DE3942981A1 - Hoechstdruck-aggregat - Google Patents
Hoechstdruck-aggregatInfo
- Publication number
- DE3942981A1 DE3942981A1 DE3942981A DE3942981A DE3942981A1 DE 3942981 A1 DE3942981 A1 DE 3942981A1 DE 3942981 A DE3942981 A DE 3942981A DE 3942981 A DE3942981 A DE 3942981A DE 3942981 A1 DE3942981 A1 DE 3942981A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- unit according
- rho
- plate
- radially
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B43/06—Pumps having fluid drive
- F04B43/073—Pumps having fluid drive the actuating fluid being controlled by at least one valve
- F04B43/0736—Pumps having fluid drive the actuating fluid being controlled by at least one valve with two or more pumping chambers in parallel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Description
In der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 38 06 502 ist ein Hochdruck-Aggregat
beschrieben, das für die Lieferung hoher Drücke auch
in nicht schmierendem Fluid sorgt und in dem Membranen als Dichtmittel
zwischen Innenkammern und Außenkammern eingesetzt sind. Dieses
Aggregat arbeitet sehr zuverlässig für mehrere tausend Bar und für
mehrere tausend Betriebsstunden. Trotzdem können aber Undichtheiten
der Ventile eintreten und zwar dann, wenn die Fluide nicht sauber genug
gefiltert sind und Fremdkörper in die Ventilsitze geraten. Daher ist es
wünschenswert, daß man die Ventile, wenn sie so beschädigt sind, auswechseln
kann. Das geht aber bei der Pumpe der bekannten Technik nicht,
denn sie ist mit inneren Ventilen versehen, die axial der Kammern in
achsialer Richtung öffnend und schließend angeordnet sind. Aus diesem
Grunde hat das Aggregat der bekannten Technik zwei Mittelplatten, damit
die axial gerichteten inneren Ventile eingebaut werden können. Daraufhin
müssen die beiden Mittelplatten zueinander zentriert und präzise abgedichtet
sein. Um ein beschädigtes Ventil in einer der Mittelplatten auswechseln
zu können, muß daher das ganze Aggregat demontiert werden, denn sonst
kann man an die inneren Ventile in den Mittelplatten nicht heran. Danach
aber ist eine Neumontage praktisch nicht mehr präzise möglich, weil
viele Einzelheiten dabei eine Rolle spielen, wie richtige Spannung der
Zusammenhalte-Schrauben usw. Denn die radial gerichteten Anschlüsse müssen
an bestimmten Stellen präzise auf die betreffenden Plätze der angeschraubten
Steuerung treffen. Diese kann man nicht erreichen, wenn die
Haupt-Zusammenhalte-Schrauben unterschiedlich angezogen sind. Da sie nach
Demontage im Vergleich zur Erstmontage "gealtert" sind, oder "gesetzt"
haben, gelingt es nie oder nur ganz selten, das oben beschriebene Aggregat
der bekannten Technik nach Demontage und Ventilaustausch wieder neu präzise
zu montieren. Das Aggregat der bekannten Technik hat daher noch
Probleme, die einer Verbesserung und Vervollkommnung bedürfen.
Der gegenwärtigen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die
Mängel der bekannten Technik zu verbessern, insbesondere eine einzige
Mittelplatte zwischen zwei Deckeln oder zwischen benachbarten Platten
anzuordnen und in ihr von außen her, ohne Demontage des Aggregates, austauschbare
Einlaß- und/oder Auslaß-Ventile bzw. Einlaß- und/oder Auslaß-Mittel
anzuordnen.
Im Aggregat der genannten DE-OS und in anderen Aggregaten der bekannten
Technik sind außerdem die Lebensdauern der Membranen noch zu
kurz oder sie erreichen keine optimalen Fördermengen pro gegebener Bauabmessung
des Aggregates. Im Rahmen der Aufgabe der Erfindung werden daher
auch die Membranhub-Begrenzungswände, gegen die die Membranen gedrückt
werden, einer weiteren Optimierung unterworfen, Förderungleichheiten durch Kompression
der Fluide und weitere Mängel der bekannten Technik überwunden.
Diese Aufgabe wird in der Technik des Gattungsbegriffs des Patentanspruchs
1 durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
2 bis 31 definiert.
Die Fig. 1 bis 19 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung oder
Mittel zur Erklärung ihrer Wirkungsweise.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 bis 10 zeigen Schnitte durch Teile von Ausführungsbeispielen
der Erfindung.
Fig. 11 und 12 zeigen Membranhub-Begrenzungswände der Erfindung
in stark vergrößertem Maßstab mit benachbarten Teilen und geometrisch
mathematischen Bezugslagen und Größen.
Fig. 13 zeigt ein Diagramm aus der bekannten Technik.
Fig. 14 bis 18 zeigen Schnitte durch Teile von Ausführungsbeispielen
der Erfindung, und
Fig. 19 und 20 zeigen Ansichten mit teilweise Schnitten von und durch
Antriebs-Hydrofluid-Anlagen zum beispielsweisem Antrieb des Aggregates
der Erfindung.
In den Fig. 1 bis 4 ist eines der Ausführungsbeispiele der Erfindung
illustriert. Man sieht in Fig. 1 die Mittelplatte 27 von den beiden
Deckeln 28 und 29 flankiert. Die Deckel und die Mittelplatte sind mittels
Schrauben 30 und Muttern 31 zusammengeschraubt. Zwischen der Mittelplatte
und je einem der Deckel befindet sich jeweils eine Membrane 1 als Trennmittel
der Fluide in den Innenkammern 5, 6 und den Außenkammern 3, 4.
Die Membranen 1 übertragen die genannten Kammern in radialer Richtung
und sind mit ihren radial äußeren Teilen zwischen der Mittelplatte und
den Deckeln mindestens stellenweise eingeklemmt. Sie ragen radial auch
durch die Leckage-Abfluß-Ringnuten 38 hindurch, die jeweils einerends
und andererends der Membranen 1 in die Mittelplatte 27 und die Deckel
28, 29 eingearbeitet sind. Die genannten Innenkammern sind jeweils von einem
Ende her in die Mittelplatte 27 eingeformt und die Außenkammern sind
jeweils von innerem Ende her in den betreffenden Deckel 28 oder 29 eingearbeitet.
In der Mittelplatte 27 befinden sich die radial
Ringspalte 54 (siehe Fig. 2) zwischen den Ringspalt-Formklötzen
und einer jeweiligen zylindrischen Fläche in der Mittelkammer. Zu dem
betreffendem Ringkanal führt jeweils ein Fluid-Einlaß und ein Fluid-Auslaß,
wobei in die genannten Einlässe und Auslässe Einlaß-Ventile
44, 45 und Auslaß-Ventile 46, 47 oder zusätzlich noch das äußere Ventil
48 eingesetzt sind. Die Ventile können in oder an Kartuschen oder Haltekörpern
49, 51 angeordnet sein. Die Kartuschen oder Haltekörper sind
fest in der Mittelplatte gehalten, zum Beispiel durch Haltedeckel 50, die
mittels Schrauben an die Mittelplatte angeschraubt sein können.
Den Deckeln 28 und 29 sind Zylinder mit darin periodisch reziprokierenden
Kolben zugeordnet, durch die die Außenkammern 3, 4 periodisch und
abwechselnd nacheinander mit Fluid gefüllt werden und Fluid aus ihnen
zurück gezogen wird. Die genannten Zylinder sind meistens mit schmierendem
Fluid gefüllt und so die Außenkammern, zum Beispiel mit Hydrauliköl,
Düsenflugzeugtreibstoff, Petroleum oder dergleichen. Durch die Innenkammern
5, 6 kann sowohl schmierendes, als auch nicht schmierendes Fluid gefördert
werden, zum Beispiel Wasser. Die Membranen 1 dienen als Trennmittel zur
Verhinderung der Vermischung der unterschiedlichen Fluide in den Innen-
und Außenkammern. Sie sind geschmeidig und axial beweglich zwischen
den Membranhub Begrenzungswänden 42, 43 und 52, 53.
