DE468493C - Schnellaufende Kolbenpumpe zur Foerderung von Gasen oder Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Schnellaufende Kolbenpumpe zur Förderung von Gasen oder Flüssigkeiten Gegenstand der Erfindung ist eine Kolbenpumpe zur Förderung von Gasen oder Flüssigkeiten, welche besonders für große Hubzahlen geeignet ist.
• Die bisherigen Kolbenpumpen versagen insbesondere bei kleinen Fördermengen und großen Hubzahlen, wie dies z. B. bei Brennstoffpumpen und Kompressoren von schnelllaufenden Verbrennungskraftmaschinen oder Wassereinspritzpumpen für die Verdampfer schnellaufender Dampfmaschinen der Fall ist, oder sie arbeiten mit einem schlechten voluinetrischen Wirkungsgrade. Der schlechte volumetrische Wirkungsgrad aller schnellaufenden Pumpen rührt von den Saugventilwiderständen her, die in der Überwindung von Massenträgheit des Fördermittels in der Saugleitung, des Saugventilkörpers und der allfälligen Federgegenkraft begründet sind. Hierzu reicht der geringe Druckunterschied zwischen Atmosphäre und Vakuum in vielen Fällen nicht aus.
• Es ist vorgeschlagen worden, zur Erhöhung der Betriebssicherheit den Schließvorgang des Ansaugventils von Brennstoffpumpen durch Vergrößerung des Gewichtes des vertikal anzuordnenden Ansaugventils zu beschleunigen. Dieser Vorschlag trifft jedoch die Ursache der oben erwähnten Mängel im Betriebe der Pumpen nicht.
• Die Hauptschwierigkeit aller schnellaufenden Pumpen mit kleinen Fördermengen- liegt nämlich eben entgegengesetzt in der Beschleunigung und genauen Beherrschung des öffnungsvorganges des Eintrittsventils, wozu der durch den Hauptförderkolben erreichbare Unterdruck nicht zuverlässig ausreicht.
• Die Erfindung ermöglicht nun die rasche und sichere Eröffnung des Saugventils dadurch, daß beim Beginn des Saughubes kurz vor dem Einsetzen des wirksamen Teiles dieses Hubes mittels eines Hilfskolbens ein Unterdruck in der Saugleitung erzeugt wird, unter dessen Einfluß sich die Flüssigkeitssäule in der Zuleitung beschleunigt, und daß die Strömungsenergie dieser Flüssigkeitssäule zur Erzeugung einer Stoßwirkung ausgenutzt wird, durch welche, gegebenenfalls unter Mitwirkung des hydrostatischen Druckes der Flüssigkeitssäule, die Öffnungsbewegung des Eintrittsventils unterstützt wird. Erreicht wird dies dadurch, daß sich der Hilfskolben unter dem Einfluß des vom Hauptpumpenkolben beim Beginn des Saughubes im Pumpenraum erzeugten Unterdruckes gegen eine Fremdkraft (z. B. eine Feder) verschiebt.
• Diese auf die Eröffnung des Saugventils gerichtete Wirkung der beschleunigten Flüssigkeitssäule wird noch durch das Beharrungsvermögen des mit dem Hilfskolben verbundenen Ventils weitgehendst gefördert, zumal die Masse des Eintrittsventils bei der Erfindung durch Wahl großer Abmessungen für den Ventilkörper zweckmäßig vergrößert wird. Die Eröffnung des Ventils wird somit bei der neuen Pumpe durch zwei Größen, nämlich durch die Beschleunigung der Flüssigkeitssäule vor dem Saugventil und durch die erhöhte Massenwirkung des Saugventilkörpers, günstig beeinflußt.
• In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
• Im Gehäuse i ist die Zylinderbüchse 2 eingesetzt, in welcher sich der Kolben 3 bewegt. Mit der Verschraubung 5 ist der Saugrohranschluß q. in das Gehäuse eingesetzt, welcher zugleich den Anschlag bzw. Sitz für einen ventilkegelartig ausgebildeten rohrförmigen Hilfskolben 6 bildet.. In seinem Innern sitzt das Eintrittsventil 7 mit seiner Feder 8 und Anschlagring g für die Hubbegrenzung des Eintrittsventils 7. Das Druckventil io mit seiner Feder i i erhält seine Druckbegrenzung durch Anschlag an die Druckrohrverschraubung 12. Der durch das Fördermittel angetriebene Hilfskolben 6 ist mit einem in den Pumpenraum hineinragenden Antriebskolben 14 verbunden, welcher einen wesentlich krößeren Durchmesser als der Hauptkolben besitzt und gemeinsam mit dem Hilfskolben nur einen -geringeren Hub als der Hauptkolben auszuführen vermag. Der Hilfskolben 6 samt Antriebskolben 14 führt eine Bewegung gegen eine Kraft, beispielsweise die einer Feder 13, aus.
