DE749781C

DE749781C - High pressure pump system with circulation valve control

Info

Publication number: DE749781C
Application number: DEH165026D
Authority: DE
Inventors: Hugo Eiffert; Friedrich-Wilhelm Koerver
Original assignee: Hydraulik GmbH
Current assignee: Hydraulik GmbH
Priority date: 1941-04-01
Filing date: 1941-04-01
Publication date: 1944-12-05

Description

Hochdruckpumpenanlage mit Umlaufventilregelung Die Förderung der Hochdruckpumpen für den Betrieb hydraulischer Arbeitsmaschinen, z. B. Pressen, muß mit Rücksicht auf den stark schwankenden Flüssigkeitsbedarf häufig unterbrochen werden. Meist arbeiten die Pumpen auf Flüssigkeitsspeicher, von denen aus in Abhängigkeit vom Druck oder vom Flüssigkeitsstand die Pumpenförderung an-und abgestellt wird. Hier -gibt es zwei Wege, der eine besteht darin, den elektrischen Antriebsmotor der Pumpe stillzusetzen, und der andere sieht in der Pumpendruckleitung ein Umlaufventil vor, das die Pumpenförderung bei ständig durchlaufender Pumpe dadurch unterbricht, -daß es die Pumpendruckleitung mit dem Saugraum verbindet.High pressure pump system with circulation valve control The delivery of high pressure pumps for the operation of hydraulic machines, e.g. B. Pressing, must be done with consideration to the strongly fluctuating fluid requirement are often interrupted. Most of time the pumps work on liquid reservoirs, from which depending on the Pressure or the liquid level the pump delivery is switched on and off. here -There are two ways, one is to drive the electric motor of the pump shut down, and the other provides a circulation valve in the pump pressure line, that interrupts the pump delivery when the pump is constantly running, -that it connects the pump pressure line with the suction chamber.

Die erstgenannte Methode hat den Nachteil, daß das selbsttätige Stillsetzen und Wiederanlassen des Antriebsmotors in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsbedarf umfangreiche und empfindliche Schaltgeräte erfordert. Aus diesem Grunde hat man die Regelung mittels eines Umlaufventils in der Druckleitung bei durchlaufendem Antrieb vorgezogen. Nachteilig ist aber in beiden Fällen, insbesondere bei großen Pumpen, der beim Abschalten und Wiedereinschalten der Pumpenförderung auftretende Stromstoß, der im Netz störend empfunden wird und auch den elektrischen Maschinen nicht zuträglich ist. In den Rohrleitungen entstehen durch das plötzliche Aussetzen und Wiedereinsetzen der Pumpenförderung harte Schläge.The first-mentioned method has the disadvantage that the automatic shutdown and restarting the drive motor depending on the liquid requirement extensive and sensitive switching devices. That is why you have the regulation by means of a circulation valve in the pressure line with continuous drive. However, in both cases, especially in the case of large pumps, the disadvantage is that when the pumps are switched off and switching on the pump delivery again occurring current surge, which is disruptive in the network is felt and is also not beneficial to electrical machines. In the Pipelines result from the sudden interruption and restart of the pump delivery hard blows.

Es sind auch Pumpenanlagen mit zwei oder mehr Pumpenzylindern bekannt, bei denen jedem Pumpenzylinder ein Umlaufventil zugeordnet ist. Es handelt sich hier um Pumpen mit mehreren Druckstufen. Die Anordnung ist hier so getroffen, daß bei Beginn des Preßvorganges gegen niedrigen Flüssigkeitsdruck sämtliche Pumpenzylinder arbeiten und beim Erreichen eines bestimmten Flüssigkeitsdruckes jeweils ein Zylinder durch das zugeordnete Umlaufventil auf Leerlauf geschaltet wird. Ist der Preßvorgang mit Erreichen eines bestimmten Preßdruckes beendet, so schaltet sich auch der letzte Zylinder, der Hochdruckzylinder, auf Leerlauf. hei diesen sogenannten Stufenpumpen, die jeweils ohne nennenswerten Gegendruck anlaufen, treten Stromstöße nicht in dem Malre auf, wie bei solchen Pumpen, die gegen einen holten Flüssigkeitsdruck anlaufen müssen. Hingegen können Flüssigkeitsschläge in den Flü-,-sigkeitsleitungen auftreten, da die Pumpe finit der vollen Förderung aller Zylinder anläuft.Pump systems with two or more pump cylinders are also known, in which a circulation valve is assigned to each pump cylinder. It is about here about pumps with several pressure levels. The arrangement is made here so that at the beginning of the pressing process against low liquid pressure all pump cylinders work and when a certain fluid pressure is reached, one cylinder each is switched to idle by the assigned circulation valve. Is the pressing process ends when a certain pressure is reached, so switches the last cylinder, the high-pressure cylinder, is also idling. called these so-called Step pumps, which start up without any significant counterpressure, occur power surges not in the malre, as is the case with such pumps that counteract a high pressure of the fluid have to start. On the other hand, liquid hammer can occur in the liquid lines occur because the pump starts up finitely with the full delivery of all cylinders.

