EP3030784B1

EP3030784B1 - Verdrängerpumpe

Info

Publication number: EP3030784B1
Application number: EP14736732.0A
Authority: EP
Inventors: Norbert Jäger; Andreas KARWOWSKI
Original assignee: Mhwirth GmbH
Current assignee: Mhwirth GmbH
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2019-09-04
Anticipated expiration: 2034-07-02
Also published as: CN105658961B; WO2015018570A1; US20160177946A1; US10190583B2; AU2014304881A1; DE102013108672A1; EP3030784A1; CN105658961A; AU2014304881B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe mit einer Antriebseinheit und einer Pumpeneinheit.
Verdrängerpumpen sind in vielfacher Ausführung bereits bekannt. Nachteilig an den bekannten Verdrängerpumpen ist, dass sie sich entweder nicht für hohe Drücke und hohe Volumenströme eignen oder dass sie schwer zu warten sind.
Aus der DE 1 528 456 A ist eine Verdrängerpumpe mit einer Antriebseinheit und einer Pumpeneinheit mit mindestens einer Inline-Ventileinheit, wobei die Inline-Ventileinheit in einer Betriebsstellung zwischen zwei Flanschen verspannt ist, bekannt.
Die DE 10 2011 001 087 A1 offenbart eine Doppel-Schlauchmembran-Prozesspumpe mit in Kassetten angeordneten Förderventilen und einer hydraulisch aktivierbaren Spannvorrichtung zum Vorspannen der Förderventile.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Verdrängerpumpe zu schaffen, die zumindest hinsichtlich eines der genannten Nachteile verbessert ist.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Verdrängerpumpe gelöst.
Mit dem Begriff "Verdrängerpumpe" wird im Rahmen dieser Druckschrift eine Pumpe bezeichnet, die mindestens ein Verdrängerelement in mindestens einem Arbeitsraum aufweist, der von zu pumpendem Medium, also dem Fördermedium, durchströmt wird.
Die erfindungsgemäße Verdrängerpumpe weist eine Antriebseinheit auf. Zudem ist eine Pumpeneinheit mit mindestens einer Inline-Ventileinheit vorgesehen. Bevorzugt sind pro Arbeitsraum zwei Inline-Ventileinheiten vorgesehen.
Die Inline-Ventileinheit ist in einer Betriebsstellung zwischen zwei Flanschen der Pumpeneinheit verspannt. Dieses Verspannen der Ventileinheiten zwischen zwei Flanschen kann auch als Zwischenflanscheinbau bezeichnet werden.
Die Flansche sind mittels Verbindungs- und/oder Distanzmitteln - bevorzugt in einem unveränderlichen Abstand zueinander - miteinander verbunden. Das Verspannen erfolgt daher bevorzugt nicht durch aufeinander zu Bewegen der Flansche, sondern vorzugsweise durch das Spreizen (anders ausgedrückt: Spannen) einer Spannvorrichtung.
Eine Verlagerung der Ventileinheit ist ohne Demontage eines Verbindungs- und/oder Distanzmittels möglich. Es muss also zur Verlagerung der Inline-Ventileinheit kein Verbindungs- und/oder Distanzmittel, mittels dessen oder derer die Flansche miteinander verbunden sind, demontiert werden.
Hierdurch ist die Wartung der Inline-Ventileinheiten deutlich vereinfacht und beschleunigt.
Der Abstand zwischen zwei benachbarten Verbindungs- und/oder Distanzmitteln ist bevorzugt größer, als die Außenabmessungen - etwa der Durchmesser - der Inline-Ventileinheit.
Die Verbindungs- und/oder Distanzmittel sind entweder derart angeordnet, dass benachbarte Verbindungs- und/oder Distanzmittel stets den gleichen Abstand zueinander aufweisen oder derart, dass sich unterschiedliche Abstände zwischen benachbarten Verbindungs- und/oder Distanzmitteln ergeben.
Die Verbindungs- und/oder Distanzmittel sind derart angeordnet, dass der größte Abstand (genauer gesagt, die lichte Weite) zwischen zwei benachbarten Verbindungs- und/oder Distanzmitteln größer ist, als die Außenabmessungen - etwa der Durchmesser - der Inline-Ventileinheit. Hierdurch ist eine Voraussetzung für eine Verlagerung der Inline-Ventileinheit zwischen zwei Verbindungs- und/oder Distanzmitteln hindurch, ohne deren Demontage, geschaffen.
Es hat sich gezeigt, dass eine belastbare Verbindung der Flansche zueinander und der Inline-Ventileinheiten zwischen den Flanschen auch bei einem derart großen Abstand der Verbindungs- und/oder Distanzmittel möglich ist.
Bevorzugt ist eine Ventilverlagerungseinrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe die Inline-Ventileinheit aus einer Betriebsstellung in eine Wartungsstellung verlagerbar ist. Hierbei ist die Ventileinheit bevorzugt auf einer von einer Kreisbahn abweichenden Bewegungsbahn verlagerbar.
Die Ventilverlagerungseinrichtung ist bevorzugt fest mit der übrigen Pumpe verbunden.
