Mehrzylindrige Kolbenpumpe Bei den bekannten, mit einem Taumeltrieb
versehenen mehrzylindrigen Kolbenpumpen dient zur Abdichtung des Saugraumes gegen
den Druckraum des stillstehenden Pumpengehäuses ein auf der Antriebswelle sitzender
Schieber, durch den die eine Hälfte eines ringförmigen, die Welle umgebenden Raumes
mit der Saugseite und die andere Hälfte mit der Druckseite verbunden wird. Ein einwandfreies
Arbeiten dieses Schiebers ist nur bei völlig reiner Förderflüssigkeit möglich, deshalb
werden derartige Pumpen hauptsächlich in hydraulischen Steuereinrichtungen zur Förderung
von Drucköl verwendet, wobei sie mit sehr hohen Drehzahlen in der Größenordnung
von etwa 6ooo U/min angetrieben werden und Drücke von etwa ioo atü und darüber erzeugen.
Da eine derartige mit Taumeltrieb versehene Kolbenpumpe einen geringen Außendurchmesser
aufweist und hohe Förderdrücke erzeugen kann, erscheint sie zur Förderung von Flüssigkeiten
aus engen Bohrlöchern von großer Tiefe, beispielsweise von Erdöl, besonders geeignet.
Wegen des hohen Sandgehaltes des Erdöls würde jedoch die Pumpe, und zwar besonders
die empfindliche Schieberabdichtung einem übermäßig starken Verschleiß unterworfen
sein, der die bisher bekannten Pumpenbauarten für das fragliche Anwendungsgebiet
unbrauchbar macht.Multi-cylinder piston pump in the known, with a wobble drive
provided multi-cylinder piston pumps is used to seal the suction chamber against
the pressure chamber of the stationary pump housing is a seated on the drive shaft
Slide through which one half of an annular space surrounding the shaft
is connected to the suction side and the other half to the pressure side. A flawless one
This valve can only work when the fluid is completely pure, therefore
such pumps are mainly used in hydraulic control devices for pumping
used by pressure oil, being on the order of very high speeds
are driven by about 600 rpm and generate pressures of about 100 atmospheres and above.
Since such a piston pump provided with a wobble drive has a small outer diameter
and can generate high pumping pressures, it appears to convey liquids
from narrow boreholes of great depth, for example from petroleum, particularly suitable.
Because of the high sand content of the petroleum, however, the pump would, and indeed special
the sensitive slide seal is subjected to excessive wear
be that of the previously known pump designs for the application in question
makes useless.
Aufgabe der Erfindung ist es, .die Nachteile der bekannten Bauarten
derartiger Pumpen zu vermeiden und die Pumpe so auszubilden, daß sie auch zur Förderung
verunreinigter sandhaltiger Flüssigkeiten, insbesondere von Erdöl aus großen Tiefen,
verwendbar ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine
durch das stillstehende Pumpengehäuse geführte senkrechte Welle, die eine unterhalb
der Pumpe angeordnete Taumelscheibe antreibt, an ihrem oberen, Ende einen glockenförmigen
Drehschieber trägt, der auf der glatten Oberseite des Pumpengehäuses dichtend anliegt
und bei seinem Umlauf die Hälfte der Pumpenzylinder
mit der Saugseite
und die andere Hälfte mit der Druckseite der Pumpe verbindet. Der Drehschieber ist
zweckmäßig in axialer Richtung verschiebbar auf der Welle befestigt und in einem
den Druckraum der Pumpe nach außen abschließenden Gehäuse angeordnet, an das die
Steigleitung angeschlossen ist. Der Drehschieber steht dadurch unter dem Druck der
in der Steigleitung befindlichen Flüssigkeitssäule und wird infolgedessen mit diesem
Druck auf seine Lauffläche gepreßt, da die Hälfte des Drehschiebers mit dem Pumpensaugraum
in Verbindung steht. Dadurch wird auch bei den höchsten Förderdrücken eine gute
Abdichtung des Saugraumes gegen den Druckraum erzielt. Diese Abdichtung wird durch
etwaigen Verschleiß - der Dichtungsflächen nicht beeinträchtigt. Da bekanntlich
sandhaltiges Erdöl ähnlich wie Schmirgel wirkt, und auch bei Herstellung der Pumpenteile
aus verschleißfestem Werkstoff, z. B. aus Hartmetall auf die Dauer ein Verschleiß
nicht verhindert werden kann, ermöglicht die erfindungsgemäße Ausbildung der Schiebersteuerung
einen vollkommenen Ausgleich des Verschleißes und dadurch eine verhältnismäßig lange
Betriebsdauer der Pumpe. Dies ist besonders für die Erdölförderung von großer Bedeutung,
da der bei Bohrlöchern von großer Tiefe umständliche und kostspielige Ein- und Ausbau
der Pumpe bei Verwendung der vorgeschlagenen Pumpenbauart nur verhältnismäßig selten
vorgenommen zu werden braucht. Die gemäß der Erfindung vorgesehene Ausbildung des
Drehschiebers hat noch den weiteren Vorteil, daß bei seinem Umlauf eine Zentrifugalwirkung
eintritt, die eine zusätzliche Druckerhöhung der Förderflüssigkeit ermöglicht.The object of the invention is. The disadvantages of the known types
to avoid such pumps and to train the pump so that it can also be used for pumping
