DE4001418A1

DE4001418A1 - High pressure plunger pump - has outlet hoses connecting to accumulator and of same length

Info

Publication number: DE4001418A1
Application number: DE19904001418
Authority: DE
Inventors: R Dipl Ing Schulz
Original assignee: Buchen SMB GmbH
Current assignee: Buchen SMB GmbH
Priority date: 1990-01-19
Filing date: 1990-01-19
Publication date: 1991-07-25

Abstract

The high-pressure pump is for a high-pressure water-jet machine, having several plunger units (20), each with an inlet (30) and a high-pressure outlet (32) and motor-driven. These are mounted in a housing, their outlets being combined into a common outlet (38) for the pump. The individual outlets consist of hoses (32) connected by high-pressure ones (40) to an accumulator. The latter hoses are of the same length, the outlet (38) being mounted on the vessel. ADVANTAGE - Light weight, even rate of delivery, and easy repair of an individual faulty plunger unit.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruckpumpe für Hochdruckwas serstrahlmaschinenThe invention relates to a high pressure pump for high pressure water jet machines

- With several plunger units, each one motorized driven plungers and one for each plunger unit Have water inlet and a high pressure outlet, and
with a housing in which the plunger units are arranged, the high pressure outlets of the individual plunger units are interconnected and in a common high pressure Overflow the pump outlet.

Bei dieser von der Anmelderin hergestellten und vertriebenen Hoch druckpumpe für Wasserstrahlmaschinen mit der Bezeichnung Pumpengröße 200, 160 KW, bis zu 200 bar Wasserdruck sind insgesamt drei Plunger in der Höchstdruckeinheit vorgesehen, die in einem einstückigen Block, der das Gehäuse ausbildet, angeordnet sind. Jedem Plunger ist eine Laufbüchse zugeordnet. Der Wassereinlaß erfolgt durch einen Ringkanal zentrisch zum Plunger, dieser hat schräg verlaufende Einlaßbohrungen, die durch eine lochscheibenförmige Ventilplatte verschließbar sind, letztere bildet das Saugventil. Der Hochdruckausgang liegt gleich achsig zum Plunger, hier ist ein Druckventil vorgesehen. Die drei Hochdruckausgänge sind durch ein dickwandiges Rohrstück, das radiale Bohrungen aufweist, miteinander und mit dem Hochdruckauslaß verbunden. Dieses Rohrstück wird durch kräftige, brückenartige Flansche gegen den das Gehäuse bildenden Block gedrückt, hierzu ist eine Vielzahl von Schrauben vorgesehen.At this high manufactured and distributed by the applicant pressure pump for water jet machines with the designation pump size 200, 160 KW, up to 200 bar water pressure are a total of three plungers provided in the maximum pressure unit, which is in a one-piece block, which forms the housing, are arranged. Every plunger is one Assigned to liner. The water inlet is through an annular channel centric to the plunger, this has inclined inlet bores, which can be closed by a perforated disc-shaped valve plate, the latter forms the suction valve. The high pressure outlet is the same axis to the plunger, here a pressure valve is provided. The three High-pressure outlets are through a thick-walled pipe section, the radial Has holes, connected to each other and to the high pressure outlet. This piece of pipe is against the by strong, bridge-like flanges pressed the housing forming block, for this is a variety of Screws provided.

Diese Konstruktion hat zwei wesentliche Nachteile: Einerseits muß bei Reparatur einer Plungereinheit stets zumindest das dickwandige, die drei Hochdruckausgänge verbindende Rohr abgeschraubt, zumeist aber der gesamte Motorblock demontiert werden. Dies ist aufwendig.This construction has two major disadvantages: Repair a plunger unit always at least the thick-walled one unscrewed three high pressure outputs connecting pipe, but mostly the entire engine block can be dismantled. This is expensive.

