. 3 ein Schaltschema einer Variante der im

Schaltschema nach Fig. 1 verwendeten Druckregelvorrichtung .

Gemäss dem Schaltschema nach Fig. 1 weist die Verdrängerpumpe eine von einem motorischen Antrieb 1 angetriebene erste Pumpenstufe 2 auf, über welche mittels eines Reduktionsgetriebes 3 eine zweite Pumpenstufe 4 angetrieben wird. Die erste und zweite

Pumpenstufe 2, 4 sind Verdrängerpumpen, wobei die Fördermenge der ersten Pumpenstufe 2 grosser ist als diejenige der zweiten Pumpenstufe 4. Wellen 5 stellen die mechanische Verbindung zwischen dem motorischen Antrieb 1, der ersten Pumpenstufe 2, dem Reduktionsgetriebe 3 und der zweiten Pumpenstufe 4 dar.

Die erste Pumpenstufe 2 saugt Fluid aus einem Reservoir 6 über eine Saugleitung 7 an und fördert dieses in eine druckseitige Leitung, die als Zwischenkammer 8 bezeichnet wird, da sie ein gewisses Volumen aufweist. Der von der ersten Pumpenstufe geförderte Fluidüberschuss wird über eine Rücklaufleitung 9, in der eine noch zu beschreibende Druckregelvorrichtung 10 liegt, in das Reservoir 6 geleitet. Die von der

.15 zweiten Pumpenstufe 4 geförderte Fördermenge wird über eine Druckleitung 11 über die Druckregelvorrichtung 10 einem Verbraucher 12 zugeführt.

Die Druckregelvorrichtung 10 weist ein Stellglied auf, das auf der einen Seite 14 mit der Rücklaufleitung 9 und auf der anderen Seite 15 mit der Druckleitung 11 in Verbindung steht und durch die beiden in den Leitungen 9 und 11 herrschenden Drücke betätigt wird. Befindet sich das Stellglied 13 in der Mittellage, so bedeutet dies, dass auf den beiden Seiten 14, 15 derselbe Druck herrscht und dementsprechend auch auf der Saugseite 8 und der Druckseite 11 der zweiten Pumpenstufe 4 derselbe Druck herrscht. Dies ist der gewünschte Sollzustand, bei dem die Fördermenge der zweiten Pumpenstufe 4 unabhängig von der Viskosität konstant ist, da dann bei der zweiten Pumpenstufe 4 praktisch kein Druckgefälle vorhanden ist. Sind 'die

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Drücke auf den Seiten 14, 15 nicht mehr gleich, so wird das Stellglied 13 in Richtung des kleineren Drucks verschoben, wodurch auf dieser Seite eine stärkere Drosselung und auf der anderen Seite eine Verringerung der Drosselung auftritt, die solange wirksam ist, bis das Stellglied 13 in seine Soll-Lage zurückgeführt ist. Die Druckregelvorrichtung 10 ist demnach ein Regler, der auf eine Druckdifferenz Null in den beiden Leitungen 9, 11 regelt.

In der Druckleitung 11 ist zudem ein magnetbetätigtes Sperrventil 16 und ein federbelastetes Ueberströmventil 17 angeordnet. Das Ventil 17 ist ablaufseitig mit der Rücklaufleitung 9 verbunden. Das Sperrventil 16 erlaubt, den Zufluss zum Verbraucher 12 zu sperren, während die Pumpenstufen 2, 4 weiterfördern. In diesem Falle wird die von der zweiten Pumpenstufe 4 geförderte Fördermenge über das UeberStrömventil 17 in das Reservoir 6 zurückgeleitet.

Die in Fig. 1 dargestellten Teile sind bei der Ausführungsform der Verdrängerpumpe nach Fig. 2 ebenfalls vorhanden und mit denselben Bezugszeichen versehen. Der Antrieb 1, das Reservoir 6 und die Wellen 5 sind hier nicht dargestellt.

Beide Pumpenstufen 2, 4 sind als zweirädrige Zahnradpumpen ausgebildet. Das Reduktionsgetriebe 3 weist drei"Zahnradpaarungen auf, mit Hilfe welcher eine grosse Zahl von Uebersetzungen gewählt werden kann, so dass die Fördermenge der zweiten Pumpenstufe 4 in weiten Grenzen variiert werden kann. Das Reduktionsgetriebe 3 liegt gegenüber den beiden Pumpenstufen 2,

vertieft in der Zwischenkammer 8.

