DE7703995U1 - Kolbenpumpe - Google Patents

Description

Nilclaus Seiler, lenzburg und Hanspeter Seiler, Aar au

Kolbenpumpe

Die vorliegende Neuerung betrifft eine Kolbenpumpe mit einem oder mehreren, vorzugsweise zwei nebeneinander und parallel 'zueinander angeordneten Zylindern und darin . axial beweglichen Kolben, einem am vorderen Ende jedes Zylinders vorgesehenen Ventil und einer am hinteren Z^linderende angeordneten Antriebs- und Steuervorrichtung.

Zur Förderung von Abfallstoffen, vorgehandeltem Klärschlamm oder anderen pastössa Stoffen, wie beispielsweise in Kläranlagen, in der Papier- und Zuckerindustrie,v/erden

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neben den allgemein üblichen Fördervorrichtungen wie Kettenförderern oder Förderbändern, mit welchen diese Stoffe & gefördert werden, neuerdings immer mehr Kolbenpumpen ver- *

wendet. |

\ Bei diesen bekannten Kolbenpumpen ist das su fördernde Material mit Flüssigkeit versetzt, sodass sich eine schlammartige Masse bildet. Im Pumpenzylinder wird durch den Kolben ein Unterdruck gebildet und nach Öffnen eines Ventiles wird das Material in den Zylinder eingesaugt. Mit der Eewegung des Kolbens in entgegengesetzter Richtung wird durch ein Ausstossventil das Material unter hohem Druck in die Rohrleitungen gedrückt.

Diese bekannte Anordnung weist den Nachteil auf, dass nur eine stossartige Beschickung möglich ist, wodurch auch die Rohrleitungen einer ungleichmässigen Druckbelastung ausgesetzt sind und Undichtigkeiten und Defekte derselben auftreten können.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Neuerung, eine Kolbenpumpe zu schaffen, bei welcher das zu fördernde Material stossfrei und kontinuierlich gefördert werden kann, ohne dass Druckstösse in den Rohrleitungen auftreten oder durch stossweises Fördern in den Yerbrennungs— und/oder Vergasungseinrichtungen Verpuffungen entstehen.

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Die vorgenannte Aufgabe wird neuerungsgemäss dadurch gelöst, dass das an jedem Zylinder angeordnete Ventil drehbar ausgebildet ist und einerseits in einen Ansaugschacht und andererseits in ein Abführrohr mündet und der Ansaugschacht und das Abführrohr vorzugsweise senkrecht zur Zylinderlängsachse stehen und jedes Ventil aus einem Ventilkörper mit einer Eintrittsöffnung und einer Schneidkante, sowie einer Überdeckungsfläche besteht, und am hinteren Zylinderende ein Druckspeicher angeordnet ist.

Ferner ist es zweckmässig, dass der Ventilkörper einen strömungsgünstigen Kanal aufweist.

Der Vorteil der neuerungsgemässen Anordnung ist insbesondere darin zu erblicken, dass durch die Anordnung eines drehbar ausgebildeten Ventiles am Druckende (in der Zeichnung links) der Zylinder, wobfi. der drehbare Teil des Ventils abwechselnd mit dem Ansaugschacht und dem

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Abrührrohr in Verbindung steht, insbesondere bei zweizyjj ■ lindrigen Kolbenpumpen eine kontinuierliche, stossfreie

Förderung ermöglicht wird, da die Drehbewegung des Ventiles so gesteuert werden kann, dass das zu fördernde Material ohne Unterbrechung von jeweils einem Zylinder in das Abführrohr ausgestossen wird. Durch die am Ventilkörper angeordnete Schneidkante wird bei der Drehbewegung des Ventilkörpers das aus dem Zylinder in das Abführrohr übertretende Meiterial glatt abgeschnitten, sodass beim nächsten Ansaughub kein abgequetschtes Material an den Zylinderwänden haften bleibt.

Durch die Anordnung einer Überdeckungsfläche am Ventilkörper wird während der Drehbewegung in jedem Fall die An- - saugseite, bzw. der Ansaugschacht gegenüber der Drucksei-

$ te/Abführrohr geschlossen, wobei die Überdeckung so aus

gebildet ist, dass niemals auch nur ein Teil des Ansaugschachtes gegenüber dem Abführrohr offen sein kann. Das Verhältnis des Durchmessers der Öffnung im Ventilkörper zur Ein- und Austrittsöffnung ist so abgestimmt, dass eine Öffnung beider Kanäle zueinander in keinem Fall eintreten kann.