Andererseits hat der Hochdruckauslaß unterschiedliche Entfernungen von den drei einzelnen Hochdruckausgängen der Plungereinheiten. Dies hat zur Folge, daß die schubweise anfallenden Hochdruck-Wasserstöße der einzelnen Plungereinheiten nicht in gleichen Zeitabständen am Hoch druckauslaß anfallen, vielmehr macht sich der Förderhub der nächstge legenen Plungereinheit in kürzerer Zeiteinheit am Hochdruckauslaß bemerkbar als derjenige der entferntesten Plungereinheit. Da weiterhin in dem durch das dickwandige Rohrstück gebildeten Verbindungskanal Reflexionen von Druckwellen auftreten, kommt es am Hochdruckauslaß zu sich überlagernden Druckstößen, die dazu führen können, daß ein not wendigerweise vorhandenes, vorgeschriebenes Sicherheitsventil an spricht. Insgesamt macht sich der Reihenaufbau der vorbekannten Hoch druckpumpe daher in Druckstößen bemerkbar, die nicht in gleichen Zeit abständen auftreten und aufgrund von Überlagerungen zu Problemen füh ren können sowie sich in einem ungleichen Betriebsablauf bemerkbar machen.On the other hand, the high pressure outlet has different distances from the three individual high pressure outlets of the plunger units. this has as a result that the batches of high pressure water jets individual plunger units not at the same time intervals on the high pressure outlet occur, rather the delivery stroke makes the next placed plunger unit in a shorter time unit at the high pressure outlet noticeable as that of the most distant plunger unit. Because continues in the connecting channel formed by the thick-walled pipe section Reflections of pressure waves occur at the high pressure outlet overlapping pressure surges that can lead to an emergency maneuverable safety valve speaks. Overall, the series construction of the known high pressure pump therefore noticeable in pressure surges that are not in the same time distances occur and lead to problems due to overlaps can be noticed as well as noticeable in an uneven operating procedure do.

Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Hochdruckpumpe der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubil den, daß sie leichter baut, bei Reparaturarbeiten eine einzelne, feh lerhafte Plungereinheit einfacher repariert und auch gewartet werden kann und der Förderstrom am Hochdruckausgang gleichmäßiger ist.This is where the invention begins. She has made it her business the high pressure pump of the type mentioned to continue training the one that it builds lighter, a single one at repair, feh Learning plunger unit is easier to repair and maintain can and the flow rate at the high pressure outlet is more even.

Gelöst wird diese Aufgabe ausgehend vonder Hochdruckpumpe der ein gangs genannten Art dadurch, daß die einzelnen Hochdruckausgänge als Schlauchanschlüsse ausgeführt sind, daß diese Schlauchanschlüsse über Hochdruckschläuche mit einem Drucksammler verbunden sind, daß die einzelnen Hochdruckschläuche untereinander jeweils gleiche Länge haben und daß der Hochdruckausgang am Drucksammler vorgesehen ist.This task is solved starting from the high pressure pump gangs mentioned type in that the individual high pressure outputs as Hose connections are made that these hose connections over High pressure hoses are connected to a pressure collector that the individual high pressure hoses have the same length and that the high pressure outlet is provided on the pressure collector.

Bei dieser Hochdruckpumpe sind die Wege der einzelnen Hochdruckausgän ge der Plungereinheiten zum Hochdruckauslaß gleichlang, dadurch ver teilen sich die Druckstöße der einzelnen Plunger gleichmäßig über den gesamten Maschinentakt. Die Förderung ist dadurch gleichmäßiger, ins besondere lassen sich Überlagerungen von Druckspitzen besser kontrol lieren. Jede einzelne Plungereinheit kann separat gewartet und repa riert werden, ohne daß die anderen Plungereinheiten demontiert werden müssen. Schließlich baut die Pumpe wesentlich leichter, ein Motorblock kann entfallen, insbesondere aber ist ein dickwandiges Rohrstück mit entsprechenden Anpreßflanschen, das der Verbindung der einzelnen Hoch druckausgänge dient, nicht mehr notwendig. Der Wegfall dieses Teiles führt nicht nur zu einer erheblichen Gewichtseinsparung, sondern auch zu einer deutlichen Vereinfachung der Wartungs- und Reparaturarbeiten.With this high pressure pump, the paths of the individual high pressure outputs are ge of the plunger units to the high pressure outlet of equal length, thereby ver share the pressure surges of the individual plungers evenly across the entire machine cycle. The promotion is more even, ins In particular, overlaps of pressure peaks can be better controlled lieren. Each individual plunger unit can be separately serviced and repa be removed without dismantling the other plunger units have to. After all, the pump builds a motor block much lighter can be omitted, but in particular is a thick-walled piece of pipe with corresponding pressure flanges, the connection of the individual high pressure outputs, is no longer necessary. The elimination of this part not only leads to significant weight savings, but also to significantly simplify maintenance and repair work.

