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Doppeltwirkende Pumpe mit hydraulischem Antrieb Die Erfindung betrifft
Verbesserungen an doppeltwirkenden Druch- und Saugpumpen mit hydraulischem Antrieb.
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Durch denselben Erfinder sind bereits Pumpen dieser Art bekannt geworden,
bei welchen der Kolben einer senkrecht angeordneten Pumpe auf einer Stange aufsitzt,
deren Enden als Tauchkolben in zwei Empfangszylinder treten, die durch Kanäle an
die beiden Körper einer doppeltwirkenden Presse angeschlossen sind. Diese versetzt
die Tauchkolben sowie den damit verbundenen Pumpenkolben in hin und her gehende
Bewegung.
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Nach einer Ausführungsform der Pumpe sind für die zu fördernde Flüssigkeit
zwei Saugrohre und zwei Druckrohre in Vorschlag gebracht, deren jedes in eine Kammer
des Pumpenkörpers ausmündet, und die seitlich von diesen angeordnet sind. Die Ventile
der Saugleitungen und der Druckleitungen liegen in Ventilkästen, deren einer als
Saugkasten, der andere als Druckkasten dient, und die beide in der Achse der Pumpe
liegen.
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Bei der Pumpe entsprechend der vorliegenden Erfindung werden die seitlichen
Saug-und Druckleitungen in gegenseitiger Verlängerung angeordnet.
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Dies hat folgende Vorteile: Die Flanschen der Enden des Pumpenkörpers,
in welche beide Röhren eintreten, bedürfen in diesem Falle nur eines Kanals, welcher
die entsprechende Kammer des Pumpenkörpers mit der Saug- und Druckleitung verbindet.
Infolge der hin und her gehenden Bewegung des Kolbens erleiden die Saug- und Druckflüssigkeitssäulen
regelmäßig Widderstöße bei jedem Kolbenstillstand. Dadurch, daß die beiden Flüssigkeitssäulen
in gegenseitiger Verlängerung liegen, geht die lebendige Kraft dieser Widderstöße
nicht verloren, denn die in Bewegung befindliche Drucksäule, statt stillzustehen,
saugt die Flüssigkeitssäule, und die in Bewegung befindliche Saugsäule ihrerseits,
statt stillzustehen, drückt die Drucksäule aus. Infolgedessen wird die schädliche
Wirkung der Widderstöße auf die Pumpe verhindert.
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Diese Anordnung der Saug- und Druckrohre in gegenseitiger Verlängerung
gestattet den symmetrischen Bau der Pumpe zu ihrer Achse, wodurch die durch die
Antriebpresse übertragenen Kräfte beim Saugen und Drücken ebenfalls in jedem Augenblick
symmetrisch auftreten und sich in der Weise ausgleichen, daß während des Betriebes
der Gesamtvorrichtung die Pumpe weder Vibrationen noch Bewegungen unterworfen ist.
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Die Montierung .der verschiedenen Teile kann in sehr vorteilhafter
Weise in der Weise geschehen, daß man die seitlichen Saug- und Druckleitungen aus
dünnem Metall herstellt.
entweder aus Stahl oder aus weicherem Metall,
z. B. aus Messing, und sie in den Flanschen der Enden des Pumpenkörpers und in die
Ventilkästen einpreßt. Durch diese Befestigung erhält man eine absolute Abdichtung
und gleichzeitig einen wesentlichen Widerstand gegen Abreißen. Es entsteht ein starres
Ganzes großer Einfachheit im Bau, wodurch man in der Lage ist, den Raumbedarf der
Pumpe in der Querrichtung zu vermindern und sie in selbst sehr enge Bohrlöcher einzusetzen.
Durch diese Art der Verbindung zwischen Pumpenkörper und Ventilgehäusen durch seitliche
Leitungen entfällt jedes andere Verbindungsmittel, wie Zugstangen, Streben usw.,
die bisher notwendig erschienen. Die verhältnismäßige Federung dieser seitlichen
Röhren erteilt außerdem dem Gesamtapparat eine größere Sicherheit gegen Bruch.
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Man verwendet so viel seitliche Saug- und Druckleitungen in gegenseitiger
Verlängerung und symmetrischer Anordnung, als die Förderung der Pumpe es erheischt.
Je größer die Anzahl dieser Röhren ist, um so höher ist die Bruchfestigkeit des
Ganzen.
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Die Erfindung betrifft außerdem noch andere Teile, die weiter unten
aufgeführt werden.
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Auf beiliegender Zeichnung ist eine Pumpe der angegebenen Art beispielsweise
dargestellt.
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Abb. i zeigt dieselbe im Aufriß und in teilweisem Schnitt, Abb. 2
einen Pumpenkolben im einzeln, Abb.3 eine Ausführungsform des Aufnahmezylinders
für Pumpen großen Durchmessers.
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Die Abb. d. und 5 zeigen in Aufriß und in Draufsicht eines der Ventile.
