DE7337139U

DE7337139U - Pumpenkolben fuer dosierpumpen

Info

Publication number: DE7337139U
Application number: DE19737337139
Authority: DE
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1972-10-18
Filing date: 1973-10-15
Publication date: 1974-01-03
Also published as: GB1434648A; BE805993A; FR2203476A5; IT996845B

Description

Patentanwälte DlpL-lnp. R. O :-: Γ. T Z eon.

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410-21.541G 15. 10. 1973

COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATQMIQUE, Pari -j (Frankreich)

Pumpenkolben für Dosierpumpen

Die Neuerung betrifft einen Kolben mit Dichtungseinrichtung, der in Dosierpumpen, insbesondere für wäßrige oder lösende Flüssigkeiten, benutzt wird.

I Bekanntlich wird bei Pumpen dieser Art und mehr allgemein bei

j Injektions-Spritzen die Abdichtung zwischen Kolben und Zylinder ent-

!| weder durch strammen Sitz oder durch Anordnung von Ringen aus

I elastischem Stoff bewirkt; die Art der zu fördernden Flüssigkeit hat

: ebenfalls großen Einfluß auf die Dichtheit.

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Man hat schon, um die Genauigkeit der Fördermenge zu sichern, verschiedene Dichtungseinrichtungen mit oder ohne Ringe vorgeschlagen . Im allgemeinen sind diese Dichtungen wirksam, aber sie haben beträchtliche Reibung und sogar Festfressen zur Folge, wodurch die Leistung der Pumpe vermindert und höhere Antriebskraft und somit höherer Raumbedarf und Preis der Anlage erforderlich wird.

Die Neuerung soll insbesondere diese Nachteile beheben, nämlich die Dichtung zwischen Kolben und Zylinder verbessern durch ausgeklügeltere Bauform der Dichtungseinrichtung, welche annehmbare Reibungsbeiwerte für den Saughub und für den Druckhub des Kolbens erreichbar macht.

Zu diesem Zweck hat der Kolben - dies ist sein Kennzeichen mindestens einen elastischen Dichtungsring, dessen Nenndurchmesser, auf dem er die Zylinder-Innenwand berührt, eine wohlabgewogene Vergrößerung erfährt infolge der Verformung einer Membran, die zwischen dem am Zylinder anliegenden Ring und der Nabe des Kolbens angeordnet ist.

Der Grad der Dichtheit bestimmt die Genauigkeit der Fördermenge; er hängt auch von der Anzahl der benutzten Ringe ab.

Der Drehradius der Membran bildet mit der Kolbenachse einen zur Verdichtungsseite hin offenen Winkel. Die Membran hat eine leicht konkave Form, und infolge ihrer relativen Verformung zwischen dem Ring und der Nabe erlaubt sie das Anliegen zweier Lippen

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des Ringes an der Zylinder-Innenwand. Je eine dieser Lippen legt sich je nach der Richtung der KolbenverSchiebung an die Zylinder ■ Innenwand dichtend an» Man kann die Berührungshöhen dieser Lippen ungleich machen, je nach der für die Membran zulässigen Verformung .

Die Gesamtheit des Kolbens aus einer Nabe, einer oder mehreren Membranen und Ljppendichtungsringen kann aus bei Niederdruck formgepreßtem und zerspanend bearbeitetem elastischem Kunstharz wie z. B. Polytetrafluorethylen oder Polyäthylen bestehen.

Die einzige Abbildung zeigt im Längsschnitt einen neuerungsgemäßen Dosierpumpen-Kolben.

Darin bezeichnen das Bezugszeichen 1 den Kolben und das Zeichen 2 den Zylinder, in dem sich der Kolben bewegt. Der Kolben 1 enthält eine Nabe 3 und mindestens eine Membran 4, die in einem Ring 5 endet. Eine an der Nabe 3 befestigte Stange 6 bewirkt die Hin- und Herbewegungen des Kolbens 1 in bekannter Weise.

Der Drehradius einer Membran bildet mit der Kolbenachse einen zur Verdichtungsseite hin (Pfeil F) offenen spitzen Winkel, derart, daß die Membran eine etwas konkave Form hat.

