DE2937157A1

DE2937157A1 - Kolbenverdraengerpumpe, insbesondere dosierpumpe

Info

Publication number: DE2937157A1
Application number: DE19792937157
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr.-Ing. 4630 Bochum Teichmann
Original assignee: KLAUS UNION ARMATUREN; Franz Klaus Union Armaturen Pumpen GmbH and Co
Current assignee: KLAUS UNION ARMATUREN; Franz Klaus Union Armaturen Pumpen GmbH and Co
Priority date: 1979-09-13
Filing date: 1979-09-13
Publication date: 1981-04-02
Also published as: JPS5681278A; BR8005867A; ES495029A0; DE2937157C2; ES8105830A1; EP0025562A1; ZA805603B

Description

PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF-v. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ

HOfBJSIONAL RBFRBSBNTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE UANDATAIRES AGREBS PRES L'OFFICE EUROPEEN DES BREVBTS

DR. ING. FRANZ VUESTHOFF DR. FHIL. FREDA VUESTHOPP (1917-I956) DIPL.-INC. GERHARD FULS (1951-1971) DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PBCHMANN DR.-ING. DIETER. BEHRENS DIPL.-INC.; DIPL.-VIRTJCH.-INC. BUrBKT GOBTZ

D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE telefon: (089) 66 ao

TlUCtAUU: PkOTBCTFATBNT

tblbx: 5x4070

1A-52 591

Anmelder: FRANZ KLAUS - UNION

ARMATUREN PUMPEN GMBH & CO KG Blumenfeldstraße 18 46 30 Bochum 1

Titel:

Kolbenverdrängerpumpe, insbesondere Dosierpumpe

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PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ

PROFESSIONAL KErKESENTATIVES BErOKE THB EUROPEAN PATENT OFFICE »IAN DATAIRES ACKiES PKES L'oFFICB EUKOFEBN DES BREVBTS

/>k.-;nc. fkanz vuesthopf

dr. "hil. freda vuestiioff (ι927-ι956) d1fl.-inc. gbkhard puls (195i-i971) difl.-chem. dr. e. preihfhr von pcciimann dk.-1ng. dieter behrens dirl₁-inc; difu-tirtscii.-inc. rui¹brt gortl

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 10 $ ι

TELEGRAMM: FKOTgCTFATENT

Telex: 5x4070
1A-52 591

Beschreibung Kolbenverdrängerpumpe, insbesondere Dosierpumpe

Die Erfindung betrifft eine Kolbenverdrängerpumpe (Plungerpumpe), insbesondere Dosierpumpe, zum Fördern von Fluiden bei hohen Drukken und gegebenenfalls hohen Temperaturen, mit zwei Kolben-Zylinder-Aggregaten, bei der jeder von einem Linearantrieb über eine Kupplung und eine Kolbenstange hin- und herbewegliche Verdrängerkolben in einem ein Einlaß-Einwegventil (Saugventil) und ein Auslaß-Einwegventil (Druckventil) aufweisenden Zylinder hin- und herverschieblich ist.

Als Kolbenverdrängerpumpen und Dosierpumpen werden oszillierende Verdrängerpumpen, also Pumpen mit pulsierendem Förderverhalten, bezeichnet. Bei Dosierpumpen ist das Fördervolumen pro Hub in gewissen Grenzen einstellbar und reproduzierbar.

Unabhängig von den verschiedenen Möglichkeiten des Antriebs (Elektromotor, Gasmotor, magnetische Antriebe usw.), und der Triebwerke ( Geradschubkurbel, Drehkurbel =Doppelexzenter usw.) lassen sich die Dosierpumpen unterteilen, in Stopfbuchs-Dosierpumpen und stopfbuchslose Dosierpumpen. Bei den Stopfbuchs-Dosierpumpen besorgen die Abdichtung zwischen Mediumverdränger und Pumpenkammer Packungen oder Manschetten. Bei den stopfbuchslosen Pumpen ist dagegen die Pumpenkammer von dem die hin- und hergehende

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(oszillierende) Bewegung übertragenden Primärverdränger mit Hilfe einer Membrane, einer Schlauchmembrane oder eines Faltenbalges getrennt, weshalb derartige Pumpen auch Membranpumpen, Schlauchmembranpumpen oder FaItenbalgpumpen heißen. Der Primärverdränger kann entweder durch rein mechanische übertragung oder über eine (hydraulische) Pufferflüssigkeit an den Antrieb bzw. das Triebwerk angelenkt sein.

