DE3310066C2

DE3310066C2 -

Info

Publication number: DE3310066C2
Application number: DE3310066A
Authority: DE
Inventors: Walter 7417 Dettingen De Lieb; Hans 7432 Urach De Hindel
Original assignee: Uraca Pumpenfabrik & Co Kg 7432 Bad Urach De GmbH
Current assignee: Uraca Pumpenfabrik & Co Kg 7432 Bad Urach De GmbH
Priority date: 1983-03-21
Filing date: 1983-03-21
Publication date: 1991-10-02
Also published as: DE3310066A1; IT1177585B; IT8447811A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe zur Förderung heißer Medien mit mehreren Kolben bzw. Plungern, welche in Reihe in zugeordneten Arbeitskammern eines Triebwerkes angeordnet sind, die jeweils über Pendelstrecken mit zugeordneten Pumpenkammern kommunizieren, welche innerhalb eines Ventilblockes zwischen saug- und druckseitigen Ventilen angeordnet sind, wobei die Pendelstrecken das darin befindliche, nur relativ langsam ausgetauschte Fördermedium mit Temperaturgefälle zu den Kolben bzw. Plungern hin zur Schonung von Dichtungen an den Kolben bzw. Plungern abkühlen.The invention relates to a piston pump for delivery hot media with several pistons or plungers, which in series in assigned working chambers of an engine are arranged, each with commuting routes associated pump chambers communicate which within a valve block between the suction and pressure side Valves are arranged, the pendulum the exchanged only relatively slowly Pumped medium with temperature gradient to the pistons or Plunging to protect seals on the pistons or plunger cool down.

Bei derartigen Pumpen können zwischen dem Bereich der Pumpenventile und dem Triebwerk bzw. den Arbeitskammern der Kolben oder Plunger hohe Temperaturdifferenzen auf treten, insbesondere wenn für die Pendelstrecken eine Zwangskühlung vorgesehen ist. In such pumps can between the range of Pump valves and the engine or the working chambers the piston or plunger has high temperature differences occur, especially if for the commuting routes Forced cooling is provided.

Diese Temperaturdifferenzen bewirken, daß Gehäuseteile nahe den Pumpenventilen eine deutlich vergrößerte bzw. andere Wärmeausdehnung erleiden als davon entfernte Gehäuseteile.These temperature differences cause housing parts to be close the pump valves a significantly enlarged or different Thermal expansion occurs as housing parts removed from it.

Um diese unterschiedlichen Wärmeausdehnungen tolerieren bzw. beherrschen zu können, ist bei einer aus der WO 80/01 706 A1 bekannten Pumpe der eingangs angegebenen Art vorgesehen, daß die Pendelstrecken durch relativ lange Winkelrohre gebildet werden, die an ihren einen Enden fest mit dem Triebwerksgehäuse der Pumpe und an ihren anderen Enden fest mit einem alle Pumpenventile aufnehmenden Ventilblock verbunden sind. Aufgrund der großen Länge der die Pendel strecken bildenden Winkelrohre wird erreicht, daß unter schiedliche Wärmeausdehnungen des Ventilblockes und des Triebwerkgehäuses zu keinen zerstörerischen Biegebean spruchungen der Pendelstreckenrohre führen können.To tolerate these different thermal expansions or To be able to master is one of WO 80/01 706 A1 known pump of the type specified provided, that the pendulum routes through relatively long angle tubes are formed, which are fixed at one end to the Engine housing of the pump and at its other ends fixed with a valve block accommodating all pump valves are connected. Because of the great length of the pendulum stretching elbow pipes is achieved under different thermal expansions of the valve block and Engine housing to no destructive bending beans can cause stresses on the pendulum tubes.