Die Inline-Ventileinheit ist bevorzugt mit den Flanschen ausschließlich verspannt. Es sind also bevorzugt keine anderen Befestigungsmittel, wie etwa eine Verschraubung der Ventileinheit mit den Flanschen, vorgesehen. Indem die Inline-Ventileinheit bevorzugt also ausschließlich zwischen den Flanschen eingeklemmt ist, ist eine Voraussetzung für eine vereinfachte und schnelle Wartung geschaffen.
Mit dem Begriff "Inline-Ventileinheit" ist im Rahmen dieser Druckschrift insbesondere eine Ventileinheit bezeichnet, die geradlinig durchströmt wird. Mit dem Begriff "geradlinig durchströmt" ist im Rahmen dieser Druckschrift insbesondere gemeint, dass die Strömungsrichtung unmittelbar vor dem Ventil zumindest in etwa der Strömungsrichtung unmittelbar nach dem Ventil entspricht. Dies unterscheidet Inline-Ventileinheiten von Eckventileinheiten, bei denen das Fördermedium beispielsweise auf der Unterseite eintritt und unter einem Winkel von 90 Grad seitlich austritt. Ein Vorteil von Inline-Ventileinheiten gegenüber Eckventileinheiten ist, dass ein Rohrbogen, der die Ventileinheit mit dem Membrangehäuse verbindet, entfallen kann und der mit der Umlenkung verbundene Strömungsverlust und das Schadraumvolumen entfallen. Auch ein bei Eckventileinheiten erhöhter Verschleiß durch ungleichmäßige Belastung entfällt.
Die Inline-Ventileinheiten werden bevorzugt zumindest in etwa senkrecht durchströmt. Hiermit ist insbesondere gemeint, dass die Strömungsrichtung unmittelbar vor und unmittelbar nach der Ventileinheit zumindest in etwa senkrecht ist. Es ist auch denkbar, dass die Ventileinheiten nicht zumindest in etwa senkrecht durchströmt werden.
Die Pumpe kann genau einen oder mehrere Arbeitsräume aufweisen. Sie kann einfachwirkend oder doppeltwirkend sein.
Durch die Verlagerungseinrichtung ist insbesondere die Wartung der Inline-Ventileinheiten deutlich vereinfacht, da das erhebliche Gewicht dieser Einheiten von der Ventilverlagerungseinrichtung getragen wird und nicht etwa von dem Monteur gehalten werden muss.
Die Verlagerungseinrichtung kann die Wartung der Inline-Ventileinheiten auch dadurch deutlich vereinfachen, indem sie die Ventileinheiten einer Krananlage zugänglich macht.
In der Ausführungsform, in der die Inline-Ventileinheiten senkrecht durchströmt sind, sind die beiden Flansche, zwischen denen die Inline-Ventileinheit verspannt ist, bevorzugt zumindest in etwa horizontal ausgerichtet und besonders bevorzugt genau übereinander angeordnet.
In der Wartungsstellung ist die Inline-Ventileinheit bevorzugt nicht mehr zwischen den Flanschen angeordnet, sondern von allen Seiten frei zugänglich.
Die Inline-Ventileinheit kann auch als Inline-Förderventileinheit bezeichnet werden.
Bei der Verdrängerpumpe handelt es sich bevorzugt um eine Spülpumpe für Bohrflüssigkeit oder um eine sogenannte "slurry pump", also eine Pumpe zum Transport von sich in Flüssigkeit befindlichen Feststoffen. Slurry pumps werden auch als Dickstoffpumpen bezeichnet. Als Dickstoffe werden Gemische aus flüssigen und festen Bestandteilen bezeichnet. In einer Ausführungsform erzeugt die Pumpe einen Druck von bis zu 300 bar. Sie hat bevorzugt eine Förderleistung von bis zu 1500 m³/h. Die Leistung der Pumpe beträgt bevorzugt mehr als 500 kW. Sie beträgt in einer Ausführungsform etwa 2400 kW und in einer anderen Ausführungsform etwa 5000 kW.
Mit Vorteil ist die Pumpeneinheit eine Flachmembran-Pumpeneinheit. Das Verdrängerelement umfasst also bevorzugt eine Flachmembran.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Membran in ihrer Mittelstellung senkrecht angeordnet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Membran in ihrer Mittelstellung nicht senkrecht angeordnet ist. Dies kann beispielsweise durch eine nicht horizontale Aufstellung der Pumpe bewirkt sein.
Das Verdrängerelement wird bevorzugt durch eine Arbeitsflüssigkeit betätigt, die ihrerseits vorzugsweise durch einen oszillierenden Kolben einer Antriebseinheit unter Druck gesetzt ist. In der Ausführungsform, in der die Pumpeneinheit eine Flachmembranpumpeneinheit ist, ist der die Arbeitsflüssigkeit unter Druck setzende Kolben durch die Membran vollständig von der zu pumpenden Flüssigkeit getrennt.
In der Ausführungsform mit Flachmembran ist diese weiter bevorzugt in ihrer Mittelstellung senkrecht zur Bewegungsrichtung des oszillierenden Kolbens der Antriebseinheit angeordnet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Membran in ihrer Mittelstellung nicht senkrecht zur Bewegungsrichtung des oszillierenden Kolbens der Antriebseinheit ausgerichtet ist.
