DE873251C

DE873251C - Double-acting liquid gas pump

Info

Publication number: DE873251C
Application number: DEG6293A
Authority: DE
Inventors: Alfred Lahoda
Original assignee: Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1951-06-12
Filing date: 1951-06-12
Publication date: 1953-04-13

Description

Doppeltwirkende Flüssiggaspumpe Es sind Pumpen für verflüssigte tiefsiedende Gase, wie Sauerstoff, Stickstoff u. a., bekannt, die .die Flüssigkeit aus Vorratsbehältern in andere Aufnehmer fördern, sei es nur zur Umfüllung, also unter Erhaltung des flüssigen Aggregatzustandes geigen verhältnismäßig geringen Überdruck, sei es unter Umwandlung aus der flüssigen. in die gasförmige Phase gegen: .mehr oder weniger hohen Gegendruck, z. B. in Stahlflaschen.Double-acting liquid gas pumps These are pumps for low-boiling liquefied gas Gases such as oxygen, nitrogen and others are known to remove the liquid from storage containers convey into other receptacles, be it only for decanting, i.e. while maintaining the liquid state of aggregation violates relatively little overpressure, be it under Conversion from the liquid. into the gaseous phase against: .more or less high back pressure, e.g. B. in steel bottles.

Die bekannten Pumpen für Hochdruck sind durchweg einfach wirkend., vornehmlich um Hochdruckstopfbüchsen zu vermeiden.. Die Schwierigkeiten, Hochdruckstopfbüchsen im Betrieb ständig dicht zu halten, werden hier nämlich noch durch die unvermeidliche Einwirkung der Tieftemperatur wesentlich enhbht, weil alle schmierenden Substanzen fest werden. Für den Betrieb mit hochgespanntem Sauerstoff können sie sogar wegen der Explosionsgefahr überhaupt nicht in Betracht gezogen wenden.. Gewisse Sorten von Graphit. sind zwar an sehbrauchbar, ihre Schmiereigenschaften jedoch gering.The well-known pumps for high pressure are all single-acting., mainly to avoid high pressure stuffing boxes. The difficulties with high pressure stuffing boxes Keeping them tight during operation are still inevitable here because of the The effect of low temperatures is significantly increased, because all lubricating substances become solid. They can even be used for operation with high-tension oxygen do not take into account the risk of explosion at all .. Certain varieties of graphite. are actually usable, but their lubricating properties are poor.

Ein weiterer Übelstand liegt darin, daß die eine Zylinderseite durchsetzende Kolbenstange einen unverhältnismäßig großen Teil des Zylindervolumens beansprucht, so daß die erreichbare Förderleistung dieser Zylinderseite in keinem Verhältnis zu den Schwierigkeiten. steht, die sich aus den oben geschilderten Umständen für Konstruktion und Betrieb ergeben. Außerdem führt eine den Zylinderraum durchsetzende Kolbenstange eine sehr große Wärmemenge zu, wodurch während der Zylinderfüllung ein Teil der zu fördernden Flüssigkeit verdampft und so der volumetrische Wirkungsgrad erheblich ;herabgesetzt wird.Another drawback is that the one penetrating one cylinder side Piston rod takes up a disproportionately large part of the cylinder volume, so that the achievable delivery rate of this cylinder side is disproportionate to the trouble. stands which result from the circumstances described above for Construction and operation result. In addition, one penetrates the cylinder space Piston rod adds a very large amount of heat, which during the cylinder filling a Part of the liquid to be pumped evaporates and so does the volumetric efficiency considerable; is reduced.