Die Hochdruck-Zylinder 7, 8 sind bevorzugterweise als Sack-Bohrungen
ausgebildet, so daß zwischen dem Zylinder und der benachbarten und zugeordneten
Außenkammer 3, 4 ein Zylinder-Boden verbleibt. Dieser Boden ist
mit Bohrungen kleinen Durchmessers versehen, durch die das Fluid zwischen
dem betreffendem Zylinder und der betreffenden Außenkammer strömt.
Diese Mehrzahl Bohrungen 23, 24 haben deshalb kleine Durchmesser, daß
die Membranen 1 nicht stellenweise in sie herein gedrückt werden können
und außerdem noch, um Toträume großen Volumens zu vermeiden. In der
Fig. 1 sind diese Zylinder 7, 8 als Hochdruck-Zylinder ausgebildet, in
denen die Hochdruck-Kolben 9, 10 reziprokieren. An den rückwärtigen
Enden sind die Hochdruck-Kolben 9, 10 kraftschlüssig mit den Mitteldruck-Kolben
11, 12 verbunden, die in Kammern dichtend reziprokieren, die die
Teilkammern bilden, wie die Mitteldruck-Zylinder 15, 16, die Rückzug-Zylinder
13, 14 und in denen die Mitteldruck-Kolben 11, 12 reziprokierbar
angeordnet sind. Den Mitteldruck-Zylindern 15, 16 wird abwechselnd und
zeitlich nacheinander Mitteldruck-Fluid durch die Anschlüsse 17, 18 zugeführt,
wobei der betreffende Kolbensatz dann in Richtung auf die Mittelplatte
27 zugedrückt wird. Der Rückzug der Kolbensätze erfolgt in bekannter
Weise durch Aufrechterhaltung einer etwa konstanten Menge Fluid
in der Volumensumme der Rückzug-Zylinder 13, 14 und ihrer Verbindungs-Leitungen
21, 22. Diese Leitungen sind, in Fig. 1 nicht sichtbar, miteinander
verbunden, zum Beispiel hinter oder durch die Mittelplatte 27, so daß
aus dem einem der Rückzugzylinder strömendes Fluid durch die Leitungen
21, 22 in den anderen der Rückzugzylinder 13, 14 strömt. Bewegung des
einen Kolbensatzes 11, 9 auf die Mittelplatte zu bewirkt so die Bewegung
des anderen Kolbensatzes 10, 12 von der Mittelplatte fort, und vice versa.
In der Fig. 1 sind die Mitteldruck-Kolben mit Kolbenstangen (Verlängerungen)
19, 20 versehen, die abgedichtet die Verschlüsse der Mitteldruckkammern
15, 16 durchtreten. Diese Kolbenstangen dienen als Sensoren,
also auch als Signalgeber.
Das Mitteldruck-Fluid, zum
Beispiel Hydraulikfluid zwischen 200 und 800 Bar, wird den Anschlüssen
17, 18 abwechselnd aus einer oder mehreren Hydropumpen und ggf. Steuerungen,
zeitlich nacheinander zugeführt. Die zeitliche Kontrolle ist sehr wichtig
und zu ihrer Erleichterung dienen die Taster oder Sensoren 19, 20.
Für Hochdruck-Aggregate, die zum Wasserstrahlschneiden "indoor"
eingesetzt werden, ist gleichbleibende Fördermenge der Pumpe nach Fig. 1
von hoher Wichtigkeit. Daher wird bevorzugt, zwei Pumpen, je eine
für einen der Mitteldruck-Zylinder 15 oder 16, zu benutzen. Dieses ist
ein wichtiger Teil der gegenwärtigen Erfindung, denn bei Drücken von
mehreren tausend Bar drücken die Fluide stark zusammen, komprimieren
und verringern ihr Volumen. Bei 4000 Bar zum Beispiel kann die Kompression
beider Fluide zusammen um 40 Prozent betragen. Während der Kompression
würde die Pumpe nicht fördern können, wenn die beiden Mitteldruck-Zylinder
15, 16 aus einer einzigen Pumpe gespeist würden. Die bekannten
Axial-Booster der Wasserstrahlschneidanlagen verwenden daher teure und
schwere Druckspeicher in der Hochdruckleitung von dem Booster zur Schneid-Düse.
Durch die gegenwärtige Erfindung kann dieser teure und schwere,
sowie unfallgefährliche, Druckspeicher vermieden werden, zum Beispiel
durch Beaufschlagung der beiden Mitteldruck-Kammern 15, 16 durch zwei
räumlich voneinander getrennte Fluidströme aus unabhängig von einander
gesteuerten Pumpen.
Die Fig. 19 und 20 zeigen solche Mitteldruck-Pumpen
630 und 631 oder 642 und 643 von jeweils einem (oder mehreren)
Elektromotoren 632 angetrieben, die natürlich auch andere Antriebsmaschinen
wie z. B. Verbrennungsmotoren sein können. In Fig. 19 sind die Mitteldruck-Pumpen
630 und 632 Hydropumpen mit konstantem Fördervolumen pro Umdrehung,
während in Fig. 20 die Pumpen 642 und 643 regelbare oder regelbare
und umkehrbare Hydropumpen sind. Die Leitungen 930 oder 933 werden
zu den Anschlüssen 17 der Fig. 1 verbunden, die Leitungen 931 oder
934 zu den Anschlüssen 18 der Fig. 1 (oder vice versa). Den Pumpen
630 und 631 sind megnetbetätigte Umsteuerschieber oder andere Umsteuermittel
zugeordnet, wie zum Beispiel die in der Fig. 19 gezeigten. Sie
haben in Gehäusen 634, 635 die Schwenkventile 927 mit Durchfluß-Kanal
928. An den Gehäusen befinden sich auch die Rücklauf-Leitungen 932,
während die Leitungen 935 bzw. 936 zu den Lieferleitungen der Pumpen
630, 631 individuell verbunden sind. Durch Schwenkung der Schwenkventile
927 wird der betreffende Mitteldruck-Zylinder 15 oder 16 der Fig. 1
zeitweilig mit einer der Lieferleitungen 935 oder 936 einer Pumpe verbunden
und zur anderen Zeit mit der betreffenden Rücklaufleitung 932 zum Fluid-Tank.
Erfindungsgemäß werden die Taster 19 und 20 der Fig. 1
benutzt, zu bestimmen, wann die Schwenkventile 927 der Fig. 19 oder
die Regelorgane 853, 854 der Fig. 20 welche Steuerbewegungen ausführen
sollen. Erfindungsgemäß soll abhängig vom Hochdruck der Pumpe der
Fig. 1 die Pumpe 630, 631, 642 oder 643 bereits dann dem betreffenden
Mitteldruck-Zylinder 15 oder 16 zugeschaltet werden, wenn der derzeitig
arbeitende Mitteldruck-Kolben 11 oder 12 noch beim Druckhub ist. Der
derzeitig arbeitende Kolbensatz sei der "vorher arbeitende" genannt und
der danach arbeitende Kolbensatz sei der "nachfolgend arbeitende" genannt.
Erfindungsgemäß wird, während der vorher arbeitende Kolbensatz noch
beim Druckhub ist, der nachfolgend arbeitende Kolbensatz bereits so frühzeitig
seiner Mitteldruck-Pumpe verbunden, daß in dem Zeitpunkt, zu dem
der vorher arbeitende Kolbensatz seinen Druckhub gerade beendet, die
Fluide in den dem nachfolgend arbeitendem Kolbensatz verbundenen Zylinder,
Kammern und Toträume gerade ihr Volumen auf den vollen zu liefernden
Hochdruck der Pumpe nach Fig. 1 verdichtet sind. Um diese Zeiten genau
beherrschen zu können, wird eine genaue Kenntnis der jeweilig zeitlichen
Lage der Kolben-Sätze innerhalb der Zylinder der Fig. 1 benötigt. Diese
Kenntnis wird durch die Taster 19 und 20 präzise vermittelt. Je nach
Druck und Fluiden des Aggregates der Fig. 1 werden die nachfolgend arbeitenden
Kolbensätze ihren Mitteldruck-Pumpen bereits 5 bis 40 Prozent
vor Beendigung des Druckhubs des vorher arbeitenden Kolbensatzes zugeschaltet.