In vorteilhafter Weiterbildung wird vorgeschlagen, den Hochdrucksamm ler als ein vom Gehäuse separates Teil auszubilden. Der Hochdrucksamm ler kann ausschließlich von den einzelnen Hochdruckschläuchen gehalten werden, er kann aber auch in irgendeiner einfachen Weise am Gehäuse befestigt sein. In jedem Fall ergeben sich einfache Montage und ein geringes Gesamtgewicht der Hochdruckpumpe.In an advantageous development, the high-pressure collector is proposed ler as a separate part from the housing. The high pressure collection It can only be held by the individual high pressure hoses but it can also be attached to the housing in any simple way be attached. In any case, simple assembly and installation low total weight of the high pressure pump.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn im Hochdrucksammler alle Schlauch anschlüsse der Hochdruckschläuche denselben Abstand vom Hochdruckaus gang haben. Hierdurch werden unterschiedliche Laufstrecken im Hoch drucksammler selbst vermieden und es wird ein möglichst gleichverteil ter Druckausgang erzielt.Furthermore, it is advantageous if all the hose in the high-pressure collector connections of the high pressure hoses at the same distance from the high pressure have gear. This creates different running routes in the high pressure collector itself avoided and it is distributed as evenly as possible ter pressure output achieved.

Vorteilhaft ist es weiterhin, den Hochdrucksammler als ein Drehteil auszubilden, das eine zentrische Sackbohrung für einen zum Hochdruck ausgang führenden Kanal aufweist, in die in gleichen Teilungswinkeln angeordnete Zuführbohrungen münden, welche in einem Winkel möglichst nahe an 180° zur Sackbohrung stehen. Hierdurch wird die Zuleitung von Druckwasser jeder einzelnen Plungereinheit zum gemeinsamen Hochdruck auslaß gleich, es wird eine symmetrische, für jeden einzelnen Druckka nal baugleiche Ausführung erzielt. Je näher der Einmündungswinkel an 180° liegt, umso geringer ist die Gefahr von Druckreflexionen.It is also advantageous to use the high-pressure collector as a turned part form a centric blind hole for one to high pressure output leading channel in the same pitch arranged feed holes open, which at an angle if possible stand close to 180 ° to the blind hole. This will lead the Pressurized water from each individual plunger unit for common high pressure outlet the same, it will be a symmetrical one for each individual print box nal identical design achieved. The closer the junction angle to 180 °, the lower the risk of pressure reflections.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die einzelnen Plun gereinheiten jeweils in einem separaten, runden Gehäuseteil unterzu bringen, wobei dieses Gehäuseteil nicht mit den Gehäuseteilen der anderen Plungereinheiten verbunden ist. Hierdurch werden Arbeiten an einer Plungereinheit wesentlich vereinfacht, es lassen sich aber auch Maßtoleranzen bei der Herstellung der Teile einer Plungereinheit bes ser kompensieren, da kein gemeinsames Gehäuse vorgesehen ist, das durch seine Maße die Maße der Einbauteile vorgibt. Die Fertigung der Einzelteile einer Plungereinheit kann daher mit geringeren Maßtoleran zen erfolgen.Finally, the individual plun has proven to be advantageous each in a separate, round housing part bring, this housing part not with the housing parts of the other plunger units. This will work on a plunger unit considerably simplified, but it can also Dimensional tolerances in the manufacture of the parts of a plunger unit Compensate water, since no common housing is provided that its dimensions dictate the dimensions of the built-in parts. The manufacture of the Individual parts of a plunger unit can therefore have a lower dimensional tolerance zen done.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übri gen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung eines nicht ein schränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels, das unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser zeigtFurther advantages and features of the invention result from the rest gen claims and the following description of one not limiting embodiment to be understood, with reference is explained in more detail on the drawing. In this shows