Die Verbindungs- und/oder Distanzmittel umfassen bevorzugt Gewindebolzen, die weiter bevorzugt Distanzhülsen durchgreifen.
Die Verbindungs- und/oder Distanzmittel sind bevorzugt derart angeordnet, dass sich unterschiedlichen Abstände zwischen zwei benachbarten Verbindungs- und/oder Distanzmitteln ergeben.
Bevorzugt sind die Verbindungs- und/oder Distanzmittel derart angeordnet, dass der größte Abstand zwischen benachbarten Verbindungs- und/oder Distanzmitteln im Bereich der Bewegungsbahn der Inline-Ventileinheit vorgesehen ist.
Wenn die Verbindungs- und/oder Distanzmittel derart angeordnet sind, dass der größte Abstand (genauer gesagt, die lichte Weite) zwischen zwei benachbarten Verbindungs- und/oder Distanzmitteln lediglich geringfügig größer ist, als die Außenabmessungen - etwa der Durchmesser - der Inline-Ventileinheit, dann ist einerseits eine Voraussetzung für eine kompakte Pumpeneinheit geschaffen. Zudem ist die durch das Verspannen der Ventileinheiten bewirkte Biegebelastung der Flansche verringert, verglichen mit einer Anordnung mit benachbarten Verbindungs- und/oder Distanzmitteln größeren Abstands. Andererseits ist hierdurch weiterhin eine Voraussetzung für eine Verlagerung der Inline-Ventileinheit zwischen zwei Verbindungs- und/oder Distanzmitteln hindurch, ohne deren Demontage, geschaffen.
Der größte Abstand (genauer gesagt, die lichte Weite) zwischen zwei benachbarten Verbindungs- und/oder Distanzmitteln kann lediglich weniger als dreißig und insbesondere lediglich weniger als zehn Prozent der Außenabmessungen der Inline-Ventileinheit größer sein, als diese.
Bevorzugt sind genau vier Verbindungs- und/oder Distanzmitteln vorgesehen, die in der Form eines Rechtecks angeordnet sind. Eine andere Anzahl an Verbindungs- und/oder Distanzmitteln ist denkbar.
In einer alternativen Ausführungsform mit gleichen Abständen zwischen Verbindungs- und/oder Distanzmitteln, ist dieser größer, als die Außenabmessungen - etwa der Durchmesser - der Inline-Ventileinheit.
In der Ausführungsform, in der die Inline-Ventileinheit mittels der Ventilverlagerungseinrichtung auf einer von der Kreisbahn abweichenden Bewegungsbahn verlagerbar ist, kann auch bei einem derartig kleinen (größten) Abstand zwischen benachbarten Verbindungs- und/oder Distanzmitteln eine Verlagerung der Inline-Ventileinheit von einer Betriebsstellung in eine Wartungsstellung mittels der Ventilverlagerungseinrichtung erfolgen, ohne dass eine Demontage eines Verbindungs- und/oder Distanzmittels erforderlich ist.
Auch kann eine Wartungsstellung erreicht werden, die sich durch einen wünschenswert großen Abstand von der übrigen Pumpeneinheit auszeichnet, ohne dass eine aufwändige, ihrerseits viel Baumraum beanspruchende Verlagerungseinrichtung erforderlich wäre.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Inline-Ventileinheit verlagerbar, ohne an der Pumpeneinheit - in einer Ausführungsform mit Ausnahme der hydraulischen Spannvorrichtung - eine Schraubverbindung zu Lösen. Es muss also bevorzugt zum Verlagern der Inline-Ventileinheit allenfalls eine Schraubverbindung der hydraulischen Spannvorrichtung gelöst werden.
In einer Ausführungsform ist die Inline-Ventileinheit bereits nach dem Lösen eines Gewindeelements der Spannvorrichtung verlagerbar. Um die Inline-Ventileinheit zu verlagern, muss also ein Gewindeelement der Spannvorrichtung - gegebenenfalls nach hydraulischer Entlastung des Gewindeelements - und kein Gewindeelement der übrigen Pumpe, gelöst werden.
In einer Ausführungsform ist die Inline-Ventileinheit nach dem Lösen eines einzigen Gewindeelements, bevorzugt einer Kontermutter der Spannvorrichtung, verlagerbar.
Die Wartung der Inline-Ventileinheiten ist hierdurch erleichtert und beschleunigt.
In einer Ausführungsform umfasst die Ventilverlagerungseinrichtung einen in sich gelenkigen Gelenkarm. Mit Vorteil ist der Gelenkarm an einem Verbindungs- und/oder Distanzmittel gelagert. Ein zwischen den Flanschen angeordnetes, ausschließlich der Lagerung des Gelenkarmes an der übrigen Pumpeneinheit dienendes Element kann daher, wie bevorzugt, entfallen.
Weiter bevorzugt ist der Gelenkarm auch an der Inline-Ventileinheit gelenkig befestigt.