Stopfbuchs-Dosierpumpen werden als Plungerpumpen oder Kolbenpumpen ausgebildet. Stopfbuchslose Tauchkolben— pumpen (Plungerpumpen) und Kolbenpumpen sind bisher nicht bekannt.

Die hier genannten Stopfbuchs-Dosierpumpen haben gegenüber den stopfbuchslosen Pumpen wegen der dortigen Notwendigkeit von Membranen, Schlauchmembranen oder Faltenbalgen zur Trennung der Pumpenkammer vom Primärverdränger gewisse Vorteile, die unter anderem darin bestehen, daß die Standzeit bis zur Notwendigkeit der Auswechslung von Verschleißteilen, insbesondere den Membranen, Faltenbalgen oder Membranschläuchen höher ist und daß wegen der größeren Hübe vielfach eine genauere Dosierung möglich ist.

Mit derartigen Pumpen sind vielfach ätzende, giftige oder stark unangenehm riechende Medien oder radioaktive Flüssigkeiten zu fördern. Dies^erfordert im Allgemeinen den Einsatz stopfbuchsloser Pumpen, da auch geringste Leckmengen nicht oder nur schwer beherrschbar sind. Andererseits führt dies bei einigen Flüssigkeiten wegen der aggressiven Wirkung auf die Membran oder dergleichen zu verkürzten Standzeiten. So haben alle genannten Dosierpumpen ihr spezielles Anwendungsgebiet, wobei die Hoffnung der Betreiber dahingeht, daß eines Tages die stopfbuchslosen Pumpen noch wartungsfreundlicher sind als bisher und höhere Standzeiten erreichenGerade die Umweltschutz-Forderungen oder die Gefährlichkeit bzw. Giftigkeit des zu fördernden Mediums führt bisher im allgemeinen zur Membranpumpe. Derartige Dosierpumpen sind nicht billig. Insbesondere dann, wenn sie für mittlere Mengen (ca. 1m³/h) und höhere Gegendrücke (>100 bar) eingesetzt werden, sind diese

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Pumpen sehr teuer. Um hohe Standzeiten zu erreichen, sind die.« Verschleißteile im allgemeinen gut zugänglich und leicht auswechselbar ausgebildet. Für die Hydraulikseite von Membran-Dosierpumpen wird jedoch noch keine unter Wartungsgesichtspunkten zufriedenstellende Lösung angeboten.

Oszillierende Verdrängerpumpen haben eine schlechte Fördercharakteristik und liefern auch noch Druckpulsationen, welche durch die Umschaltvorgänge bedingt sind. Zur Lösung dieses Problems sind eine große Anzahl verschiedener Möglichkeiten aufgezeigt worden. Voraussetzung ist die Verwendung von mindesten zwei Kolben-Zylinderaggregatetl(Gleichwohl ist es bisher schwierig, kleine oder größere Mengen einer kompressiblen Flüssigkeit auf höhere Drücke zu bringen. Daher scheiden die Membranpumpen aus. Vielmehr werden hydraulisch angetriebene Stopfbuchs-Kolbenpumpen als unausweichlich angesehen.

Stopfbuchslose Dosierpumpen haben einen verbesserungsbedürftigen Wirkungsgrad. Er beträgt für Membran-Dosierpumpen 75 bis 85 % und für Faltenbalgdosierpumpen 85 bis 95 %. Aber auch bei den bekannten Stopfbuchs-Kolbendosierpumpen erreicht man keine höheren Wirkungsgrade als 85 bis 95 %. Für das Pumpen sehr giftiger Medien werden bei Membran^pumpen zur Membranbruchsignalisierung Doppelmembranen angewendet, was jedoch den Wirkungsgrad erniedrigt. Mit den bekannten Pumpen werden im allgemeinen auch nur Temperaturbereiche bis etwa 200°C erreicht, sofern nicht ein Vorgestänge angewendet wird, was dann Temperaturen bis 500⁰C erlaubt. Hydraulische Vorgestänge sind zum Pumpen von Gemischen oft nicht empfehlenswert, da es hierbei zur Komponententrennung kommen kann.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Kolben-Verdrängerpumpe (Plungerpumpe, Kolbenpumpe) zu schaffen, welche einen höheren Wirkungsgrad und ein geringeres Leistungsgewicht als alle bekannten Dosierpumpen hat, welche eine höhere Standzeit als alle stopfbuchslosen Dosierpumpen aufweist, welche einen Volumenstrom von ca. 1m³/^h bei hohen Drucken (bis.ca. 150 bar) und