Bei einer aus der DE-PS 3 53 254 bekannten Kolbenpumpe mit Pendelstrecken wird auf die Anordnung eines für alle Pumpenventile gemeinsamen Ventilblockes verzichtet. Vielmehr wird jede Pendelstrecke durch ein gesondertes Zylinderteil gebildet, welches jeweils an einem Ende am Pumpentriebwerk in Verlängerung der jeweiligen Kolben arbeitskammer befestigt ist und an seinem anderen Ende jeweils die diesem Kolben zugeordneten Pumpenventile, jeweils ein Saug- und ein Druckventil, getrennt von den den übrigen Kolben zugeordneten Ventilen trägt.In a piston pump known from DE-PS 3 53 254 With commuting routes, the arrangement is one for all Pump valves common valve block dispensed with. Rather, each commute is separated by a separate one Cylinder part formed, which at each end on Pump engine in the extension of the respective pistons Chamber of labor is attached and at its other end the pump valves assigned to this piston, one suction and one pressure valve each, separate from the the other piston associated valves carries.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Pumpe der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß auch bei kurzen Pendelstrecken und in einem gemeinsamen Block vereinigten Pumpenventilen hohe Temperaturdifferenzen zwischen Triebwerksgehäuse und Ventilblock aufrechterhalten werden können. The object of the invention is now a pump of the beginning specified type so that even with short Commuting routes and united in a common block Pump valves have high temperature differences between Maintain engine housing and valve block can be.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Pendel strecken jeweils im wesentlichen starre, mit dem Ventilblock sowie den Arbeitskammern winkelbeweglich verbundene Pendelstreckenrohre angeordnet sind, wobei vorzugsweise an den Pendelstreckenrohren zwischen Ventilblock und Triebwerk auf Zug und Druck beanspruch bare, der Abwärme der Pendelstreckenrohre ausgesetzte Zwischenlagerteile, welche die Pendelstreckenrohre seitwärts zu drängen suchen, mit derartigem Abstand vom Ventilblock angeordnet sind, daß die arbeitskammer seitigen Enden der Pendelstreckenrohre keine bzw. nur geringe Querkräfte auf die angeschlossenen Arbeitskammern ausüben.This object is achieved in that as a pendulum stretch essentially rigid, with the Valve block and the working chambers are angularly movable connected pendulum tubes are arranged, wherein preferably on the pendulum pipes between Valve block and engine under tension and pressure bare exposed to the waste heat of the pendulum pipes Intermediate storage parts, which the pendulum tubes seek to push sideways, at such a distance are arranged by the valve block that the working chamber side ends of the pendulum tubes no or only low lateral forces on the connected working chambers exercise.

Die Erfindung sieht also mit den Pendelstreckenrohren Bauteile vor, welche eine unterschiedliche Wärmeaus dehung von Triebwerk und Ventilblock zulassen. Dabei werden die Pendelstreckenrohre durch Zusammenwirken von Ventilblock und Zwischenlagerteilen, welche aufgrund der in ihrem Bereich geringeren Wärmebelastung sowie gegebenenfalls auch aufgrund eines entsprechend ausge wählten Materials eine vom Ventilblock abweichende Wärmeausdehnung erleiden, sowohl im heißen als auch im kalten Zustand der Pumpe zwangsläufig innerhalb einer die Achsen der Pendelstreckenrohre enthaltenen Ebene bezüglich ihrer ventilblockseitigen Enden ge schwenkt, so daß die arbeitskammerseitigen Enden der Pendelstreckenrohre ihre Abstände voneinander entsprechend den geringen Temperaturschwankungen des Triebwerkes nicht oder nur wenig ändern.The invention therefore sees with the pendulum tubes Components that have a different heat Allow engine and valve block to expand. Here the pendulum pipes are made to work together of valve block and intermediate storage parts, which are due to the lower heat load in their area as well possibly due to a corresponding out selected material different from the valve block Undergo thermal expansion, both hot and hot in the cold state of the pump inevitably within one containing the axes of the pendulum tubes Level ge with respect to their valve block-side ends pivots so that the working chamber ends of the Pendulum pipes according to their distances from each other the low temperature fluctuations of the engine or change little.

Der Abstand der Zwischenlagerteile vom Ventilblock hängt dabei neben dem materialabhängigen Wärmeausdehungsver halten der Zwischenlagerteile vom Querabstand der arbeits kammerseitigen Enden der Pendelstreckenrohre sowie den am Ort der Zwischenlagerteilen vorliegenden Temperaturver hältnissen ab und kann rechnerisch und/oder durch Ver suche bestimmt werden.The distance between the intermediate storage parts from the valve block depends besides the material-dependent thermal expansion ver keep the intermediate storage parts from the transverse distance of the work chamber-side ends of the pendulum tubes and the am Location of the interim storage parts available Temperaturver relationships and can be calculated and / or by ver search be determined.