Es hat sich gezeigt, dass durch einen derartigen Gelenkarm eine von einer Kreisbahn abweichende Verlagerbarkeit der Inline-Ventileinheit auf einfache und zuverlässige Art und Weise erreichbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Inline-Ventileinheit zumindest abschnittsweise auf einer translatorischen Bewegungsbahn verlagerbar. In einer anderen Ausführungsform ist die Inline-Ventileinheit ausschließlich auf einer translatorischen Bewegungsbahn verlagerbar.
In einer Ausführungsform umfasst die Ventilverlagerungseinrichtung einen Teleskoparm.
Auch wenn die Ventilverlagerungseinrichtung seitliche Teleskopschienen - bevorzugt zwei pro Inline-Ventileinheit - umfasst, ist eine geeignete, dann nämlich schubladenartige, Verlagerbarkeit der Ventileinheit gegeben.
Es ist denkbar, an einem einzigen Flanschpaar mehrere Ventileinheiten und mehrere Verlagerungseinrichtungen vorzusehen. Durch das auf diese Weise geschaffene Schnellwechselsystem sind die durch die Wartung der Inline-Ventileinheiten bedingten Stillstandzeiten der Pumpe verringert, da die Inline-Ventileinheiten gewartet werden können, während bereits gewartete Inline-Ventileinheiten wieder in die Betriebsstellung verlagert wurden.
Mit Vorteil ist mindestens eine Inline-Ventileinheit mittels einer hydraulischen Spannvorrichtung zwischen den Flanschen verspannt. Die Verspannung kann hierdurch auf drehmomentarme und präzise Weise vorgenommen werden.
Die hydraulische Spannvorrichtung grenzt bevorzugt an einen der Flansche an. Insbesondere in der Ausführungsform, in der die Flansche genau übereinander angeordnet sind, grenzt die hydraulische Spannvorrichtung bevorzugt an den untern Flansch an. Die hydraulische Spannvorrichtung ist vorzugsweise also zwischen dem unteren Flansch und der Inline-Ventileinheit angeordnet.
Wenn die hydraulische Spannvorrichtung eine eigenständige Einheit bildet, die bevorzugt nicht fest mit der Pumpeneinheit, etwa einem angrenzenden Flansch, verbunden ist, dann kann sie ohne viel Aufwand getauscht bzw. gewartet werden (z.B. Austausch von Dichtungen).
Bevorzugt ist die hydraulische Spannvorrichtung im entspannten Zustand werkzeuglos entfernbar.
Eine alternative Ausführungsform, bei der die hydraulische Spannvorrichtung im entspannten Zustand nicht werkzeuglos entfernbar ist, ist insbesondere dann denkbar, wenn die beiden Flansche nicht genau übereinander, sondern etwa schräg übereinander oder beispielsweise nebeneinander angeordnet sind. Es können dann Sicherungsmittel vorgesehen sein, die die hydraulische Spannvorrichtung gegen ein Herausfallen fixieren. Diese Sicherungsmittel können so ausgestaltet sein, dass sie nur mit Werkzeug zu lösen sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die hydraulische Spannvorrichtung - besonders bevorzugt genau - ein Hydraulikzylinder-Element auf.
Das Hydraulikzylinderelement stellt in einer Ausführungsform genau einen Hydraulikzylinder bereit.
In einer Ausführungsform ist genau ein Druckkolben vorgesehen.
Es ist denkbar, dass die hydraulische Spannvorrichtung genau einen Ringkolben in genau einem Ringzylinder aufweist.
Das Hydraulikzylinder-Element stellt bevorzugt jedoch eine Vielzahl von zylindrischen Hydraulikzylindern bereit. Und mit Vorteil ist eine Vielzahl von Einzelhydraulikkolben vorgesehen. Die Einzelhydraulikkolben können auch als Druckkolben bezeichnet werden. Bevorzugt sind sie zylindrisch.
Die hydraulische Spannvorrichtung ist in einer Ausführungsform doppeltwirkend. Die Hydraulikkolben können in dieser Ausführungsform also wahlweise auf zwei verschiedenen Seiten einer Wirkfläche mit Druck beaufschlagt werden und hierdurch in zwei Richtungen bewegt werden.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die hydraulische Spannvorrichtung jedoch einfachwirkend und die Einzelkolben sind jeweils mit einer Kolbenrückholfeder ausgestattet.
Es ist denkbar, dass mehrere Konterelemente vorgesehen sind, um die hydraulische Spannvorrichtung in gespanntem Zustand zu fixieren.
Wenn genau eine Kontermutter vorgesehen ist, um die hydraulische Spannvorrichtung in gespanntem Zustand zu fixieren, dann ist eine besonders schnell und belastbar herstellbare Möglichkeit geschaffen, die hydraulische Spannvorrichtung unter Aufrechterhaltung des gespannten Zustands der Inline-Ventileinheit drucklos zu schalten.