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hohen Temperaturen (250 bis 450⁰Cohne Vorgestänge) erzielt und welche derart ausgebildet ist, daß den Umweltschutz-Forderungen gerecht wird, wonach Leckflüssigkeit nicht austreten darf.

Eine diese Aufgabe lösende Pumpe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung sieht vor, daß an der Stelle der Einleitung der Antriebskraft, also dort, wo üblicherweise die Kolbenstange od. dgl. durch den Zylinderdeckel geführt ist und die Stopfbüchsen, Packungen oder Manschetten vorgesehen sind, eine derartiqe Abdichtung entfällt, dafür aber der Antrieb.in Form einer Magnetkupplung ausgebildet ist, welche in einem mit dem Zylinder bzw. dessen Deckelflansch flüssigkeitsdicht verbundenen Spaltrohr ihren Innenkörper aufweist, der seinerseits fest mit der Kolbenstange verbunden ist, während der Außenkörper der Magnetkupplung auf der Außenseite des Spaltrohrs vom Linearantrieb, der in konventioneller Weise ausgebildet sein kann, längs^,verschieblich vorgesehen ist. Da das Spaltrohr in der bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Pumpe nicht nur mit dem Zylinderkopf einer Pumpe sondern gleichzeitig mit zwei Pumpen verbunden ist, andernfalls das freie Ende des Spaltrohrs mit einem Deckel hermetisch verschlossen ist, kann Leckflüssigkeit, die an den Dichtungen des Pumpenkolbens^aus der Pumpenkammer austritt, nicht nach außen in die Umgebung austreten. Damit sich aber die Leckflüssigkeit nicht im Raum über der Rückseite des Pumpkolbens derart ansammelt, daß eine Kolbenbewegung schließlich nicht mehr möglich ist, ist ein Strömungsausgleich vorgesehen, der in Form einer beide Seiten des Innenkörpers der Magnetkupplung verbindenden Leitung ausgebildet sein kann. Diese EntlasKingsleitung kann gemäß Anspruch 2 oder 3 aber auch gemäß Anspruch 4 ausgebildet sein und letztere Möglichkeit wird insbesondere bei einflutigen Pumpen zweckmäßig sein, die ihre Anwendung in der Kältetechnik finden dürften.

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Magnetantriebe in Form von Elektromagnet- und Permanentmagnetantrieben sind für Kolbenpumpen an sich bekannt. Bei den gebräuchlichen derartigen Pumpen ist jedoch im allgemeinen der Kolbenpumpen selbst Innenkörper des Magnetantriebes, so daß das zu fLedernde Medium den Kolben unmittelbar durchströmen und dazu in ihm das Saug- und das Druckventil, im allgemeinen ein Kugelventil, ausgebildet sein muß. Diese Pumpen eignen sich daher nur für vergleichsweise geringe Förderleistungen. Auch ist die Druckerhöhung im allgemeinen auf ca. 3 bis 5 bar begrenzt. Die Druckleistungen der Permanentmagnetpumpen sind vielfach kleiner als die der Elektromagnetpumpen. Für Dosierzwecke kommen Elektromagnetpumpen u.a. wegen des ruckartigen Antriebs des Innenkörpers bzw, Kolbens durch das äußere Magnetfeld nicht infrage, Die erfindunqsgemäß vorgesehene Trennung von Arbeitskolben und Innenkörper des Antriebsmagneten führt dazu, daß unabhängig von den Erfordernissen des Kolbens und dessen Ausbildung, um die Leckströmung möglichst gering zu halten und den Kolben gut zu führen sowie eine ausreichende Schmierung durch das Pumpmedium sicherzustellen, der Magnetantrieb derart ausgebildet werden kann, daß eine gute Annäherung an die erwünschte Fördercharakteristik und auch an den Energiebedarf erfolgen kann. Insbesondere wird für die Erzielung hoher Arbeitsdrucke der Antriebsmagnet in seinem Durchmesser erheblich größer ausgebildet werden können, wie der Kolben, was den Einbau entsprechend starker Magnete, die dadurch mit geringem Schlupf mit dem Außenkörper der Magnetkupplung zusammenwirken, erst ermöglicht. Versuche, die erforderlichen Leistungen unmittelbar auf die Arbeitskolben zu übertragen, haben zu keinen brauchbaren Ergebnissen geführt.