In konstruktiv besonders einfacher Weise kann als Zwi schenlager zwischen Triebwerk und Ventilblock etwa quer zu den Pendelstreckenrohren ein Steg mit Lochreihe zur Durchführung der Pendelstreckenrohre angeordnet sein. Die Löcher weisen dabei zweckmäßig ballig geformte Ränder mit dem jeweiligen Pendelstreckenrohr zugewandter konvexer Wölbung auf, um unterschiedliche Winkelstellungen des Pendelstreckenrohres zum Steg zwangsfrei zuzulassen. Der genannte Steg kann als Teil eines das Triebwerk mit dem Ventilblock verbindenden Zwischenstückes ange ordnet sein. Im übrigen können sowohl der Steg als auch das Zwischenstück aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein, um gegebenenfalls die Montage der Pendelstreckenrohre zu ermöglichen bzw. zu erleichtern.In a structurally particularly simple manner, as Zwi diagonally between the engine and valve block a bridge with a row of holes to the pendulum tubes Implementation of the pendulum pipes to be arranged. The holes expediently have spherically shaped edges with the respective pendulum tube facing convex Buckling to different angular positions of the Allow pendulum section pipe to the dock without constraint. The web mentioned can be part of the engine with the valve block connecting intermediate piece to be in order. In addition, both the web and the intermediate piece is composed of several parts be, if necessary, the assembly of the pendulum tubes to enable or facilitate.

Weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, die in schematisierter Form ein Ausführungsbeispiel darstellt. Dabei zeigtFurther preferred features of the invention are shown in the drawing explains the one in schematic form Representing embodiment. It shows

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine Kolbenpumpe mit drei liegend angeordneten Plungern im Kaltzustand und Fig. 1 is a partially sectioned plan view of a piston pump with three plungers arranged in the cold state and

Fig. 2 eine entsprechende Draufsicht im heißen Zustand. Fig. 2 shows a corresponding top view in the hot state.

Im Triebwerk 1 ist in bekannter Weise die in der Zeichnung nur teilweise sichtbare Kurbelwelle 2 angeordnet, welche über nicht dargestellte Pleuel und Kreuzköpfe antriebsmäßig mit den Plungern 3 verbunden ist. Die Plunger 3 arbeiten in ihnen zugeordneten Arbeitskammern, welche durch stopfbuch senartige Zylinderteile 4 gebildet werden, die gegen über den Plungern 3 mittels Dichtungspakete 5 abge dichtet sind.The crankshaft 2 , which is only partially visible in the drawing, is arranged in the engine 1 in a known manner and is connected to the plungers 3 in terms of drive via connecting rods and crossheads, not shown. The plungers 3 work in their associated working chambers, which are formed by gland-like cylinder parts 4 , which are sealed against the plungers 3 by means of sealing packs 5 .

Jedem Plunger 3 ist in einem Ventilblock 6 ein Pumpen arbeitsraum 7 zugeordnet, welcher über nicht darge stellte Saugventile mit einer Saugleitung und über nicht dargestellte Druckventile mit einer Druckleitung der Pumpe verbunden ist. Zur Verbindung der innerhalb der Zylinderteile 4 angeordneten Arbeitskammern 4′ der Plunger 3 mit den jeweils zugeordneten Pumpenarbeits räumen 7 dienen Pendelstreckenrohre 8, welche unter Zwischenschaltung linsenförmiger Dichtungen 9 mittels nur schematisch dargestellter Federbolzen 10 sowohl mit dem Ventilblock 6 als auch mit den Zylinderteilen 4 verbunden sind. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Pendelstreckenrohre 8 sowohl gegenüber den Zylinderteilen 4 als auch gegenüber dem Ventilblock 6. eine gewisse Winkelbeweglichkeit aufweisen, deren Zweck weiter unten erläutert wird.Each plunger 3 in a valve block 6 is assigned to a pump work space 7 , which is connected via suction valves, not shown, to a suction line and via pressure valves, not shown, to a pressure line of the pump. To connect the working chambers 4 arranged within the cylinder parts 4 'of the plunger 3 with the respectively assigned pump work spaces 7 , pendulum tubes 8 are used , which are connected with the interposition of lenticular seals 9 by means of spring bolts 10 only shown schematically, both with the valve block 6 and with the cylinder parts 4 . The arrangement is such that the pendulum section tubes 8 both in relation to the cylinder parts 4 and in relation to the valve block 6 . have a certain angular mobility, the purpose of which is explained below.

Als tragende bzw. mittragende Verbindung ist zwischen Ventilblock 6 und Triebwerk 1 ein gehäuseartiges Zwi schenstück 11 angeordnet, welches einen mit Abstand L vom Ventilblock 6 angeordneten Quersteg 12 mit in Reihe angeordneten Löchern 13 aufweist, welche zur Aufnahme der Pendelstreckenrohre 8 dienen und dieselben mit ballig konvexen Rändern umschließen.As supporting or load-bearing connection between the valve block 6 and engine 1, a housing-like interim rule piece 11 is arranged, which has a spaced L arranged from the valve block 6 transverse web 12 having serially arranged holes 13 which serve to receive the commute pipes 8 and the same with spherically enclose convex edges.