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Der Pumpenkörper i ist an seinem oberen Ende durch einen Flansch 2
überdeckt und an seinem unteren Ende durch einen Flansch 3. In demselben liegt der
Kolben q., der auf der Stange 5 aufsitzt, deren beide Enden 8 Tauchkolben bilden.
die in zwei Zylinder g und io eintreten.
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Der obere Zylinder g und ebenso der untere io stehen durch Verbindungsstutzen
ii und 12 und durch zwei nicht dargestellte Leitungen mit den beiden Körpern einer
doppeltwirkenden hydraulischen Pumpe in Verbindung. Diese ist ebenfalls auf der
Zeichnung weggelassen. Sie liegt an der Stelle, von wo aus die Pumpe i durch hydraulische
übertragung in Tätigkeit gesetzt werden soll. Die doppeltwirkende Antriebspumpe
besteht beispielsweise aus zwei gegenüberstehenden Körpern, in denen zwei Tauchkolben
laufen, die entgegengesetzt gerichtet, aber zwangläufig verbunden ist. Auf diese
Weise entsteht in beiden Zylindern g und io abwechselnd eine Druck- und eine Saugwirkung,
wodurch die Stange 5 und der Kolben d. eine hin und her gehende Bewegung erhalten.
Die obere Kammer 13 der Pumpe i ist durch ein Rohr 14., welches auf den Flansch
:2 aufgesetzt ist, mit einer Saugleitung 15 und einer Druckleitung 16 verbunden.
Die untere Kammer 17 des Pumpenkörpers ist in derselben Weise an eine Saugleitung
18 und eine Druckleitung i g angeschlossen. Die beiden Saugrohre i5 und 18
führen in eine Saugkammer 20, in welcher auf jedes der Rohre ein Ventilei aufgesetzt
ist. Diese Saugkammer 2o trägt ein Rohr, welches nicht dargestellt ist, das in die
zu fördernde Flüssigkeit eintaucht. Ebenso stehen die beiden Druckrohre 16 und ig
mit einem Druckventilgehäuse 22 in Verbindung, in welchem ebenfalls für jedes Rohr
ein Ventil 23 liegt, und dessen oberes Ende ist an die nicht dargestellte Druckleitung
angeschlossen. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, treten die beiden Rohre i5 und
16 in den Flansch 2 und liegen in gegenseitiger Verlängerung. In gleicher Weise
sind die Rohre 18 und ig durch den Flansch 3 verbunden. Die Rohre 15 und 16 einerseits,
und 18 und i9 andererseits, liegen in derselben Querebene zu beiden Seiten vom Pumpenkörper
i. Durch diese Anordnung erzielt man die bereits erwähnten Vorteile, nämlich, daß
die Flanschen 2 und 3 jeder nur einen Kanal 14. tragen, daß die in 15, 16 und 18,
ig auftretenden Widderstöße eine nur gedämpfte Wirkung auf den Pumpenkörper ausüben,
daß die auf das Gesamte einwirkenden Kräfte jederzeit symmetrisch gerichtet sind
und bei 22 und 23 sowie bei i i und 12 sich aufheben, so daß man die Pumpe nicht
in besonderer Weise in dem Bohrloch zu befestigen braucht, da die Pumpe vibrations-
und bewegungslos ist.
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Die Verbindung eines Saugrohres oder eines Druckrohres 16, z. B. mit
dem Flansch :2 und mit dem Ventilgehäuse 22, erfolgt in folgender Weise. Das Rohr
besteht aus dünnem Metall, aus Stahl oder Zinn. Der Teil, in welchem sein Ende eingesetzt
wird, der Flansch 2, ist mit einer Nut 2q. versehen, in welche das Rohr gewaltsam
mittels eines Dornes eingepreßt wird. Diese Verbindung sichert einen vollkommen
dichten Abschluß und einen starken Widerstand gegen Abreißen. Es ist infolgedessen
jedes anders Verbindungsmittel zwischen dem Pumpenkörper i und den Saug- und Druckventilen
20 und 22 überflüssig. Das Ganze ist von gedrungenem Bau und in seinem Querdurchschnitt
wenig Platz beanspruchend. Dennoch bieten die Seitenrohre und ihre gegenseitige
Verbindung
eine gewisse Federung, die den Apparat gegen Bruch widerstandsfähiger macht.
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Zur guten Abdichtung des Kolbens -. besteht seine Liderung aus zwei
Lederstulpen 25, welche zwischen zwei Ringscheiben 27, 28 festgehalten werden.
Diese Ringscheiben sind unter sich durch Bolzen 29 verbunden und legen sich beiderseitig
auf einen umlaufenden Bund 30 der Stange 5 auf. Zum Festhalten dient eine
Mutter 3i, welche auf die Stange 5 aufgeschoben in ein Gewinde einer der Ringscheiben
28 greift. Um die Lederstulpen 25, 26 besonders während der Druckperiode straff
zu halten, wird zwischen beide eine dünne Scheibe 3a eingelegt.