contaminated sand-containing liquids, especially of crude oil from great depths,
is usable. This object is achieved according to the invention in that a
vertical shaft guided through the stationary pump housing, one underneath
The swash plate arranged on the pump drives a bell-shaped end at its upper end
Carries rotary valve, which rests sealingly on the smooth top of the pump housing
and as it rotates, half of the pump cylinders
with the suction side
and the other half connects to the pressure side of the pump. The rotary valve is
expediently mounted on the shaft and displaceable in the axial direction and in one
the pressure chamber of the pump is arranged to close off the outside housing to which the
Riser is connected. The rotary valve is under the pressure of the
located in the riser column of liquid and is consequently with this
Pressure is pressed on its running surface, as half of the rotary valve with the pump suction chamber
communicates. This makes a good one even at the highest delivery pressures
Sealing of the suction chamber against the pressure chamber achieved. This seal is made by
any wear - of the sealing surfaces is not impaired. As is well known
Sandy petroleum acts similarly to emery, and also in the manufacture of the pump parts
made of wear-resistant material, e.g. B. hard metal wear in the long run
cannot be prevented, enables the inventive design of the slide control
a complete compensation of the wear and thus a relatively long time
Operating time of the pump. This is particularly important for oil production,
because of the cumbersome and costly installation and removal of boreholes of great depth
the pump only relatively seldom when using the proposed pump design
needs to be made. The provided according to the invention formation of the
Rotary valve has the further advantage that a centrifugal effect during its rotation
occurs, which enables an additional pressure increase of the fluid to be pumped.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. i eine von einem Elektromotor mit senkrechter Welle angetriebene
mehrzylindrige Kolbenpumpe im Längsschnitt, Fig. 2 im Querschnitt in der Ebene A-B
und Fig. 3 im Querschnitt in der Ebene C-D bei abgenommenen Gehäuseoberteil.In the drawing, an embodiment of the invention is shown,
namely, FIG. 1 shows one driven by an electric motor with a vertical shaft
multi-cylinder piston pump in longitudinal section, Fig. 2 in cross section in plane A-B
and FIG. 3 in cross section in the plane C-D with the upper part of the housing removed.
Das stillstehende Pumpengehäuse i ist an einem den oberen Abschluß
eines Elektromotors 3 mit senkrechter Welle 4 bildenden Lagerdeckel 2 befestigt
und mit mehreren, z. B: sechs Zylinderbohi-ungen 5 versehen. Der Motor ist als Drehstrommotor
mit flüssigkeitsfester Ständerwicklung und Kurzschlußläufer ausgebildet. In den
Zylinderbohrungen 5 des Pumpengehäuses i sind die Pumpenkolben 6 geführt, die mit
Rücksicht auf den hohen Förderdruck eine größere Länge haben und an ihrem oberen,
den Hubraum begrenzenden Ende mit einer Dichtungsmanschette versehen sind. Das Pumpengehäuse
i taucht ebenso wie der Motor 3 in die Förderflüssigkeit ein, die durch in zwei
übereinandersliegenden Ebenen angebrachte radiale Kanäle7 in einen die Welle4 ringförmig
umgebenden Saugraum 8 eintritt. Unterhalb der Pumpenzylinder 5 ist auf der Welle
4 eine Schiefscheibe 9 befestigt, die mit Rücksicht auf die hohe Drehzahl des Antriebsmotors
3 gut ausgewuchtet ist. Auf ihr ist eine nicht. umlaufende Taumelscheibe io gleitend
gelagert. Diese ist mit einer ringförmigen Ausnehmung i i versehen, in die die abgerundeten
Köpfe 12 der Kolbenstange 13 eingreifen. Auf dem oberen Ende der Welle ,4 sitzt
axial verschiebbar ein glockenförmiger Drehschieber 14, der durch eine auf das Ende
der Welle 4 geschraubte Mutter 15 gehalten ist und mit der Welle .4 umläuft. Wie
aus Fig. 3 ersichtlich, ist der Drehschieber 14 durch eine senkrechte Querwand 16
in eine mit dem ringförmigen Saugraum 8 in offener Verbindung stehende Saugkammer
17 und eine mit dem Druckraum 21 der Pumpe in Verbindung stehende Druckkammer 18
unterteilt. Der Druckraum 21 ist durch den Gehäuseoberteil 22 begrenzt, an den die
Steigleitung angeschlossen ist. Die Querwand 16 ist so ausgebildet, daß die Hälfte
aller Pumpenzylinder 5 mit der Saugkammer 17 und die andere Hälfte mit der Druckkammer
18 in Verbindung stehen. Die untere Fläche i9 des Drehschiebers 14 gleitet dichtend
auf der glatten Oberseite 2o des Pumpengehäuses i und wird infolge der axialen Verschiebbarkeit
des Drehschiebers 14 gegen die Welle 4 durch den Druck der in der Steigleitung befindlichen
Förderflüssigkeit auf die Lauffläche 20 gepreßt, so daß die Abdichtung des Saugraumes
gegen den Druckraum um so besser ist, je höher der Förderdruck ist. Außerdem wird
hierdurch der bei dem sandhaltigen Fördermittel unvermeidliche Verschleiß der Dichtungsflächen
