DE3610882A1 - Kolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, doppeltwirkend, zum Fördern von Flüssigkeit, mit oder ohne Feststoffen, mit auf die Kolbenstange aufgesetztem mehrteiligen Kolben mit einer inneren und einer äußeren Packung am Kolbenumfang. Kolben die­ ser Art sind Förderelement in einer Pumpenlaufbuchse mit zuge­ ordneten Saug- und Druckventilen.

Kolbenpumpen der genannten Art finden ihr Anwendungsgebiet in der Förderung von Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser, mehr oder minder versetzt mit Sand bzw. Schwebeteilchen und von pastösen Medien mit eisbildenden Komponenten bei Frosttemperaturen. Die Arbeitsdrücke solcher Kolbenpumpen reichen von geringem Über­ druck bis zu Hochdruck von z. B. 50 bar.

Kolbenpumpen für die Förderung der genannten Medien stehen in der Regel im Freien und sind während des Winters tiefen Außen­ temperaturen ausgesetzt. Dabei kommt es zur Eisbildung in den Hohlräumen der Pumpen und zur Zerstörung, falls nicht recht­ zeitig die Pumpenfüllung abgelassen wird.

Es hat sich gezeigt, daß trotz Ablassen bzw. Abziehen der Pum­ penfüllung bei starkem Frost es noch zu Schäden an der Pumpe, d. h. besonders an der Pumpenlaufbuchse kommt. Dies kommt daher, daß sich in dem Raum zwischen den beiden Packungen, indem die Spannfeder für die beiden Packungen liegt, während des Betrie­ bes Flüssigkeit eingedrungen ist. Da die Packungen im Pumpen­ stillstand fast 100% dicht sind, läuft die Flüssigkeit beim Ablassen aus den Pumpenräumen nicht ab und es kommt zu den Frostschäden.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, die bestehenden Nachteile zu beseitigen und Pumpen der genannten Art frost­ sicher zu machen.

Die Aufgabe wird gelöst durch Ausgestaltung der Pumpe gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs.

Daraus ergibt sich der Vorteil, daß eine Kolbenpumpe der ge­ nannten Art nach Ablassen oder Abziehen des Fördermediums aus den Pumpenräumen und bei Verbleib von Restmedium im Pumpen­ inneren selbst bei starkem Frost keine Zerstörung erfährt. Die auftretende Volumenvergrößerung durch Eisbildung im Pumpeninneren wird kompensiert durch die Ausdehnung der Hülsen­ feder.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Hülsenfeder als elastisches Element eine Metallfeder auf, die einerseits die notwendige Dichtkraft für beide Packungen aufbringt und im Frostfall weich genug ist, um die stattfindende Volumen­ vergrößerung zuzulassen.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß das elastische Element der Hülsenfeder ein gummielastischer Fe­ derkörper ist, der an der äußeren und an der inneren Hülse anvulkanisiert ist. Dadurch wird die Hülsenfeder sehr kompakt, ohne innere Hohlräume aufzuweisen.

Nach einer speziellen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, am Kolbenboden und an der äußeren Hülse je eine elastische Füllplatte anzubringen, wodurch der tote Raum in der Lauf­ buchse stark reduziert wird und trotzdem Festkörper im Förder­ medium nicht zu Beschädigungen führen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden näher be­ schrieben. Es zeigt

Fig. 1 Kolbenpumpe, doppeltwirkend, mit Metallhülsenfeder im Schnitt,

Fig. 2 Kolbenpumpe, doppeltwirkend, mit Gummi-Hülsenfeder im Schnitt,

Fig. 3 Kolbenpumpe mit Füllplatten am Kolben.

Die Kolbenpumpe in Fig. 1 besteht im wesentlichen aus dem Pumpen­ gehäuse 1 mit der Laufbuchse 2, den beiden Ventilkammern 3 und dem mehrteiligen Pumpenkolben 4. Der mehrteilige Pumpenkolben 4 ist auf der Kolbenstange 5 aufgesetzt. Der Kolbenboden 6 hat außen den Abstreiferring 7, der die Außenwand für die erste, die innere Packung 8 darstellt.