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Bei dem in Abb. i dargestellten Apparat sind die treibenden Kolben
8 als Plungerkolben ausgebildet und bilden einen Teil der Stange 5, die mit dem
Kolben ,4 der Pumpe verbunden ist. Die Stange 5 kann voll oder hohl sein, im letzteren
Falle wird sie durch einen Schraubendeckel überdeckt. Entsprechend der bereits durch
den Erfinder bekannt gewordenen Einrichtung, ist das obere Ende des Kolbens bei
3.4 vertieft und in dieser Vertiefung ist in der Höhe ihres Bodens ein Kranz von
Öffnungen angebracht. Die Abdichtung des Plungerkolbens geschieht durch eine Ledermanschette
36. Wenn der Kolben an das Ende seines motorischen Hubes anlangt, treten die Öffnungen
35 auf die andere Seite der Ledermanschette 36, so daß infolge des freien Spieles,
welches bei 37 in der Führung des Plungerkolbens besteht, diese öffnungen die unter
Druck stehende Arbeitskammer 38 mit der oberen Kammer 13 des Pumpenkörpers
in Verbindung setzen. Infolgedessen kann, wenn der Stoß der Druckflüssigkeit bei
38 nicht zu Ende gelangt ist, dagegen der Kolben 4. seinen Hub beendet hat, die
in der Kammer 38 befindliche Druckflüssigkeit in die Kammer 13 übertreten
kann. Hierdurch werden Schäden verhindert, welche in den LTbertragungsleitungen
bei Vberdruck auftreten können.
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Bei Pumpen großen Durchmessers würde (las Vorhandensein von Plungerkolben
8 einen übelstand bedeuten, und zwar wesentlich wegen ihres großen Gewichtes und
der Kosten, die mit deren Ersatz verbunden sind. Infolgedessen wird bei den Kolben
entsprechend Abb. 3 eine Stange 39 verwendet, die in den Kolben 4 endet, und einen
verhältnismäßig geringen Durchmesser besitzt. Der Kolben 4.o üblicher Gestaltung
ist mit einem Lederstulp 41 o. dgl. ausgestattet. Der Motorzylinder d-2 trägt auf
sein:r Innenseite Lin Futter .43 aus geeignetem Metall, welches leicht ausgewechselt
werden kann. Dieses Futter ist am oberen Ende mit einer Reihe von kleineren Öffnungen
.44. versehen, die, wenn der Stulp 41 dieselben freilegt, die Verbindung herstellen
zwischen der Kammer 45 des :Motorzylinders mit der Kammer 47 des Pumpenkörpers i,
und zwar durch die Kammer 4.6, deren Durchmesser etwas größer ist, und in welche
das obere Ende des Futters :I3 mit seinen Öffnungen .+-1 hineinragt. Die Enden der
Motorkolben 8 (Abb. i), werden mit einer Gewindebohrung 4; versehen. Beim Abmontieren
der Pumpe kann man in diese Bohrung eine Spindel einsetzen, welche in ein Gewinde
endet, und die man durch das Ende des zugehörigen Zylinders 9 einführt, um den Kolben
4 und die Stange 5 hochzuheben und die Abnahme des unteren Teiles des Apparates
zu erleichtern.
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Jedes Ventil besitzt entsprechend Abb.1 und 5 einen zwischen beide
Gehäusehälften eingesetzten Sitz mit kreisförmigem Ausschnitt 49. Arme 50,
51, 52, 53 des Ausschnittes tragen in ihrer. Mitte eine nach oben gerichtete
Stange 5d., welche dem Ventil zur Führung dient. Das Ventil besteht aus einer Scheibe
55 aus leicht plastischem Material, Kautschuk, Leder, Faserstoff, welche auf die
Spindel 54 aufgeschoben und durch einen verschiebbaren Ring 56 mit Druckfeder 57
festgehalten wird. Die Feder legt sich mit ihrem oberen Ende gegen eine Schale 58,
die mittels eines Durchsteckstiftes 59 des oberen Endes der Führungsstange 54. festgehalten
wird. Der Stift 59 legt sich von oben in die Vertiefung der Schale 58.
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Die radialen Arme So, 5i 52, 53 ragen über die Oberseite des Sitzes
48 des Ventiles 55 nicht hinaus.
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Diese Einrichtung hat den Vorzug, eine große Durchgangsöffnung für
die Flüssigkeit frei zu lassen. Das Ventil 55 legt sich auf einen ringfiirmigen
ausgedehnten Sitz, so daß es um die Stange 54. sich drehen kann, ohne daß seine
Abnutzung und Verbindung den dichten Abschluß hindert. Die Gehäuse des Saugventiles
2o und des Druckvc°ntiles 22 liegen nicht symmetrisch. Der untere Teil jedes derselben
besitzt geringere Höhe als die Führungsstange> des Ventiles, welche von oben auf
dasselbe aufgesetzt ist, so daß beim Montieren der Ventile eine Verwechslung ausgeschlossen
ist.