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Zweistufige Förder- und Druckpumpe als Faßpresse Die Erfindung nach
dem Hauptpatent bezieht sich auf eine zweistufige Förder- und Druckpumpe als Faßpümpe,
mit welcher Fördergut - z. B. Öl, Fette usw. - aus einem Faß herausgepumpt und unter
Druck gesetzt werden. Hierbei wird die von dem Niederdruckkolben mit größerem Hubvolumen
geförderte überschußmenge vor dem Übertritt aus dem Saugrohr in den Hochdruckzylinder
von kleinerem Volumen durch eine Rückströmleitung in das Faß oder in den Behälter
zurückgeführt.
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Mitunter ist es erwünscht, daß das Fördergut in den Behältern oder
Fässern, aus welchen die Pumpe fördert, durch Beschwerungsgewichte belastet wird,
um insbesondere bei zähem Gut, z. B. bei zähen Fetten, die Ansaugwirkung der Zubringerpumpe
zu unterstützen. In solchen Fällen stört dann der unmittelbar vor dem Eintritt in
den Hochdruckzylinder angebrachte Überlauf, wie er in dem Hauptpatent dargestellt
ist. Das dort abfließende Gut tropft auf die Beschwerungsplatten und hüllt diese
allmählich ein, wodurch die Wirkungsweise der Beschwerungsplatten beeinträchtigt
wird. Es wäre dann schon praktischer, den Rücklauf unter die Beschwerungsplatten
zu legen.
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Der Erfindung gemäß wird die Rückführung in das Innere des Pumpenrohres
verlegt, so daß Überlaufmengen nach außen nicht mehr in Erscheinung treten. Um trotzdem
die Unempfindlichkeit
gegenüber Lufteinschlüssen ini Gut aufrechtzuerhalten,
wird eine zusätzliche Entlüftungseinrichtung vorgesehen, welche etwa eingedrungene
Luft auf schnellstem Weg aus der Pumpe hinausbefördert. Ein verstellbares Reduzierventil
ermöglicht es, den Zuführungsdruck der Betriebsdruckluft durch Schwenken eines Hebels
derart herabzusetzen, daß der Förderdruck der Pumpe in dem Bereich von rund 5o'0/0,
z. B. zwischen Zoo und 4oo atü, regelbar ist. Dadurch erreicht man einerseits eine
Schonung des Pressen- und Schlauchmaterials, falls man bemüht ist, den hohen Druck
(z. B. Abschmierdruck) nur dann anzuwenden, wenn er tatsächlich erforderlich wird.
Man verhindert andererseits eine Gefährdung empfindlicher Aufnahmestellen, z. B.
der Aufnahmestellen in Kugelgelenken eines Steuergestänges, die im Hinblick auf
ihre Konstruktionseigenheiten bei zu hohem Druck Schaden erleiden könnten. Dieses
verstellbare Reduzierventil läßt sich auch noch bei anderen Konstruktionen verwenden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt.
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Fig. i ist ein Schnitt durch die Pumpe in Tandemanordnung ; Fig.2
zeigt in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch die Hochdruckförderpumpe und abgebrochen
die Einrichtung zur Verstellung des Reduzierventils ; Fig.3 veranschaulicht eine
Ausführungsform des Rückströmventils im Saugrohr; Fig.4 ist ein Schnitt durch das
Saugrohr mit den Saugrohrventilen und der Schleppkupplung. Wie in dem Hauptpatent
wird bei diesen Konstruktionen zur Erzeugung einer guten Saugwirkung ein Niederdruckkolben
verwendet, der im Verhältnis zum Hochdruckkolben mehr fördert, als dieser verarbeiten
kann. Daraus ergibt sich dann die Überschußmenge beim Aufwärtshub, während beim
Abwärtshub eine überschußmenge dadurch entsteht, daß das eintauchende Kolbengestänge
als Plunger wirkt. Die Beseitigung dieser Überschußmengen und ihrer Nachteile erfolgt
in der nachstehend beschriebenen Weise.
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Der Aufbau ist der gleiche wie bei der Hochdruckförderpumpe nach dem
Hauptpatent. Ein Saugrohr 13, welches die Zubringer- oder Niederdruckpumpe aufnimmt,
ist mittels einer Zylinderverschraubung g mit dein Gehäuse oder Pumpenkörper 35
verbunden. Am oberen Ende ist das Saugrohr 13 gelocht und von einem Filter 6 und
einer Filterkappe oder Hülse 7 eingeschlossen. Die Kolbenstange ig der Zubringerpumpe
ist über eine Schleppkupplung mit dem im Pumpenkörper beweglichen Hochdruckkolben
verbunden, der seinerseits die Verbindung mit dem nach dem Tandemprinzip angeordneten
Hochdruckmotor bzw. seinem Kolben herstellt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 gelangt die Überschußmenge des
vom Niederdruckkolben 2o geförderten Gutes beim Aufwärtshub durch ein Überdruckventil
io, 11, 12 nach dem Faßraum oder Behälter zurück, indem es aus dem Innern des Pumpenrohres
13 durch eine Bohrung 14 hindurchfließt.