Diese komplizierte, aber beherrschbare, Technik erfährt man
durch Lesen der entsprechenden RER-Berichte der Firma Rotary Engine
Kenkyusho, 2420 Isshiki, Hayama-machi, 249-01 Japan oder aus anderen
Patentanmeldungen des Erfinders.
Die regelbar und umkehrbaren
Pumpen 642, 643 haben noch den weiteren wichtigen erfindungsgemäßen
Vorteil, daß nach der Umkehrung der Förderrichtung der betreffenden
Pumpe zum Zeitpunkt der Beendigung des Druckhubs des vorher arbeitenden
Kolbensatzes, die noch hoch komprimierten Fluide aus den verbundenen Kammern,
Zylindern und Toträumen in die betreffende Pumpe 642 oder 643
gepreßt werden und zwar in sich jetzt vergrößernde Kammern dieser
Pumpen hinein, so daß die Expansionsfluide die Pumpen 642 und 643 zeitweilig
als Hydromotoren antreiben. Da bei hohen Drücken von zum Beispiel
2000 bis 4000 Bar erhebliche Energien in den komprimierten Flüssigkeiten
vorhanden sind, werden diese erheblichen Energien in der Anordnung nach
Fig. 19 zum großen Teil, bis zu über 80 Prozent, je nach Qualität
der Aggregate, 642, 643 zurück gewonnen, während sie in der Technik der
bekannten Technik und auch in der Ausführung nach der Fig. 19 verloren
gehen. Öle und Wasser komprimieren bei 4000 Bar bis zu rund 20 Prozent,
je nach Fluidsorte, beide zusammen also bis zu 40 Prozent. Das sind ganz
wesentliche Anteile der Gesamtarbeit. Man sieht, wie unrationell die Axial-Booster
mit Druckspeichern sein müssen und teilweise auch die Ausführung
nach Fig. 19 noch ist.
Die ideale Lösung ist daher
die Verbindung der Fig. 1 mit der Fig. 20. Im "indoor"-Betrieb wird
man diese auch verwenden. Beim "outdoor"-Betrieb mag man Kompromisse
machen.
Fig. 2 illustriert, daß die Ringspalt Formklötze 25, 26 in der
Mittelplatte 27 gegen Lösen oder Verschiebung gesichert sein sollten. Daher
sind Bohrungen angebracht, in die die Haltestifte 33, 34 in Platte 27 und
Klötze 25 bzw. 26 herein gesteckt sind. Die Fig. 2 zeigt auch radial
stark vergrößert, die Ringspalte 54 zwischen den Ringspalt Formklötzen
25, 26 und den betreffenden zylindrischen Flächen in der Mittelplatte 27.
Diese Ringspalte sollen radial höchstens 0,4 mm sein, damit die höchstens
0,4 mm dicken Membranen 1 nicht beschädigt werden können. Ebenso
müssen die den Innenkammern zugekehrten Endflächen 58 sehr genau mit
den Membranenhub Begrenzungsflächen 42 bzw. 43 fluchten.
Fig. 3 zeigt, daß in die Leitungen 32 der Hochdruckzylinder 7
und 8 Rückschlag-Ventile=Einweg-Ventile 36 eingebaut sind. Denn man muß
die Hochdruck-Zylinder mit Fluid füllen können, was aus Leitung 37
über das betreffende Ventil 36 geschieht, das in einem Ventilhaltekörper
35 angeordnet sein kann. Beim Druckhub des betreffenden Hochdruck-Kolbens
9 oder 10 darf aber kein Fluid aus dem Hochdruck-Zylinder 7 oder 8 entweichen
können, weil das Hochdruckfluid sonst die Membranen 1 nicht
gegen die Innenkammern 5 oder 6 durchdrücken kann. Man bedenke, daß
der Druck in den Hochdruck-Zylindern 7 oder 8, sowie in den Außenkammern
3 und 4 und in den Innenkammern 5 und 6 etwas höher, als 4000 Bar ist,
wenn der Lieferdruck der Pumpe nach Fig. 1 im Anschluß 59 jenseits
des Auslaßventils 48 einen Druck von 4000 Bar hat. Der Druck vor den
Auslaßventilen muß etwas höher sein, als in der Lieferleitung hinter
ihnen, weil die Ventile sonst nicht öffnen.
Fig. 4 zeigt, daß die Verbindungsleitungen 21, 22 zwischen den
Rückzugzylindern 13 und 14 seitlich abgelenkt sein können, damit sie
nicht störend auf Ventile, Leitungen oder Kartuschen in der Mittelplatte
27 wirken können.
Der Pumpe der Fig. 1 wird das zu pumpende Fluid,
zum Beispiel Wasser, unter Niederdruck durch Anschluß 60 über die Einlaßventile
z. B. 44, 45 zugeführt. Der Niederdruck preßt dabei die Membranen
1 in die Außenkammern 3 oder 4 herein, bis die Membrane 1 an
der betreffenden Membranenhub Begrenzungswand 52 bzw. 53 eng anliegt.
Man bedenke, daß die weniger als 0,4 mm dicke Membrane 1 bei 120 mm
Kammerndurchmesser bereits bei 0,5 Bar Überdruck voll bis zur Anlage
an der betreffenden Begrenzungswand 52 oder 53 durchdrückt. Beim Druckhub
eines der Kolbensätze 9-11 oder 10-12 wird Hochdruckfluid aus dem
betreffendem Hochdruckzylinder 7 oder 8 gegen die betreffende Membrane
1 gedrückt, so daß die Membrane 1 sich in Richtung auf die gegenüber
liegende andere Begrenzungswand 42 bzw. 43 zu bewegen beginnt und dabei
das Fluid aus der betreffenden Innenkammer 5 oder 6 durch den betreffenden
Ringspalt 54 und über die Auslaß-Ventile 46 bzw. 47 und/oder 48 aus
der Pumpe herausgedrückt und schließlich nach Beendigung dieser Arbeit
an der betreffenden Hub-Begrenzungswand 42 bzw. 43 zum Anliegen kommt.
Bei einem Pumphub fördert die betreffende Membrane also die Summe der
Volumen der betreffenden Außenkammer und Innenkammer, weil sie beide
durchläuft.
Bei den hohen Drücken im Aggregat der Erfindung
komprimieren die Fluide auch in Toträumen, wie zum Beispiel in Leitungen
hinter den Einlaß-Ventilen oder vor den Auslaß-Ventilen. Diese Toträume
müssen daher klein gehalten werden. In der DE-OS 38 06 502
der bekannten Technik wurde das dadurch erreicht, daß die inneren, also
die den Innenkammern nächst gelegenen Ventile, in axiale Richtung angeordnet
wurden. Das aber führte zur Notwendigkeit von zwei Mittelplatten,
weil sonst die inneren Ventile nicht montiert werden könnten. Bei Ventil-Ausfall
entstanden dadurch die eingangs beschriebenen Schwierigkeiten der
genannten DE-OS. Im Rahmen der gegenwärtigen Erfindung werden diese
Schwierigkeiten dadurch überwunden, daß alle Ventile radial gerichtet
und in einer einzigen Mittelplatte angeordnet sind. Ein weiteres Problem
der DE-OS 38 06 502 der bekannten Technik ist, daß die Einlaß- und
Auslaß-Mittel von der Achse aus gesehen in gleicher radialer Richtung
angeordnet wurden, um je zwei Ventilsätze mit gleichem Haltedeckel zu
halten. Dadurch entstanden Platzprobleme, die zu dicken Platten führten.