Die Erfindung wird nun anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine beispielhafte Verdrängerpumpe mit einer Antriebseinheit und einer Pumpeneinheit;
Fig. 2: eine teilgeschnittene Seitendarstellung einer Pumpeneinheit mit oberer Inline-Ventileinheit in Betriebsstellung und unterer Inline-Ventileinheit in Wartungsstellung, wobei die Ventilverlagerungseinrichtung als Gelenkarm ausgeführt ist;
Fig. 3: ein vergrößertes Detail aus Fig. 2;
Fig. 4: eine perspektivische Darstellung der in Fig. 2 gezeigten Pumpeneinheit;
Fig. 5: eine Seitendarstellung der in Fig. 2 gezeigten Pumpeneinheit, mit oberer Inline-Ventileinheit in Wartungsstellung und unterer Inline-Ventileinheit in Betriebsstellung;
Fig. 6: ein vergrößertes Detail aus Fig. 5;
Fig. 7: eine perspektivische Darstellung der in Fig. 5 gezeigten Pumpeneinheit ;
Fig. 8: eine teilgeschnittene Seitendarstellung einer Pumpeneinheit mit Teleskoparmen;
Fig. 9: ein vergrößertes Detail aus Fig. 8;
Fig. 10: eine perspektivische Darstellung der in Fig. 8 gezeigten Pumpeneinheit;
Fig. 11: eine teilgeschnittene Seitendarstellung einer Pumpeneinheit, bei der jede Ventilverlagerungseinrichtung zwei Teleskopschienen umfasst;
Fig. 12: ein Detail aus Fig. 11;
Fig. 12a: eine Ansicht wie in Fig. 12, jedoch in kleinerem Maßstab und mit durch die Kontermutter fixiertem Hydraulikzylinderelement
Fig. 13: eine perspektivische Darstellung der in Fig. 11 gezeigten Pumpeneinheit;
Fig. 14: eine teilgeschnittene Seitendarstellung einer Pumpeneinheit, bei der an jedem Flanschpaar mehrere Ventileinheiten und mehrere Verlagerungseinrichtungen angeordnet sind;
Fig. 15: ein Detail aus Fig. 14;
Fig. 16: eine perspektivische Darstellung einer Pumpeneinheit, bei der an jedem Flanschpaar mehrere Ventileinheiten und mehrere Verlagerungseinrichtungen vorgesehen sind, wobei eine obere Ventileinheit in Betriebsstellung und eine obere Ventileinheit in Wartungsstellung und beide untere Ventileinheiten in Wartungsstellung sind;
Fig. 17: eine geschnittene Darstellung einer Inline-Ventileinheit im gespannten Zustand;
Fig. 18: eine geschnittene Darstellung einer Inline-Ventileinheit im ungespannten Zustand.

Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Verdrängerpumpe mit einer Antriebseinheit A und einer Pumpeneinheit 100. Die Antriebseinheit A umfasst eine Antriebswelle 15, die durch einen nicht gezeigten Motor, beispielsweise einen Elektromotor, in Drehung versetzt wird. Auf der Antriebswelle 15 ist mindestens ein lediglich angedeutetes Zahnrad angeordnet, welches mit mindestens einem wesentlich größeren, ebenfalls lediglich angedeuteten Zahnrad der Kurbelwelle 13 kämmt. Die Antriebswelle 15 kann auf beiden Seiten aus dem Gehäuse der Antriebseinheit hervorstehen. Auf der Kurbelwelle ist ein Pleuel 14 angeordnet. Das Pleuel ist mit Hilfe eines Pleuellagers, welches als Wälzlager ausgeführt ist, an der Kurbelwelle gelagert.
Das Pleuel überträgt seine Bewegung mittels eines Kreuzkopfes 16 auf eine Kreuzkopfstange 17, die in die Kolbenstange 18 übergeht. Das Kreuzkopflager ist ebenfalls ein Wälzlager. Der Kreuzkopf umfasst zudem Gleitschuhe, welche seiner linearen Lagerung an den Gleitlagerwandungen dienen. An der Kolbenstange ist ein Arbeitsmediums-Kolben 19 angeordnet, der in einem Arbeitsmediums-Zylinder 20 eine geradlinige oszillierende Bewegung ausführt.
An der Antriebseinheit A ist eine Pumpeneinheit 100 vorgesehen. Diese stellt einen an den Arbeitsmediumszylinder 20 angrenzenden Arbeitsmediumsraum bereit, in dem Arbeitsmedium 21, beispielsweise Hydrauliköl, vorgesehen ist, welches die Bewegung des Arbeitsmediumskolbens 19 auf eine Flachmembran 24 überträgt. Die Flachmembran 24 ist in Fig. 1 in ihren beiden Extremstellungen dargestellt. Die Flachmembran 24 bildet zusammen mit einem Teil des Membrangehäuses 26 einen Arbeitsraum 25. Dieser ist über Rückschlagventile in Inline-Ventileinheiten 1, 1' mit einem in Fig. 1 nicht gezeigten Druckrohr und Saugrohr verbunden.
