DE529997C - Zweistufige Kolbentrommelpumpe - Google Patents

Description

Rotierende Kolbenpumpen, bei welchen sich in einer rotierenden Trommel, parallel zur Achse derselben, ein oder mehrere Kolben bewegen, sind bekannt. Die Hubbewegung der Kolben während einer Umdrehung der Trommel erfolgt dadurch, daß beispielsweise die Kolben mittels kugelförmiger Fortsätze und durch die Druckwirkung einer im hohlen Kolben angeordneten Druckfeder an eine

ίο schief zur Trommelachse gelegte Ebene angedrückt werden, so daß je nach der Stellung der Trommel mit ihren Kolben jeweils der höchste und tiefste Punkt der Ebene von den sich im Kreise bewegenden Kolben berührt und dadurch verschiedene Hubstellungen erzielt werden. Die verschiedenen Hubstellungen bewirken ein Einsaugen und ein Fördern des Pumpengutes, wodurch der Zweck der rotierenden Kolbenpumpe erreicht wird.

Die Fördermenge der rotierenden Kolbenpumpe ist im allgemeinen so, daß sie geringen Anforderungen genügt. Der nahezu gleichbleibende Drude wird erzielt, indem eine ungerade Anzahl von Kolben angeordnet wird.

Durch die ungerade Anzahl der Kolben in der Trommel wird erreicht, daß stets ein Kolben den kritischen Punkt in der Druckstellung überwindet. In den meisten Fällen und dem Verwendungszweck angepaßt ist es notwendig, die Fördermenge zu regulieren. Durch Verdrehen der oben angeführten schiefen Ebene wird der Hub vermindert oder je nach der Ersteinstellung vergrößert. Das auf diese Weise geförderte Pumpengut hat aber noch den Nachteil, d&ß es zeitweise auch Luft mitfördert, was insbesondere bei zähflüssigen Massen der Fall ist. Auch wird die Pumpe durch die Druckwirkung der im hohlen Kolben eingelassenen Feder unzuverlässig, weil durch Hängenbleiben der Feder oder Nachlassen des normalen Federdruckes der einzelne Kolben nicht mehr gehoben wird und infolgedessen auch keinen vollständigen eingestellten Hub ausführt.

Durch vorliegende Erfindung sollen die bekannten mechanischen Nachteile behoben werden, indem die Druckfeder im hohlen Kolben in Wegfall kommt und dafür eine zwangläufige Führung der Kolben tritt. Dazu kommt als Neuerung die Möglichkeit, j egliche Abnutzungen sofort auszugleichen, so daß der Hub dauernd der gleiche bleibt.

Die physikalische Vervollkommnung, insbesondere die Erzeugung eines gleichmäßigen ununterbrochenen Druckes wird durch An-Ordnung einer zweiten Reihe von Kalben in der Trommel bzw. einer zweiten Stufe innerhalb der Pumpe erzielt, indem das zuerst angesaugte und unter Druck geförderte Gut einer zweiten Stelle zugeführt wird, wo es unter Drude angesaugt und unter erhöhtem Druck zum Verbraucher gefördert wird.

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Durch die Schaffung einer zweiten Stufe wird einerseits der gleichmäßige Druck gewährleistet, anderseits " wird * bei zähflüssigem Pumpengut die- unvermeidlich mit angesaugten Luftmassen innerhalb der ersten und zweiten Stufe gewissermaßen ausgeschieden oder wenigstens so komprimiert, daß sie nicht mehr zu Störungen Anlaß geben. Unter Zwischenschaltung eines Ventils wird das ίο Pumpengut bei Störungen am Verbraucher wieder in die erste Stufe zurückgedrückt, wodurch Beschädigungen der Pumpe bei plötzlich auftretenden hohen Drücken ausgeschlossen sind.

Die durch die Erfindung geschaffene Kolbenpumpe wird mit Vorteil da angewandt, wo es auf gleichmäßigen Druck und stets gleichbleibende Fördermenge ankommt, insbesondere aber für die Kunstseidenindustrie, wo durch vorbenannte Merkmale, mit einem sehr hohen Druck gepaart, ein tadelloses Erzeugnis eines Kunstseidenfadens gewährleistet sein soll.

Die Erfindung wird durch die Abb. 1 bis 4 wiedergegeben, und zwar stellt die Abb. 1 einen Längsschnitt, die Abb. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-B der Abb. 1 dar, während die Abb. 3 eine Draufsicht und die Abb. 4 einen Teilschnitt eines Teiles des Pumpengehäuses wiedergibt.

