DE3040478C2 - Pumpe od.dgl. hydraulische Arbeitsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe od. dgl. hydraulische, intermittierend — mit Druck- und Niederdruckphasen — arbeitende Arbeitsmaschine mit mehreren entlüftbaren Arbeitsräumen.

Dabei bezieht sich die Erfindung in erster Linie auf Pumpen mit mehreren Kolben-Zylinder-Aggregaten, in denen Gas- bzw. Dampfansammlungszonen vorhanden sind, die sich nicht ohne weiteres zur Druckseite der Pumpe hin entleeren, wenn die Verbindung des jeweiligen Arbeitsraumes der Pumpe zur Druckleitung hin geöffnet ist, wie etwa beim Druckhub.

In der FR-PS 15 78 817 wird an^nd der Fig. 1 eine Pumpe mit zwei Arbeitsräumen beschrieben, welche jeweils durch gesonderte Entlüftungsleitungen entlüftet werden können. Die Entlüftungsleitungen werden durch Rückschlagventile gesichert, von denen dann eine gemeinsame Leitung zu einem Auslaß führt, welcher seinerseits wiederum durch ein Ventil gesteuert wird.

In der DE-OS 21 58 458 wird eine weitere Pumpe beschrieben, deren Arbeitskammern über gedrosselte Entlüftungsleitungen von Gasen bzw. Dämpfen befreit werden können. Die Entlüftungsleitungen werden mittels eines Schieberventiles in Abhängigkeit vom druckseitig der Pumpe herrschenden Druck gesteuert. In sei-.ier einen Stellung schließt das Schieberventil beide Entlüftungsleitungen ab, während in der anderen Ventilstellung beide Entlüftungsleitungen miteinander sowie mit einer zu einem Reservoir führenden Leitung verbunden sind.

Die US-PS 20 46 228 zeigt lediglich ein Entlüftungsventil, bei dem der Durchlaß zwischen einem druckseitigen Anschluß und einem Auslaß durch einen plungerartigen Schließkörper gesteuert wird, welcher in einer Bohrung eines Zylinderteiles verschiebbar angeordnet ist. Mittels einer Feder wird der Schließkörper gegen einen Sitz beaufschlagt. Bei begrenztem Druckanstieg am druckseitigen Anschluß hebt sich der Schließkörper etwas vom Sitz ab. Damit kann Luft und/oder Flüssigkeit über einen Kanal mit Drosselwirkung entweichen, welcher auf der Umfangsfläche des Schließkörpers durch eine dort vorgesehene schraubenförmige Nut ge-

bildet wird. Bei starkem Druckanstieg wird der Schließkörper bis zu einem nicht als Sitz ausgebildeten Anschlag geschoben, wobei das druckseitige Endteil des Schließkörpers, welches ohne die schraubenförmige Nut ausgebildet ist, in die Bohrung eingeschoben wird und den Durchlaß zwischen druckseitigem Anschluß und Auslaß sperrt.

Das DE-GM 70 28 746 zeigt nur eine Doppelanordnung eines Rückschlagventiles, bei dem der Hub einer unteren Kugel in Öffnungsrichtung durch eine Klemmfeder begrenzt wird, deren freie Schenkel die Kugel übergreifen. In ähnlicher Weise dient ein Federring zur Hubbegrenzung einer oberen Kugel. Diese Anordnung kann nur in Rückschlagrichtung schließen, wenn mindestens eine der Kugeln mit dem jeweils zugehörigen Sitz zusammenwirkt

In der DE-OS 24 50 942 werden Verfahren und Vorrichtunger, zur Ableitung von Gasen dargestellt. Dabei wird der Effekt ausgenutzt, daß sich zwischen zwei Drosselstellen einer von einem Raum mit hohem Druck zu einem Raum mit geringem Druck führenden Leitung ein veränderter Druck einstellt, dessen Größe s:ark von der Viskosität des die Leitung durchströmenden Mediums abhängt Das Verhältnis zwischen dem hohen Druck und dem veränderten Druck kann gegebenenfalls gemessen und zur Steuerung einer Auslaßleitung herangezogen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, Pumpen od. dgl. Arbeitsmaschinen zu schaffen, bei denen eine Entlüftung in konstruktiv besonders einfacher Weise und weitestgehend unabhängig von der Bauweise der Pumpe bzw. Arbeitsmaschine erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeder Arbeitsraum zur Entlüftung während seiner Hochdruckphase mit einem anderen in Niederdruckphase befindlichen Arbeitsraum über eine Entlüftungsleitung verbindbar ist, weiche von einer Gas- bzw. Dampfansammlungszone im zu entlüftenden Arbeitsraum ausgeht und am Ausgang des anderen Arbeitsraumes mündet.