Eine Drehbewegung der Kurbelwelle führt dazu, dass Arbeitsmedium in dem Arbeitsmediumsraum hin- und herbewegt wird und die Flachmembran damit abwechselnd nach rechts und links auslenkt. Die Auslenkung nach in Fig. 1 links führt zu einem Schließen des Auslass-Rückschlagsventils bzw. Druckventils und zu einem Ansaugen von Fördermedium durch das geöffnete Einlass-Rückschlagsventil bzw. Saugventil. Die anschließende Verlagerung des Kolbens gemäß Fig. 1 nach rechts führt zu einem Schließen des Einlass-Rückschlagventils und einer Abgabe eines dem Hubraum bzw. verdrängten Kolbenvolumens entsprechenden Volumens an Fördermedium über das nun geöffnete Auslass-Rückschlagventil und der Verlagerung der Membran bezogen auf Fig. 1 nach rechts. Bei der in Fig. 1 gezeigten Pumpe können nebeneinander drei Pleuel, Arbeitsmediums-Zylinder und Pumpeneinheiten 100 angeordnet sein. Es kann sich also um eine Triplex-Pumpe mit drei Arbeitsräumen handeln. Es können auch mehr oder weniger - etwa genau zwei - Pleuel, Arbeitsmediums-Zylinder und Pumpeneinheiten nebeneinander angeordnet sein.
Pro Arbeitsraum 25 sind zwei Inline-Ventileinheiten 1, 1' vorgesehen.
Die Inline-Ventileinheiten 1, 1' werden geradlinig von Fördermedium durchflossen. Die Strömungsrichtung unmittelbar vor dem Ventil entspricht also zumindest in etwa der Strömungsrichtung unmittelbar nach dem Ventil. Eine Richtungsänderung des Fördermediums findet im Bereich dieser Ventile nicht statt.
Etwa Fig. 2 zeigt, dass in der Betriebsstellung jede Inline-Ventileinheit 1, 1' zwischen zwei Flanschen 2, 2' verspannt ist. Zwei parallel und beabstandet zueinander angeordnete Flansche 2, 2' bilden also ein Flanschpaar 2a, zwischen dem die Inline-Ventileinheit 1, 1' verspannt ist. Fig. 2 zeigt auch, dass eine fest mit der übrigen Pumpe verbundene Ventilverlagerungseinrichtung 3 vorgesehen ist, mit deren Hilfe jede Inline-Ventileinheit 1, 1' aus einer Betriebsstellung B, in der die Inline-Ventileinheit 1 zwischen dem Flanschpaar 2a verspannt ist in eine Wartungsstellung W, in der die Inline-Ventileinheit 1' nicht zwischen dem Flanschpaar angeordnet ist, verlagerbar ist.
Etwa die Fig. 2 und 4 zeigen, dass die Flansche 2, 2' in allen gezeigten Ausführungsbeispielen mittels Verbindungs- und/oder Distanzmitteln 4 miteinander verbunden sind. Die Verbindungs- und/oder Distanzmittel 4 sind in allen gezeigten Ausführungsbeispielen als Verbindungs- und Distanzmittel 4 ausgeführt, die die Flansche in einem vorgegebenen, unveränderlichen Abstand fest miteinander verbinden. Als Verbindungsmittel weisen die Verbindungs- und Distanzmittel 4 in allen gezeigten Ausführungsbeispielen mit den Flanschen 2, 2' mittels Muttern verschraubte Gewindebolzen auf. Als Distanzmittel weisen sie zwischen den Flanschen angeordnete Distanzhülsen auf, die von den Gewindebolzen durchgriffen sind.
Beispielsweise Fig. 7 zeigt, dass pro Ventileinheit 1, 1' vier Verbindungs- und Distanzmittel 4 vorgesehen sind, die in der Form eines Rechtecks angeordnet sind. Es ergeben sich daher zwei unterschiedlich große Abstände K, L zwischen benachbarten Verbindungs- und Distanzmittel 4. Der Fig. ist auch zu entnehmen, dass die Verbindungs- und Distanzmittel 4 so angeordnet sind, dass der größere der beiden Abstände L sich senkrecht zur Verlagerungsrichtung V der Inline-Ventileinheit 1, 1' erstreckt und geringfügig größer ist, als die Außenabmessungen M der Inline-Ventileinheit 1. Der größte Abstand L zwischen zwei benachbarten Verbindungs- und Distanzmitteln 4 ist also im Bereich der Bewegungsbahn der Inline-Ventileinheit 1, 1' vorgesehen. Der senkrecht hierzu verlaufende kleinere Abstand K zwischen zwei benachbarten Verbindungs- und Distanzmitteln 4 kann kleiner sein, als die Außenabmessungen M der Inline-Ventileinheit 1 (Fig. 5).
Die Verlagerungsrichtung V symbolisiert gleichzeitig eine Bewegungsbahn einer Inline-Ventileinheit 1. Diese weicht von einer Kreisbahn ab. Sie kann, wie in Fig. 7 gezeigt, zumindest abschnittsweise geradlinig sein.
Durch den geringen Abstand zwischen den Verbindungs- und Distanzmitteln 4 ist eine kompakte Bauweise erzielt und die Biegebelastung der Flansche 2, 2' verringert. Da zumindest abschnittsweise eine geradlinige Bewegungsbahn der Inline-Ventileinheiten 1, 1' möglich ist, können diese dennoch zwischen zwei Verbindungs- und Distanzmitteln 4 herausbewegt werden, ohne dass eine Demontage von Bewegungs- und Distanzmitteln 4 erforderlich wäre.