Die erfindungsgemäße Pumpe läßt sich bei sehr hohen Drucken (Systemdrücke über 500 bar) und gleichzeitig hohen Temperaturen, d.h. Temperaturen oberhalb von 300° C einsetzen. Dabei entwickelt sie einen sehr hohen Wirkungsgrad von über 95%. Aufgrund des einfachen Konstruktionsprinzips ist auch das Leistungsgewicht der Pumpe erheblich niedriger als aller bekannten anderen stopfbuchs-

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losen Pumpen und die neue Pumpe arbeitet vornehmlich mit großen Hüben. Hierdurch ergeben sich ein kleines Schadraumverhältnis und, besonders bei zwei Kolben-Zylinder-Aggregaten, geringe Pulsationen und kleine Massenkräfte. Letztere .ergeben sich daraus, weil bekanntlich bei Kolbenpumpen die Trägheitskräfte quadratisch von der Frequenz abhängen jedoch nur linear vom Hub. Die herkömmlichen stopfbüchslosen Dosierpumpen mußten jedoch mit relativ höheren Drehzahlen betrieben werfen, weil deren Membran keine großen Auslenkungen zuläßt. Langhubige Kolbenpumpen arbeiten "ventilunabhängiger" und weisen daher einen besseren volumetrischen Wirkungsgrad auf. Dieser verbessert sich darüberhinaus mit abnehmender Frequenz.

Bei pneumatischem oder hydraulischem Antrieb empfiehlt sich eine Regelung des Volumenstroms durch Vorgabe der Hubfrequenz. Diese kann beispielsweise elektronisch vorgegeben werden und trägt zu einer besonders hohen Dosiergenauigkeit bei.

Aufgrund des einfachen Aufbaus und des hohen Wirkungsgrades und damit günstigen Leistungsgewichtes, (ca. 20% der bisherigen Pumpen etwa gleicher Leistungsfähigkeit) ist die erfindungsgemäße Pumpe auch preiswerter als die bekannten stopfbüchslosen Dosierpumpen.

Die Verwendung von Spaltrohren in Verbindung mit Permanent-Magnetantrieben zur Vermeidung von Stopfbüchsen ist an sich seit sehr langer Zeit bekannt bei Kreiselpumpen mit einem Drehantrieb. Derartige Pumpen kommen jedoch als Dosierpumpen nicht in Betracht.Solche nur sogenanntenSpaltrohrkreiselpumpen mit Permanentmagnetantrieb

^y Vorbild
sind daher nicht/für die Entwicklung von Kolbenpumpen geworden.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand einer Zeichnung näher erläutert, die einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Pumpe mit zwei Kolben-Zylinder-Aggregaten koaxial mit einer Permanentmagnetkupplung darstellt. Statt der zwei Kolben-Zylinder-Aggregate können auch vier vorgesehen sein, die von zwei Magnetkupplungen angetrieben werden, deren beide Innenkörper durch ein gemeinsames Spaltrohr von den Außenkörpern getrennt sind.

Die beiden Zylinder-Kolben-Aggregate sind als konventionelle Kolbenverdrängerpumpen 1 ausgebildet, deren Zylinder 5 ein als Kugelventil ausgebildetes Einlaß-Einwegventil (Saugventil) 2 und ein Auslaß-Einwegventil (Druckventil) 3 aufweist. Diese Ventile sind seitlich an den förderseitigen Zylinderkopf angeschraubt. Außerhalb der Zylinder 5 ist jeweils ein Verdrängerkolben 6 verschieblich angeordnet. Die beiden Kolben 6 sind mit einer Kolbenstange 7 axial starr miteinander verbunden. In cfer Außenseite der Kolben 6 sind Kolbenringe 8 zur Abdichtung gegenüber der Innenwand des Zylinders 6 sowie Führungsringe 9 vorgesehen.