Die Pendelstreckenrohre 8 dienen dazu, beim Betrieb heißer Medien eine Abkühlung des in den Pendelstrecken rohren 8 befindlichen Pumpmediums zu bewirken, indem dieses vergleichsweise langsam ausgetauscht wird und über die relativ großen Mantelflächen der Pendel streckenrohre 8 Wärme abstrahlen bzw. an ein die Pendel streckenrohre 8 umströmendes Kühlmedium abgeben kann. Somit treten bei der Förderung heißer Medien starke Temperaturunterschiede zwischen dem Ventilblock 6 und dem Triebwerk auf. Dies führt zu entsprechend unter schiedlichen Wärmeausdehungen von Triebwerk 1 und Ventilblock 6.The commute tubes 8 are used to effect a cooling of the 8 pumping medium located tubes in the commutes the operation of hot media, by being replaced relatively slowly and across the relatively large outer surfaces of the commute pipes radiate 8 Heat and trackside pipes to a pendulum 8 flowing around Can give coolant. As a result, there are large temperature differences between the valve block 6 and the engine when conveying hot media. This leads accordingly under different thermal expansions of engine 1 and valve block 6 .

Im kalten Zustand der Pumpe, d. h. vor der Förderung heißer Medien haben die Achsen der Plunger 3 voneinander einen seitlichen Abstand S, während der seitliche Abstand der Pumpenarbeitsräume 7 (von Mitte zu Mitte gemessen) bzw. der (ebenfalls von Mitte zu Mitte gemessene) Abstand der ventilblockseitigen Enden der Pendelstreckenrohre 8 um ein Maß x geringer als der Abstand S ist. Dabei ist der Abstand S so gewählt, daß der Abstand zwischen den Pumpenarbeitsräumen 7 bzw. den ventilblockseitigen Enden der Pendelstreckenrohre 8 nach Erreichen der Betriebs temperatur um das gleiche Maß x größer als der vorgenann te Abstand S ist. Da die Temperatur des Triebwerkes 1 bei Stillstand und Betrieb der Pumpe praktisch gleich bleibt, verändert sich der seitliche Abstand der Achsen der Plunger 3 nicht, d. h. der Abstand S zwischen den Plungerachsen bleibt unverändert. In the cold state of the pump, ie before the delivery of hot media, the axes of the plungers 3 are at a lateral distance S from one another, while the lateral distance of the pump work spaces 7 (measured from center to center) or the distance (also measured from center to center) the valve block-side ends of the pendulum tubes 8 by a dimension x less than the distance S. The distance S is chosen so that the distance between the pump work spaces 7 and the valve block-side ends of the pendulum tubes 8 after reaching the operating temperature by the same amount x is greater than the aforementioned distance S. Since the temperature of the engine 1 remains practically the same when the pump is at a standstill and in operation, the lateral distance between the axes of the plungers 3 does not change, ie the distance S between the plunger axes remains unchanged.