In dem in den Fig. 2 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Ventilverlagerungseinrichtung 3 einen in sich gelenkigen Gelenkarm 5.
In dem in den Fig. 8 bis 10 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Ventilverlagerungseinrichtung 3 dagegen einen Teleskoparm 6.
In dem in den Fig. 11 bis 13 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Ventilverlagerungseinrichtung 3 zwei Teleskopschienen 7, 7'.
In dem in den Fig. 14 bis 16 gezeigten Ausführungsbeispiel sind an jedem Flanschpaar 2a mehrere Inline-Ventileinheiten 1, 1', nämlich zwei Inline-Ventileinheiten 1, 1' und mehrere Verlagerungseinrichtungen 3, nämlich zwei Verlagerungseinrichtungen 3, vorgesehen. Die Verlagerungseinrichtung 3 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel, wie in dem in den Fig. 2 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiel, einen Gelenkarm 5.
In allen gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Inline-Ventileinheiten 1, 1' jeweils mittels einer hydraulischen Spannvorrichtung 8 zwischen den Flanschen 2, 2' ausschließlich verspannt.
Etwa Fig. 3 zeigt, dass die hydraulische Spannvorrichtung 8 eine eigenständige Einheit bildet, die nicht fest mit der Pumpeneinheit 100, etwa dem angrenzenden unteren Flansch 2, verbunden ist. Sie ist im entspannten Zustand werkzeuglos, also ohne die Zuhilfenahme von Werkzeug, entfernbar. Die hydraulische Spannvorrichtung 8 weist ein Hydraulikzylinderelement 9 auf, das ringförmig ist und in dem eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 9a angeordnet sind. Fig. 3 zeigt auch, dass der Flansch 2, auf dem die hydraulische Spannvorrichtung 8 angeordnet ist, einen ringförmigen Vorsprung 2b aufweist. Der Außendurchmesser des ringförmigen Vorsprungs 2b ist geringfügig kleiner, als der Innendurchmesser des ringförmigen Hydraulikzylinderelements 9, so dass das Hydraulikzylinderelement 9 auf dem ringförmigen Vorsprung 2b des Flansches 2 - im Wege einer Lineargleitlagerung - geführt und gleichzeitig zentriert ist.
In jeder Zylinderbohrung 9a ist ein zylindrischer Einzelhydraulikkolben 10 angeordnet. Jeder Einzelhydraulikkolben 10 weist einen Bund 23 auf. Durch eine Hydraulikleitung 27 kann jede Zylinderbohrung 9a oberhalb des Kolbenbundes 23 mit Druckflüssigkeit gefüllt und mit Druck beaufschlagt werden. Daraufhin hebt sich das Hydraulikzylinderelement 9 und spannt dadurch die Inline-Ventileinheit 1, 1'. Das Hydraulikzylinderelement 9 stützt sich dabei über die Druckflüssigkeit auf den Einzelhydraulikkolben 10 ab, die sich ihrerseits auf dem Flansch 2 abstützen. Dieser gespannte Zustand der hydraulischen Spannvorrichtung 8 ist beispielsweise in Fig. 3 gezeigt. Daraufhin kann die Kontermutter 12 soweit heruntergeschraubt werden, bis sie sich ebenfalls auf dem unteren Flansch 2 abstützt (lediglich in Fig. 12a gezeigt). Das Hydraulikzylinderelement 9 ist auf diese Weise fixiert und das Hydrauliksystem der hydraulischen Spannvorrichtung 8 kann entlastet werden. Die Inline-Ventileinheit 1 ist auf diese Weise sicher zwischen dem Flanschpaar 2a gespannt. Auch Fig. 17 zeigt diesen Zustand, wobei die Kontermutter 12 auch in Fig. 17 noch nicht heruntergeschraubt ist.
Die Einzelhydraulikkolben 10 weisen, wie etwa die Figuren 17 und 18 zeigen, von der jeweiligen Inline-Ventileinheit 1, 1' weg und das Hydraulikzylinderelement 9 ist der Inline-Ventileinheit 1, 1' zugewandt und steht in Kontakt mit dieser. Eine um 180 Grad verdrehte Anordnung, bei der die Einzelhydraulikkolben 10 der jeweiligen Inline-Ventileinheit 1, 1' zugewandt sind und das Hydraulikzylinderelement 9 von der Inline-Ventileinheit 1, 1' weg weist, ist denkbar.
Zum Entspannen der hydraulischen Spannvorrichtung 8, um die Inline-Ventileinheit 1, 1' verlagern und warten zu können, wird zunächst erneut die Druckflüssigkeit der hydraulischen Spannvorrichtung unter Druck gesetzt. Daraufhin kann die Kontermutter 12 leicht gelöst werden. Wenn dann der Druck der Hydraulikflüssigkeit in den Zylinderbohrungen abgebaut wird, dann sorgt eine zwischen dem Bund 23 der Kolben 10 und einem Bund 22 des Hydraulikzylinderelements 9 angeordnete Kolbenrückholfeder 11 dafür, dass sich die Kolben 10 in das Hydraulikzylinderelement 9 hineinverlagern, wie dies in Fig. 18 gezeigt ist. In dem dort gezeigten, ungespannten Zustand der hydraulischen Spannvorrichtung 8 kann die Inline-Ventileinheit 1 verlagert werden. Eine Rückholverbindung zwischen dem Hydraulikzylinderelement 9 und dem an die hydraulische Spannvorrichtung 8 angrenzenden Flansch 2 ist nicht vorhanden. Es hat sich gezeigt, dass sie entbehrlich ist.