i g, 2o vollkommen ausgeglichen. Auch wenn diese stark abgenutzt sein sollten, arbeitet
die Pumpe einwandfrei, da der Drehschieber 14 durch den in der Steigleitung herrschenden
Flüssigkeitsdruck mit starker Pressung auf seine Lauffläche 2q gedrückt wird, wodurch
der Saugraum gut gegen den Druckraum der Pumpe abgedichtet wird.The stationary pump housing i is at one of the upper ends
an electric motor 3 with a vertical shaft 4 forming bearing cover 2 attached
and with several, e.g. B: six cylinder holes 5 provided. The motor is a three-phase motor
designed with liquid-proof stator winding and squirrel cage rotor. In the
Cylinder bores 5 of the pump housing i are guided by the pump pistons 6, which with
Considering the high delivery pressure, have a greater length and at their upper,
the end limiting the displacement are provided with a sealing sleeve. The pump housing
i, like the motor 3, is immersed in the fluid that flows through in two
Superimposed planes attached radial channels7 in a shaft4 annular
surrounding suction chamber 8 occurs. Below the pump cylinder 5 is on the shaft
4 a swash plate 9 is attached, taking into account the high speed of the drive motor
3 is well balanced. One is not on her. rotating swashplate io sliding
stored. This is provided with an annular recess i i into which the rounded
Engage heads 12 of piston rod 13. On the top of the shaft, 4 sits
axially displaceable a bell-shaped rotary valve 14, which is through a on the end
the shaft 4 screwed nut 15 is held and rotates with the shaft .4. As
3, the rotary slide valve 14 can be seen through a vertical transverse wall 16
into a suction chamber which is in open communication with the annular suction chamber 8
17 and a pressure chamber 18 connected to the pressure space 21 of the pump
divided. The pressure chamber 21 is limited by the upper housing part 22 to which the
Riser is connected. The transverse wall 16 is formed so that half
all pump cylinder 5 with the suction chamber 17 and the other half with the pressure chamber
18 related. The lower surface i9 of the rotary valve 14 slides sealingly
on the smooth upper side 2o of the pump housing i and is due to the axial displacement
of the rotary valve 14 against the shaft 4 by the pressure in the riser
Pumped liquid is pressed onto the running surface 20, so that the suction chamber is sealed
the higher the delivery pressure, the better it is against the pressure chamber. Also will
This results in the inevitable wear of the sealing surfaces with the sand-containing conveying means
i g, 2o perfectly balanced. Even if it is badly worn, it works
the pump works properly, since the rotary valve 14 through the prevailing in the riser
Liquid pressure is pressed with strong pressure on its running surface 2q, whereby
the suction chamber is well sealed against the pressure chamber of the pump.
Die umlaufenden Teile der Welle 4 und des Motors 3 werden in axialer
Richtung durch ein Traglager abgestützt, das zweckmäßig innerhalb des Motorgehäuses
angeordnet ist, so daß der Drehschieber 14 nur unter .dem Druck der Förderflüssigkeit
steht, aber von dem Gewicht der umlaufenden Teile entlastet ist. Um den Verschleiß
seiner Dichtungsflächen gering zu halten, kann an der Oberseite 2o des Pumpengehäuses
ein Laufring aus verschleißfestem Werkstoff vorgesehen sein. Auch kann die Dichtungsfläche
i9 des Drehschiebers 14 mit einem entsprechenden verschleißfesten Dichtungsring
versehen werden.The rotating parts of the shaft 4 and the motor 3 are in axial
Direction supported by a support bearing, which is expediently within the motor housing
is arranged so that the rotary valve 14 only under .dem pressure of the delivery liquid
stands, but is relieved of the weight of the rotating parts. To the wear and tear
To keep its sealing surfaces small, can at the top 2o of the pump housing
a race made of wear-resistant material can be provided. The sealing surface can also
i9 of the rotary valve 14 with a corresponding wear-resistant sealing ring
be provided.
Die vorgeschlagene Ausbildung des Drehschiebers hat den weiteren Vorteil,
daß die radiale Trennwand 16 zwischen seiner Saugkammer 17 und Druckkammer 18 eine
Zentrifugalwirkung ergibt, durch die der Förderdruck der Pumpe erhöht werden kann.
Man kann an dem Drehschieber noch zusätzliche Einrichtungen wie schaufelartige Ansätze
o. dgl. vorsehen, um eine weitere Erhöhung des Förderdruckes zu erreichen.The proposed design of the rotary valve has the further advantage
that the radial partition 16 between its suction chamber 17 and pressure chamber 18 a
Centrifugal effect results, through which the delivery pressure of the pump can be increased.
You can have additional facilities such as shovel-like attachments on the rotary valve
o. The like. Provide in order to achieve a further increase in the delivery pressure.