In einem Gehäuse 1 ist eine Trommel 2 gelagert. Die Trommel besitzt auf einem größeren Teilkreis beispielsweise sieben Kolben 3 und auf einem kleineren Teilkreis sieben KoI-ben 4 von verschiedener Länge. Die Kolben besitzen kugelförmige Fortsätze, sind aber nicht hohl, so daß also die sonst übliche Druckfeder wegfällt. Die Trommel 2 ist nach unten verlängert und zu einer Antriebswelle 5 ausgebildet. Unter Zwischenlage einer Dichtung 6 ist die Trommelbohrung an der Antriebsseite durch einen Deckel 7 mittels Schrauben 8 verschlossen. Die gegenüberliegende Seite der Kolbentrommel ist mit einem Kugelansatz 9 versehen, auf welcher sich eine Scheibe 10 einstellen kann. Die Kolben 3 und 4 durchdringen diese Scheibe 10, so daß die Kugelansätze der Kolben'nach oben gehen, die wiederum durch einen Ring 11 gehalten werden, der auf der Scheibe 10 aufliegt. Die Ringe 11 sind¹ für die Kolben 3 bestimmt, während die Kolben 4 ohne Ringe sind. Die Ringe 11 sind so ausgebildet, daß sie nicht nach oben über die Kugelansätze geschoben werden können. Wird beispielsweise die Scheibe 10 irgendwie bewegt, so machen die Kolben 3 die Bewegungen mit, während die Kolben 4 unter Umständen, d. h. nicht während des Betriebs der Pumpe, in ihrer Lage verbleiben können. Die bekannte schiefe Ebene 12 ist am oberen Verschlußdeckel 13 angeordnet, und zwar so, daß sie wohl verdreht werden kann, aber trotzdem axial festgehalten wird. Zu diesem Zwecke ist die Scheibe mit einem Ansatz versehen, der in den Vierschlußdeckel einspringt, und außerdem ist ein Gewindestutzen 14 angeordnet. Die Scheibe 15, die außerhalb des Verschlußdeckels und mittels eines Ansatzes noch innerhalb desselben lagert, ist mittels Stifte 16 mit der schiefen Ebene verbunden, so daß bei Verdrehen der Scheibe 15 die schiefe Ebene mitverdreht wird. Durch festes Anziehen der Mutter 17 wird die Lage der schiefen Ebene fest bestimmt, ohne sich- zu ändern. Die Scheibe 15 ist als Zeigerscheibe ausgebildet, so daß jede Verdrehung auch angezeigt werden kann. Scheibe 15 erhält eine Einkerbung, während der Verschlußdeckel 13 mehrere solche erhält. Die Verschlußschrauben 18 verschließen das Pumpengehäuse nach oben hin ab. Eine Schraube 19, die die schiefe Ebene durchdringt und ihr Muttergewinde in der Kolbentrommel besitzt, dient dazu, durch Anziehen der Schraube die Kolbentrommel, insbesondere die Kolben über ,die Scheibe 10 an die schiefe Ebene zu pressen, so daß der Hub der Kolben stets gewährleistet ist. Jede kleinste Abnutzung, die im Laufe der Zeit eintreten kann, kann durch kleinste Nachstellung der Schraube 19 wieder ausgeglichen werden.

Die im Kreis angeordneten Kolben 3 bilden die erste Stufe der Pumpe, die im kleineren Teilkreis angeordneten Kolben 4 die zweite Stufe der Pumpe.

Die Wirkungsweise der Pumpe ist folgende: Durch Anordnen eines Flansches 20 seitlich außen am Pumpengehäuse wird die Ansaug- und Druckstelle geschaffen. Wird die Kolbentrommel in Richtung des eingezeichneten Pfeiles gedreht, so wird das Pumpengut bei 21 angesaugt und gelangt in die halbringförmige Aussparung 22 der Trommelbohrung. Jeder Kolben 3, der sich in bekannter Weise auf der schiefen Ebene abwälzt, nimmt die dem Hub und dem Kolbenquerschnitt entsprechende Menge Pumpengut auf und fördert dasselbe nach einer halben Umdrehung der Kolbentrommel in die halbringförmige Aussparung 23. Die Aussparung 23 ist durch Kanäle 24, 25 und 26 mit dem zweiten Ansaughalbring 27 in Verbindung, wohin das Pumpengut unter Druck gelangt. Hier wird dasselbe unter Druck durch die Kolben 4 angesaugt und in den Druckhalbring 28 gefördert, der mit der Anschlußstelle 29 in Verbindung steht. Von hier gelangt das Pumpengut unter erhöhtem Druck zur Verbraucherstelle.

Bei etwa auftretenden Störungen an der Verbraucherstelle, beispielsweise Verstopfen

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der Rohrleitung, würde plötzlich · ein " sehr . hoher Druck entstehen, der unter Umständen für die Gesamtpumpe schadenbringend¹ wäre. Zu diesem Zwecke ist der Kanal 25 mit einem Überdruckventil 31 versehen, das bei erhöhtem Druck anspricht und die überschüssige Pumpengutmenge über den Kanal 30 wieder in die erste Stufe drückt. Bei Störungen würde somit das Pumpengut innerhalb der ersten Stufe nur einen Kreislauf beschreiben. Das Ventil 31 kann so eingestellt werden, daß jeder gewünschte Druck erzielt werden kann.