Die hydraulischen Spannvorrichtung 8 weist Dichtungen 28 auf, zum Abdichteten gegen Förderflüssigkeit (Fig. 12).

Bezugszeichenliste:

100: Pumpeneinheit
1, 1': Inline-Ventileinheit
2, 2': Flansch
2a: Flanschpaar
2b: ringförmiger Vorsprung
3: Ventilverlagerungseinrichtung
4: Verbindungs- und/oder Distanzmittel
5: in sich gelenkiger Gelenkarm
6: Teleskoparm
7, 7': Teleskopschienen
8: hydraulische Spannvorrichtung
9: Hydraulikzylinderelement
9a: Zylinderbohrungen
10: Einzelhydraulikkolben
11: Kolbenrückholfeder
12: Kontermutter
13: Kurbelwelle
14: Pleuel
15: Antriebswelle
16: Kreuzkopf
17: Kreuzkopfstange
18: Kolbenstange
19: Arbeitsmediumskolben
20: Arbeitsmediumszylinder
21: Arbeitsmedium
22: Bund des Zylinders
23: Bund des Kolbens
24: Flachmembran
25: Arbeitsraum
26: Membrangehäuse
27: Hydraulikleitungen
28: Dichtungen

A: Antriebseinheit
B: Betriebsstellung
K: kleinerer Abstand
L: lichte Weite und größerer Abstand
M: Außenabmessungen
W: Wartungsstellung
V: Verlagerungsrichtung

Claims

Verdrängerpumpe mit einer Antriebseinheit (A) und einer Pumpeneinheit (100) mit mindestens einer Inline-Ventileinheit (1, 1'),
wobei die Inline-Ventileinheit (1, 1') in einer Betriebsstellung (B) zwischen zwei Flanschen (2, 2') verspannt ist
und die Flansche (2, 2') mittels Verbindungs- und/oder Distanzmitteln (4) miteinander verbunden sind
wobei eine Verlagerung der Inline-Ventileinheit (1, 1') ohne Demontage eines Verbindungs- und/oder Distanzmittels (4) möglich ist,
dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Verbindungs- und/oder Distanzmittel (4) derart angeordnet sind, dass sich unterschiedliche Abstände zwischen benachbarten Verbindungs- und/oder Distanzmitteln (4) ergeben und der größte Abstand zwischen zwei benachbarten Verbindungs- und/oder Distanzmitteln (4) größer ist, als die Außenabmessungen (M) der Inline-Ventileinheit (1, 1')
oder
benachbarte Verbindungs- und/oder Distanzmittel (4) den gleichen Abstand zueinander aufweisen und dieser größer ist, als die Außenabmessungen (M) der Inline-Ventileinheit (1, 1').
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (L) zwischen zwei benachbarten Verbindungs- und/oder Distanzmitteln (4) größer ist, als die Außenabmessungen (M) der Inline-Ventileinheit (1, 1') und die Pumpeneinheit (100) eine Flachmembran-Pumpeneinheit ist.
Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventilverlagerungseinrichtung (3), vorgesehen ist, mit deren Hilfe die Inline-Ventileinheit (1, 1') aus der Betriebsstellung (B) in eine Wartungsstellung (W) verlagerbar ist, wobei die Inline-Ventileinheit (1, 1') auf einer von einer Kreisbahn abweichenden Bewegungsbahn verlagerbar ist.
Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilverlagerungseinrichtung (3) einen in sich gelenkigen Gelenkarm (5) umfasst.
Pumpe nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilverlagerungseinrichtung (3) einen Teleskoparm (6) umfasst.
Pumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilverlagerungseinrichtung (3) zwei Teleskopschienen (7, 7') umfasst.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einem einzigen Flanschpaar (2a) mehrere Inline-Ventileinheiten (1, 1') und mehrere Verlagerungseinrichtungen (3) vorgesehen sind.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Inline-Ventileinheit (1, 1') mittels einer hydraulischen Spannvorrichtung (8) zwischen den Flanschen (2, 2') verspannt ist und die hydraulische Spannvorrichtung (8) eine eigenständige Einheit bildet, die nicht fest mit der Pumpeneinheit (100) verbunden ist.
Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Spannvorrichtung (8) ein Hydraulikzylinder-Element (9) und eine Vielzahl von Einzelhydraulikkolben (10) aufweist und die hydraulische Spannvorrichtung (8) doppelt wirkend ist oder die Einzelhydraulikkolben (10) mittels einer Kolbenrückholfeder (11) ausgestattet sind und genau eine Kontermutter (12) vorgesehen ist, um die hydraulische Spannvorrichtung (8) in gespanntem Zustand zu fixieren.