Die gegenwärtige Erfindung überwindet diese Schwierigkeit dadurch, daß
sie die Einlaßwege relativ zu den Auslaßwegen in der Mittelplatte 27
unter verschiedenen Winkeln relativ zur Achse der Platte anordnet. In Fig. 1
zum Beispiel sind die Auslaßwege relativ zu den Einlaßwegen um 180 Grad
versetzt, wenn man von rechts oder von links her auf die Fig. 1
schaut. Dadurch wird es möglich, die radial gerichteten Ventile einmal
nahe zu den Ringspalten 54 zu legen und zum anderem ausreichend Platz
für die Gewinde für die Ventilsatz-Haltdeckel 50 der Fig. 1 zu finden.
Denn die Gewinde müssen starke sein, weil unter den Kartuschen Kräfte
von zwischen 2000 und 40 000 Kilogramm auftreten können.
Die Fig. 5 mit ihrer Schnittfigur 6 erläutert, daß die erfindungsgemäße
Mittelplatte 27 nicht dicker, als Abmessung 56 der Fig. 5 sein
soll und trotzdem genügend Raum vorhanden ist, um 4 starke Gewinde
55 für die Halterung der Ventilsätze anzubringen.
Ein weiteres Problem der DE-OS 38 06 502 ist nach Erkenntnis
der gegenwärtigen Erfindung, daß die Fluide von einer Platte zur nächsten
geleitet werden mußten. Dabei mußten Leitungen durch die Platten und
durch die Membranen gesetzt werden. Jede Membrane und jede Platte war
dabei an beiden axialen Enden speziell abzudichten. Das war problematisch
und führte zu gelegentlichen Undichtheiten. Durch die Erfindung wird diese
Schwierigkeit derart überwunden, daß alle Leitungen und Anschlüsse
in ausschließlich einer einzigen Platte angebracht sind, nämlich in der
Mittelplatte 27. Die beschriebenen Leitungen und Dichtungen des Aggregates
der DE-OS 38 06 502 fallen damit durch die gegenwärtige Erfindung
fort. Möglich geworden ist das durch die radiale Richtung der Ventile
und die winkelmäßige Versetzung der Richtungen der Ein- und Ausläufe
zueinander. Der Einlaß-Anschluß 60 ist unten an der Mittelplatte 27 sichtbar
und der Auslaß-Anschluß 59 oben an der Mittelplatte 27.
In den Fig. 7 und 9 ist unter anderem gezeigt, daß es zweckdienlich
oder auch unvermeidbar ist, konische, mit Zentrierbohrer herstellbare
Sitze 66, 75 in der Mittelplatte 27 auszubilden, auf denen entsprechende
Teile der Kartuschen oder Ventilhalter dichtend sitzen und engepreßt sind.
Denn bei den Drücken von bis zu 4000 Bar erweisen sich Dichtringe als
nicht lange haltbar und als unzuverlässig. Man sieht die konischen Sitze
66 an der Druckkammer 61, 67 an der Einlaßkammer 70 und 75 an der
Druckkammer 119. Diese Druckkammern sind Ausnehmungen in der Platte
27 zur Aufnahme (Einbau) der betreffenden Ventilsätze oder Kartuschen.
In Fig. 7 hat man so die Kammer mit dem äußerem weiteren Teil 119
oberhalb des konischen Sitzes 75 und den inneren engeren Teil 118 unterhalb
des konischen Sitzes 75. Da so die Dichtung oberhalb der Entlüftungs-Bohrungen
76 liegt, kann aus diesen kein Fluid nach außen entweichen.
Der dünnere, in Teil 118 eingepaßte Teil der Kartusche oder Halterung
formt dann einen Teil einer zylindrischen Fläche 89 der Fig. 8, an denen
die rückwärtigen Flächen der Entlüftereinsätze abgestützt werden.
Fig. 7 zeigt noch die Hochdruckleitungen 64 und 65, sowie die Ventilsitze
78, 79, die in Fig. 1 auch vorhanden, aber nicht mit Bezugszeichen versehen
sind, weil dafür in Fig. 1 kein Platz ist. Teil 49 in Fig. 7 ist
der untere Teil des Ventilhalters 49 der Fig. 1 und er kann die Sitze
77 zur Halterung der Ventilfedern für die Ventile 46 und 47 auf den Ventilsitzen
78, 79 haben. Erfindungsgemäß kommt es darauf an, daß die Leitungen
64, 65 geringstes Volumen haben, weil sie Toträume sind, in denen
das Fluid komprimiert.
In Fig. 9 sind die konischen
Sitze (Flächenteile) 66 und 67 so tief gelegt, daß die Einlaßleitungen
68, 69 und die Auslaßleitungen 64, 65 auf den konischen Sitz 678 bzw. 66
münden. Die Kartuschen oder Halterungen erhalten dann komplementäre
konische Flächenstücke und auf die betreffende Leitung 64, 65, 68 oder
69 mündende Fortsetzungsleitungen. Die Abdichtung erfolgt durch festes
Zusammenpressen der konischen Flächenteile in der Platte 27 und an den
Kartuschen oder Halterungen mittels starker Spannschrauben und Deckel
50 in den Gewinden 55 der Fig. 5 und 6.
Fig. 7 und 9 illustrieren auch, daß die Stirnflächen 120 der
Ringspalt-Formklötze 25, 26 genau mit den Begrenzungswänden 42, 43 fluchten
müssen. Die Ringspalte 54, deren Radialabmessung kleiner als 0,4 mm
sein soll, ist zwischen den zylindrischen Flächen 71 der Fig. 9 und
dem Außendurchmesser des betreffenden Ringspalt-Formklotzes 25, 26 gebildet.
Die dünneren rückwärtigen Teile der Ringspalt-Formklötze müssen
in präzisen Bohrungen 74 eng passend gehalten sein. Entweder bilden Abschrägungen
am Front-Teil des betreffenden Ringspalt-Formklotzes oder
Hinderdrehungen 72 einen engen Ringkanal zur Sammlung des durch den Ringspalt
54 fließenden Fluids. Nahe der Leitungen 64, 65 oder der Zulaufleitungen
können die Ringspalt-Formklötze erweiterte Ausnehmungen 80 haben,
um gute Strömung zu den betreffenden Leitungen zu erhalten.
Die Innenkammern und die Außenkammern sollten mit Entlüftern versehen
werden, die man bei Inbetriebnahme der Aggregate benutzt. Denn Luft in
den Kammern führt bei so hohen Drücken zur Fördermenge "null", weil
die Luft viel kompressibler als Öl oder Wasser ist. Solche Entlüftungen,
die in Fig. 1 angedeutet sind, findet man mehr im Detail sichtbar in
den Fig. 8 und 10.
In den Fig. 8 und 10 sind
in die Bohrungen 76 der Fig. 7 Entlüftungskörper für hohe Drücke und
dünne Membranen in benachbarten Kammern eingesetzt. Diese Entlüftekörper
haben ein eng eingepreßtes rückwärtiges Teil 85, daß gegen Verlagerung
durch die Stifte 83, 84 oder durch die an den Flächenteilen 89
anliegenden Kartuschen oder Körper gesichert und gehalten ist. Das Front-Teil
hat einen um weniger als 0,8 mm kleineren Durchmesser und ist mit
39 oder 40 bezeichnet. Die Körper sind mit 87 oder 88 benannt. Zwischen
der Wand der betreffenden Bohrung 76 und dem vorderem Stirnteil des
Körpers 87 oder 88 bildet sich so der enger Ringspalt 82 aus, der zu
der Entlüftungsleitung 41 oder 42 verbunden ist. Diese Leitung ist mit
Verschlußbolzen versehen, die man von außen her öffnen und verschließen
kann, wenn man die Luft herauslassen und danach die Kammer hermetisch
verschließen will. Eine Ringnut 86 mag Teile 87, 88 von Teilen 85 trennen.