Das Ventil 31 hat' auch noch andere Bedeutung. Wie schon aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Hub der Kolben 3 größer als der Hub der Kolben 4. Dies ergibt sich naturgemäß aus dem größeren und kleineren Teilkreis der Kolbenanordnung. Mithin förao dert auch der Kolben 3 mehr bzw. saugt mehr Pumpengut an, als der Kolben 4 ansaugt und fördert. Auf diese Weise ist gegeben, daß die zweite Stufe schon unter Druck gespeist wird und die in der ersten Stufe eintretenden Luftblasen ausgeschieden werden. Die Kolben 4 werden also schon durch den Druck des Pumpengutes gehoben, während die schiefe Ebene die Kolben nur abwärts drücken braucht. Die zweite Stufe erhält also das Pumpengut bereits unter erhöhtem Druck, und die überschüssige Menge wird über das Ventil wiederum der ersten Stufe zugeführt.

Die Pumpe ist infolge ihrer sehr einfachen Konstruktion geeignet, ein sehr billiges Hilfsmittel, insbesondere für die Kunstseidenindustrie zu werden, weil sie alle Vorteile vereinigt, die für die Erzeugung eines einwandfreien Kunstseidenfadens notwendig sind. Neben der Erzeugung eines hohen Druckes kann durch Verdrehen der schiefen Ebene 12 jederzeit die gewünschte und erforderliche Menge eingestellt werden, indem durch Skaleneinstellung die Verdrehung derart anzeigt, daß dieselbe eine prozentuale 4-5 Hubverminderung oder Erhöhung bedeutet. Die Mutter 17, die vorher die schiefe Ebene an den Lagerdeckel preßt, braucht nur gelöst zu werden, dann kann Teil 12 auch verdreht werden. Die Zwischenscheibe 10, die die äußere Kolbenreihe hält, vermittelt die zwangläufige Führung dieser Kolben, indem die Halbkugel einerseits und die Scheiben 11 anderseits verhindern, daß die Kolben 3 ausweichen können. Auf! diese Weise ist stets die gleiche Lage der Kolben zur schiefen Ebene gewährleistet und somit auch der stets , gleiche Hub der Kolben 3. Bei den Kolben 4 erübrigt sich die Führung, weil das unter Druck zugeführte und angesaugte Pumpengut die Kolben 4 von selbst an die schiefe Ebene drückt und der erste Druck stets schon so groß" ist, daß Hemmungen kaum eintreten werden. Der für die Kunstseidenindustrie notwendige sehr hohe Druck ist somit gegeben. Die bereits erwähnten Luftblasen, die bei normaler Pumpe stets mit angesaugt werden, können hier nicht mehr zur Geltung kommen, so daß eine Unterbrechung in der Erzeugung des Kunstseidenfadens vollkommen wegfällt. Etwaige Abnutzungen lassen sich ebenfalls sehr leicht beheben, indem die Schraube 19 nur nachgestellt zu werden braucht. Die Auflage von Kolben und schiefe Ebene ist dadurch wiederum gewährleistet, weil die durch, eine geringe Abnutzung entstandene kleinste Lücke sofort durch die Schraubenbewegung ausgeglichen wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kolbentrommelpumpe für hohen Druck mit mehreren axial in der Trommel angeordneten Kolben, die mit kugelähnlichen Fortsätzen an einer schiefen Ebene gleiten, wodurch der Kolbenhub erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderkolben in zwei zentrisch zueinander liegenden Teilkreisen angeordnet sind, so daß sich die Hubgrößen der Kolben wie die Durchmesser ihrer Teilkreise verhalten, zu denen sie gehören.

2. Kolbentrommelpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben verschiedener Hubgrößen verschiedenen Stufen innerhalb der Gesamtpumpe angehören, wodurch zwei- und mehrstufige Pumpen entstehen, und daß die niedere Stufe mit der nächsthöheren derart verbunden ist, daß der Druckkanal der niederen Stufe mit dem Saugkanal der nächsthöheren Stufe in Verbindung steht, zum Zwecke, das Pumpengut der nächsthöheren Stufe unter dem Druck der vorangehenden Stufe zuzuleiten.

3. Kolbentrommelpumpe nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Kolben der ersten Stufe zwangläufig geführt sind, indem dieselben durch eine Zwischenscheibe (10), die sich auf einem Kugelansatz (9) der Kolbentrommel (2) bewegt, derart geführt wer- no den, daß die Neigung der schiefen Ebene (12) sich gleichmäßig auf die Abwälzebene der Kolbenfortsätze überträgt.

4. Nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Stufe der Gesamtpumpe ein Überdruckventil eingeschaltet erhält, zum Zwecke, bei plötzlich auftretenden sehr hohen Drücken (Verstopfung der Verbraucherrohrleitung) das geförderte Pumpengut über den Kanal (30) wieder in die erste Stufe zu drücken, so daß wähnend der

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Dauer der Störung dias Pumpengut innerhalb der Pumpe einen Kreislauf beschreibt.

5. Nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (31) als Ausgleich zwischen den verschieden größten Fördermengen (erste .Stufe größere Menge als zweite Stufe) dient und derart eingestellt werden kann, daß die zweite Stufe mit sehr hohem Druck arbeitet.

Hierzu r Blatt Zeichnungen