Der Ring 5 hat zwei Lippen 7a und 7b, die voneinander durch eine Ringnut 8 getrennt sind, deren Lage die Höhen dieser Lippen bestimmt.

Wenn der Kolben 1 in Pfeilrichtung F verschoben wird, suchen die Relativbewegungen zwischen der Nabe 3 und dem Umfang des auf der Innenwand 9 des Zylinders 2 gleitenden Ringes 5 den Nenndurchmesser der Lippe 7a zu vergrößern. Die Wannenform der Membran 4 begünstigt diese Tendenz, den Nenndurchmesser des Ringes 5 zu vergrößern. Die für den Drehradius der Membran 4 gewählte Neigung und die Höhe der lippe 7a mäßigen die Vergrößerung des Nenndurch-Tiessers und somit die dadurch drohende Reibung an der Wand 9.

Wenn der Kolben 1 in Pfeilrichtung F verschoben wird, wirken die oben erwähnten Relativbewegungen auf die Membrar 4; diese sucht sich zu krümmen und den Nenndurcnmesser des Rino is 5 in Höhe der Lippe 7a zu verkleinern. Diese Krümmung der Membran 4 läßt die andere Lippe 7b zur Wand 9 hin kippen, so daß der Nenndurchmesser aufrecht erhalten, ja durch die elastische Verformung dieser Lippe 7b sogar etwas vergrößert wird.

Bei dem beschriebenen Beispiel sind die Beiwerte der Reibung der Lippen 7 a und 7b an der Wand 9 für beide Hübe des Kolbens 1 im wesentlichen einander gleich.

Man könnte auch, ohne daß man damit den Rahmen dieser Neuerung verließe, eine solche Neigung der Membran 4 und solche Höhen der Lippen 7a, 7b wählen, daß die Reibungsbeiwerte für Hinweg und für Rückweg des ^"".olbens i voneinander verschieden sind.

Man sieht also, daß die Neigung des Drehradius der Membran 4,

ihre Dicke und die Maßverhältnisse der Höhen der Lippen 7a, 7b ermöglichen, den Nenndurchmesser eines Dichtungsringes innerhalb einer Grenze, die sich mit den zulässigen Reibungswerten verträgt, zu ändern, um einerseits einen guten Dichtheits-Grad und andererseits eine der Nennleistung der Pumpe angemessene niedrige Bewegungs kraft zu erreichen.

Der Dichtheits-Grad der Kolbendichtungen bestimmt auch die Genauigkeit der von der Pumpe geförderten Mengen. Für einen gegebenen Dichtheitsgrad kann man gemäß der Neuerung entweder einen Kolben mit nur einem einzigen Dichtungsring, aber hohem Reibungsbeiwert oder mehrere Dichtungsringe mit um so geringerem Reibungsbeiwert anwenden, so daß die erforderliche Bewegungs kraft in beiden Fällen nicht wesentlich verschieden zu sein braucht.

Eine Pumpe mit einem dieser Neuerung gemäßen Kolben erreiche eine Betriebs-Hubzahl von einem Hin- und Rückweg pro Sekunde.

Claims

Schutzansprüche

1. Kolben mit Dichtungseinrichtung, der in einem Zylinder hin- und herbewegt wird, insbesondere für Dosierpumpen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (l) mindestens einen kreisförmigen elastischen Dichtungsring (5) aufweist, dessen Nenndurchmesser an der Stelle der Berührung mit der Innenwand des Zylinders (2) eine vorausberechnete Vergrößerung erfährt durch die Verformung einer Membran (4), die zwischen dem am Zylinder (2) anliegenden Dichtungsring (5) und der Nabe (3) des Kolbens

(1) angeordnet ist..

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehradius der Membran (4) mit der Achse des Kolbens (l) einen zur Richtung des Druckhubs hin offenen spitzen Winkel bildet.

3. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dichtungsring (5) mindestens zwei lippen (7a, 7b) aufweist, ν ι denen je eine sich je nach der Richtung der Verschiebung des Kolbens (l) infolge der Verformung der Membran (4) an die Innenwand des Zylinders (2) anpreßt.

4. Kolben nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus elastischem Kunstha-z besteht.