DE3235316C1

DE3235316C1 - Verschluss fuer Gehaeuse-OEffnungen bei Kolbenpumpen

Info

Publication number: DE3235316C1
Application number: DE3235316A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 5140 Erkelenz Ecker; Hartmut Dipl.-Ing. 5130 Geilenkirchen Giernalczyk; Helmut 5142 Brachelen Henschenmacher; Edwin C. Houston Tex. Lewis; Siegfried Ing.(grad.) 5130 Geilenkirchen Rutte
Original assignee: Wirth Maschinen und Bohrgeraete Fabrik GmbH
Current assignee: Mhwirth GmbH
Priority date: 1982-09-24
Filing date: 1982-09-24
Publication date: 1984-01-05
Also published as: US4516477A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Verschluß für eine Öffnung im Gehäuse oder Körper einer Kolbenpumpe, insbesondere einer Flüssigkeits-Hochdruckpumpe, namentlich Ventilgehäuse-Verschluß, mit einem einlegbaren Innendeckel, einem be- und entlastbaren Andruckorgan für den letzteren, einem in einem Gewinde eines Gehäuse- oder Deckelteiles einschraubbaren Stützdeckel und mit einer Belastungseinrichtung für das Andruckorgan.

Bei einem bekannten Verschluß dieser Art (DE-PS 72 031) ist als Andruckorgan ein Kolben im Stützdeckel vorgesehen, der auf seiner dem Innendeckel abgewandten Seite mit hydraulischem Druckmedium beaufschlagt werden kann. Nach Erreichen des gewünschten Enddruckes wird eine Druckschraube im Stützdeckel gegen das obere Ende des Kolbens geschraubt, so daß dieser auch dann gegen den Innendeckel angepreßt gehalten wird, wenn das

Druckmedium entspannt wird.

Die zu verschließenden Öffnungen in Gehäuseteilen oder im Körper einer Kolben- bzw. Plungerpumpe haben wegen ihrer Zweckbestimmung oft eine nicht unerhebliche Größe. Sie müssen z.B. das Wechseln eines Ventils zulassen. Zugleich muß der Verschluß dem Betriebsdruck standhalten, der z. T. eine Wechsellast ist Bei Verschlüssen mit verschraubten Teilen besteht die Gefahr, daß sich die Gewinde im Lauf der Zeit während des Betriebes lockern. Falls die Verbindung nicht rechtzeitig nachgezogen wird, können sich die Gewindegänge ausschlagen, und es kann sogar zur Zerstörung einzelner Bauteile kommen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verschluß für Gehäuseöffnungen bei Pumpen zu schaffen, der den Erfordernissen des praktischen Betriebes in günstiger Weise gerecht wird. Insbesondere soll der Verschluß so ausgebildet werden, daß ständig die notwendige Schließkraft vorhanden ist und auch bei wechselnden Innendrücken bestehen bleibt, ohne daß dies von einem bestimmten Zustand einer Gewindeverbindung bei einem mechanischen Druckhalteelement und dessen Verspannung abhängig ist. Weitere mit alledem im Zusammenhang stehende Probleme, mit denen sich die Erfindung befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen Erläuterung der aufgezeigten Lösung.

Gemäß der Erfindung weist die Belastungseinrichtung eine zwischen dem Andruckorgan und einem Widerlagen angeordnete Druckfeder auf, und es ist zur Erzeugung einer der Kraft der Druckfeder entgegenwirkenden Lösekraft eine Entspanneinrichtung vorgesehen.

Bei einem solchen Verschluß wird die Schließkraft durch die Druckfeder aufgebracht, und zwar im Sinne einer Vorspannkraft, derart, daß sog. Setzverluste, z. B. während des Betriebes auftretende geringe Verlagerungen von beteiligten Elementen, Nachgeben von Dichtungen usw., durch entsprechende Ausdehnung der Druckfeder kompensiert werden, ohne daß die Schließkraft einen gewünschten Wert unterschreitet. Die Druckfeder läßt sich ohne weiteres so dimensionieren und einbauen, daß immer eine Mindesthöhe der Vorspannkraft gewährleistet ist. Damit werden auch Leckagen im Bereich von Dichtungen sicher vermieden. Die Beanspruchung von miteinander verspannten Teilen läßt sich überschaubar halten, so daß infolge definierter Kraftanteile auch eine Erhöhung der Lebensdauer erreichbar ist.

Wenn es sich um eine Pumpenausführung handelt, bei welcher der Stützdeckel nicht unmittelbar in ein Gehäuse eingeschraubt ist, sondern in einen z. B. ring- oder plattenförmigen Deckelteil, der seinerseits mit wenigstens einem weiteren Teil eines Gehäuses oder Pumpenkörpers durch Schraubenbolzen verbunden ist, besteht eine besonders vorteilhafte Ausbildung gemäß der Erfindung darin, daß die Belastungseinrichtung für das Andruckorgan des Verschlusses zugleich Vorspanneinrichtung für die genannten Schraubenbolzen ist, die dann zweckmäßig als Zuganker, Dehnschrauben od. dgl. gestaltet sind. Die Federkraft der Belastungseinrichtung wird entsprechend diesen Erfordernissen gewählt.