Dies wirkt sich auch bei den vorerwälhnten Niederdruckpumpen aus, wenn auch in geringerem Maß, weshalb in allen Fällen die Kolbenstange übermäßig lang: ausgeführt werden muß. Lange Kolbenstangen aber mit direktem Angriff am Kolben 'haben den Hauptnachteil, daß die unvermeidlichen Abweichungen von der idealen Form bei der Fertigung führender Teile, unter Last auftretende Formänderungen. usw.sich am Kolbenangriff auf ein Vielfaches gesteigert auswirken- und so, das schädliche Verkanten des Kolbens im Zylinder unter einseitigem Andruck erhöhen:. Dies trifft auch dann. zu, wenn die Kolbenstange am Kolben gelenkig befestigt wird. Das Verkanten des Kolbens aber fällt hier besonders aus folgendem Grunde ins Gewicht: Da man wegen der Tieftemperatur im Zylinder keine Schmierung anwenden kann, laufen die Kolben völlig trocken und sind deshalb hohem Verschleiß unterworfen. Kolbenringe verschiedenster Bauart haben sich aus verschiedenen Gründen nicht bewahrt, und es blieb daher praktisch: nur ,der Ausweg, die Kdlben mit 'sehr geringem Spiel (etwa o,o2 bis 0,03 mm) im Zylinder laufen zu lassen, um während des Arbeitshubes den Rückstrom, von zu fördernder Flüssigkeit aus dem Druckraum: tunlichst hintren zu halten. Ferner muß wegen des Trockenlaufes die feinste erreichbare Oberßächen bearbeitung bei Zylinder und Kolben. Anwendung finden. Der Verschleiß an Kolben und Zylinder wird naturgemäß -durch stark verkanteten. Kolben und damit verbundehern einseitigen Andruck stark erhöht.This also affects the aforementioned low-pressure pumps, albeit to a lesser extent, which is why the piston rod must be made excessively long in all cases. Long piston rods but with a direct attack on the piston 'have the main disadvantage that the inevitable deviations from the ideal shape in the manufacture of leading parts, changes in shape occurring under load. etc. have a multiple effect on the piston attack - and thus increase the damaging tilting of the piston in the cylinder under one-sided pressure: This also applies then. when the piston rod is hinged to the piston. The tilting of the piston is particularly important here for the following reason: Since lubrication cannot be used due to the low temperature in the cylinder, the pistons run completely dry and are therefore subject to high wear. Piston rings of various designs have not survived for various reasons, and so it remained practical: only, the solution to let the pins run with very little play (about 0.02 to 0.03 mm) in the cylinder during the working stroke the return flow of the liquid to be pumped out of the pressure chamber: keep backwards if possible. Furthermore, the finest achievable surface machining of the cylinder and piston must be achieved because of the dry running. Find application. The wear on the piston and cylinder is naturally caused by heavily tilted. Piston and the associated one-sided pressure greatly increased.

Die Erfindung besteht in einer. doppeltwirkenden Flüssiggaspumpe, bei der die Kobenstange aus dem Zylinderraum herausverlegt ist. Der Kolben wird also frei laufend aufgehängt. Die Kolbenstange wird durch eine Niederdrueks.topibüchse geführt, die nur gegen den Druck des Flüssigkeitseinlaßraumes abdichtet. Zweckmäßig verwendet-man zwei Kolbenstangen, die beiderseits der Kolbenmitte zentral. und diametral angreifen.The invention consists in one. double-acting liquid gas pump, in which the piston rod is moved out of the cylinder space. The piston will so hung up freely. The piston rod is driven by a Niederdrueks.topibüchse out, which only seals against the pressure of the liquid inlet space. Appropriate use-one two piston rods, which are central on both sides of the piston center. and diametrically attack.

Fig. i stellt, teilweise im. Schnitt, einen isolierten Vorratsbehälter für die zu fördernde Flüssigkeit mit Pumpenaggregat gemäß der Erfindung dar, Fig.2 einen SchnittA-B durch Kolben und Zylinder einer Ausführungsform der Erfindung.Fig. I represents, partly in. Section, an insulated storage container for the liquid to be pumped with a pump unit according to the invention, Fig.2 a section A-B through the piston and cylinder of an embodiment of the invention.