Über den Druckring 9, die Spannfeder 10, den zweiten Druckring 9 wird die zweite Packung 8, die äußere, gegen den zweiten Ab­ streiferring 7 gepreßt. Dieser zweite Abstreiferring, der die Außenwand für die zweite Packung 8 darstellt, ist an der äu­ ßeren Hülse 11 der Hülsenfeder 12 befestigt. Die äußere Hülse 11 wird über die innere Hülse 13 und in dem Kolbenboden 6 geführt. Die Metallfeder 14 der Hülsenfeder 12 liegt einerseits an der äußeren Hülse 11 und andererseits an der inneren Hülse 13 an. Die innere Hülse 13 ist zentrisch an dem verjüngten Kolbenstan­ genteil 15 befestigt. Die gleitenden Abdichtungen zwischen den einzelnen Kolbenteilen werden mittels bekannter Dichtelemente, wie z. B. O-Ringen, erzielt. Der erfindungsgemäße Einbau der Hülsenfeder ermöglicht bei Eisbildung im Innenraum der Lauf­ buchse 2 und der Hülsenfeder 12 eine axiale zerstörungsfreie Ausdehnung des Pumpengehäuses.

Die Kolbenstange nach Fig. 2 hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie für Fig. 1 beschrieben. Lediglich der Zwischen­ raum zwischen äußerer und innerer Hülse 16, 17 ist ausgefüllt mit gummielastischem Material 18, das ebenfalls Federwirkung hat. Eine Eisbildung im Raum zwischen den beiden Packungen führt nicht zu Frostschäden, da das Eis sich in axialer Richtung ausdehnen kann, gemäß eingezeichneter Pfeile.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführung ist besonders geeignet für die Förderung von Flüssigkeiten oder pastösen Medien mit Festkörpereinschlüssen. Für solche Betriebsverhältnisse darf der Kolbenweg nicht gleich der Laufbuchsenlänge sein, da sonst bei Anwesenheit von Festkörpern, wie z. B. Steinen, im Förder­ medium die Laufbuchsenwände zerstört werden. Es muß ein gewis­ ser Freiraum oder Totraum verbleiben. Dieser Totraum wird aber nach dem Ablassen des Fördermediums und bei der später erfol­ genden erneuten Inbetriebnahme zum schädlichen Raum für die ersten Saughübe, d. h. die Pumpe schafft nicht das Ansaugen von Fördermedium. Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung am Kolbenboden 6 und an der äußeren Hülse 11 je eine Füllplatte 19 und 20 angebracht.

Diese gummielastischen Füllplatten 19 und 20 vermindern den schädlichen Raum und erleiden keine Zerstörung bei Festkör­ pereinschlüssen. Als Verschleißteile sind sie so ausgestal­ tet, daß sie leicht auswechselbar am Kolbenboden und an der äußeren Hülse 11 befestigt werden können.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Ausführungen ge­ mäß der dargestellten Figuren. Wesentlich ist der Einbau ei­ nes axialausdehnbaren Elementes innerhalb des mehrteiligen Pumpenkolbens.

Claims (4)

1. Kolbenpumpe, doppeltwirkend, zum Fördern von Flüssigkeit, mit oder ohne Feststoffen, mit auf die Kolbenstange aufge­ setztem mehrteiligen Kolben mit einer inneren (8) und ei­ ner äußeren Packung (8) am Kolbenumfang, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrteilige Kolben besteht aus

• a) dem fest an der Kolbenstange (5) angeordneten Kolbenbo­ den (6) mit dem Abstreifring (7),
• b) einer zwischen den beiden Packungen (8, 8) liegenden Spann­ feder (10) und
• c) einer zentrisch zur Spannfeder (10) angeordneten Hülsen­ feder (12), mit einer äußeren Hülse (11) und einer inne­ ren Hülse (13) und einem zwischen beiden angeordneten elastischen Element (14, 18), wobei die innere Hülse (13) fest am Kolbenstangenteil (15) positioniert ist und wo­ bei die äußere Hülse (11) mit dem Abstreiferring (7) Wi­ derlager der äußeren Packung (8) ist.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (14) eine Metallfeder oder eine gummielastische Hülsenfeder ist.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (18) ein gummielastischer Federkörper ist, der an die äußere (11) und an die innere Hülse (13) anvulka­ nisiert ist.

4. Kolbenpumpe nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeich­ net, daß am Kolbenboden (6) und an der äußeren Hülse (11) je eine elastische Füllplatte (19, 20) befestigt sind.