Die Erfindung befaßt sich nun mit solchen Hochdruckpumpen, die unter voller Förderleistung gegen einen hohen Preßdruck arbeiten und mit einer Aussetzerreglung versehen sind. Die bei solchen Pumpenanlagen vorliegenden Betriebsbedingungen sind immer dann gegeben, wenn die Pumpe einen Fluss igkeitsspeicher speist. Sie können aber auch während eines Pr eßvorganges auch bei Nichtvorhandensein eines Flüssigkeitsspeichers in Trage kommen. Unter dieser Voraussetzung wird nach der Erfindung die an sich bekannte Umlaufventilregelung in der Weise gestaltet, daß bei Verwendung einer Pumpe finit zwei oder mehr Zylindern jeder Pumpenzylinder mit je einem Umlaufventil versehen wird oder mindestens zwei mit je einem Umlaufventil versehene Pumpenzylindergruppen gebildet werden und die einzelnen Umlaufventile auf verschieden hohe Drücke oder verschieden hohe Flüssigkeitsstände in einein Akkumulator oder sonst wie in einer Zeitfolge, beispielsweise mittels Zeitrelais geschaltet werden. Jetzt wird die Pumpenförderung nicht mehr plötzlich im vollen Ausmaße, sondern stufenweise an- und abgeschaltet. Dadurch werden die Stromstöße auf ein erträgliches Maß vermindert, und die harten Schläge in den Flüssigkeitsleitungen kommen in Fortfall.The invention is now concerned with such high pressure pumps that under work at full capacity against a high baling pressure and with a dropout control are provided. The operating conditions that exist in such pump systems are always given when the pump feeds a liquid reservoir. You can but also during a pressing process even in the absence of a liquid reservoir come into wear. Under this condition, according to the invention, the per se known circulation valve control designed in such a way that when using a pump finitely two or more cylinders each pump cylinder is provided with a circulation valve or at least two pump cylinder groups each provided with a circulation valve are formed and the individual circulation valves to different pressures or different liquid levels in an accumulator or otherwise in one Time sequence, for example, can be switched by means of a timing relay. Now is the pump delivery no longer suddenly to the full extent, but switched on and off gradually. This reduces the current surges to a bearable level, and the hard ones There are no blows in the liquid lines.

Die Schaltung der Umlaufventile in Abhängigkeit von verschiedenen Drücken ist im vorliegenden Falle nicht so zu verstehen wie bei .den obenerwähnten Pumpen finit mehreren Druckstufen. Es handelt sich vielmehr um die in einem Druckluftakkumulator auftretenden Druckunterschiede, die eine Funktion der Flüssigkeitsstände sind und nur wenige Atmosphären betragen. Der Ausdruck verschiedene Drücke ist also im Zusammenhang mit einem Druckluftakkumulator in dein gleichen Sinne zu verstehen wie verschiedene Flüssigkeitsstände. Es kommt bei der Erfindung auch nur darauf an, daß die Umlaufventile in einer-Zeitfolge geschaltet werden. Bei einer Schaltung in Abhängigkeit von verschiedenen Drücken oder Flüssigkeitsständen in einem Akkumulator ergibt sich die zeitliche Trennung der Schaltungen dadurch, daß die Auffüllung oder Entleerung des Akkumulators zwischen den verschiedenen Flüssigkeitsständen, zu denen jeweils bestimmte Drücke gehören, 'eine gewisse Zeit beansprucht.The circuit of the circulation valves depending on different In the present case, pressure is not to be understood in the same way as in the case of those mentioned above Pumping finitely several pressure stages. Rather, it is the one in a compressed air accumulator occurring pressure differences, which are a function of the fluid levels and only a few atmospheres. So the expression different pressures is related to understand with a compressed air accumulator in the same sense as different ones Fluid levels. It is only important in the invention that the circulation valves be switched in a time sequence. With a circuit depending on different Pressures or fluid levels in an accumulator result in the time Separation of the circuits in that the filling or emptying of the accumulator between the different liquid levels, each of which has certain pressures belong, 'took a certain amount of time.