Die Fig. 11 und 12 illustrieren die wichtige Kammern-Geometrie
und die Geometrie der Membranhub-Begrenzungswände 42, 43 oder 52, 53. Gezeigt
in den Figuren ist die Begrenzungswand 43. Man sieht oben in den Figuren
die Bohrungen 57 (je eine, teilweise) für das Hindurchstecken der Schrauben
30 der Fig. 1. Darunter sieht man die in die betreffende Platte
oder den betreffenden Deckel 27-29 eingearbeitete Leckage-Abflußnut 91.
Diese ist an sich nicht notwendig, denn die Abdichtung ist meistens absolut
dicht. Sie hat daher noch einen anderen Zweck, nämlich den, die Einspann-Flächen
der Membranen 1 genau zu begrenzen. Diese sind mit ihren radial
äußeren Teilen entlang der Dichtfläche 94, der Zwischenfläche 194 sowie
einem Teil der radial äußeren Fläche 90 eingespannt. Die Spannung muß
so sein, daß Spannungsharmonie zwischen der Zusammendrückung der Membrane
1 und der Verlängerung der Schrauben 30 besteht. Für Einzelheiten
siehe die betr. RER-Berichte. Zwischen den Figuren ist ein Teil der Membrane
1 im Schnitt gezeigt. Sie soll nicht dicker als 0,4 mm sein, um
maximale Fördermenge bei 4000 Bar zu erreichen. Sie ist mit Ausnehmungen
121 zum Durchstecken der Schrauben 30 versehen, die mit Radius 122 gezeigt
sind. Peripherial der Ausnehmungen 121 sind die Membranen 1 weiter nach
außen erstreckt (also zwischen benachbarten Schrauben 30) bis zum Radius
124 und bilden dort weitere Einspannteile 123, deren Ausdehnungen verhindern,
daß die Membrane an den Flächenteilen 90, 94, 194 zwischen der
Platte und dem betreffendem Deckel zu stark geklemmt und plastisch verformt
wird. Denn wird sie das, dann kann sie nicht mehr "atmen", also
sich nicht mehr elastisch parallel zu den Spannungen der Schrauben 30
zusammenziehen und ausdehnen. Das Aggregat würde dann undicht.
Die Fig. 11 und 12 sind radial im Maßstab 2/1 vergrößert
für Kammernradius R=60 mm, Kammerndurchmesser=120 mm. Axial sind
die Abmessungen sehr stark vergrößert gezeichnet, weil man sonst die
Formen nicht sehen und die Radien "rho" nicht mehr mit dem Zirkel zeichnen
kann. Die axiale Vergrößerung ist etwa 12,5 bis 12,9 zu 1.
Radial nach außen erstreckt sind die plane Auflagefläche 90 von
der Ringnut 91 radial nach außen. Radial innerhalb der Ringnut 91 befindet
sich die radial plane Nachdichtfläche oder Zwischenfläche 194, die bis
zur inneren Ringnut 92 reicht von dort aus radial nach innen die ebenfalls
radial plane Dichtfläche 94 als Ringfläche ausgebildet ist. Die Ringnut
92 ist eigentlich nicht notwendig, denn die Fläche 94 soll durch Zusammenpressung
mit der Membrane 1 dichten. Da aber kleinste, mit dem Auge
nicht sichtbare Fremdkörper oder Staubteile zwischen den Flächen
die Dichtung beeinträchtigen können, werden in der Praxis die Ringnuten
92 zur Aufnahme metallischer O-Ringe oder Dichtringe (kann auch ein plastisch
verformbarer Stoff sein) in die Dichtfläche 94, 194 eingearbeitet.
Die Dichtfläche 94 ist radial nur sehr kurz und geht in die Kurvenfläche
mit Radius "rho 1" um die Ringlinie 95 über. In Fig. 11 verbindet
die Kurvenfläche des Radius "rho 1", also die Fläche 99 mit der zweiten,
entgegengesetzt gebogenen Kurvenfläche 100 mit Radius "rho 2" um die
Ringlinie 97. In der Fig. 12 ist zwischen der Kurvenfläche 99 mit Radius
"rho 1" und der Kurvenfläche 102 mit Radius "rho 3" die konische Fläche
101 ausgebildet. An den radial inneren Teilen gehen die Kurventeile 100
bzw. 102 in Planflächenteile über, die nach kurzem radialem Abstand
an den Ringnutwänden 71 enden. Die Sitze 74 für die Formklötze sind
ebenfalls in den Figuren teilweise sichtbar.
Die Radien "rho 1" sollen bei diesen Abmessungen etwa 100 bis 200 mm
sein, bevorzugt ist etwa 150 mm und die radiale Abmessung der Kurvenflächen
99 radial nach innen vom Kammernradius "R" aus gemessen, soll
10 mm möglichst nicht weit übersteigen. Die Radien "rho 2" und "rho 3"
können längere Abmessung haben, z. B. 150 bis 500 mm. Die konische
Fläche 101 der Fig. 12 soll etwa 3,25 Grad angestellt sein. Mit diesen
Werten erreicht man bei Kammern-Außen-Radius "R"=60 mm etwa 14 cm³
mit Fig. 11 und etwa 18 cm³ mit Fig. 12 bei voller Durchdrückung der
Membrane von der einen bis zur anderen Membranhub-Begrenzungswand 42
und 43. Für 4000 Bar Druck ist der Außenradius der Kammern meistens
um 50 mm und die Schrauben 30 sind M-39 bis M-45.
In der Europa OS 02 85 685 sind Membranhub-Begrenzungswände
mit zwei entgegengesetzt gerichteten Radien "rho" offenbart. Die Radien
"rho" sind dabei gleich und aus einer Winkelhalbierung entstanden. Das
hat den Nachteil, daß die betreffende Innenkammer und Außenkammer gerade
dort sehr eng wird, wo sie den größten Querschnitt hat, also eigentlich
zur Erzeugung großer Fördermenge eingesetzt werden sollte. Außerdem
werden die Platten beim Läppen noch etwas weiter abgeflacht, so daß
die Außenradien "R" dabei kleiner und die Kammern etwas verkürzt, also
besonders in den radial äußeren Teilen sehr dünn werden. Die Kammern
und Membranen der genannten Europa Offenlegungsschrift haben daher noch
nicht die maximal mögliche Fördermenge bei ausreichend langer Lebensdauer
erreicht. Diese Nachteile der Anordnungen der genannten Europa OS 02 85 685
werden durch die gegenwärtige Erfindung ebenfalls überwunden.
Dabei werden Fördermenge und Lebensdauer bei gleichen Außenabmessungen
der Innen- und Außen-Kammer(n) erhöht. Das wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß der Radius "rho 1" kürzer als der Radius "rho 2"
und/oder der Radius "rho 3" ist. Infolge des kürzeren Radius "rho 1"
wird die mittlere Anstellung im Bereich der Fläche 99 steiler als
in der Europa OS und folglich die Kammer am radial äußerem Teil schneller
tiefer, also die Fördermenge der betreffenden Kammer größer. Der
kürzere Radius "rho 1" ist am radial äußerem Teil der Kammern nach
der gegenwärtigen Erfindung unter anderem auch deshalb zulässig, weil
die peripherialen Abmessungen der Membrane 1 dort länger sind und bei
so gerichteten Längenänderungen geringere Spannungen bringen als am
radial innerem Teil der Membrane. Eine wichtige Erkenntnis der gegenwärtigen
Erfindung ist also, daß die Radien "rho" nicht gleich sein sollen,
sondern der Radius "rho 1" am radial äußerem Teil der Begrenzungswand
kleiner und der Radius "rho 2" oder "rho 3" am radial innerem Teil der
Membranhub-Begrenzungswand größer sein soll, als der Radius "rho 1".