Jeder Zylinder 5 ist an seinem der Pumpenkammer abgewandten Ende mit einem breiten radial abstehenden Flansch 10 versehen. Die Flansche der beiden Pumpen weisen einen größeren Abstand voneinander auf und nehmen zwischen sich ein Spaltrohr 11 auf, dessen Durchmesser erheblich größer als der der Kolben selbst ist. Zur hermetischen Abdichtung des Spaltrohrs 11 gegenüber dem Flansch sind Dichtungen 14 vorgesehen. Auf der Außenseite trägt das Spaltrohr 11 jeweils einen Flansch, der mittels Schrauben und Muttern mit dem Zylinderflansch 10 verspannt ist.

Die Magnetkupplung 20 weist einen Außenkörper 21 und einen Innenkörper 22 auf. Der Innenkörper 22 sitzt fest auf der Kolbenstange und ist axial unverschieblich . Er weist eine achsparallele Ent-

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lastungsbohrung 23 auf. Eine weitere Entlastungsbohrung 12, die alternativ zu dieser vorgesehen sein kann, ist in der Kolbenstange 11 ausgebildet und mittels Querbohrungen 13, die jeweils nahe der rückwärtigen Stirnfläche des Kolbens 6 vorgesehen sind, mit der Oberfläche der Kolbenstange verbunden. Der Innenkörper 22 sitzt mittig auf der Kolbenstange, um in beide Richtungen gleichweit verschoben werden zu können. Der Durchmesser und die Länge der Magnetkupplung bzw. deren Innen- und Außenkörper hängen von der an das Fördermedium zu übertragenden Leistung ab. Das Verhältnis von Förderhöhe zu Förderstrom wird dann für eine vorgegebene Leistung entsprechend den Grundgesetzen der Hydrostatik durch das Verhältnis der Querschnittsflächen des Spaltrohrs 11 und des Kolbens 6 festgelegt. Das Spaltrohr, des den Innenkörper 22 vom Außenkörper .21 der Magnetkupplung trennt, muß aus nichtmagnetischem Werkstoff bestehen und entsprechend der thermischen und mechanischen Belastung ausgelegt sein.

Der Innen- und der Außenkörper der Magnetkupplung 20 sind mit Permanentmagnetsystemen 27, 28 versehen, die sich wahlweise aus radial- oder axialmagnetisierten Ringmagneten 24 zusammensetzen und daher kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Das Permanentmagnetsystem 28 des Innenkörpers 22 ist in einer allseits hermetisch abgeschlossenen Schutzhülse 25 untergebracht oder mit einer Schutzschicht versehen, weshalb es mit dem Fördermedium nicht in Berührung kommen kann. Es ist daher dessen aggressivem Einfluß des Pumpenmediums entzogen. Der Innenkörper 22 der Magnetkupplung ist mit der Entlastungsbohrung 23 versehen, um einen Massenausgleich der Flüssigkeit innerhalb des Spaltrohres während des Bewegungsablaufs zu erzielen, wenn die Ring- oder Spaltströmung zwischen InnenkÖrper und Spaltrohr hierzu nicht ausreichen sollte. Innerhalb der Räume zu beiden Seiten des Innenkörpers 22 sammelt sich ja mit der Zeit Leckflüssigkeit an, die an den Kolbenringen 8 des Kolbens 6 während des Druckhubs ausgetreten ist.

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Zur Aufnahme von Querkräften und Biegemomenten sind der Innenkörper und der Außenkörper 21 ebenso wie jeder Kolben mit Führungsringen 26 versehen. Die Kolbenstange 7 ist mittels Gelenken zu beiden Seiten des Innenkörpers 22 geteilt.

Das Spaltrohr 11 und dementsprechend die Innen- und Außenkörper der Magnetkupplung sind jeweils kreiszylindrisch ausgebildet. Der Außenkörper 21 und der Innenkörper 22 tragen jeweils auf der Innenbzw. Außenseite das Permanentmagnetsystem 27 bzw. 28. In den Permanentmagnetsystemen kommen je nach Einsatzfall hauptsächlich die beiden folgenden Magnetanordnungen zur Anwendung.