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Beien Aufwärtshub nimmt das überschüssige Gut den Weg durch ein aus
der Kappe 15 und dem zum Ventilsitz ausgebildeten Achsrohr 16 bestehendes Vberdruckventil.
Hierbei wird die Kappe 15 gegen die Federkraft 17 verschoben: Es ist also in den
Niederdruckkolben ein Doppelventil eingebaut, das den Durchtritt des Fördergutes
durch das Achsrohr 16 des Niederdruckkolbens wechselweise nach oben oder unten entgegen
entweder der Federkraft 12 oder der Federkraft 17 freigibt. Dieses Doppelventil
befindet sich in dem Kolbenstangenrohr 18, in dessen oberes Ende die Kolbenstange
ig eingeschraubt ist, während an dem unteren Ende das Achsrohr r6 sitzt, das den
Niederdruckkolben 2o trägt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4. ist eine einfachere Konstruktion
gefunden worden, und zwar werden die beiden in verschiedenen Richtungen sich öffnenden
Überdruckventile zu einem Ventil vereinigt. Damit dieses Ventil gleichfalls wechselweise
sowohl während der Aufwärtsbewegung als auch bei der Abwärtsbewegung des Niederdruckkolbens
sich öffnet, sind der Ventilteller 21 und der Ventilsitz 22 entgegen der Wirkung
einer einzigen Feder 24 verschiebbar. Beim Aufwärtshub hebt sich der Ventilteller
21 durch den Überdruck oberhalb des Niederdruckkolbens von seinem Sitz 22 ab. Beim
Abwärtshub entfernt sich der Ventilsitz 22 vom Ventilteller 21 durch den Überdruck,
der unter dein Niederdruckkolben herrscht, und zwar so weit, wie ein Querstift 26
in der Führung 25 des Kolbenrohres 18 es zuläßt. Hierbei kommt während der Verschiebung
die Kolbenstange ig, in der der Zapfen 26 sitzt, mit dein Ventilstößel 23 in Berührung.
Durch die Feder 24, die den Stößel 23 umgibt, wird der Ventilteller 21, wie aus
Fig. 4. ersichtlich, auf den Ventilsitz 22 gezogen.
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In der unteren Eintrittsöffnung des Pumpenrohres 13 ist in beiden
Ausführungsbeispielen das Saugventil der Presse untergebracht. Es besteht aus dem
Saugventilsitz 27, der beispielsweise in das Rohr 13 eingeschraubt . ist, und aus
einem Saugventilteller 28. In den Saugventilteller 28 ist bei der Ausführungsform
nach Fig.4 ein Ventilbolzen 29 eingeschraubt, der einen Querstift 30 aufnimmt. Dieser
Querstift 3o dient zur Hubbegrenzung. Durch den Saugventilteller 28 führt eine Bohrung
31 nach oben, die als Ventilsitz für ein Kugelventil 32 dient, das durch eine Feder
33 geschlossen gehalten wird. Durch dieses Überdruckventil 28, 32, 33 strömt die
Überschußmenge nach unten in den Faßraum zurück.
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Bei der Ausführungsform nach Fig.3 ist ein solches Überdruckventil
in das Saugventil 27', 28' nicht eingebaut. Dort wandert die Überschußmenge durch
das Spiel zwischen Sitzplatte 28' und Führungsbolzen 34 ab. Es wird damit also der
Weg beschritten, durch undichte Stellen den Überschuß in den Behälter oder das Faß
zurückwandern zu lassen.
Damit in der Pumpe angesammelte Luft entfernt
werden kann, führt durch den Pumpenkörper 35, wie in Fig. i und 2 veranschaulicht,
schräg zur Achse eine abgesetzte Längsbohrung 36, deren Absetzung 37 als Ventilsitz
für eine Ventilnadel 38 bestimmt ist. Quer zu dieser geneigten Längsbohrung sind
Querbohrungen 39 und 4o vorgesehen, wobei die Bohrung39, durch den Hochdruckzylinder
41 geführt, den Zylinderraum anschneidet, während die Bohrung 4o die Verbindung
mit der Außenluft herstellt. Die Ventilnadel 38 ist auf der einen Seite mit der
Ventilspitze versehen und am anderen Ende mit Gewinde, um sie in der Längsbohrung
36 einstellen zu können. Soll Luft aus dem Hochdruckzylinder entfernt werden, so
wird die Nadel 38 durch Schraubbewegung von ihrem Sitz 37 entfernt. Die Luft kann
dann durch die Bohrung 4o ins Freie gelangen.