Ein weiteres Mittel der Erfindung ist, zwischen den Flächenteilen 99 und
102 noch die konische Fläche 101 anzuordnen, durch die eine weitere
Fördermengen-Erhöhung entsteht. Die genannten Teilflächen liegen zwischen
zwei benachbarten Radien R, r, r1 und r2. Die maximalen Längen der Halbhübe
der Membranen 1 sind dann "f1" und "f2" nach den Fig. 11 und
12. Sie sind etwa das 0,022fache des Kammern-Außenradius "R", wenn
man unendliche Lebensdauer mit Spannungen in den Membranen von um oder
unter 40 kg/mm² zulassen will. Zu erwähnen ist noch, daß es praktisch
ist, die Ringlinien 95 und 96, die die Wurzeln der Radien "rho 1" bilden,
etwa 0,01 mm zu nahe an die Stirnfläche der betreffenden Platte oder
des betreffenden Deckels zu legen. Dann entsteht ein Hügel von etwa
0,01 mm Höhe in den Ringbogen Bereichen der Dichtflächen 94,194. Siehe
die gestrichelte Linien in den Fig. 11 und 12, sowie den Abstand 93
von circa 0,01 mm in Fig. 11. Die oberen Radien "rho 1" enden radial
innerhalb der Ringnuten 91. Nachdem die Stirnflächen so bearbeitet sind,
kann man die Platte oder den Deckel auf eine ebene Läpp-Platte legen
und den Hügel zwischen "R" und 91", der ja nur etwa 0,01 mm hoch
ist, schnell wegläppen. Dabei werden die Einspann-Ringteilflächen 94
und 194 oberflächenmäßig noch verfeinert und präzisiert, so daß durch
dieses kurze Läppen eine gute Dichtheit der Flächenteile 94, 194 an den
Membranen 1 erzielt werden kann.
Die theoretisch ideale Membrane 1 wäre eine von undendlicher Dünne,
denn dann würden nur die Mittelfasern ihre Länge verändern, also Spannungen
erleiden. In der Praxis muß die Membrane aber eine Dicke "t" oder
"h" haben, weil sie sonst nicht trennen kann. Dabei würde eine 0,1 mm
dünne Membrane tiefere Kammern zulassen, als in den Fig. 11 und 12,
also größere Fördermengen bringen. Doch sind so dünne Membranen stark
schutzempfindlich gegen winzige Staubteile in den Kammern und sie würden
engere Ringspalte 54 und 82 erfordern, als in dieser Schrift beschrieben.
In der Praxis werden daher Membranen 1 mit einer Dicke von 0,2 bis 0,3 mm
vorgezogen. Denn dann ist die Membrane stark genug gegen Schmutz
und gegen Eindringen in die Ringspalte 54 und 82. Die Dicke der Membrane
1 soll 0,4 mm möglichst nicht übersteigen, weil sonst die Spannungen
in den Außenfasern, insbesondere beim Anliegen an den Flächenteilen 99
und 102, zu hoch werden für Dauerhaltbarkeit der Membranen. Darüber
sind Einzelheiten in den einschlägigen RER-Berichten festgehalten. Bei
Verwendung von 0,3 mm dicken Membranen in Fig. 11 und 12 sind die
maximalen Spannungen in den Membranen=40,23 kg/mm² in Fig. 11 und
37,14 kg/mm² in Fig. 12, falls die bisherigen Berechnungen in den RER-Berichten
richtig sein sollten. Verdickung der Membranen bringt wesentliche
Erhöhungen der Spannungen in den Außenfasern.
Fig. 13 zeigt die prinzipielle Verformung der am äußerem Umfang
eingespannten Kreisplatte unter gleich verteilter Flächenlast von oben
her nach der Hütte-Formel "f=1-(r/ro)²+(r/ro)⁴. Darin sieht man
unten in der Umgebung von "o" eine weitere Kurvenform der Membrane.
Die Hütte gibt aber keine Spannungen in dieser Membrane an und wenn man
die erwähnte Europa OS zur Hand nimmt, bekommt man den Eindruck, daß
die Membrane der Hütte bei weiterer Durchbiegung etwa in der Mitte bei
"O" zerreißen müsste, wegen zu hoher Spannungen. Es gibt auch noch Formeln
in "Hütte, des Ingenieurs Taschenbuch" für Berechnungen solcher
Platten mit Spannungen. Diese Formeln gelten aber nur nach dem Prinzip
der Biegträger und daher nur für Platten deren Dicke kürzer als ihr
Hub "f" ist. Das ist bei den Membranen der Erfindung nicht der Fall,
denn "f" ist bei ihnen mehrfach länger, als die Dicke "t" oder
"h". Diese Hütte-Formeln würden also für die Membranen der Erfindung
völlig falsche Spannungswerte bringen. Die Spannungen in den Membranen
sind daher in den RER-Berichten nach dem Hookschem Gesetz berechnet
aus der Verlängerung der betreffenden Stelle der Membrane bei der Durchbiegung
von der Ebene bis zum Anliegen an der betreffenden Membranen-Hubbegrenzungswand
42 oder 43, bzw. 52 oder 53.
Die in den Aggregaten der Erfindung
verwendeten Schrauben 30 sind für Hochdruck-Ausführung mit 2000
bis 4000 Bar meistens M-36 bis M-45 Schrauben und die bevorzugte Steigung
der Gewinde ist 4 mm, wie bei DIN M-36 und M-39 Schrauben. Beim Anziehen
der Muttern werden die vorderen Gewindegänge so stark belastet,
daß die Lebensdauer bei Werchsellast auf etwa ein Sechstel absinkt. Die
Lebensdauer der Schrauben 30 wird dann trotz ihrer Dicke von 36 bis
45 mm so gering, daß keine volle Dauerfestigkeit garantiert bleibt. Daher
werden erfindungsgemäß nach Fig. 14 Muttern 41 mit DIN-Gewinden benutzt. Die Schrauben aber erhalten nach Fig. 15 eine geringere Steigung.
Bei 4 mm Steigung in der Mutter 31, zum Beispiel eine Steigung von 3,99 mm.
Außerdem werden die Gewinde auf der Rückseite von der Standard-Form
114 auf die Lage 113 verkürzt (Fig. 15). Bevorzugterweise werden
die Gewindetäler des Schraubengewindes mit Radien "R" nach Fig. 15
versehen. So kann man aufgrund der Verjüngung von Lage 114 auf Lage
113 die Mutter 31 voll und leicht über die Schraube 30 schrauben. Beim
Festziehen faßt dann aber zuerst der hintere Gang der Mutter, nicht mehr
der vordere, wie nach DIN Schrauben und Muttern. Beim weiteren Anziehen
verlängert sich die Schraube unter den steigenden Zugspannung und so
auch im Bereich des Gewindes. Die Mutter hingegen komprimiert dabei,
weil jetzt erfindungsgemäß der letzte, der äußere, nicht der vordere
Gewindegang zuerst griff. Nach vollem Anziehen der Muttern 31 auf Schrauben-Zugspannung
von etwa 50 kg/mm² haben sich Bolzen und Mutter so verlängert
und verkürzt, daß etwa gleichmäßige Spannungen in allen Gewinde-Gängen
herrschen und die Schraube dadurch eine wesentliche längere Lebensdauer
erhält.
Fig. 16 zeigt, daß bei Ventilhaltekörpern oder
Kartuschen u. U. Leckage entstehen kann. Dann ist es zweckmäßig eine
Kammernerweiterung 104 mit Dichtringplatz 106 anzuordnen und den so entstehenden
Ringraum radial innerhalb der Dichtung mit einer Leckage-Abfluß-Leitung
107 zu verbinden. Da die Leckage hier drucklos ist, kann ein O-Ring
als Dichtung im Sitz 106 verwendet werden.
Fig. 17 zeigt eine in die Fig. 16 einsetzbare Kartusche mit der
Dichtringsitz-Begrenzung durch dickeren Durchmesser radial oberhalb des
Dichtring-Sitzes 106. Außerdem zeig Fig. 17, daß die Innenteile in
den Kartuschen-Hülse befestigt sein sollten, zum Beispiel durch Umbördelung
(Fig. 17, oben). Schließlich sollte die Leitung 109 benutzt werden,
um an ihrem oberem Ende ein Gewinde 108 zu schneiden, damit man die
Kartusche oder den Ventilträgerkörper mittels einer Schraube aus der
Mittelplatte 27 herausziehen kann.