Bei axialmagnetisierten Ringmagneten werden diese so angeordnet, daß je zwei Permanentmagnete 24 durch eine oder mehrere Trennscheiben 30 voneinander getrennt sind, wobei die den Trennscheiben benachbarten Seiten der Permanentmagnete die gleiche Polarität aufweisen, jedoch in einem Mantelkörper 31 entgegengesetzt zur Polarität der Permanentmagnete des freibeweglichen Innenkörpers. Der Magnetfluß zwischen Innen- und Außenkörper erfolgt hier über die Trennscheiben, die aus weichmagnetischem Werkstoff bestehen. Sie schließen somit den Magnetkreis.

Bei radialmagnetisierten Ringmagneten sind jeweils zwei gegenüber angeordnete Permanentmagnete gegenpolig, jedoch über zylindrische Rückschlüsse aus weichmagnetischem Werkstoff an ein anderes Ringmagnetpaar mit gegensinniger Polarität angeschlossen. Der Magnetkreis wird also von vier Ringmagneten und zwei Rückschlußkörpern gebildet.

Ringmagnete großer Durchmesser und kleiner Wandstärken sind fertigungstechnisch kostspielig. In diesem Fall empfiehlt sich der Aufbau von Ringmagneten mit Ringsegmenten oder Stabsegmenten zu Vialecken.

Die hier geschilderten Möglichkeiten des Aufbaus der Permanentmagnetsysteme der Innen- und Außenkörper der Magnetkupplung sind

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an sich bekannt.

In der Fig. ist die Magnetkupplung lediglich in der oberen Hälfte der Abbildung im Schnitt dargestellt, während auf eine Schnittdarstellung des Innenkörpers und des Außenkörpers in der unteren Bildhälfte verzichtet ist. An der Außenseite des Außenkörpers sind wenigstens zwei Zapfen 33 für die Anlenkung des Linearantriebes, mit welchem der Außenkörper hin- und herbewegt wird, vorgesehen. Der Linearantrieb kann konventionell ausgebildet sein. Er kann als mechanischer, aber auch als hydraulischer Antrieb ausgelegt sein, wobei ein hubveränderlicher Antrieb für Dosieraufgaben erforderlich ist.

Die Energieübertragung an das Fördermedium wird von dem mit dem Innenkörper formschlüssig verbundenen Kolben 6 vorgenommen. Dieser ist Teil eines Kolbenpumpenkopfes einer üblichen Kolbenverdrängerpumpe, die in das Pumpensystem integriert ist. Spaltrohr und Zylinderkopf sind je nach mechanischer und thermischer Belastung durch direkten Kontakt oder über die ringförmige Dichtung 14 aus Weich- oder Hartstoffen fest und hermetisch miteinander verbunden.

Eine Ausbildung ohne Entlastungskanäle 23 und gegebenenfalls mit einem durch einen Deckel abgeschlossenen Spaltrohr bei nur einem einzigen Kolben-Zylinder-Aggregat ermöglicht Anwendungen in der Kältetechnik, da das Fördermedium im Spaltrohrinneren in gasförmigem Aggregatzustand ist und somit diese Kolbenpumpe dem Fördermedium nur kleine Energiemengen in Form von Wärme zuführt und gleichzeitig den für die Verdrängerpumpen bekannten guten Gesamtwirkungsgrad hat.

Bei einer hier nicht dargestellten anderen Ausbildungsform sind das Spaltrohr und der Druckstutzen jenseits des Druckventils 3 durch eine Leitung miteinander verbunden. Diese Pumpe empfiehlt sich für Einsatzfälle , in denen die räumlichen Verhältnisse den Einbau einer Magnetkolbenpumpe in doppelt wirkender Ausführung

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wie ihn die Fig. zeigt, nicht ermöglichen. Die Ausbildungsform nach der Figur mit zwei Kolben-Zylinder-Aggregaten weist
den besten Wirkungsgrad auf, da gegenüber den einfach wirkenden Druckpumpen der Volumenstrom mit guter Nährung doppelt so groß ist.

Mit der erfindungsgemäßen Pumpe lassen sich Antriebsleistungen von 10 kW und hohe Schübe verwirklichen. Der Antriebswirkungsgrad ist sehr hoch, zumal der Antrieb, sofern er von einer Drehbewegung ausgeht, mit niedriger Winkelgeschwindigkeit arbeiten kann. Damit ist auch bei kleiner Umlaufdrehzahl und hohem Hub
eine genaue Dosierung möglich.

Das Einsatzgebiet der Pumpe liegt bei Verwendung von Al Ni Co-Magneten bei Temperaturen bis etwa 450° C und bei Co Se-Magneten bei Temperaturen bis ca. 250° C. Die erzielbaren Druckunterschiede zwischen Saug- und Druckstutzen betragen ca. 200 bar, jedoch
kann der Systemdruck mit 550 bis 750 bar und darüber erheblich höher sein.

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Leerseite

Claims

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MANDATAIRES AGREES FRES l'oFFICE BUROPEEN DES BREVCTI DIPL.-INC; DIPL.-WIRTSCII.-ING. RUPERT COBTZ

1A-52 591 D-8000 MÜNCHEN 90

Klaus Union O Q Q 7 1 C 7 schweigerstrassi· 2

telefon: (089)6620 ;i telegramm: frotectpatent telex: 514070

Patentansprüche

Kolbenverdrängerpumpe (Plungerpumpe), insbesondere Dosierpumpe, zum Fördern von Fluiden bei hohen Drucken und gegebenenfalls hohen Temperaturen mit zwei Kolben-Zylinder-Aggregaten, bei der jeder von einem Linearantrieb über eine Kupplung und eine Kolbenstange hin- und herbewegliche Verdrängerkolben in einem ein Einlaß-Einwegventil (Saugventil) und ein Auslaß-Einwegventil (Druckventil) aufweisenden Zylinder hin- und herverschieblich ist,

dadurch gekennzeichnet , daß beide Kolben (6) koaxial angeordnet und eine gemeinsame q_t!- qebenenfalls durch Gelenke (15) geteilte Kolbenstange (7) aufweisen, daß auf der Kolbenstange (7) der zylindrische korrisionsfeste Innenkörper(22) einer Axial-Permanentmagnetkupplung (20) sitzt, der in einem Spaltrohr (11) aus nicht-magnetischem Werkstoff verschieblich ist, und daß auf dem Spaltrohr der ringförmige Außenkörper (21) der Permanentraagnetkupplung (20) geführt ist und an einen axiale Hin- und Herbewegungen ausführenden Linearantrieb angelenkt ist, wobei Innen- und Außenkörper durch ihre Permanentmagnete (24) kraftschlüssig miteinander verbunden sind, daß das Spaltrohr (11) mit der Antriebsseite jedes Zylinders (5) flüssigkeitsdicht verbunden ist,

und daß eine die beiden Seiten des Innenkörpers miteinander verbindende Leckflüssigkeits-Entlastungsleitung (23) vorgesehen ist.

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2. Kolbenverdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Entlastungsleitung als von einer Stirnseite des Innenkörpers (22) der Permanent in agnetkupplung (20) zu dessen anderer Stirnseite reichende Bohrung (23) ausgebildet ist.
3. Kolbenverdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Entlastungsleitung als Längsbohrung (12) der Kolbenstange (7) ausgebildet ist, die vor den Rückseiten der Kolben durch Querbohrungen (13) mit der Außenfläche der Kolbenstange (11) verbunden sind.
4. Kolbenverdrängerpurope nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Raum zwischen Kolben (6) und Innerkörper (22) mittels einer Sntlastungsleitung an die Druckleitung, durch die das geförderte Fluid abgegeben wird, angeschlossen ist.
5. Kolbenverdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Innenkörper (22) mittels einer Schutzschicht oder einer Schutzhülse (25) gegenüber dem Spaltrohrinneren hermetisch abgekapselt ist.
6. Kolbenverdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Spaltrohr (11) und jeder Zylinder (Zylinderflanch 10) durch direkten Kontakt oder über Dichtungsringe(I4) aus Weichoder Hartstoffen fest miteinander verbunden sind.
7. Kolbenverdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet ,

daß ein Kolbenzylinderaggregat (1) durch einen Verschlußdeckel für das Spaltrohr (11) ersetzt ist.

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8. Kolbenverdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet

durch einen hubveränderlichen Linearantrieb.

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