Aus dem Vorratsbehälter i läuft die zu fördernde Flüssigkeit (verflüssigtes Gas) durch Rohr 2, Ventil, 3 und die gleichfalls isolierte Leitung q. :dem isolierten Flüssigkeitsbehälter (Brunnen) 5 zu, in dem der Pumpenzylinder 6 eingedichtet ist.The liquid to be pumped (liquefied Gas) through pipe 2, valve, 3 and the line q, which is also insulated. : the isolated Liquid container (well) 5, in which the pump cylinder 6 is sealed.

Zwei beiderseitig außerhalb des Zylinders 6 mit ihm. ,parallel laufende Kolbenstangen 7 durchsetzen ,die Wand des Brunnens 5 und des ihn umgebenden Isolationsbehälters 8 ,durch die Niederdr-uckstopfbüchse 9 uncl sind am Kreuzkopf io eines Getriebes ii mit Antriebsmotor 12 angelenkt. Der Brunnen 5 ist in seinem oberen Scheitel durch das Rofhr, 13 mit Sicherheitsventil 2q. über Albsperrventil 14 mit dem oberen Scheitel des Vorratsbehälters i verbunden, so daß bei geöffnetem Ventil 1q. die Verdampfungsprodukte des Brunnens 5, hervorgerufen durch die unvermeidliche Wärmeeinströmung sowie solche Verdampfun:gsprodukte, die beim Rückgang des Kolbens 2o und 'bei der Neufüllung der Arbeitsräume des Zylinders 6 in diesen entstehen, durch die Einlaßschlitze und den Brunnen 5 in den Gasraum. über der Flüssigkeit im Vorratsbehälter i entweichen können. Dabei stellt sich natürlich Kommunikation .der Flüssigkeit in i und 5 ibzw. 13 ein, und .der Zylinder 6 ist ständig von zu fördernder Flüssigkeit umgeben, sofern, die Anordnung so vorgenommen ist, daß die Zylinderoberkante unter dem unteren Scheitel von i liegt. Selbstverständlich kann die Pumpe auch in anderer Anordnung arbeiten, z. B. nach Patent 7o5 531 mit Regulierung ,des Flüssigkeitszustromes durch Sz'hwimmerventi'1 od. dgl. und Abführung der Verdampfungsprodukte des Brunnens, 5 in Gasometer bzw. ins Freie.Two on both sides outside of the cylinder 6 with him. , push through parallel piston rods 7, the wall of the well 5 and the insulating container 8 surrounding it, through the low pressure stuffing box 9 and are hinged to the cross head io of a gear ii with drive motor 12. The top of the well 5 is through the Rofhr, 13 with safety valve 2q. connected via Albsperrventil 14 with the upper apex of the reservoir i, so that with the valve 1q open. the evaporation products of the well 5, caused by the inevitable inflow of heat, as well as evaporation products that arise when the piston 2o and when the working spaces of the cylinder 6 are refilled, through the inlet slots and the well 5 into the gas space. can escape above the liquid in the reservoir i. Thereby, of course, there is communication. The liquid in i and 5 ibzw. 13 a, and .the cylinder 6 is constantly surrounded by the liquid to be conveyed, provided that the arrangement is made so that the upper edge of the cylinder is below the lower apex of i. Of course, the pump can also work in a different arrangement, e.g. B. according to patent 7o5 531 with regulation, the liquid inflow through Sz'hwimmerventi'1.

Die jeweilige Füllung der beiden Arbeitsräume des Zylinders 6 mit zu fördernder Flüssigkeit geschieht in an sich bekannter Weise durch Einlaßschlibze i5, der. Ausstoß unter Druck über die Rückschlagventile 16, die zweckmäßig .in beide Enden des Zylinders 6 eingesetzt werden, in die Leitungen, i7,. die, in einer Sammelleitung 18 vereinigt, überRückschlagventil i9 zu den zu füllenden Aufnehmern führen.The respective filling of the two working spaces of the cylinder 6 with The liquid to be pumped occurs in a manner known per se through inlet slits i5, the. Ejection under pressure via the check valves 16, which are expedient in both Ends of the cylinder 6 are inserted into the lines, i7 ,. those, in a manifold 18 combined, lead via check valve i9 to the sensors to be filled.

In der Ausführungsform der Fi.g. 2 sind -die Bezeichnungen der oben beschriebenen Fig. i übernommen.In the embodiment of Fig. 2 are the names of the above Fig. i described.

Der Kolben 2o hat ein Vierkantloch zur Aufnahme des, an. beiden Stirnseiten balli@gen Kolbenbolzens 22, an dessen Enden außerhalb .des Zylinders 6 die beiden Kolbenstangen 7 derart angelenkt sind, daß ;geringe unvermeidliche Fertigungs-und Zusarnmenbaufenler sich automatisch kompensieren können, z. B. wird eine -kleine Differenz in .den 'Kol..benstangenlä@ngen sich nur in einer geringfügigenVerschiebung des zentralen Auflagepunktes der ballig ausgeführten Stirnseite des Kolbenzapfens auswirken. Auf diese Weise ist Gewähr dafür geboten, :daß ,der Kolben 2o ohne nennenswerten einseitigen Andruck bei geringster Verkantungsmöglichkeit im Zylinder 6 läuft.The piston 2o has a square hole to accommodate the. both front sides spherical piston pin 22, at the ends of which outside .des cylinder 6 the two Piston rods 7 are articulated in such a way that; low inevitable manufacturing and Assemblers can automatically compensate, e.g. B. becomes a -small The difference in the piston rod lengths is only a slight shift of the central support point of the crowned end face of the piston pin impact. This guarantees that: That, the piston 2o without significant one-sided pressure with the least possible tilting in cylinder 6 runs.

Die von der Außenluft durch die Stangen 7 einströmende Wärme wird bereits in der denZylinder 6 umgebenden zu fördernden Flüssigolkeit imBrunnen 5 von verdampfender Flüssigkeit aufgenommen und gelangt gar nicht an den Zylinder _6 und Kolbenaa.The heat flowing in from the outside air through the rods 7 is already in the liquid oil to be pumped surrounding the cylinder 6 in the well 5 absorbed by evaporating liquid and does not reach the cylinder at all _6 and Kolbenaa.

Die für den Hinund ,ergang des die Zylinderwand durchsetzenden Kolbenbolzens 22 erforderlichen beiden Laufschlitze 23 dienen dbenfalls als Ei@nlaufschlitze wie 15.The for the back and forth of the piston pin penetrating the cylinder wall 22 required two running slots 23 also serve as inlet slots such as 15th

Naturgemäß können die Merkmale der vorliegenden Erfindung auch auf Pumpen anderer Bauart sinngemäß Anwendung finden, z. B. bei solchen -mit Einlaßventilen an Stelle der hier genannten -Einlaßschll.itze usw.Naturally, the features of the present invention can also be applied to Pumps of other types can be used accordingly, e.g. B. in those -with inlet valves instead of the inlet slit mentioned here, etc.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Double-acting liquid gas pump, characterized in that .. that the piston is moved by one or more piston rods running outside the cylinder .. a. Device according to claim i, characterized in that the stuffing boxes of the piston rods are in zones of low pressure. 3. Apparatus according to claim i and a, characterized in that two diametrically and symmetrically engaging piston rods in the center of the piston on the piston pin move the piston. q .. Device according to claim i to 3, characterized in that the piston pin., which the piston and. Cylinder interspersed, with play and rotatably attached to two piston rods engaging at its end and ensured a central support within the piston through the spherical design of its end faces. 5. Pump up. Claims i to q., Characterized in that the running slots for the piston pin penetrating the cylinder wall simultaneously serve as filling slots for the working spaces of the cylinder. 6. Pump according to claim i to 5, characterized in that the upper edge of the cylinder is arranged below the lower apex of the storage container, the inflow of the liquid to be pumped from the lower apex of the storage container and the derivation of inevitable evaporation products from the cylinder and the liquid well surrounding it to the upper one The apex of the storage container takes place.