Fig. 18 zeigt, daß in die Kartuschen oder zwischen Haltekörper
Teile 115 bis 119 ggf. mit konischen Flächen zur Bildung dauerhafter
Ventilsitze 121, 122 aus hochfesten und dauerhaften Materialien, wie Hart-Keramik usw. eingebaut werden können. In Fig. 7 sind Teile 115 bis 117 Sicherungen
gegen relative Verdrehung von Teilen. Da die Erfindung in den Patentansprüchen
weiter beschrieben ist, sollen sie mit als Teil der Beschreibung der Erfindung
gelten.
Claims (31)
1. Aggregat mit einer zwischen einer Innen- und einer
Außen-Kammer, die zwischen Anlauf-Begrenzungswänden der Kammern
periodisch in axialer Richtung Fluid in eine Kammern aufnehmend
und aus der anderen der Kammern herauspumpend, bewegt wird, wobei
der Innenkammer Einlaß- und Auslaß-Ventile verbunden sind und
die Außenkammer zu einem einen reziprokierenden Kolben beinhaltendem
Zylinder verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Platte (27) an ihren beiden Enden je eine Membranhub-Begrenzungswand (42, 43) bildet.
2. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Aggregat aus der genannten Platte und zwei Deckeln (28, 29)
gebildet ist, wobei die Platte (27) zwischen die Deckel eingeschraubt
ist und zwischen der Platte und den Deckeln ein Paar Innen- und
Außen-Kammern ausgebildet ist.
3. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in der genannten Platte je zwei Einlaß- und zwei Auslaß-Ventile
(44, 45, 46, 47) angeordnet und zu den benachbarten Innenkammern
(5 bzw. 6) durch Kanäle verbunden sind.
4. Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auslaßventile (46, 47) von der Achse der Platte (27) aus
gesehen, im Vergleich zu den Einlaßventilen (45, 46) in unterschiedlichen
radialen Richtungen und winkelmäßig zueinander versetzt angeordnet
sind.
5. Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auslaß- oder die Einlaß-Ventile aus inneren (44-47) und
äußeren (48, 49) Ventilen bestehen, wobei die inneren individuell
je einer der Innenkammern verbunden sind, während die äußeren
je ein gemeinsames Ventil zu zwei inneren Ventilen verbunden, bilden
können.
6. Aggregat nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel angeordnet sind, die in den Figuren erscheinen,
oder in der Beschreibung der Erfindung bzw. ihrer Ausführungsbeispiele
beschrieben sind.
7. Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei individuellen Ventilen (z. B. 46, 47 oder 44, 45) eine gemeinsame
Kartusche oder eine gemeinsame Halterung (49) zugeordnet ist.
8. Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Fluidleitungsanschlüsse
in der Platte (27) angeordnet und Fluidleitungen
von einer Platte zu einer benachbarten durch Messungen hindurch
(eingangs erwähnter Stand der Technik) vermieden sind.
9. Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
etwa radial und winkelmäßig zueinander versetzt angeordnet sind,
so daß die Platte (27) in axialer Richtung kurz ausgebildet sein
kann und trotzdem genügend Platz in ihr verbleibt, um Gewinde
zur Aufnahme von Schrauben für die Befestigung und Spannung der
Ventilhalterungen anbringen zu können, weil die Einlaß- und Auslaß-Kanäle
nicht mehr axial hintereinander, wie in der bekannten Technik
angeordnet sind.
10. Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß im Aggregat nur eine einzige, nicht schmierendes Fluid berührende,
Platte (27) angeordnet ist, aber trotzdem zwei aus Innen- und
Außen-Kammern (2 bis 6) gebildete Kammersätze im Aggregat ausgebildet
sind.
11. Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Platte (27) die beiden Mittelplatten (83, 84) der DE-OS
38 10 415 ersetzend, angeordnet ist.
12. Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rücken von Entlüftungskörpern (39, 40) an Teilen der
Außenwand einer zwischen ihr angeordneten Kartusche oder einem
Haltekörper (49) abgestützt angeordnet ist.
13. Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Platte (27) an ihren Enden mit mittleren Ausnehmungen versehen
ist, in die Ringspalt-Formklötze (25, 26), je einen engen zylindrischen
Spalt von unter 0,4 mm radialer Abmessung bildend, eingesetzt
sind.
14. Aggregat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die genannten Ringspalt-Formklötze mit Mitteln (z. B. 33, 34)
zur Befestigung und Sicherung gegen Verlagerung relativ zur Platte
(27) versehen sind.
15. Aggregat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringspalt-Formklötze mit örtlichen, auf die Leitungen
von oder zu den Ventilen mündenden Kanälen oder Ausnehmungen
(80) versehen sind.
16. Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kartuschen oder Halterungen (49, 51) mit konischen Stirnflächen
(117), in mittels Zentrierbohrern in der Platte (27) hergestellte
konische Siltze (66, 67, 75) eingepreßt, ausgebildet sind.
17. Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kartuschen oder Halterungen (49, 51) mittels mit Schrauben
in Gewinden der Platte (27) angezogenen Halteplatten (50) fest in
ihre Stirnsitze in der Platte (27) eingepreßt sind.
18. Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Membranhub-Begrenzungswände (42, 43 oder 52, 53) durch
zwei entgegengesetzt gerichtete Radien (rho) unterschiedicher Längen
und mit Wurzeln in zentrischen Ringlinien gebildeten Flächenteilen
versehen sind.
19. Aggregat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Radien "rho" einen radial äußeren Radius "rho 1"
um eine Ringlinie rückwärtig der betreffenden Kammer und einen
radial inneren Radius "rho 2" oder "rho 3" um eine Ringlinie vor
der betreffenden Kammer beinhalten.
20. Aggregat nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß das gekurvte Flächenstück (99) der Membranhub-Begrenzungswand
(42, 43, 52, 53) mit dem äußeren Radius "rho 1" am Außendurchmesser
mit Radius "R" der Kammer (3, 4, 5, 6) beginnt und der
gekurvte Teil der Membranhub-Begrenzungswand mit dem innerem
Radius "rho 2" oder "rho 3" am radial innerem Ende in ein radial
planes inneres Flächenteil (143) übergeht.
21. Aggregat nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den gekurvten Flächenstücken (99 und 102) mit den
genannten Radien "rho 1" um die Ringlinie 95 bzw. "rho 3" um die
Ringlinie 98, ein konisches Flächenstück 101 mit seinen radialen
Enden in die gekurvten Flächenstücke mündend, angeordnet ist.
22. Aggregat nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß der äußere Radius "rho 1" um die Ringlinie 95 die Länge
von 150 plus/minus 100 mm hat und der innere Radius "rho 2" oder
"rho 3" um die Ringlinie 97 oder 98 einen im Vergleich zum äußerem
Radius "rho 1" größere Länge "rho 2" oder "rho 3" hat.
23. Aggregat nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß der äußere Radius "rho 1" ein gekurvtes radial äußeres
Flächenteil (99) der Begrenzungswand (42, 43, 52, 53) bildet, das
vom Außendurchmesser der Kammer (3, 4, 5, 6) mit Radius "R" aus
maximal um ein Zehntel der Länge des äußeren Radius "rho 1"
radial einwärts (nach innen) ausgedehnt ist.
24. Aggregat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Membrane aus vergütetem nicht rostendem Edelstahl besteht
und maximal 0,4 mm dick ist.
25. Aggregat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Membranen (1) zwischen ringteilförmigen Dichtflächen (94,
194) radial außerhalb der Kammer (3, 4, 5, 6) der Mittelplatte (27)
und einer benachbarten Platte oder einem benachbartem Deckel (28, 29)
eingespannt ist.
26. Aggregat nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,
daß in die Dichtflächen (94, 194) Dichtring-Ringnuten (92) zur Aufnahme
von bevorzugterweise metallischen O-Ringen, eingearbeitet sind.