Als Druckfeder kommt insbesondere ein Tellerfederpaket in Betracht. Das Widerlager für die Druckfeder wird zweckmäßig durch den Stützdeckel selbst gebildet, kann aber auch ein zusätzliches Teil sein.

Die Entspanneinrichtung zum Erzeugen einer der Federkraft entgegenwirkenden Lösekraft beim Ausbau des Verschlusses kann rein mechanisch ausgebildet sein

und dann insbesondere ein am Andruckorgan angreifendes bzw. relativ zu diesem drehbaren Element enthalten, das relativ zum Stützdeckel verstellbar, namentlich in diesem schraubbar ist.

Bei einer anderen Ausführung weist die Entspannein- -, richtung eine Kolben-Zylinder-Anordnung auf. Durch Beaufschlagung des Kolbens mit Druckmedium wird dabei die'Lösekraft aufgebracht, wie dies im einzelnen noch erläutert wird. Der Kolben der Einrichtung ist zweckmäßig lösbar mit dem Andruckorgan verbunden, ι ο namentlich durch Verschrauben. Der Zylinder für den Kolben wird vorteilhaft im Widerlager vorgesehen, insbesondere im Stützdeckel.

Anhand der Zeichnungen ist die Erfindung nachstehend beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine Triplexpumpe in Draufsicht,

F i g. 2 einen Pumpenkörper in einem Schnitt nach der Linie H-II in F ig. 1,

F i g. 3 eine Ansicht des Pumpenkörpers mit Blick in Richtung des Pfeiles A in F i g. 2, _:

F i g. 4 eine Draufsicht des Pumpenkörpers und

Fig.5 einen Ventilverschluß in größerem Maßstab im Schnitt.

Verschlüsse gemäß der Erfindung können bei Pumpen verschiedener Art mit Vorteil verwendet werden. Als besonderer Einsatzfall ist in F i g. 1 eine einfachwirkende Triplexpumpe veranschaulicht, die beispielsweise für einen Betriebsdruck von 300 bar ausgelegt ist und als Spülpumpe für Bohranlagen oder als Pumpe für den Feststofftransport dient. Mit der Ziff. 2 sind die drei Zylinderanordnungen bezeichnet, deren Kolbenstangen 3 ihre Bewegung von einem im ^v rückwärtigen Teil la eines Gestells bzw. Getrieberahmens 1 untergebrachten Kurbeltrieb über Pleuelstangen und Kreuzköpfe erhalten. Am vorderen Ende des Getrieberahmens 1 sind drei den Zylindern zugeordnete Pumpenkörper 4 befestigt, die jeweils ein Saugventil und ein Druckventil enthaften. Die Montageöffnungen für die Ventile sind durch Deckel- und Verschlußanordnungen 5, 6 verschlossen. Das zu pumpende Medium, z. B. Bohrspülung, gelangt über eine Saugleitung 7 zu den Pumpenkörpern 4 und wird aus diesen in eine Druckleitung 8 gefördert.

Anhand der F i g. 2 bis 5 wird nun der Verschluß 6 auf der Druckseite im einzelnen erläutert. Ein Deckelteil 11 ist mit einem die Montageöffnung 12 für ein nicht dargestelltes Druckventil aufweisenden Druckgehäuse oder Auslaßteil 13, einem Ventil-Aufnahmeteil 14 und einem Mittelteil 15 des Pumpenkörpers 4 durch Zuganker 10 mit aufgeschraubten Muttern 9 verbunden.-50 In ein Innengewinde 21 des Deckelteiles 11 ist ein Stützdeckel 22 eingeschraubt, der einen Zylinder 23 für einen abgestuften Kolben 24 mit Ringfläche bildet Der Kolben ist mit einem Ansatz 25 in eine Gewindebohrung 26 eines Andruckorgans 27 eingeschraubt, wobei die Teile an einander zugewandten Flächen fest anliegen und so im Betrieb eine Einheit bilden, für die Montage aber getrennt werden können. Das Andruckorgan 27 dient zur Belastung eines Innendeckels 28, der zusammen mit einer Dichtung 29 in einen die Öffnung ί 2 umgebenden abgestuften Sitz am oberen Ende des Druckgehäuses 13 eingelegt ist. Mit der Ziff. 30 ist ein in den Innendeckel 28 eingeschraubter Ansatz zum Handhaben des Innendeckels bezeichnet. In ähnlihcer Weise ist in den Kolben 24 ein Handhabungsring 31 eingeschraubt.

In einem zwischen dem Andruckorgan 27 und dem Stützdeckel 22 vorgesehenen Ringraum 32 ist als Druckfeder ein Tellerfederpaket 33 zwischen einer oberen und einer unteren Stützscheibe vorgesehen.