Bei einer Pumpenanlage nach der Erfn-;Ittnl lJ)nnen je nach Bauart der Zwei- oder llelirzylinderpumpen im Triebwerk der Pumpe durch ungleiche Verteilung der Kräfte «tif die Kurbelwelle bei teilweisem Leerlauf der Zylinder schädlich,- Eeanspruchungen auftret:n. Uni dem zu begegnen, schlägt die Ertindiing weiser vor, eine Pumpe zu verwenden, bei der zwei oder mehr Pttmpciizyliiider von einer einzigen Kurbel angetrieben «erden. Pumpen dieser - Bauart sind in den inaiiniäfachsten Gestaltungen bekamit. E: ist dann für die Beanspruchung des Triebwerke., vollkommen einerlei, ob ein oder mehrere Pumlienzylinder auf Leerlauf geschaltet sind. hei einer solchen Pumpe mit 1Ielirkurbr1-anordiiung «-erden die gleichliegenden Zylinder oder Zylindergruppen auf ein U iniaufventil zusammengeschlossen.In the case of a pump system according to the invention, depending on the design of the two-cylinder or double-cylinder pumps in the pump drive due to unequal distribution the forces «tif the crankshaft with partial idling of the cylinders is damaging, Stresses occur: n. To counter this, the Ertindiing suggests wisely, to use a pump in which two or more pttmpciizyliiider from a single one Crank driven «earth. Pumps of this type are in the most basic designs gotit. E: is then for the stress on the engine., Completely irrelevant, whether one or more Pumlien cylinders are switched to idle. hot one such Pumps with a 1-lircurbr1 arrangement "ground the cylinders or groups of cylinders lying in the same position connected to a U iniaufventil.

In der Abbildung ist die Gesamtanordnung für eine Anlage mit einem Druckluftakkumul. der die Pumpenförderung in Abli<iigigkeit j-oni Flüssigkeitsstand regelt, sclieinatisch wiedergegeben.The figure shows the overall layout for a system with a Compressed air accum. of the pump delivery in depletion j-oni fluid level regulates, reproduced scientifically.

In dein Ausführungsbeispiel ist eine Pumpe mit einer Kurbel gezeigt, die zwei einfachwirkende Zylinder i und 2 hat, die syminetrisch zur Kurbelwelle angeordnet sind, und dereiz Kolben so an die einzige Kurbel 3 angeschlossen werden können. hvide Zylinder i und 2 haben eine gemeinsame Druckleitung-t. In die Verbindungsleitungen zwischen den Zylindern i und 2 und der Druckleitung .a. sind Umlaufventile 5 und 6 an sich bekannter Bauart eingebaut. Die Druckleitung d. ist an die Wasserflasche 7 eines Fliissigkeitsspeichers, z. B. eines Druckluftakkumulators, angeschlossen. In einem neben der Wasserflasche 7 angeordneten Steuergefäß 8 stellt sich der Spiegel einer Steuerflüssigkeit entsprechend dein Flüssigkeitsstand in der Wasserflasche 7 ein. In verschiedenen Höhenlagen, entsprechend dem Hineinragen von Kontaktstiften 9 und io in das Steuergefäß 8, beeinflußt die Steuerflüssigkeit Stromkreise. Der Stromkreis des Kontaktstiftes 9 gehört zu dein Uinlaufventil5 und der Stromkreis des Kontaktstiftes io zu dem Umlaufventil 6. Die Umlaufventile 5 und 6 werden beispielsweise durch in den Stromkreisen der Kontaktstifte 9 und io liegende Elektromagneten geschaltet. Die zu der Pumpe gehörige Saugleitung und der Saugbehälter sind mit i i und 1 2 bezeichnet. Außerdem ist in der Saugleitung i i ein Saugwindkessel 13 vorgesehen.In your exemplary embodiment, a pump with a crank is shown, which has two single-acting cylinders i and 2, which are symmetrical to the crankshaft are arranged, and the piston are connected to the single crank 3 can. hvide cylinders i and 2 have a common pressure line -t. In the connecting lines between the cylinders i and 2 and the pressure line .a. are circulation valves 5 and 6 built-in known design. The pressure line d. is to the water bottle 7 of a liquid reservoir, e.g. B. a compressed air accumulator connected. The mirror is positioned in a control vessel 8 arranged next to the water bottle 7 a control fluid according to the fluid level in the water bottle 7 a. At different heights, according to the protruding contact pins 9 and io in the control vessel 8, the control fluid influences circuits. Of the Contact pin 9 circuit belongs to your Uinlaufventil5 and the circuit of the contact pin io to the circulation valve 6. The circulation valves 5 and 6 are for example switched by in the circuits of the contact pins 9 and io lying electromagnets. The suction line belonging to the pump and the suction container are marked with i i and 1 2 designated. In addition, a suction air vessel 13 is provided in the suction line i i.