27. Aggregat nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,
daß radial außerhalb der genannten planen ringförmigen Dichtflächen
(94, 194) Ringnuten (91) ausgebildet sind, die einem Leckageabfluß
dienen können und einer radialen Begrenzung der Dichtflächen
(94, 194) nach außen dienen, die Platten oder Deckel (27-29) radial
außerhalb der Ringnuten (91) mit den genannten Dichtflächen (94,
194) fluchtende und radial nach außen erstreckte weitere Flächen
(90) bilden und die Membranen (1) stellenweise auch zwischen
benachbarten dieser weiteren Flächen eingespannt sind.
28. Aggregat nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flächensumme der Einspannung der Membranen (1) zwischen
den Dichtflächen (94, 194) und den weiteren Flächen (90) so bemessen
ist, daß die Spannungen der die Platte(n) und die Deckel zusammen
haltenden Schrauben (30, 31) und der eingespannte Teile der Membranen
(1) beim praktischem Betrieb des Aggregates innerhalb des elastisch
verformbaren Bereichs des Materials verbleiben, aus dem die Schrauben
und die Membranen hergestellt sind.
29. Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschluß (z. B. 17) eines Zylinders des Aggregates zum Auslaß
(z. B. 930, 933) einer ersten Hydropumpe und ein anderer Anschluß
(z. B. 18) eines anderen Zylinders des Aggregates zum Auslaß (z. B. 931,
934) einer zweiten Hydropumpe verbunden ist und die später liefernde
Hydropumpe vor Beendigung der Lieferung der vorher liefernden Hydropumpe
aus "Liefern" geschaltet wird.
30. Aggregat nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hydropumpen (642, 643) regelbare und umkehrbare sind und
die durch Expansionsfluid des Aggregats getriebenen Fluide in ihre
Volumen vergrößernde Kammern der Hydropumpen geleitet werden,
um deren Rotoren als Hydromotoren zu treiben.
31. Aggregat nach Anspruch 30 oder 29, dadurch gekennzeichnet,
daß die nachfolgend liefernde Pumpe so früh auf "liefern" geschaltet
wird, daß die Komprimierung der Fluide in den nachfolgend arbeitenden
Räumen zur Zeit der Beendigung der Lieferung der vorher liefernden
Pumpe beendet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3942981A DE3942981A1 (de) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | Hoechstdruck-aggregat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3942981A DE3942981A1 (de) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | Hoechstdruck-aggregat |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3942981A1 true DE3942981A1 (de) | 1991-07-04 |
Family
ID=6396453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3942981A Withdrawn DE3942981A1 (de) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | Hoechstdruck-aggregat |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3942981A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007136590A1 (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | White Knight Fluid Handling, Inc. | Reciprocating pump, system of reciprocating pumps, and method of driving reciprocating pumps |
WO2011018394A1 (de) | 2009-08-11 | 2011-02-17 | Prominent Dosiertechnik Gmbh | Membranmaschine |
CN103244394A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-08-14 | 北京京城压缩机有限公司 | 一种单缸盖的隔膜式压缩机集成缸体部件 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR602152A (fr) * | 1925-08-18 | 1926-03-13 | Perfectionnements aux pompes alternatives à membranes | |
DE826244C (de) * | 1949-07-29 | 1951-12-27 | Chausson Usines Sa | Kolbenpumpe oder Verdichter |
US2996014A (en) * | 1959-10-30 | 1961-08-15 | Luther E Lee | Pump |
DE3151764A1 (de) * | 1980-12-29 | 1982-09-02 | Lewa Herbert Ott Gmbh + Co, 7250 Leonberg | Membranpumpe mit druckentlastet eingespannter membran |
GB2175352A (en) * | 1985-05-14 | 1986-11-26 | Coal Ind | Hydraulic pulseless supply means |
DE3711633A1 (de) * | 1987-04-07 | 1989-04-20 | Karl Eickmann | Von fluid durchstoemte aggregate mit in achsialer richtung federbaren, kammern begrenzenden elementen fuer drucke bis zu mehreren tausend atmospheren |
DE3810415A1 (de) * | 1988-03-01 | 1989-11-30 | Karl Eickmann | Pumpe fuer drucke bis ueber tausend bar |
-
1989
- 1989-12-27 DE DE3942981A patent/DE3942981A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR602152A (fr) * | 1925-08-18 | 1926-03-13 | Perfectionnements aux pompes alternatives à membranes | |
DE826244C (de) * | 1949-07-29 | 1951-12-27 | Chausson Usines Sa | Kolbenpumpe oder Verdichter |
US2996014A (en) * | 1959-10-30 | 1961-08-15 | Luther E Lee | Pump |
DE3151764A1 (de) * | 1980-12-29 | 1982-09-02 | Lewa Herbert Ott Gmbh + Co, 7250 Leonberg | Membranpumpe mit druckentlastet eingespannter membran |
GB2175352A (en) * | 1985-05-14 | 1986-11-26 | Coal Ind | Hydraulic pulseless supply means |
DE3711633A1 (de) * | 1987-04-07 | 1989-04-20 | Karl Eickmann | Von fluid durchstoemte aggregate mit in achsialer richtung federbaren, kammern begrenzenden elementen fuer drucke bis zu mehreren tausend atmospheren |
DE3810415A1 (de) * | 1988-03-01 | 1989-11-30 | Karl Eickmann | Pumpe fuer drucke bis ueber tausend bar |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-Z: BRÄUER, R.: Leckfreie oszillierende Dosierpumpen. In: Technische Mitteilungen, 81.Jg.,H.9, Nov./Dez.1988, S.555-556 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007136590A1 (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | White Knight Fluid Handling, Inc. | Reciprocating pump, system of reciprocating pumps, and method of driving reciprocating pumps |
US7458309B2 (en) | 2006-05-18 | 2008-12-02 | Simmons Tom M | Reciprocating pump, system or reciprocating pumps, and method of driving reciprocating pumps |
WO2011018394A1 (de) | 2009-08-11 | 2011-02-17 | Prominent Dosiertechnik Gmbh | Membranmaschine |
US9062670B2 (en) | 2009-08-11 | 2015-06-23 | Prominent Gmbh | Diaphragm machine with a plurality of pump chambers |
CN103244394A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-08-14 | 北京京城压缩机有限公司 | 一种单缸盖的隔膜式压缩机集成缸体部件 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3404520C2 (de) | Pumpe oder Hydraulikanlage | |
DE69933901T2 (de) | Brennstoffeinspritzpumpe | |
EP2464868B1 (de) | Membranmaschine | |
DE3419054A1 (de) | Oszillierende deflektorpumpe | |
DE3942981A1 (de) | Hoechstdruck-aggregat | |
EP0400693A2 (de) | Höchstdruckpumpe | |
DE19814477C2 (de) | Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung | |
WO2010084002A2 (de) | Hydromaschinenanordnung | |
DE4041807A1 (de) | Hoechst-druck aggregat | |
EP1715183B1 (de) | Hydraulische Axialkolbenpumpe | |
EP0739450A1 (de) | Dichtungsanordnung an einer kolben-zylinder-einheit | |
AT410246B (de) | Radialkolbenpumpe | |
WO2020182921A9 (de) | Ventilanordnungen für eine membranpumpe | |
DE4017068A1 (de) | Hochdruck aggregat | |
DE3535001A1 (de) | Hochdruck aggregat mit in achsialer richtung federbaren elementen und geeignet fuer nicht schmierende medien | |
DE3310184A1 (de) | Bewegliche stopfbuchse | |
DE19921951A1 (de) | Piezobetätigte Kolbenpumpe | |
DE19916376A1 (de) | Pumpengehäuse | |
DE3811625A1 (de) | Pumpe fuer drucke bis ueber tausend bar | |
DE3706697A1 (de) | Hochdruckmembrane fuer grosse foerdermenge | |
DE3934964A1 (de) | Hochdruck aggregat | |
DE19948342A1 (de) | Kolbenpumpe | |
DE4222918A1 (de) | Hochdruck Anordnung(en) | |
DE4200576A1 (de) | Hochdruck-anordnungen | |
DE3632717A1 (de) | Aggregat mit einer membrane |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |