NL8501315A - Pomp. - Google Patents

Description

* . 4

Hw/Mv/445 Multinorm Pomp

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verpompen van een fluidum, welke inrichting in hoofdzaak bestaat uit een huis met twee of meer parallelle cilindervormige pompkamers, in elk waarvan een zuiger heen en 5 weer beweegbaar is, welke zuiger via een zuigerstang is verbonden met een op een aan de cilinders parallelle, draaibaar in het huis gelagerde aandrijfas gemonteerd schommelstuk.

Inrichtingen van het in de aanhef beschreven type, ook wel genoemd als axiale plunjerpomp met stilstaande zui-10 gers en stilstaand schommelstuk, worden gewoonlijk uitgevoerd met een zuigerstang voorzien van twee kogelscharnieren, dat wil zeggen aan de ene zijde waarbij de zuigerstang met de zuiger respectievelijk aan de andere zijde waarbij de zuigerstang met het schommelstuk is verbonden. Het zich voordoende 15 probleem hierbij is dat dergelijke kogelscharnieren na enige tijd speling gaan krijgen hetgeen de levensduur verkort. Bovendien is vooral bij kleine pompinrichtingen een dergelijke konstruktie duur en moeilijk uitvoerbaar.

De uitvinding beoogt bovengenoemde bezwaren op te 20 heffen en verschaft daartoe een inrichting die zich onderscheidt doordat de zuigerstang enerzijds vast met de zuiger en anderzijds beweegbaar met het schommelstuk is verbonden, waarbij de zuigerstang aan de zuigerzijde ten opzichte van het huis om een dwarsas kantelbaar is.

25 In een uitvoeringsvorm is de dwars gerichte kantel- as gevormd doordat de zuigerstang plaatselijk in een langs-vlak gezien een doorsnedevermindering vertoont, waardoor de zuigerstang zelf als scharnier werkzaam wordt doordat bij de plaatselijke vermindering de zuigerstang flexibel is.

30 Volgens een andere uitvoeringsvorm is in de pomp-

kamer een cilindrische huls om de dwarsas kantelbaar opgeno-f S ·Η T S

x_, *J hï 3 W 3 t* 0 * -2- men, waarbij in de cilindrische huls de zuiger heen en weer beweegbaar is gevoerd. Hierbij is de zuigerstang zelf star uitgevoerd/ waarbij de gewenste bewegingsvrijheid wordt verkregen door de kantelbaarheid van de om de zuiger aangebrach-5 te huls.

Een verder probleem bij een inrichting van het in de aanhef beschreven type, bestaat bij de afdichting tussen de perszijde en de aandrijfzijde van de pompkamer. Vooral bij het verpompen van verontreinigde stoffen is de afdichting 10 uitermate belangrijk om deze stoffen ook na lange bedrijfstijden buiten de met olie gesmeerde aandrijfzijde te houden.

De uitvinding stelt daartoe voor om een inrichting te verschaffen, die zich onderscheidt doordat om de zuiger een met één of meer afdichtelementen samenwerkende bus van 15 hard materiaal, zoals keramisch materiaal is aangebracht.

In de ene uitvoeringsvorm kan de bus vast het de zuiger zijn verbonden, waarbij de bus in twee op afstand van elkaar in het huis opgenomen afdichtringen is geleid. Dankzij de bus van hard materiaal zal slijtage tot een minimum zijn 20 beperkt vooral als de afdichtringen van de conventionale zachte types zijn.

Teneinde de geleiding van de zuiger met vast daaromheen aangebrachte bus van hard materiaal te verbeteren, kan de zuiger bovendien zijn uitgevoerd met een geleidingsbus, 25 die zich aan de zuigerstangzijde voorbij de bus van hard materiaal uitstrekt. Deze geleidingsbus kan aan de met olie gesmeerde zijde van het huis gemakkelijk daarin worden gelagerd zonder dat slijtageproblemen kunnen optreden.

In een andere uitvoeringsvorm is de bus van hard 30 materiaal als een binnenmantel van de kantelbaar in het huis opgenomen huls uitgevoerd. In deze uitvoering kan op conventionele wijze tussen de bus en de zuiger een afdichtring zijn aangebracht.

Voor het verkrijgen van een voldoende afdichting 35 tussen de kantelbare huls en het huis zijn bij voorkeur tussen de huls en het huis twee afdichtelementen op afstand van elkaar aangebracht.

'i»t V - w' I V

«' ψ -3- Ιη beide uitvoeringsvormen zijn bij voorkeur tussen de twee afdichtelementen een. aflaatopening aangebracht, zodat elke mogelijke lekkage van hetzij de aandrijfzijde hetzij de perszijde via deze aflaat kan worden afgevoerd/ zonder dat 5 lekvloeistof bij de verkeerde zijde komt.

Voor het verkrijgen van een instelbare pomp, dat wil zeggen met een instelbare pompopbrengst is het schommel-stuk volgens de uitvinding draaibaar gelagerd op een schar-nierbaar met de aandrijfas verbonden drager, welke drager 10 door stelmiddelen onder een vooraf bepaalde hoek ten opzichte van de as te stellen is.

De stelmiddelen zijn in een uitvoeringsvoorbeeld uitgevoerd door een door middel van een stelmotor verschuifbare, co-axiaal rond de aandrijfas aangebrachte schuifmof.

15 Indien de pompinrichting bij elke pompkamer is voorzien van een inlaat- respectievelijk uitlaatklep, welke op een in- respectievelijk uitlaat is aangesloten, dan stelt de uitvinding verder voor om ter verkrijging van een beperkt aantal onderdelen de uitlaat als een uniform pijpstuk uit te 20 voeren, welke pijpstukken direkt of via een koppelpijp op elkaar aansluitbaar zijn.'Hiermee wordt een ringvormig gemeenschappelijk uitlaatkanaal verkregen dat geschikt is bij toepassing van een willekeurig aantal pompkamers. Dit draagt bij tot een eenvoudiger en goedkoper konstruktie van de pomp-25 inrichting.

Bovengenoemde en andere kenmerken van de uitvinding worden hieronder nader toegelicht aan de hand van een tweetal uitvoeringsvoorbeelden.

In de tekening toont: 30 Fig, 1 een axiale langsdoorsnede van een eerste uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding,

Fig. 2 een perspektivisch aanzicht van het schora-melstuk in de inrichting uit fig. 1 op vergrote schaal,

Fig. 3 een met fig. 1 overeenkomende axiale langs-35 doorsnede van een tweede uitvoeringsvorm van de pompinrichting volgens de uitvinding,

Fig. 4 en 5 een linker zijaanzicht van de inrichting in fig. 1 met drie respectievelijk vijf pompkamers.

8501310 < \ -4-

De in fig. 1 getekende pomp is uitgevoerd met een huis, waarin in het middendeel 1 een aantal.in een cirkel geplaatste pompkamers zijn aangebracht. Het aantal kan willekeurig zijn, bijvoorbeeld drie (fig. 4) en'vijf (fig. 5) 5 Aan de linker zijde in fig. 1 is op het middendeel 1 bij iedere pompkamer 2 een kleppenhuis 3 bevestigd dat samenwerkt met de zuigers 10 en waar in de bij elk pompkamer behorende inlaatklep respectievelijk uitlaatklepkombinaties 4 en 5 gemonteerd zijn. Het aantal inlaatkleppen 4 is verbonden 10 met een centrale inlaatstomp 6 voor de toevoer van het medium waarbij de uitlaatkleppen 5 onderling zijn verbonden door een uitlaatringleiding 7, welke hieronder nog nader wordt toegelicht, welke ringleiding een gemeenschappelijke uitlaatstomp 8 heeft.