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Bemerkenswert an dieser Einrichtung ist, daß sich der Betätigungshebel
42 oberhalb des Deckels 43 befindet, mit dem die Presse auf den Behälter oder das
Faß aufgesetzt und gehalten wird. Die Entlüftung kann daher von außen bedient werden,
während die abströmende Luft und mitgerissenes Gut, z. B. Fetteile, durch die Bohrung
lo unterhalb des Deckels 43 in das Faß oder den Behälter zurückgelangen. Diese Einrichtung
hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Der Deckel 43 wird durch einen Dichtring
44 gegen den Pumpenkörper 35 abgedichtet, und zwar derart, daß der Pumpenkörper
in seiner Achsenrichtung verschiebbar ist und dadurch Höhenunterschiede der Fässer
oder Behälter ausgeglichen werden können.
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Zur Einstellung des vorgesehenen Reduzierventils dient der Hebel 45,
mit dessen Hilfe die auf die Membran des Reduzierventils wirkende Feder mehr oder
weniger vorgespannt werden kann. Die beiden Endlagen des Schwenkhebels 45 sind auf
einem Anschlagwinkel 46 markiert. Der Verstellungsbereich beträgt etwa 5011/o des
Förderdruckes. In der einen Endlage schlägt der Anschlagwinkel 46 an der einen Seite
des Reduzierventilgehäuses an, in der anderen Endlage auf der anderen Seite.
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Die Abdichtung z. B. der Fettseite gegen die Luftseite bereitet bei
derartigen Tandempressen Schwierigkeiten. Es wird deshalb eine besondere Packung
vorgesehen. In eine Ausdrehung der Hochdruckbuchse 41 ist eine Lederscheibe 5o ohne
Vorspannung eingelegt. Über dieser befindet sich eine Metallscheibe 51, die die
Auflage für nachfolgende Bunascheiben 52 bildet (Fig. 2). Auf diese Bunascheiben
wird wieder eine Lederscheibe 53 gelegt, auf der ein Stützring 54 sitzt. Dieser
drückt die Nutringmanschette 55 über eine Metallscheibe 56 gegen einen entsprechenden
Kragen des Pumpenkörpers 35.
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Das Wesentliche dieser Abdichtungsart besteht in folgendem: Als Abdichtung
für hin- und hergehende Kolbenstangen, wie hier die Stange i9, werden auch anderswo
schon Bunascheiben verwendet. Diese Bunascheiben nutzen sich schon nach kurzer Zeit
ab und werden undicht. Eine zuverlässige Abdichtung ist aber erforderlich. Durch
eine Scheibenkombination, wie sie hier dargestellt und beschrieben ist, erreicht
man eine sehr gute und dauerhafte Dichtung. Die Lederscheibe 5o wird als erste vom
hohen Druck des Fördergutes beaufschlagt. Sie läßt einen hauchdünnen Film noch durchströmen,
der dann durch die nachfolgenden drei Bunascheiben 52 aufgehalten wird. Die zweite
Lederscheibe 53 dient dazu, die Abnutzung der Scheiben 52 zu verhindern. Die Nutringmanschette
55 ist als Abstreifmanschetteeingebaut. Um eine besonders gute Abstreifwirkung zu
erzielen, wird die innere Lippe durch einen Schnurring 57 angedrückt. Etwa abgestreiftes
Schmiermittel oder sonstiges Gut fließt durch den Kanal 58 und die senkrechte Bohrung
59 in den Behälter oder Faßraum zurück.
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Neben der Abdichtung des Fördergutes gegenüber der Luft ist es auch
nötig, die im Luftzylinder befindliche Druckluft am Eintritt in den Fettzylinder
zu hindern. Das geschieht dadurch, daß der hin- und hergehende Teil oder Kolben
6i mit einer Nut 62 versehen wird, in der ein Dichtring 63 liegt. Durch diesen Dichtring,
Schnurring 63 od. dgl. wirkt der hin- und hergehende Teil ähnlich wie der Kolben
einer Luftpumpe, die durch die Entlüftungsbohrung 64 und deren Querbohrung 65 Luft
und etwa eingedrungenes Fördergut in den Faßraum oder Behälter hinauspumpt.
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Die Schleppkupplung nach Fig.3 verbindet die beiden Kolbenstangen
des Niederdruck- und des Höchdruckkolbens. Die Kolbenstange i9 endet in einem Schraubstück,
auf dem eine Büchse 8 befestigt ist. In dieser ist eine unter Federdruck stehende
Hülse 5 verschiebbar, welche sich in ihrer Endlage vor einen Ausschnitt 4, der am
Boden der Büchse 8 vorgesehen ist, schiebt. Die Verlängerung des Hochdruckkolbens
ist am Ende mit einem Knopf 3 versehen, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser
der Hülse 5 entspricht. Ist dieser Knopf 3 in die Hülse eingesetzt, so verriegelt
letztere unter dem Druck der sich entspannenden Feder den Knopf in der Büchse 8,
indem sie sich vor den Ausschnitt 4 schiebt.
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Im übrigen ist die Arbeitsweise einer solchen Schleppkupplung bekannt.