• Die Wirkungsweise der dargestellten Erfindung ist folgende: Beim Eindrücken des Kolbens 3 von seiner äußeren Totlage wird zuerst der Hilfskolben. 6 nach außen getrieben bis zum Anschlag auf seinen Sitz im Saugrohranschluß q., wobei über dem Kolben i¢ die Feder 13 zusammengedrückt wird. Durch weiteren Hub des Kolbens 3 bis zu seiner inneren Totlage wird Flüssigkeit über das Druckventil io in die Druckleitung gepreßt. Nach Überschreitung der inneren Totlage des Kolbens 3 und Beginn des Auswärtshubes wird der Hilfskolben 6, nachdem das Druckventil io infolge seiner Federgegenkraft i I geschlossen ist, durch .die Kraft der Feder 13 über den Kolben 1.4 bis zum Anschlag gegen das Gehäuse i vorgeschnellt. Dabei wird das Fördermittel in der Zuleitung beschleunigt. Beim Anprall wollen die Massen des Fördermittels, des Saugv.entilkörpers und seiner Feder 8 ihre Bewegung beibehalten, wodurch sie mit ihrer lebendigen Kraft den COffnungsvorgang- des Eintrittsventils 7 in der Überwindung seiner Federschließkraft beschleunigen. Außerdem wirkt noch die durch Auswärtsbewegung,des Kolbens 3 bis zu seiner äußeren Totlage bewirkte Vergrößerung des wirksamen Pumpenraumes unterstützend auf dessen sichere und vollständige Aufladung. Nach Überschreitung des äußeren Totpunktes durch den Kolben 3 wiederholt sich der Arbeitsvorgang mit Beginn des Einwärtshubes.
• Hinsichtlich der wirksamen Abmessungen ist .dem Förderkolben 3 gegenüber der pro Hub erforderlichen Fördermenge ein zusätzlicher Hub zu geben, der zum Ausgleich des Spieles des Hilfskolbens 6 dient.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCI3E: i. Schnellaufende Kolbenpumpe zur Förderung von Gasen oder Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß beim Beginn de-s Saughubes kurz vor dem Einsetzen des wirksamen Teiles dieses Hubes mittels eines Hilfskolbens (6) ein Unterdruck in der Saugleitung erzeugt wird, unter dessen Einfluß sich die Flüssigkeitssäule in der Zuleitung beschleunigt, und daß die Strömungsenergie dieser Flüssigkeitssäule zur Erzeugung einer StoßwirkuVg ausgenutzt wird, durch welche, gegebenenfalls unter Mitwirkung des hydrostatischen Druckes der Flüssigkeitssäule, die Öffnungsbewegung des Eintrittsventils unterstützt wird. z. Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der _ zur Erzeugung des Unterdruckes in der Zuleitung dienende Hilfskolben (6) unter dem Einfluß des vom Hauptpumpenkollsen (3) beim Beginn des Saughubes im Pumpenraum erzeugten Unterdruckes durch eine Fremdkraft (z. B. eine Feder 13) verschoben wird. 3. Pumpe nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (6) mit einen in den Pumpenraum hineinragenden Antriebskolben (r¢) verbunden ist, welcher einen wesentlich größeren Durchmesser als der Hauptkolben (3) besitzt und gemeinsam mit dem Hilfskolben nur einen geringeren Hub als der Hauptkolben auszuführen vermag. q.. Pumpe nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintrittsventil (7), dessen öffnungsbewegung durch die Stoßwirkung der beschleunigten Flüssigkeitssäule und durch eigenes Beharrungsvermögen beim Anschlag seines vorher in -Bewegung gebrachten Sitzes unterstützt wird, im Innern des hohl ausgebildeten, aus Hilfs- und Antriebskolben zusammengesetzten Doppelkolbens (6, 1q.) angeordnet ist.