15 Aan de rechter zijde van het middendeel 1 is een huisdeel 9 bevestigd, waarin de aandrijving en transmissie voor de in de pompkamers 2 heen en weer beweegbare zuigers 10, zijn ondergebracht.

De in fig. 1 getoonde zuigers bestaan- uit een meta-20 len cilindrische mantel 11, die is voorzien van een dwars-schot 12 waaraan de zuigerstang 13 door middel van bouten 14 vast is bevestigd. Om de mantel 11 is een bus 15 van keramisch materiaal vast aangebracht. Deze bus 15 is door een tweetal afdichtingen 16, 17 geleid, zodanig dat de pompkamer 25 2 naar het transmissiedeel toe is afgesloten. In de tussen de afdichtingen 16, 17 gevormde ringvormige ruimte is een ont-laatopening 18 aangebracht, waardoorheen eventuele lekvloei-stof uit de pompkamer respectievelijk aandrijfruimte kan worden afgevoerd.

30 üit fig. 1 blijkt duidelijk dat de mantel 11 van de zuiger 10 aan de transmissiezijde ver voorbij de bus 15 uitsteekt, waardoor het mogelijk is deze mantel 11 in een doorboring 19 in een dwarswand van het middendeel 1 schuifbaar te geleiden.

35 De zuigerstang 13 is aan het van de zuiger 10 afge keerde einde gelagerd op een scharnier 20 van een schommel-stuk 21. Het scharnier laat een rotatiebeweging van de zuigerstang 13 ten opzichte van het schommelstuk 21 toe over 8501315

V

-5- twee snijdende assen (zie ook fig. 2), waarvan de ene A-A in het vlak van het schommelstuk dwars op de langsas B-B van de drijfstang verloopt en de andere C-C in dit zelfde vlak en door de hartlijn van een hieronder nader toe te lichten cen-5 trale aandrijfas 22. Het scharnier laat geen rotatie toe in de richting van de langsas B-B van de drijfstang.

Het schommelstuk 21 is via een kogellager 23 ondersteund op een drager 24, welke zwenkbaar op een tweetal diametraal tegenover elkaar liggende scharniertappen 25, welke 10 dwars op de aandrijfas 22 zijn bevestigd, is aangebracht.

De drager 24 is aan het boveneinde uitgevoerd met een paar ogen 26, zie ook fig. 2, waardoorheen een scharnier-tap 27 is gestoken, op dè uiteinden waarvan een zwenkarm 28 vast is bevestigd. Het andere einde van de zwenkarm 28 is 15 draaibaar gelagerd op een scharniertap 29 van een axiaal langs de aandrijfas 22 verschuifbaar glijstuk 30, zie pijl PI. Het glijstuk 30 draagt langs de buitenomtrek een tweetal naaldlagers 31 waartussen draaibaar een binnenflens 32 van een schroefhuls 33 is opgenomen. De schroefhuls 33 heeft aan 20 de omtrek een schroefgang welke samenwerkt met een schroefgat in de eindwand 34 van het rechter huisdeel 9. De schroefhuls 33 is aan de rechter zijde van de eindwand 34 uitgevoerd met een tandwiel 35, dat samenwerkt met een rondsel 36 dat bevestigd is op een in eindwand 34 en einddeksel 34a draaibaar 25 gelagerde as 37. Deze as 37 is voorts voorzien van een worm-wieloverbrenging 38, waarvan de worm door middel van een stelmotor 39 in rotatie kan worden gebracht.

Tenslotte zij vermeldt dat de centrale aandrijfas 22 via de rechter aansluitstomp door een niet getoonde motor 30 en transmissie kan worden aangedreven. Hierbij zij opgemerkt dat de centrale aandrijfas 22 op elke willekeurige wijze in het einddeksel 34a en centraal huisdeel, 1 draaibaar kan zijn gelagerd door middel van kogellagers of dergelijke.