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Kopfteils einer Hochdruck pumpe nach der Erfindung mit drei Plungereinheiten und mit einem separaten Hochdrucksammler, Fig. 1 is a perspective view of the head portion of a high pressure pump according to the invention with three plunger assemblies, and a separate high-pressure accumulator,

Fig. 2 ein Schnittbild durch einen Hochdrucksammler entsprechend Fig. 1 und Fig. 2 is a sectional view through a high pressure collector corresponding to Fig. 1 and

Fig. 3 ein Schnittbild durch eine Plungereinheit entsprechend der Schnittlinie III-III in Fig. 1. Fig. 3 is a sectional view through a plunger according to the section line III-III in FIG. 1.

Die Hochdruckpumpe nach Fig. 1 hat drei Plungereinheiten 20, die un tereinander baugleich ausgebildet sind. Sie sind in Reihe angeordnet. In jeder Plungereinheit 20 befindet sich ein motorisch angetriebener Plunger 22 (siehe Fig. 3), jede einzelne Plungereinheit 20 hat ein eigenes Teilgehäuse, das sich zwischen einer plattenförmigen Brille 26 und einem Motorblock 28 befindet. Jede Plungereinheit hat einen Was sereinlaß 30 (siehe Fig. 3) und einen Hochdruckausgang 32. Die drei Hochdruckausgänge 32 sind durch Schlauchanschlüsse gebildet, an sie ist jeweils ein Stück Hochdruckschlauch 34 angeschlossen. Die drei Hochdruckschläuche sind mit einem Hochdrucksammler 36 verbunden, der ebenfalls für sie Hochdruckanschlüsse der Art wie in Fig. 3 darge stellt hat. Der Hochdrucksammler 36 bildet einen Hochdruckauslaß 38, an den ebenfalls ein Hochdruckschlauch 40 angeschlossen ist, aus ihm kann das benötigte Wasser entnommen werden.The high pressure pump according to Fig. 1 has three plunger assemblies 20, the un behind the other are formed identical. They are arranged in a row. In each plunger unit 20 there is a motor-driven plunger 22 (see FIG. 3), each individual plunger unit 20 has its own partial housing, which is located between plate-shaped glasses 26 and an engine block 28 . Each plunger unit has a water inlet 30 (see FIG. 3) and a high pressure outlet 32 . The three high-pressure outlets 32 are formed by hose connections, to each of which a piece of high-pressure hose 34 is connected. The three high-pressure hoses are connected to a high-pressure collector 36 , which also has high-pressure connections of the type shown in FIG. 3 for them. The high-pressure collector 36 forms a high-pressure outlet 38 , to which a high-pressure hose 40 is also connected, from which the required water can be removed.

Die drei Hochdruckschläuche 34 sind gleichlang ausgebildet, sie sind auch sonst identisch, also haben insbesondere gleich Innenquerschnitt, es werden Hochdruckschläuche 34 gleichen Fabrikats verwendet.The three high-pressure hoses 34 are of the same length, they are otherwise identical, that is to say in particular they have the same internal cross section, high-pressure hoses 34 of the same make are used.

Der Hochdrucksammler 36 ist als separates Drehteil ausgeführt. Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, hat er drei auf einer Kegelfläche angeordnete Schlauchanschlüsse, die in Zuführbohrungen 42 eingesetzt sind. Die insgesamt drei Zuführbohrungen gehen jeweils in einem Winkel von ca. 122° über in eine gemeinsame, zentrische Sackbohrung 43, an dieser befindet sich ein Schlauchanschluß für einen Ausgangs-Hochdruck schlauch 40.The high-pressure collector 36 is designed as a separate rotating part. As shown in FIGS. 1 and 2, it has three arranged on a conical surface hose connections, which are inserted into feed bores 42nd The total of three feed holes each pass at an angle of approximately 122 ° into a common, central blind hole 43 , on which there is a hose connection for an outlet high-pressure hose 40 .