Beim Betrieb der Pumpe weisen also die Achsen der Pumpenarbeitsräume 7 voneinander seitliche Abstände auf, die um das Maß x kleiner oder größer sein können als der seitliche Abstand S der Plungerachsen. Die unterschiedlichen Maße von Triebwerk 1 und Ventil block 6 werden durch die winkelbeweglich angeordneten Pendelstreckenrohre 8 ausgeglichen. Dabei ist der Abstand L des Quersteges 12 vom Ventilblock 6 so gewählt, daß die triebwerkseitigen Enden der Pendel streckenrohre 8, die im Quersteg 12 zwischengelagert sind, durch Zusammenwirken von Quersteg 12 und Ventil block 6 immer auf dem gleichen Abstand S gehalten werden. Dies wird durch die unterschiedlichen Tempera turen und Temperaturänderungen am Ventilblock 6 sowie am Ort des Quersteges 12 und die damit unterschiedlichen Wärmeausdehungen von Ventilblock 6 und Quersteg 12 erreicht. Die Pendelstreckenrohre 8 werden also zwangs weise in temperaturabhängig unterschiedlich zueinander gespreizter Lage gehalten, so daß die triebwerkseitigen Enden der Pendelstreckenrohre 8 keinerlei Querkräfte auf die Zylinderteile 4 ausüben können und die letzteren ihre Lage unverändert beibehalten. Somit treten auf die Zylinderteile 4 keinerlei nennenswerte Kräfte auf, die die Zylinderteile 4 aus der zur Achse der Plunger 3 gleichachsigen Lage herauszudrängen suchen.When the pump is operating, the axes of the pump work spaces 7 are at a distance from one another which can be smaller or larger by the dimension x than the lateral distance S of the plunger axes. The different dimensions of engine 1 and valve block 6 are compensated for by the angularly arranged pendulum tubes 8 . The distance L of the crosspiece 12 from the valve block 6 is chosen so that the engine-side ends of the pendulum pipes 8 , which are temporarily stored in the crosspiece 12 , by the interaction of crosspiece 12 and valve block 6 are always kept at the same distance S. This is achieved by the different tempera tures and temperature changes at the valve block 6 and at the location of the crosspiece 12 and the different thermal expansions of the valve block 6 and crosspiece 12 . The pendulum tubes 8 are thus forcibly held in a position that differs from one another in a temperature-dependent manner, so that the engine-side ends of the pendulum tubes 8 can not exert any transverse forces on the cylinder parts 4 and the latter maintain their position unchanged. Thus, no significant forces occur on the cylinder parts 4 , which seek to force the cylinder parts 4 out of the position coaxial with the axis of the plunger 3 .

Der richtige Abstand L des Steges 12 vom Ventilblock 6 läßt sich rechnerisch oder durch Versuche bestimmen. Der von dem Abstand S der Plungerachsen abhängige Abstand L ist zu groß, wenn sich der Abstand der triebwerkseitigen Enden der Pendelstreckenrohre 8 bei zunehmender Annäherung an die Betriebstemperatur vergrößert. Sucht sich der Ab stand der triebwerkseitigen Enden der Pendelstreckenrohre 8 dagegen zu verkleinern, ist der Abstand L zu klein gewählt.The correct distance L of the web 12 from the valve block 6 can be determined by calculation or by experiment. The distance L, which is dependent on the distance S of the plunger axes, is too great if the distance between the engine-side ends of the pendulum section tubes 8 increases as the operating temperature approaches. Searches the stand from the engine-side ends of the pendulum tubes 8 to reduce it, the distance L is chosen too small.

Claims

1. Piston pump for conveying hot media with several pistons or plungers, which are arranged in series in assigned working chambers of an engine, each communicating via pendulum sections with associated pump chambers, which are arranged within a valve block between suction and pressure-side valves, the pendulum sections cool the medium, which is only relatively slowly replaced, with a temperature gradient to the pistons or plungers to protect seals on the pistons or plungers, characterized in that the pendulum sections are essentially rigid, with the valve block ( 6 ) and the Working chambers ( 4 ) angularly connected pendulum tubes are angeord net.

2. Piston pump according to claim 1, characterized in that on the pendulum tubes ( 8 ) between the valve block ( 6 ) and the engine ( 1 ) on train and pressure, the waste heat of the pendulum tubes ( 8 ) exposed intermediate bearing parts (crosspiece 12), which the pendulum tubes ( 8 ) seek to push sideways, with such a distance (L) from the valve block ( 6 ) that the working chamber-side ends of the pendulum tubes ( 8 ) exert little or no transverse forces on the connected working chambers ( 4 ').

3. Piston pump according to claim 2, characterized in that a web ( 12 ) with a row of holes ( 13 ) for carrying out the pendulum pipes ( 8 ) is arranged between the engine ( 1 ) and the valve block ( 6 ) as an intermediate store approximately transversely to the pendulum pipes ( 8 ) .

4. Piston pump according to claim 3, characterized in that the holes ( 13 ) crowned edges with the respective pendulum tube ( 8 ) facing, the same comprehensive curvature.

5. Piston pump according to one of claims 3 and 4, characterized in that the web ( 12 ) is part of an engine ( 1 ) with the valve block ( 6 ) supporting or supporting connecting piece ( 11 ).

6. Piston pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the transverse distance of the valve block-side ends of the pendulum tubes ( 8 ) in the cold state of the pump by one dimension (x) less and in the hot state of the pump by about the same amount ( x) is greater than the transverse distance (S) of the working chamber-side ends of the pendulum tubes ( 8 ) or the axes of the pistons or plungers ( 3 ).

7. Piston pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that gland-like cylinder parts ( 4 ) are arranged on the engine ( 1 ) as working chambers.