Dem Zylinder 23 kann über einen Anschluß 34 im Kolben 24 ein Druckmedium, namentlich Hydrauliköl, zugeführt werden. Dichtungen zwischen Kolben und Zylinder sind mit den Ziff. 35 und 36 bezeichnet.
• Der Einbau des Verschlusses geschieht wie folgt. Zunächst werden der Stützdeckel 22, der Kolben 24 mit^ den Dichtungen 35, 36, das Andruckorgan 27 und das Tellerfederpaket 33 zu einer Einheit zusammengebaut. Nach dem Einlegen des Innendeckels 28 mit Dichtung 29 wird diese Einheit dann in das Innengewinde 21 des Deckelteiles 11 eingeschraubt, bis das Andruckorgan 27 auf dem Innendeckel 28 aufsitzt. Diesen Zustand zeigt die linke Hälfte der F i g. 5. Sodann wird dem Zylinder 23 über den Anschluß 34 Druckmedium zugeführt, was von jeder geeigneten Versorgung her erfolgen kann, insbesondere auch mittels einer Handpumpe, um den Ringkolben 24 zu beaufschlagen. Dadurch wird das Tellerfederpaket 33 infolge der Aufwärtsbewegung des Kolbens 24 mit dem Andruckorgan 27 zusammengedrückt, wobei sich das letztere von dem Innendeckel 28 abhebt. Ist ein ausreichender oder ggf. auch vorbestimmter Druck erreicht und damit die Feder 33 gespannt, wird der Stützdeckel 22 mit den zugehörigen Teilen weiter in das Gewinde 21 eingeschraubt, bis das Andruckorgan 27 erneut satt auf dem Innendeckel 28 aufliegt. Nun wird der Kolben 24 durch Wegnehmen des ''hydraulischen Druckes entlastet, so daß die Kraft des Tellerfederpakets 33 zur Wirkung kommt und über das Andruckorgan 27 den Innendeckel 28 fest gegen seinen Sitz preßt. Dies zeigt die rechte Hälfte der F i g. 5. Damit ist ein sicherer Verschluß erzielt. Das Lösen desselben geschieht sinngemäß in umgekehrter Weise.

Die Spannung der Feder 33 kann so gewählt werden, daß bei der gezeigten Ausführung zugleich die Zuganker 10 eine gewünschte Vorspannung erhalten, die ständig einen sicheren und dichten Zusammenhalt der durch dieselben miteinander verbundenen Teile 11, 13, 14, 15 gewährleistet. Dies gilt ebenso für andere Ausführungen von aus mehreren Teilen zusammengesetzten Gehäusen oder Pumpenkörpern, so auch für die Anordnung auf der Saugseite des Pumpenkörpers nach Fig.2, wo durch Zuganker 10 ein die Öffnung 19 verschließender und auf einer Anlagefläche 15a des Mittelteiles aufsitzender Deckelteil 11 oben mit dem Mittelteil und ein an einer unteren Fläche 156 des Mittelteiles 15 anliegender Saugventil-Aufnahmeteil 16 sowie ein Einlaßteil 17 unten mit dem Mittelteil fest verspannt sind. Der Verschluß 5 ist so ausgebildet, wie der Verschluß 6 auf der Druckseite, wobei ggf. eine andere Spannung der Druckfeder gewählt werden kann.

Mit der Ziff. 18 ist ein an einer Stirnfläche 15c des Mittelteiles 15 anliegender Adapter bezeichnet, der an. dem Mittelteil durch Schrauben befestigt ist und zum Anschluß einer Zylinderanordnung 2 dient. Der im Mittelteil 15 vorhandene Durchlaßweg für das zu fördernde Medium trägt die Ziff. 20.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verschluß für eine Öffnung im Gehäuse oder Körper einer Kolbenpumpe, insbesondere einer Flüssigkeits-Hochdruckpumpe, namentlich Ventilgehäuse-Verschluß, mit einem einlegbaren Innendekkel, einem be- und entlastbaren Andruckorgan für den letzteren, einem in ein Gewinde eines Gehäuseoder Deckelteiles einschraubbaren Stützdeckel und mit einer Belastungseinrichtung für das Andruckorgan, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungseinrichtung eine zwischen dem Andruckorgan (27) und einem Widerlager (22) angeordnete Druckfeder (33) aufweist und daß zur Erzeugung einer der Kraft der Druckfeder (33) entgegenwirkenden Lösekraft eine Entspanneinrichtung (23, 24, 25) vorgesehen ist.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager durch den Stützdeckel (22) gebildet ist.

3. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckfeder ein Tellerfederpaket (33) vorgesehen ist

4. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine mechanische Entspanneinrichtung.

5. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspanneinrichtung eine Kolben-Zylinder-Anordnung (23, 24) aufweist

6. Verschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) der Kolbven-Zylinder-Anordnung (23, 24) lösbar mit dem Andruckorgan (27) verbunden ist.

7. Verschluß nach einem der Ansprüche 5 und 6, gekennzeichnet durch einen im Widerlager (22) ausgebildeten Zylinder (23) für den Kolben (24).

8. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungseinrichtung für das Andruckorgan (27) zugleich Vorspanneinrichtung für Zuganker (10) od. dgl. ist, die einen den Stützdeckel (22) aufnehmenden Teil (11) mit wenigstens einem weiteren Teil (13, 14, 15) eines Pumpengehäuses oder -körpers (4) verbinden.