Der Hochdrucksammler 36 ist so ausgeführt, daß für jede einzelne Zu führbohrung 42 gleiche Verhältnisse vorliegen und Druckreflexionen möglichst nicht stattfinden können. Es kann in geeigneter Weise mit dem aus mehreren Teilgehäusen 24 und dem Motorblock 28 bestehenden Gehäuse der Hochdruckpumpe verbunden sein.The high-pressure collector 36 is designed so that the same conditions exist for each individual guide bore 42 and pressure reflections cannot possibly take place. It can be connected in a suitable manner to the housing of the high-pressure pump consisting of a plurality of partial housings 24 and the motor block 28 .

Der Aufbau einer Plungereinheit 20 wird im folgenden anhand der Fig. 3 erläutert. Das Teilgehäuse 24 jeder einzelnen Plungereinheit 20 wird durch zwei Rohrstücke 44, 46 mit gleichen Außenabmessungen gebildet. Von ihnen ist das untere Rohrstück 44 mit dem Motorblock 28 verbunden (in Fig. 3 nicht dargestellt), das obere Rohrstück 46 hat einen nach innen vorspringenden, die benachbarte Innenwand des Rohrstücks 44 inseitig übergreifenden Kragen 48, an der Stelle, wo er angesetzt ist, ist eine Dichtung vorgesehen, die die beiden Rohrstücke 44, 46 hoch druckdicht miteinander verbindet. Im unteren Rohrstück 44 befindet sich im wesentlichen Plunger 22 sowie eine Gleitdichtung. Das obere Rohrstück 46 nimmt einen Saugeinsatz 54 auf, er ist zylindrisch ausgeführt und liegt von oben eingesetzt an einer inneren Stufe des Rohrstücks 46 an. In seinem Bereich hat der in Fig. 3 in seiner obe ren Totposition gezeigte Plunger einen zylindrischen Ansatz 56, der im wesentlichen den freien, runden Innenquerschnitt des Saugeinsatzes 54 (in dieser Position) ausfüllt. Durch diesen Ansatz 56 wird ein mög lichst geringes Restvolumen im Zustand des oberen Totpunktes erreicht. Der Saugeinsatz 54 hat einen umlaufenden Ringkanal 58 für die Zufuhr von (Niederdruck-) Wasser. Das Wasser wird durch eine radial durch das Rohrstück 46 geführte Anschlußverschraubung 60 dem Ringkanal 58 zuge leitet. Axial geht der Ringkanal 58 über in eine Nut 62, die an einer der beiden Stirnseiten des in seinen Außenkonturen zylindrischen Saugeinsatzes 54 offen ist. Diese Öffnung verschließt in der gezeichneten Position des Plungers 22 eine kreisringförmige Ventilplatte 64, die durch eine Andruckfeder in dieser Position gehalten wird. Wenn der Plunger 22 ausgehend von der gezeigten Position sich nach rechts be wegt, wird ein Sog ausgeübt, der die Ventilplatte 64 nach rechts und damit von der Nut 62 freizieht. Dadurch kann Wasser in den Ventilraum 66 strömen.The structure of a plunger unit 20 is explained below with reference to FIG. 3. The partial housing 24 of each individual plunger unit 20 is formed by two pipe pieces 44, 46 with the same external dimensions. Of them, the lower pipe section 44 is connected to the engine block 28 (not shown in FIG. 3), the upper pipe section 46 has an inwardly projecting collar 48 , which overlaps the adjacent inner wall of the pipe section 44 at the point where it is attached , A seal is provided which connects the two pipe sections 44, 46 to one another in a highly pressure-tight manner. In the lower pipe section 44 there is essentially plunger 22 and a sliding seal. The upper pipe section 46 receives a suction insert 54 , it is cylindrical and is inserted from above against an inner step of the pipe section 46 . In its area, the plunger shown in FIG. 3 in its dead position obe ren has a cylindrical projection 56 which essentially fills the free, round inner cross section of the suction insert 54 (in this position). This approach 56 achieves the lowest possible residual volume in the state of top dead center. The suction insert 54 has a circumferential ring channel 58 for the supply of (low pressure) water. The water is fed through a radially through the pipe section 46 connection screw 60 to the annular channel 58 supplied. The annular channel 58 merges axially into a groove 62 which is open on one of the two end faces of the suction insert 54 which is cylindrical in its outer contours. In the drawn position of the plunger 22, this opening closes an annular valve plate 64 , which is held in this position by a pressure spring. When the plunger 22 moves from the position shown to the right, a suction is exerted which pulls the valve plate 64 to the right and thus from the groove 62 . This allows water to flow into the valve space 66 .