Volgens een hoofdkenmerk van de uitvinding is de 35 zuigerstang 13 gezien in een langsdoorsnede, zie fig.' 1 plaatselijk qua dwarsdoorsnede versmald, zie bij 40, waardoor een buigplaats ontstaat voor het verkrijgen van de gewenste bewegingsvrijheid van de verder stijf aan de zuiger 10 ver- 3501315 -6-

, I

bonden zuigerstang 13, hetgeen hieronder nader wordt toegelicht.

De pomp volgens de uitvinding werkt als volgt:

Bij het doen roteren van de aandrijfas 22, zal de 5 drager 24 om de aandrijfas mee worden geroteerd, welke vanwege de schuine stand in fig. 1 het schommelstuk 21 in de richting van de pijl P2 heen en weer zal doen schommelen. De beweging van het punt A, het middelpunt van het scharnier 20 zal een boogvormige baan doorlopen en derhalve het rechter 10 deel van de zuigerstang 13. Deze beweging wordt overgedragen op de zuiger 10, welke een rechtlijnige heen en weergaande beweging ondergaat door de geleiding bij het rechter deel van de mantel 11 respectievelijk afdichtingen 16, 17. De boogvormige beweging van het rechter deel van de zuigerstang 13 kan 15 plaatsvinden dankzij het versmalde buigdeel 40 in de zuigerstang 13.

Door de heen en weergaande beweging van de zuiger 10 in de pompkamer 2 zal er op gebruikelijke wijze fluïdum kunnen worden verpompt vanaf de inlaatstomp 6, inlaatklep 4 20 naar de uitlaatklep 5 en uitlaatkanaal 7 tot aan de uitlaat-stomp 8. Ten overvloede wordt vermeldt dat de in fig. 1 getoonde zuiger op meer plaatsen in het huis 1 is ondergebracht welke zuigers de hierboven beschreven heen en weergaande beweging krijgen uit het schommelstuk 21, waardoor met dezelfde 25 aandrijfas 22 een aantal zuigers gelijktijdig in een oscillerende pompbeweging kunnen worden geplaatst.

Het verstellen van de pompslag, respectievelijk de pompopbrengst kan plaatsvinden door het in werking stellen van de stelmotor 39, die via de wormwieloverbrenging 38, de 30 tandwieloverbrenging 36, 35 de schroefhuls 33 doet verdraaien. Deze verdraaiing veroorzaakt een axiale verplaatsing ten opzichte van het pomphuisdeel 9 respectievelijk aandrijfas 22, waardoor het glijstuk 30 mee wordt verplaatst via de naaldlagering 31. De axiale verplaatsing· van het schuifstuk 35 30 veroorzaakt een verandering van de stand van de drager 24 tengevolge van de scharnierende koppeling door middel van de koppelarm 28, zie ook fig. 2. De verandering van de hoek van het draagstuk 24 ten opzichte van de langsas van de aandrijf 850 1 3 1 5 -7-

E

Λ» as 22 veroorzaakt een grotere of kleinere boog waarover punt A heen en weer wordt bewogen., waardoor de zuigerslag van de zuiger 10 is bepaald.

Tijdens deze hierboven beschreven pompwerking zal 5 er een goede afdichting blijven rond de keramische zuigerbus 15, welke samenwerkt met relatief zachte afdichtringen 16, 17. Mogelijke lekkage van verpompte fluïdum uit de pompkamer 2 langs de afdichting 16 respectievelijk smeermiddel vanaf de aandrijfzijde langs de afdichting 17 kan via de opening 18 10 worden afgevoerd. Slijtage is door de combinatie hard keramische bus 15 en zachte afdichtingen 16, 17 tot een minimum beperkt waardoor een lange levensduur is gewaarborgd. Een geleiding van de zuiger 10 is niettemin verzekerd dankzij de naar rechts toe verlengde lange mantel 11. Een eenvoudige 15 konstruktie is gewaarborgd door de scharnierbare zuigerstang 13, waardoor een lager bij de verbinding tussen zuigerstang en zuiger overbodig wordt.