Die vorteilhafte Ausbildung eines mit der Zu- und Abführrichtung des zu fördernden Materials übereinstimmenden strömungsgünstigen Kanals im Ventilkörper vermeidet das Verbleiben von Rückständen im Ventil, wodurch Drehbehin-

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derungen nicht auftreten können.

Die Anordnung der Antriebs- und Steuervorrichtung am hinteren Ende der Zylinder, zusammen mit einem Druckspeicher für Sperrmittel ergibt für den Kolbenantrieb kurze Steuer- und Druckleitungen, sowie für die Steuerung von Sperrmittel hinter die Kolben eine einfache Entlastung der Kolbendichtungen, indem das Sperrmittel als Druckkompensation auf die Rückseite der Kolben einwirkt.

Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des Neuerungsgegenstandes kann der Ansaugschacht in einem Winkel zwischen 10° und 155° zur Zylinderlängsachse angeordnet sein.

Diese Anordnung wird überall dort vorteilhaft sein, wo aus Platzgründen eine senkrechte Anordnung nicht möglich ist und eine Fliessbeeinträchtigung des Materials im Hinblick auf den strömungsgünstigen Kanal iß Ventilkörper nicht auftreten darf.

Weiterhin ist es besonders günstig, die Schneidkante jedes Ventilkörpers sichelförmig auszubilden, wodurch ein glattes Abschneiden des aus dem Zylinder herausgedrückten Materials gewährleistet wird.

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Die Steuerung und der Antrieb der Kolbenpumpe

erfolgt vorzugsweise durch eine an sich bekannte Hochdruck-Hydraulikvorrichtung .

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Neuerungsgegenstandes vereinfacht dargestellt»

Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der neuerungsgemässen Kolbenpumpe t

Fig. 2 eine Draufsicht der Pumpe gemass Fig * 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Pumpe gemäss Fig.i, Fig. 4- einen Querschnitt durch die Ventile einer aus zwei Zylindern bestehenden Pumpe entlang der Schnittlinie A - A in Fig. 3»

Gemäss den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Zylinder einer Kolbenpumpe, vorzugsweise einer Doppelrohrkolbenpuinpe bezeichnet, bei welchem am vorderen Ende, d.h. in der Zeichnung links, "Ventile 2 angeordnet sind. Die Ventile 2 sind als Drehventile ausgebildet und münden einerseits in je einen Ansaugschacht 3 und je ein Abführrohr 4, wobei die beiden Abführrohre 3 in eine Sammelableitung 5 münden können. An die Ventile 2 anschliessend ist für jedes Ventil 2 eine Ventilantriebs- und Steuervorrichtung 6 vorgesehen,

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welche mit einem (nicht dargestellten) Hydraulikaggregat verbunden ist. Am entgegengesetzten Ende der Zylinder 1 ist ein Druckspeicher 7 für die Versorgung mit Sperrmittel 11 des Zylinderrauines hinter den Kolben angeordnet. Der Druckspeicher 7 umschliesst Kolbenstangen 8, an deren äusseren Enden eine Antriebseinrichtung 9j welche ebenfalls mit dem Hydraulikaggregat verbunden ist, vorgesehen ist, wobei die Kolbenstangen 8 zwischen dem Druckspeicher 7 und der Antriebseinrichtung 9 von einem Führungsrohr 12 umschlossen sind» Die komplette Kolbenpumpe ist auf einen Rahmen 10 montiert«

In der Längsschnittdarstellung der Fig. 3 ist der Zylinder wiederum mit 1 bezeichnet, in welchem ein Kolben 13 j mit über den Aussenumfang verteilten Dichtringen 14 von j der über die Antriebsvorrichtung 9 angetriebenen Kolben- | Stangen 8 in Pfeilrichtung hin- und herbewegt wird. Am | Durchtritt der Kolbenstange 8 ist am hinteren Ende des | Druckspeichers 7 eine Führungsbuchse 15 mit Abdichtung j und an der Kolbenstange 8 ein Anschlag 16 zur Begrer^ung I

des Kolbenvorlaufs bzw. Kolbenhubes angeordnet. \

Das vordere, in der Zeichnung linke Ende des Zylinders 1 ist durch das Ventil 2 abgeschlossen, in welchem ein drehbarer Ventilkörper 17 vorgesehen ist, welcher über die Ventilantriebs- und Steuervorrichtung 6 angetrieben und gesteuert wird. Am Ventil 2 sind der Ansaugschacht 3 und das Abführrohr 4- so angebracht, dass die jeweilige