Die ständig durchlaufende Pumpe fördert mit ihren beiden Zylindern i und 2 die Druckflüssigkeit über die Umlaufventile 5 und 6 und die Druckleitung 4 in die Wasserflasche 7, solange in dieser der dem Kontaktstift 9 entsprechende Flüssigkeitsstand noch nicht erreicht ist. Ist dieser Flüssigkeitsstand erreicht, so wird das Umlaufventil 5 geschaltet. Der Zylinder i fördert also nicht mehr in die Druckleitung 4 bzw. in die Wasserflasche 7, sondern schiebt die angesaugte Druckflüssigkeit in den Saugraum zurück. Wenn der Flüssigkeitsstand auf die Höhe angewachsen ist, daß der Stromkreis des Kontaktstiftes io wirksam wird, schaltet auch das Umlaufventil 6. Dann arbeiten beide Pumpenzylinder im Leerlauf. Die Abschaltung der Pumpenförderung erfolgt also in zwei Stufen. Die Wiedereinschaltung der Föiderung der Zylinder i und 2 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, wenn der Flüssigkeitsstand in der X#iasserflasche 7 nacheinander wieder unter die Höhe gesunken ist, die den Kontaktstiften 9 und io im Steuergefäß 8 entspricht.The continuously running pump with its two cylinders i and 2 conveys the pressure fluid via the circulation valves 5 and 6 and the pressure line 4 into the water bottle 7 as long as the fluid level corresponding to the contact pin 9 has not yet been reached. If this liquid level is reached, the circulation valve 5 is switched. The cylinder i no longer delivers into the pressure line 4 or into the water bottle 7, but pushes the pressure fluid that has been sucked back into the suction chamber. When the liquid level has risen to the point that the circuit of the contact pin is effective, the circulation valve 6 also switches. Then both pump cylinders work in idle mode. The pump delivery is switched off in two stages. The re-activation of the feed of cylinders i and 2 takes place in reverse order when the liquid level in the water bottle 7 has successively sunk again below the level which corresponds to the contact pins 9 and io in the control vessel 8.

Anstatt in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand kann auch die zeitlich nacheinander liegende Schaltung der Umlaufventile 5 und 6 in Abhängigkeit von zwei verschiedenen Drücken im Akkumulator bzw. in der Druckleitung 4 oder unmittelbar zeitabhängig, z. B. unter Zuhilfenahme von Zeitrelais erfolgen, deren Schaltdauer die Zeitabschnitte zwischen den Schaltungen der einzelnen Umlaufventile bestimmt.Instead of depending on the fluid level, the time can also be used successive switching of the circulation valves 5 and 6 as a function of two different pressures in the accumulator or in the pressure line 4 or directly time-dependent, e.g. B. be done with the help of timing relays, their switching duration determines the time periods between the switching of the individual circulation valves.

Bei Mehrfachnebeneinanderanordnung von Pumpen mit einer gemeinsamen Kurbelwelle werden, um die gleichmäßige Beanspruchung der- Kurbelwelle bei Teillast zu erhalten, gleichliegende Zylinder oder Zylindergruppen auf ein Umlaufventil zusammengeschlossen. Beispielsweise haben bei einer vierfachen Pumpenanordnung nach Abb. i die vier Zylinder i das Umlaufventil 5 und die vier Zylinder 2 das Umlaufventil 6 gemeinsam.In the case of multiple side-by-side arrangement of pumps with a common Crankshafts are used to ensure the even load on the- crankshaft at part load to obtain identical cylinders or groups of cylinders connected to a circulation valve. For example, in a four-fold pump arrangement according to Fig. I, the four cylinders i the circulation valve 5 and the four cylinders 2, the circulation valve 6 together.

Claims

PATENT CLAIMS: i. High pressure pump system with circulation valve, characterized in that when using a known pump with two or more pump cylinders, each pump cylinder is provided with a circulation valve or at least two pump cylinder groups each provided with a circulation valve are formed and the individual circulation valves are set to different pressures or different levels Address fluid levels in an accumulator or otherwise switched in a time sequence.

2. High pressure pump system according to claim i, characterized by using a two- or multi-cylinder pump of the type known per se, in which two or more pump cylinders are driven by a crank.

3. I-1: high pressure pump system according to claim i, with a pump according to claim 2 with a multi-crank arrangement, characterized in that. cylinders or groups of cylinders which are identical with respect to the crankshaft have a common circulation valve. To distinguish the subject matter of the application from the state of the art, the following publications were considered in the granting procedure: German patents ... Nos. 241 766, 274 808, 563 522, 6o2 974; Swiss patent specification. - io6 853, British patent specification ..... - 371977.