Fig. 3 toont een alternatieve uitvoeringsvorm, waarbij dezelfde onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers 20 zijn aangeduid. Het verschil zit in de konstruktie van de kantelbare zuigerstang 13, die in deze uitvoeringsvorm over de volle lengte star is uitgevoerd. De zuigerstang 13 is vast bevestigd door middel van een boutverbinding aan de zuiger 10, die hier op gebruikelijke wijze.is voorzien van een 25 O-ring 40a als afsluiting. De zuiger is heen en weer beweegbaar in een cilinder 41, die aan de binnenwand is voorzien van een hard keramische mantel 42. De cilinder 41 is aan de linker zijde voorzien van een bolvormig lagervlak 43, dat samenwerkt met een lagerzitting 44 die vast is bevestigd in 30 het centrale huisdeel 1. De zuigerstang 13 is op conventionele wijze door de dichte cilinderbodem gevoerd, waarbij langs de zuigerstang 13 een afsluitring 45 werkzaam is.

Het rechter einde van de zuigerstang is via een kogelscharnier 46 verbonden met een schommelstuk 21 dat via 35 een lagering 23 op een drager 24 is ondersteund. De drager 24 is weer om een scharniertap 25 ten opzichte van de centrale aandrijfas 22 kantelbaar, waarbij de mate van kanteling door een stelbus 30 aan de linkerzijde in fig. 3 in te stellen. De ψ 8501315

, I

.-8- stelbus 30 is weer axiaal verschuifbaar door middel van een axiaal verschuifbaar in het centrale huisdeel 1 aangebrachte schuifmof 47, die via een regelstang 48 verplaatsbaar is.

De werking van deze uitvoering is als· volgt. Door 5 het verdraaien van de aandrijfas 22 zal op de hierboven beschreven wijze het schommelstuk 21 een boogvormige baan P2 beschrijven, waarbij de kogel 46 eveneens die baan doorloopt. Tengevolge van de starre verbinding van de zuigerstang 13 met de zuiger 10 zal de zuiger in deze uitvoering eveneens een 10 kantelende beweging ondergaan, hetgeen mogelijk is door de meegaande kantelende beweging van de cilinder 41 dankzij het bolvormige lagervlak van deel 43 in lagerschaal 44.

Ook hier is een dubbele afdichting tussen de pomp respectievelijk aandrijfzijde toegepast. Mogelijke fluidum-15 lekkage langs de afdichting 40 kan via de aflaatkanalen 49, 50 naar buiten worden afgevoerd. De kanalen 49 en 50 staan onderling met elkaar in verbinding tussen de ruimte tussen de buitenwand van cilinderhuis 41 en binnenwand van het centrale huisdeel 1. Deze ruimte is aan de rechter zijde daartoe afge-20 sloten door een extra afdichting 51. Mogelijke smeermiddel-lekkage langs afdichting 45 wordt via dezelfde aflaatkanalen 49 naar buiten afgevoerd.

Slijtage van de cilindermantel is beperkt dankzij de toepas’sing van de hard keramische binnenmantel 42 die sa-25 menwerkt met de relatief zachte afdichtring 40.

De fig. 4 en 5 tonen elk een kopzijde van een pomp met drie respectievelijk vijf pompkamers.

Zoals hierboven reeds is gezegd is het inlaatkanaal 6 centraal aangebracht en loopt het uitlaatkanaal er ringvormig 30 omheen. De ring 7 bestaat uit een aantal gelijkvormige segmenten 50 dat aan één eind is voorzien van een verwijde flens 55, waarin bij de pomp met drie pompkamers een verbindings-pijpstuk 52 opneembaar is. Slechts één segmentstuk 50' is voorzien van de uitlaatstomp 8.

35 Fig. 5 toont de uitvoeringsvorm, waarbij vijf pomp kamers zijn toegepast, en waarbij weer dezelfde segmenten 50 en 50' bruikbaar zijn. De verbindingsstukken 52 zijn hier niet noodzakelijk.