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Strömungsrichtung mit dem im drehbaren Ventilkörper 17 strömungsgunstig ausgebildeten Kanal 18 übereinstimmt. Der Ansaugschacht 3 und das Abführrohr 4 sind am Ventil 2 f entsprechend den Einbaubediηg-mgen angeordnet, d.h. sie

können in einem Winkel von 90° zur Zylinderlängsachse oder/ und zwischen etwa 10° und 135° zur Zylinderlängsachse befestigt sein. Weiterhin weist der drehbare Ventilkörper Iy eine Schneidkante 19» welche vorzugsweise sichelförmig ausgebildet ist auf, sowie eine Überdeckungsfläche ?.O_t durch welche vermieden wird, dass während des Umschaltens des Ventilkörpers 1? in ei»e Position entsprechend der

strichlierten Linie 21 der Kanal 18 gleichzeitig den An-

Ia β

saugschacht 3 und das Abführrohr 4 ganz oder teilweise

gegeneinander geöffnet hält.

Die in Pig. 4 entlang der Schnittlinie A-A der Fig. dargestellten Ventile 2, 2' einer zweizylindrigen Kolbenpumpe zeigen beide eine andere Stellung der drehbaren Ventilkörper 17» 17'· So ist im linken Ventil 2 der Kanal 18 zum Ansaugschaoht 3 geöffnet, während im

' rechten Ventil 2¹ der Kanal 18' zum Abführrohr 4· geöff

net ist. Aus den strichliert gezeichneten Positionen der Ventilkörper 17, 17* in beiden Ventilen 2, 2¹ ist zu erkennen, dass beim Umschalten beider Ventile 2, 2' beide Überdeckungsflächen 20, 20' so gross sind, dass selbst ein teilweises, gleichzeitiges Freigeben der Öffnungen «jedes Kanals 18, IS^f zum Ansaugschacrit 3 bzw. 3^! und zu jedem Abführrohr 4, -4¹ der Ventile 2, 2¹ ausgeschlossen ist.

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Der Druckspeicher 7» in welchem eine Druckflüssigkeit unter einem Druck ansteht, welcher in einem vorbestimmten Verhältnis zum Arbeitsdruck der Kolbenpumpe steht, ermöglicht einen Druckaufbau im Zylinderraum hinter den Kolben 13, sodass bei einem Defekt an den Ventilen 2_} 2ⁱ ode* an den Abführrohren 4, 4-¹ özw. an der Sammelableittmg vermieden wird, dass die Kolben mit dem vollen Arbeitsdruck in Richtung hinterer Totpunkt geschleudert werden, sodass ein Bruch der KGlbehstangeh 8, bzw* der Zylinder 1, 1* eintreten kann. Es ist ohne grossen konstruktiven Aufwand möglich« den Druck im Druckspeicher 7 zusammen mit der Antriebsvorrichtung 9 so zu steuern, dass alternierend in den einzelnen Zylinderräumen hinter den Kolben 13 ein variables Druckgefälle entsteht.

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Claims (1)

1. Schutzansprüehe

   1. Kolbenpumpe mit einem oder mehreren, vorzugsweise zwei nebeneinander und parallel zueinander angeordneten Zylindern und darin axial beweglichen Kolben, einem am vorderen Ende jedes Zylinders vorgesehenen Ventil und -einer am hinteren Zylinderende angeordneten Antriebs- und Steuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das an jedem Zylinder (1, 1·) angeordnete Ventil (2, 2¹) drehbar ausgebildet ist und einerseits in einen Ansaugschacht (3, 3¹) und andererseits in ein Abführrohr (4-, 4·') mündet, und der Ansaugschacht (3» 3') und das A'Dführrohr (4-, 4-¹) Vorzugs v/fei se senkrecht zur Zylinderlängsachse stehen und jedes Ventil (2, 2¹) aus einem Ventilkörper (17, 17*) mit einer Eintrittsöffnung und einer Schneidkante (19), sowie einer Überdeckungsfläche (20) besteht, und am hinteren Zylinderende (1, 1¹) ein Druckspeicher (7) angeordnet ist.

   2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (17, 17') einen strömungsgünstigen Kanal aufweist.

   5. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugschacht (3, 3') in einem Winkel zv/ischen und 135° zur Zylinderlängsachse angeordnet ist.

   4-, Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante (19) der Ventilkörper (17, 17') sichelförmig ausgebildet ist.'

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