Bei der Druckregelvorrichtung 10 ist das Stellglied eine Membran 13, z.B. aus Metall mit einer Kunststoff beschichtung. Die Membran 13 ist in der Umfangswand einer Kammer 2 0 eingespannt und bildet Teilkammern 14, 15, die mit der Eintrittsseite der beiden Leitungen 9, 11 verbunden sind. Der Ablauf der Leitungen 9, 11 ist über zwei Drosselstellen 21, 22 geführt, die im Zentrum der Teilkammern 14, 15 mit parallel zur Membran 13 verlaufenden und auf Erhebungen 23, 24 liegenden Drosselflächen angeordnet sind. Ist der Druck in den beiden Teilkammern 14, 15 gleich, so herrscht auch auf der Saug- und Druckseite der zweiten Pumpenstufe 4 derselbe Druck, und es wird immer dieselbe Fördermenge gefördert, unabhängig davon, ob Viskositätsänderungen im Fluid auftreten. Die Regelung durch die Membran 13 erfolgt in gleicher Weise, wie dies für das Stellglied 13 in Fig. 1 beschrieben wurde.

In Fig. 3 ist eine vereinfachte Druckregelvorrichtung dargestellt, bei der zwar je eine Steuerverbindung von der Zwischenkammer 8 bzw. der Rücklaufleitung 9 und von der Druckleitung 11 zu den beiden Steuerseiten 14, 15 des Stellglieds bzw. der Membran 13 der Druckregelvorrichtung 10 besteht, jedoch nur die eine der beiden Druckseiten geregelt wird, d.h. nur die Rücklaufleitung 9 oder die Druckleitung 11 über das Stellglied 13 der Druckregelvorrichtung 10 geführt ist und durch dieses entsprechend den auf beiden Seiten 14, 15 des Stellglieds 13 herrschenden Drücken gedrosselt wird. Die gestrichelten Linien zeigen die saug- und druckseitige Steuerverbindung mit den

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beiden Seiten 14, 15 des Stellglieds 13. Bei der Druckregeleinrichtung nach Fig. 2 heisst dies, dass je eine Steuerverbindung mit den beiden Druckkammern 14, 15 der Membran 13 erforderlich ist und nur eine Drosselstelle 21 bzw. 22 vorgesehen werden muss, da nur eine der beiden Leitungen 9, 11 über die Membran 13 geführt wird. In Fig. 2 und 3 ist die Rücklaufleitung 9 über die Drosselstelle 21 des Stellglieds bzw. der Membran 13 geführt, während die Druckleitung 11 direkt zum Verbraucher 12 geht und damit die Drosselstelle entfällt. Wird umgekehrt die Druckleitung 11 über das Stellglied 13 geführt, so ist die Drosselstelle 22 vorzusehen, während die Drosselstelle 21 entfällt und die Rücklaufleitung 9 direkt mit dem Ablauf verbunden ist.

Die beschriebene Verdrängerpumpe stellt eine kompakte Einheit dar, die alle Elemente enthält, um eine sehr genaue Einhaltung der Fördermenge durch die zweite Pumpenstufe 4 zu gewährleisten. Messungen haben gezeigt, dass die Toleranz der Fördermenge bei Heizöl EL zwischen 0 und 50⁰C - 1 % beträgt.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

IJ Verdrängerpumpe, insbesondere Zahnradpumpe, zur Förderung eines Fluids, mit zwei Pumpenstufen, von denen die erste als Speisestufe Fluid aus einem
Reservoir ansaugt und im Ueberschuss in eine
Zwischenkammer fördert, während die zweite als

Dosierstufe Fluid aus der Zwischenkammer ansaugt und über eine Druckleitung zu einem Verbraucher fördert, wobei eine Rücklaufleitung für die Rückleitung des anfallenden Fluidüberschusses aus der Zwischenkammer in das Reservoir angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenkammer (8) bzw. die Rücklaufleitung (9) und die Druckleitung (11) mit einer Druckregelvorrichtung (10) verbunden sind und mindestens die eine der beiden Leitungen (9, 11) über das Stellglied (13) der Druckregelvorrichtung (10) geführt ist.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (13) eine in einer Kammer (20) angeordnete Membran ist, die an ihrem Umfang in einem Gehäuse befestigt ist und die Kammer (20) in Teilkammern (14, 15.) unterteilt.
3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung (9) an der Teilkammer (14) und die Druckleitung (11) an der Teilkammer (15)

und die beiden Leitungen (9, 11) über je eine, von der Membran (13) gesteuerte Drosselstelle (21, 22) geführt sind.
4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

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ORIGINAL INSPECTED

dass die Rücklaufleitung (9) und die Druckleitung (11) über je eine, in einer zur Membran (13) parallelen, vorzugsweise auf Erhebungen (23, 24) angeordneten Drosselfläche zu einer Sammelstelle, z.B.. einem Reservoir (16), bzw. zu einem Verbraucher (12) geführt sind.
5. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Pumpenstufe (4) über ein Reduktionsgetriebe (3) vom Antrieb (1) der Speisestufe (2) angetrieben ist.
6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsgetriebe (3) in der Zwischenkammer (8) angeordnet ist.
7. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckleitung (11) - in Förderrichtung gesehen - vor der Druckregelvorrichtung (10) ein z.B. magnetbetätigtes Sperrventil (16) und ein Druckbegrenzungsventil (17) angeordnet sind, welch letzteres an die Rücklaufleitung (9) angeschlossen ist.

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