8501315

•T

-9-

De segmenten 50 en het centrale inlaatkanaal 6 wordt door middel van klemplaten 53 door middel van bouten 54 vastgezet op het kleppenhuis 3. Ook hiermee is de eenvoudige montage van de pomp tot stand gebracht.

5 De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen.

•r 85 0 1 '6 1 ó

Claims (14)

1. Inrichting het verpompen van een fluïdum, welke inrichting in hoofdzaak bestaat uit een huis met twee of meer parallelle cilindervormige pompkamers, in elk waarvan een zuiger heen en weer beweegbaar is, welke zuiger via een zui-5 gerstang is verbonden met een op een aan de cilinders parallelle, draaibare in het huis gelagerde aandrijfas gemonteerd schommelstuk, met het kenmerk, dat de zuigerstang enerzijds vast met de zuiger en anderzijds beweegbaar met het schommelstuk is verbonden, waarbij de zuigerstang aan de zui-10 gerzijde ten opzichte van het huis om een dwarsas kantelbaar is.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de zuigerstang via een koppeling met twee in het schommelvlak liggende scharnierassen, waarvan de ene 15 door de drijfas heen loopt en de andere dwars daarop staat, met het schommelstuk is verbonden.

3. Inrichting volgens conclusie 1 en 2, met het kenmerk, dat de zuigerstang in een langsvlak gezien een plaatselijke doorsnedevermindering vertoont ter vorming van 20 de kantelas.

4. Inrichting volgens conclusie 1 en 2, met het kenmerk, dat in de pompkamer een cilinder om de dwarsas kantelbaar is opgenomen, in welke cilinder de zuiger heen en weer beweegbaar is gevoerd.

5. Inrichting volgens één der voorgaande conclu sies, met het kenmerk, dat om de zuiger een met één of meer afdichtelementen samenwerkende bus van hard materiaal zoals keramisch materiaal, is aangebracht.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het 30 k e n m r k, dat de bus vast met de zuiger is verbonden en in twee op afstand van elkaar in het huis opgenomen afdichtingen is geleid.

7. Inrichting volgens conclusie 5 en 6, met het kenmerk, dat de zuiger een zich voorbij de bus van hard 35 materiaal uitstrekkende geleidingsmantel aan de zuigerstang-zijde vertoont. 8501315 r -11-

8. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk,· dat de bus als de binnenmantel van de kantelbaar in het huis opgenomen cilinder is uitgevoerd.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het 5 kenmerk, dat tussen de cilinder en het huis twee af-dichtelementen op afstand van elkaar zijn aangebracht.

10. Inrichting volgens conclusie 6 of 9, met het kenmerk, dat tussen de twee afdichtelementen een af-laatopening is aangebracht.

11. Inrichting volgens één der voorgaande conclu sies, met het kenmerk, dat het schommelstuk draaibaar is gelagerd op een scharnierbaar met de aandrijfas verbonden drager die door middel van stelmiddelen onder een vooraf bepaalde hoek ten opzichte van de as instelbaar is.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de stelmiddelen zijn gevormd door een axiaal langs de aandrijfas verschuifbare mof, welke via een koppelstangmechanisme met de drager scharnierbaar is verbonden.

13. Inrichting volgens conclusie 12, met het k e n m e r k, dat de schuifmof door middel van een stelmotor verplaatsbaar is.

14. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarbij elke cilinder is voorzien van een inlaat- res- 25 pectievelijk uitlaatklep, welke op een in- respectievelijk uitlaat is aangesloten, met het kenmerk, dat elke uitlaat als een uniform pijpsegment is uitgevoerd, welke pijp-segmenten direkt of via een koppelpijpstuk op elkaar aan-sluitbaar zijn, teneinde een gemeenschappelijk ringvormig 30 uitlaatkanaal te vormen. 35 9 1 3 IS