Oberhalb des Saugeinsatzes 54 befindet sich innerhalb des Rohrstücks 46 ein ebenfalls in seinen Außenkonturen zylindrischer Druckeinsatz 68, der ein Ventilteil 70 aufnimmt und führt. Dieses ist in der ge zeigten Position des Plungers 22 in Anlage an einem Sitz 72, der an der anderen Stirnseite des Saugeinsatzes 54 vorgesehen ist. Schließ lich ist im Rohrstück 46 noch ein Anschlußteil 74 mit einem Schlauch anschluß untergebracht.Above the suction insert 54 there is a pressure insert 68 , likewise cylindrical in its outer contours, inside the pipe section 46 , which receives and guides a valve part 70 . This is in the ge shown position of the plunger 22 in contact with a seat 72 which is provided on the other end face of the suction insert 54 . Closing Lich is still housed in the pipe section 46 , a connector 74 with a hose connection.

Die drei so ausgeführten Plungereinheiten werden durch die Brille 26 und insgesamt acht Schraubenbolzen gegen den Motorblock 28 gezogen. In einer anderen Ausbildung ist es möglich, jeder Plungereinheit 20 ein einzelnes, im wesentlichen quadratisches Brillenteil zuzuordnen.The three plunger units designed in this way are pulled through the glasses 26 and a total of eight screw bolts against the engine block 28 . In another embodiment, it is possible to assign each plunger unit 20 a single, essentially square piece of glasses.

Claims

1. High pressure pump for high pressure water jet machines

- With several plunger units ( 20 ), each having a motor-driven plunger ( 20 ) and for each plunger unit ( 20 ) a water inlet ( 30 ) and a high pressure outlet ( 32 ) sen, and
- With a housing ( 24 ) in which the plunger units ( 20 ) are arranged, wherein the high pressure outlets ( 32 ) of the individual plunger units ( 20 ) are connected to one another and pass into a common high pressure outlet ( 38 ) of the pump,

characterized in that the individual high-pressure outlets ( 32 ) are designed as hose connections, that these hose connections are connected to a pressure collector via high-pressure hoses ( 40 ), that the individual high-pressure hoses ( 40 ) each have the same length and that the high-pressure outlet ( 32 ) is provided on the pressure collector.

2. High-pressure pump according to claim 1, characterized in that the high-pressure collector ( 36 is a part formed separately from the housing.

3. High-pressure pump according to claim 1 or 2, characterized in that in the high-pressure collector ( 36 ) all hose connections of the high-pressure hoses ( 40 ) have the same distance from the high-pressure outlet ( 32 ).

4. High-pressure pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the high-pressure collector ( 36 ) is essentially a rotary part, which has a central blind bore which forms a channel leading to the high-pressure outlet ( 32 ) and supply bores arranged at the same pitch angle has, which open into the blind hole and run at an angle as close as possible to 180 ° to the blind hole.

5. High-pressure pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the high-pressure outlet ( 32 ) belonging to a plunger ( 22 ) is arranged coaxially with the plunger ( 22 ).

6. High-pressure pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the plungers are arranged in series and the housing in the region of the high-pressure outlets is closed by a plate (glasses 26 ) which has openings for the individual high-pressure outlets ( 32 ) .