Die Erfindung beruht also auf dem neuen Konstruktionsprinzip, daß im Falle einer Pumpe mit mehreren Kolben-Zylinder-Aggregaten jeweils ein im Saughub befindliches Aggregat zur Entlüftung eines im Druckhub befindlichen Aggregates herangezogen wird und dazu eine entsprechende Entlüftungsleitung zwischen den Aggregaten vorhanden ist, welch-ΐ jeweils aus der Gas- bzw. Dampfansammlungszone des einen Aggregates abzweigt und am Ausgang des anderen Aggregates mündet Aufgrund der Erfindung entlüften sich also die Kolben-Zylinder-Aggregafo der Pumpe gegenseitig, und zwar derart, daß die Gase bzw. Dämpfe im System verbleiben, d. h. zur Druckseite der Pumpe hin gefördert werden. Dies ist von entscheidender Wichtigkeit, wenn giftige, zur Bildung giftiger Gase oder Dämpfe neigende Medien verpumpt werden sollen.

Der Erfindung liegt also der allgemeine Gedanke zugrunde, die beim Betrieb einer Pumpe bzw. Arbeitsmaschine auftretenden Druckunterschiede zwischen verschiedenen Arbeitsräumen zur Selbstentlüftung der Pumpe bzw. Arbeitsmaschine auszunutzen, indem jeweils ein geringen Druck aufweisender Arbeitsraum zur Entlüftung eines höheren Druck aufweisenden Arbeitsraumes herangezogen wird. Das bei der Entlüftung der Gas- bzw. Dampfansammlungszone des einen Arbeitsraumes in den anderen Arbeitsraum abgesogene Gasbzw. Dampfvolumen sammelt sich aufgrund der dort angeordneten Mündung d?^ Entlüftungsleitung am Ausgang des anderen Arbeitsraumes und wird dementsprechend bei der nachfolgenden Druckphase dieses Arbeitsraumes durch dessen Ausgang abgeführt.

Die Erfindung ist vor allem für sogenannte Pendelraumpumpen geeignet, bei denen die Arbeit des KoI-bens bzw. eines entsprechenden Elementes unter Zwischenschaltung einer nicht aggressiven Trennflüssigkeit, welche sich in dem Kolben vorgelagerten Pendelramn befindet, auf das in der Regel aggressive oder abrasive Pumpmedium übertragen wird. Bei einer derartigen An-Ordnung läßt sich die Ansammlung von Gasen oder Dämpfen im Pendelraum ohne geeignete Entlüftung oftmals nicht verhindern, d. h. jeder einem Arbeitsraum zugeordnete Pendelraum bildet eine Dampf- bzw. Gasansammlungszone, die aufgrund der Erfindung in einfaeher Weise entlüftet werden kann.

Um zu erreichen, daß die Gas- bzw. Dampfansammlungszone eines Arbeitsraumes nur während dessen Hochdruckphase mit dem anderen Arbeitsraum verbunden ist, können prinzipiell beliebige Absperrorgane oder sonstigt Steuerungen verwendet werden. In einem besonders einfachen Fall genügt es, wc<m in den Entlüftungsleitungen lediglich Rückschlagventil*.· angeordnet sind, so daß die Leitungen in Entlüftungsrichtung dauernd durchlässig sind. Zwar wird dadurch der Wirkungsgrad der Pumpe bzw. Arbeitsmaschine vermindert, jedoch kauri dieser Effekt durch entsprechende Drosselung der Entlüftungsleitung in Grenzen gehalten werden.

Besonders bevorzugt sind solche Ventile od. dgl, die die Entlüftungsleitung jeweils nur für einen kurzen Moment öffnen, welcher ausreicht, die leicht beweglichen Gase bzw. Dämpfe hindurchzulassen und andererseits einen nennenswerten Durchtritt des schwerer beweglichen hydraulischen Pumpmediums verhindern.

In diesem Zusammenhang ist eine Ventilanordnung bevorzugt, bei der in der Entlüftungsleitung jeweils ein Doppelsitz-Ventil angeordnet ist, dessen Ventilkörper in Rückschlagrichtung schließend gegen den einen Sitz belastet und in Entlüftungsrichtung unter kurzzeitiger

Öffnung des Ventiles gegen den anderen Sitz zur Schließung des Ventiles in Entlüftungsrichtung verschiebbar ist. Wenn sich der Ventilkörper bei Druckgefälle in Entlüftungsrichtung aus seinem einen Rückschlag verhindernden Sitz abhebt, können Gase oder Dämpfe wäh-

rend der kurzzeitigen Öffnung des Ventiles in gcoßer Menge entweichen, während die nachfolgende Flüssigkeit den Ventilkörper mitreißt und auf den anderen Sitz zu drücken sucht, so daß vorteilhafterweise nur wenig hydraulisches Pumpmedium durch das Doppelsitzventil entweichen kann. Sobald das Druckgefälle in Entlüftungsrichtung geringer wird, reicht die in Rückschlagsrichtung wirkende Belastung des Ventilkörpers aus, diesen wieder dichtend in seinen einen Rückschlag verhindernden Sitz zu drängen. Dementsprechend werden die durch die Entlüftungsleitung abgeführten Gase bcw. Dämpfe an einem erneuten Eindringen in den soeben entlüfteten Raum gehindert. Diese Ventilanordnung zeichnet sich also durch einfache Bauweise sowie eine besonders geringe Verringerung des Wirkungsgrades der Pumpe bzw. Arbeitsmaschine bei der Entlüftung aus.

Falls sich die Richtung des Druckgefällcs am Doppelsitzventil sehr schnell ändert, wie z. B. bei schnellaufenden Arbeitsmaschinen oder Pumpen, ist bevorzugt vorgesehen, das Doppelsitzventil mit einem in Entlüftungsrichtung nachgeschalteten Rückschlagventil zu kombinieren. Dieses schließt unmittelbar nach der Entlüftung, wenn sich der VentilkörDer des DoDDelsitzventiles auf

dessen anderen Sitz aufgelegt hat, und sichert damit die Entlüftungsleitung während der Zeitspanne, in der der Ventilkörper des Doppelsitzventiles wieder auf den in Rückschlagrichtung liegenden Ventilsitz zurückgeschoben wird.

Außerdem ist bevorzugt in der Ventilanordnung, insbesondere vordem Doppelsitzventil, eine Drossel angeordnet, welche den Gasen bzw. Dämpfen nur einen geringen Widerstand, der Flüssigkeit jedoch einen sehr hohen Widerstand entgegensetzt und damit die gegebenenfalls durch die Entlüftungsleitung entweichende Flüssigkeitsmenge zusätzlich begrenzt.

Bevorzugt kann die Drossel einen einstellbaren Widerstand haben.

Zusätzlich oder alternativ kann das Doppelsitzventil einen einstellbar veränderlichen Hub aufweisen, so daß die Öffnungszeiten dieses Ventiles und damit die Durch- !aßmengen wechselnden Betriebsbedingungen angepaßt werden können.

Bei solchen Doppelsitzventilen mit Hubverstellung ist der Ventiikörper vorzugsweise durch Federn in Rückschlagsrichtung belastet, um auch bei großen Hüben ein einwandfreies Arbeiten dieses Ventiles zu gewährleisten.

Bei geringen Ventilhüben genügt es. wenn die Ventilkörper des Rückschlagventil und/oder des Doppelsitzventiles allein durch Schwerkraft in rückschlagverhindernder Schließrichtung belastet sind.

Falls die zur Dampf- oder Gasbildung neigende Flüssigkeit feste Verunreinigungen enthält, beispielsweise wenn eine Pumpe zur Förderung von Schlämmen od. dgl. dient, ist es zweckmäßig, wenn die Ventilkörper in der Entlüftungsleitung Kugeln sind, welche mit linienförmigen Dichtsitzen zusammenwirken. Eine derartige Ventilkonstruktion ist relativ unempfindlich gegen Verschmutzungen, so daß immer eine ausreichende Dichtigkeit erzielt werden kann.

Bei sauberen Flüssigkeiten dagegen, beispielsweise bei Flüssiggasen, besitzt die Ventilanordnung vorzugsweise plattenförmige Ventilkörper, die mit ebenen Ventilsitzen zusammenwirken. Die Ventilplatten gewährleisten eine außerordentlich hohe Dichtigkeit und ein gut reproduzierbares Betriebsverhalten.

Zur Erhöhung der Sicherheit kann bei der erfindungsgemäßen Pumpe bzw. Arbeitsmaschine vorgesehen sein, die Rückschlagventile und/oder Doppelsitzventile der Entlüftungsieitüngen mehrfach, vorzugsweise doppelt, hintereinander anzuordnen. Eine derartige redundante Anordnung ist deshalb zweckmäßig, weil eine nicht korrekte Steuerung der Entlüftungsleitungen oftmals nicht ohne weiteres sofort bemerkt wird, andererseits jedoch den Wirkungsgrad der Pumpe bzw. Arbeitsmaschine gegebenenfalls unerwünscht stark vermindern kann.

Alle vorbeschriebenen Ventilanordnungen eignen sich für Mehrkolbenpumpen, bei denen jede der mit derartigen Absperrorganen gesteuerten Entlüftungsleitungen von der Gas- bzw. Dampfansammlungszone des jeweils zu entlüftenden Arbeitsraumes einer Pumpbzw. Kolben-Zylinder-Einheit bis zu einem Bereich unterhalb des Druckventiles eines Arbeitsraumes einer der anderen, phasenverschoben arbeitenden Pumpbzw. Kolben-Zylinder-Einheiten führt Die Öffnung in Entlüftungsrichtung erfolgt dann jeweils, wenn von der Gas- bzw. Dampfansammlungszone zur Mündung der jeweiligen Entlüftungsleitung ein Druckgefälle besteht, während die jeweilige Entlüftungsleitung geschlossen wird, wenn umgekehrte Druckverhältnisse oder Druckgleichheit an den Enden der jeweiligen Entlüftungsleitung vorliegen.

Besonders bevorzugt sind die Entlüftungsleitungen jeweils so angeordnet, daß die Phasenverschiebung zwisehen der zu entlüftenden und der dieselbe entlüftenden Pump- bzw. Kolben-Zylinder-Einheit zwischen πΙΊ und .τ, d. h. zwischen "/^Arbeitsperiodc und '/2-Arbeiisperiode, liegt, weil hier vergleichsweise große, für die Entlüftung nutzbare Druckunterschiede auftreten. Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung genauer erläutert, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Dabei zeigt

F i g. 1 ein Schnittbild einer bevorzugt in jeder Entlüftungsleitung vorgesehenen Ventilanordnung, Fig. 2 eine Prinzip-Darstellung einer Pendelraumpumpe mit zwei Kolben-Zylinder-Einheiten, die sich erfindungsgemäß gegenseitig entlüften,

F i g. 3 eine schematische Darstellung für die Anordnung der Entlüftungsleitungen bei einer Pumpe mit drei Kolben-Zylinder-Einheiten und

Fig.4 die Anordnung der Kurbelkröpfungen der Kurbelwelle bei der Pumpe nach F i g. 3.

Zur Steuerung einer Entlüftungsleitung 15 ist zwischen deren Abschnitten 15a und 15Z? gemäß F i g. 1 jeweils eine Ventilanordnung 16 angeordnet, die über den Leitungsabschnitt 15a mit einer Gas- bzw. Dampfansamml'ingszone einer zu entlüftenden Vorrichtung verbunden ist.

Die Ventilanordnung 16 besitzt ein Gehäuse 17, welches mittels Zuganker 24 gegen ein Gehäuse 25 der zu entlüftenden Vorrichtung verspannt ist.

Im Gehäuse 17 ist eine es durchsetzende stufenförmige Bohrung 18 angeordnet, deren im Querschnitt größerer Abschnitt zwei Ventile 19 und 20 aufnimmt, welche durch eine mit dem Gehäuse 17 verschraubte Abdeckplatte 21, welche eine zentrale Bohrung 22 aufweist, unter Zwischenschaltung von Dichtungen 23 im bezüglich des Querschnittes größeren Abschnitt der Bohrung 18 festgehalten werden.

In Entlüftungsrichtung E vor den Ventilen ist eine Drossel 26 angeordnet, welche mittels der Zuganker 24 zwischen dem Gehäuse 17 der Ventilanordnung 16 und dem Gehäuse 25 der zu entlüftenden Vorrichtung eingespannt ist.

Das Ventil 20 besitzt einen mit seiner Ventilkugel 29 zusammenwirkenden unteren kreislinienförmigen Dichtsitz 27 und einen gleichartigen oberen Dichtsitz 28, so daß das Ventil 20 als Doppelsitzventil ausgebildet ist und sowohl in Entlüftungsrichtung E als auch in Rück-Schlagrichtung R dichten kann und nur geöff^t ist, wenn sich die Ventilkugel 29 in einer Zwischenstellung zwischen den Sitzen 27 und 28 befindet

Das Ventil 19 besitzt einen mit seiner Ventilkugel 29' zusammenwirkenden kreislinienförmigen unteren Dichtsitz 30, welcher dem Sitz 27 des Ventiles 20 entspricht und einen den Hub der Ventilkugel 29' nur begrenzenden oberen Anschlagsitz 31, der auch bei maximal angehobener Ventilkugei 29' mit dieser nicht im Sinne einer vollständigen Sperrung der Entlüftungsleitung 15 zusammenwirken kann. Das Ventil 29 kann also nur als Rückschlagventil wirken und dementsprechend nur in der Rückschlagrichtung R vollständig sperren.

Die in F i g. 1 dargestellte Ventilanordnung 16 arbeitet in der folgenden Weise:

Besteht im Leitungsabschnitt 15a der Entlüftungsleitung 15 gegenüber dem Abschnitt 156 ein Oberdruck, so werden die Ventilkugeln 29, 29' von ihren unteren Sitzen 27 und 30 abgehoben, wobei gegebenenfalls im Lei-

tungsabschnitt 15a vorhandene Gas- oder Dampfblasen mit großer Geschwindigkeit durch die Drossel 26 und die Ventile 20 und 19 hindurch in den Leitungsabschniti 15£> entweichen, da weder die Drossel 26 noch die Ventile (9 und 20 gas- oder dampfförmigen Stoffen einen großen Widerstand entgegensetzen.

Die Strömungsgeschwindigkeit der den Gas- oder DampDriasen nachfolgenden Flüssigkeit wird durch die Drossel 26 begrenzt.

Die durch die Ventile 20 und 19 hindurchtretende Flüssigkeit reißt aufgrund ihrer im Vergleich zu Gasen und Dämpfen hohen Zähigkeit die Ventilkugeln 29 und 29' mit und drückt sie gegen die Sitze 28 bzw. 31. Damit wird das Doppelsitzventil 20 in Entlüftungsrichtung E gesperrt, so daß sich Druckunterschiede auf beiden Seiten der Ventilkugel 29' des Ventiles 19 aufgrund des undichten Anschlagsitzes 31 ausgleichen können und die Ventilkugel 29' auf ihren unteren Sitz 30 zurücksinkt, wobei die Eiiiiüfiungsieiiuiig i5 in Rückschiagrichtung R gesperrt wird.

Sobald nun der Druck im Leitungsabschnitt 15a unter den Druck im Leitungsabschnitt \5b absinkt, sinkt auch die Ventilkugel 29 des Doppelsitzventiles 20 auf ihren unteren Sitz 27 zurück, wobei das in Rückschlagrichtung R geschlossene Rückschlagventil 19 verhindert, daß die zuvor durch die Ventilanordnung 16 hindurch verdrängten Gas- bzw. Dampfblasen zurückgesogen werden.

Bei einem nachfolgenden Druckwechsel wiederholt sich der beschriebene Vorgang aufs Neue.

Det Anschlagsitz 31 kann auf seiner der Ventilkugcl 29' zugewandten Seite Radialnuten aufweisen, um eine Undichtigkeit des Ventiles 19 in Entlüftungsrichtung sicherzustellen.

Stattdessen oder zusätzlich kann auch ein By paß-Kanal vorgesehen sein, welcher auch bei gegen den Sitz 31 gedrängter Ventükuge! 29' einen Mediendurchiritt von der Vorderseite des Sitzes 31 zu dessen Rückseite ermöglicht.

Zur Erhöhung der Sicherheit der Ventilanordnung können sowohl das Doppelsitzventil 20 als auch das Rückschlagventil 19 mehrfach, beispielsweise doppelt, angeordnet sein.

Im Beispiel der Fig. 1 werden die Ventilkugeln 29 und 29' allein durch Schwerkraft in Rückschlagrichtung R beaufschlagt. Zusätzlich können auch entsprechende Ventilfedern angeordnet sein, die darüber hinaus einen Einbau der Ventilanordnung 16 in beliebiger Lage gestatten.

Die beschriebene Ventilanordnung läßt sich bei beliebigen Maschinen, beispielsweise Antriebsmaschinen oder Pumpen, einsetzen.

So kann die Ventilanordnung zur Entlüftung einer Ein-Kolben-Pumpe dienen, deren Entlüftungsleitung einfach nach außen oder in ein Reservoir mit gegebenenfalls konstantem Druck führL

In F i g. 2 ist nun schematisch eine Zwei-Kolben-Pumpe mit zwei Pumpeinheiten 1' und 1" dargestellt, deren Kolben 2 phasenverschoben auf einer gemeinsamen Welle 3 arbeiten, wobei der eine Kolben seinen oberen Totpunkt einnimmt, wenn der andere Kolben am unteren Totpunkt ist, d. h. die Kolben arbeiten mit einer Phasenverschiebung .τ.

Jede der Pumpeinheiten Γ und 1" umfaßt einen Pumpenarbeitsraum 4, der jeweils zwischen der Pumpensaugleitung 5 und der Druckleitung 6 angeordnet und mittels eines Saugventiles 7 und eines Druckventiles 8 gegenüber diesen Leitungen 5 und 6 abgeschlossen ist.

Saugventil 7 und Druckventil 8 sind jeweils ;ixial übereinander angeordnet, wobei sich vom Druckventil 8 ein Rohr 9 in Richtung auf das Saugventil 7 in den Pumpenarbeitsraum 4 hinein erstreckt und letzteren in Ί einen durch das Rohr 9 führenden Ventildurchgangsraum 10 und einen das Rohr 9 auf dessen Außenseite umschließenden Pendelraum 11 unterteilt, welcher mit dem zylindrischen Arbeitsraum 12 des zugehörigen Kolbens 2 verbunden ist.

to In den Pendelräumen 11 befindet sich eine mit dem Pumpmedium nicht mischbare Trennflüssigkeit, welche die Kolbenarbeit auf das Pumpmedium überträgt und letzteres von den Kolben 2 bzw. ihren Dichtungen fernhält, so daß auch aggressive oder abrasive Pumpmedien gefördert werden können.

Zwischen der Trennflüssigkeit und dem Pumpmedium bildet sich eine Grenzfläche 13. welche mit dem Kolbenhub innerhalb des Pendelraumes U oszilliert, wobei die Grenzfläche i3 zu Beginn des Druckhubes ihre obere Lage einnimmt, vgl. Pumpeinheit Γ. und sich bei Beginn des Saughubes in ihrer unteren Lage befindet, vgl. Pumpeinheit 1". Verluste der Trennflüssigkeit werden über nicht dargestellte Injektionsleitungen ausgeglichen, welche in die Arbeitsräume 12 der Kolben 2 münden.

Falls nun Pumpmedien gefördert werden sollen, welche zur Gas- oder Dampfbildung neigen, so werden innerhalb der Ventildurchgangsräume 10 entstehende Gas- oder Dampfblasen während der Druckphase der jeweiligen Pumpeinheit durch das zugehörige Druckventil 8 in die Druckleitung 9 gefördert.

In den Pendelräumen 11 entstehende Gas- oder Dampfblasen sammeln sich jedoch in einer Sammelzone 14 im oberen Teil der Pendelräume 11, wo die Gas- bzw. Dampfblasen aufgrund der Form der Pumpenarbeitsräume 4 gefangen bleiben. Im Laufe der Zeit könnten die Dämpfe bzw. Gase praktisch die gesamten Pendelräume 11 ausfüllen und aufgrund ihrer Kompressibilität die Hubarbeit der Kolben 2 weitgehend unwirksam machen.

Um dies zu vermeiden, sind Entlüftungsleitungen 15' und 15" vorgesehen, wobei die Entlüftungsleitung 15' von der Ansammlungszone 14 der Pumpeinheit Γ in den Vcntildurchgangsraum 10 der Pumpeinheit 1" führt, wo sie unterhalb des Druckventiles 8 dieser Einheit einmündet. In entsprechender Weise führt die Entlüftungsleitung 15" von der Ansammlungszone 14 der Pumpeinheit 1" in den Ventildurchgangsraum 10 der Einheit Γ. wobei die Mündung der Entlüftungsleitung 15" unterhalb des Druckventiles 8 der Einheit 1' angeordnet ist.

nie Entlüftungsleitungen 15' und 15" werden so gesteuert, daß sie nur bei Druckgefälle in Entlüftungsrichtung öffnen können, d. h. wenn sich die zu entlüftende Pumpeinheit in der Druckphase befindet.

Im einfachsten Falle genügt es. in den Entlüftungsleitungen 15' und 15" in Entlüftungsrichtung öffnende Rückschlagventile einzusetzen und die Entlüftungsleitungen mit hohem Strömungswiderstand auszulegen
Vorzugsweise werden in den Entlüftungsleitungen jedoch Ventilanordnungen 16' und 16" angeordnet, wie sie oben anhand der F i g. 1. dort als Ventilanordnung 16 bezeichnet, erläutert wurden.

Im dargestellten Beispiel befindet sich die Pumpeinheit Γ in der Druckphase, d. h. die Entlüftungsleitung 15' wird durch kurzzeitige Öffnung der Ventilanordnung 16' vorübergehend geöffnet. Die Pumpeinheit 1" befindet sich in der Saugphase, d. h. die Entlüftungsleitung 15" ist aufgrund der in Rückschlagrichtung geschlosse-

nen Ventilanordnung 16" gesperrt.

Während der Druckphase der Pumpeinheit 1" und der Saugphase der Pumpeinheit Γ kann die Enilüfuingsleitung 15" öffnen, während die Entlüfiungsleitung 15' geschlossen bleibt.

Aufgrund der an der zeitweise geöffneten Entlüftungsleitung 15" anstehenden Druckgefälles, welches der Differenz zwischen Druckphase und Saugphase der Pumpeinheiten Γ und 1" entspricht, werden in der Ansammlungszone 14 der Einheit Γ angesammelte Gase und Dämpfe in den Ventildurchgangsraum 10 der anderen Pumpeinheit 1" eingeführt, wo sie sich unterhalb des Druckventiles 8 sammeln und bei der nachfolgenden Druckphase diese Pumpeinheit 1" in die Druckleitung 6 gefördert werden. is

Bei der erfindungsgemäßen Pumpe ist also eine permanente Selbstentlüftung vorgesehen, wobei jeweils eine in der Druckphase befindliche Pumpeinheit durch eine in der Saügphasc befindliche Pumpeinheit entlüftet wird.

Die Fig. 3 zeigt nun eine der Fig. 2 entsprechende Anordnung für eine Drei-Kolben-Pumpe mit den Pumpeinheiten 1', 1" und I¹". Die Relativlage der Kurbelwellenkröpfungen I, Il und IU ist in Fig.4 dargestellt. Im Unterschied zum Pumpaggregat nach Fig. 2. bei dem die Pumpeinheiten genau gegenphasig arbeiten, arbeiten die Pumpeinheiten des Pumpaggregates nach F i g. 3 mit einer Phasenverschiebung von 2 Vj. Da sich jedoch die Druckphasen und Saugphasen der einzelnen Pumpeinheiten hinreichend lange überschneiden, ist eine jo Selbstentlüftung des Pumpaggregates gewährleistet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

50

b0

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Pumpe od. dgL hydraulische, intermittierend — mit Druck- und Niederdruckphasen — arbeitende Arbeitsmaschine mit mehreren entlüftbaren Arbeitsräumen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arbeitsraum (4) zur Entlüftung während seiner Hochdruckphase mit einem anderen in Niederdruckphase befindlichen Arbeitsraum über eine Entlüftungsleitung (15,15', 15") verbindbar ist, welche von einer Gas- bzw. Dampfansammlungszone im zu entlüftenden Arbeitsraum ausgeht und am Ausgang des anderen Arbeitsraumes mündet.

2. Pumpe, insbesondere Kolbenpumpe, zur Förderung gas- oder dampfbildender Flüssigkeiten mit mehreren intermittierend — mit Saug- und Druckphase — und mit Phasenverschiebung zueinander arbeitenden Pumpeinheiten, deren zwischen Saug- und Druckleitung bzw. zwischen Saug- und Druckventil angeordnete Arbeitsräume entlüftbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Entlüftungsleitungen (15,15', 15"), welche durch Absperrorgane (16', 16") gesteuert werden, von der Gasbzw. Dampfansammlungszone des jeweils zu entlüftenden Arbeitsraumes (4) einer Pumpeinheit (Γ, Ι"; I¹ bis l"¹) bis zu einem Bereich unterhalb des Druckventiles (8) eines Arbeitsraumes (4) einer der anderen phasenverschoben arbeitenden Pumpeinheiten führt und öffnet, wenn von der Gas- bzw. Dampfansammlungsijne zur Mündung der jeweiligen Entlüftungsleitung ein DruokgefäHe besteht, bzw. schließt, wenn umgekehrte Druckverhältnisse oder Druckgleichheit an den Enden der je'-siligen Entlüftungsleitung vorliegen.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung zwischen der zu entlüftenden und der dieselbe entlüftenden Pumpeinheit zwischen -τ/2 und -TCA-Arbeitsperiode, V2- Arbeitsperiode) liegt.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Entlüftungsleitur/g (15,15', 15") jeweils von einem Pendelraum (11) abzweigt, welcher eine nicht aggressive Trennflüssigkeit aufnimmt, die die Kolbenarbeit auf das Pumpmedium überträgt und dieses vom Kolben (2) fernhält.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß in der Entlüftungsleitung (15, 15', 15") jeweils ein Doppelsitzventil (20) angeordnet ist. dessen Ventilkörper (29) in Rückschlagrichtung (R) schließend gegen den einen Sitz (27) belastet und in Entlüftungsrichtung (E) unter kurzzeitiger Öffnung des Ventils (20) gegen den anderen Sitz (28) zur Schließung des Ventiles (20) in Entlüftungsrichtung (E) verschiebbar ist.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelsitzventil (20) mit einem in Entlüftungsrichtung (E) nachgeschalteten Rückschlagventil (19) kombiniert ist. eo

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 5 und 6. gekennzeichnet durch eine Drossel (26). welche dem Doppelsitzventil (20) vorgeschaltet ist.

8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand der Drossel (26) bs einstellbar ist.

9. Pumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelsitzventil (20) und/oder das Rückschlagventil (19) einen einstellbar veränderlichen Hub aufweisen.

10. Pumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper (29,29') in Rückschlagrichtung (R) durch Federn belastet sind.

11. Pumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper (29, 29') des Rückschlagventiles (19) und/oder &es Doppelsitzventiles (20) allein durch Schwerkraft in rückschlagverhindernder Schließrichtung (R) belastet sind.

12. Pumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper (29, 29') als Kugeln angeordnet sind, welche mit linienförmigen Dichtsitzen (27,28,30) zusammenwirken.

13. Pumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 11, gekennzeichnet durch plattenförmige Veniilkörper, die mit ebenen Ventilsitzen zusammenwirken.

14. Pumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Rückschlagventile (19) und/oder Doppelsitzventil (20) mehrfach, vorzugsweise doppelt, hintereinander angeordnet sind.