DE1943395A1

DE1943395A1 - Drehschieber-Kolben-Pumpe

Info

Publication number: DE1943395A1
Application number: DE19691943395
Authority: DE
Inventors: Buri Dr Albert Friedrich
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1968-08-30
Filing date: 1969-08-26
Publication date: 1970-03-05
Also published as: FR2016668A1; GB1271969A; US3556691A; CH495508A; AT286111B; DE6933625U

Description

DR. 'BC^« Γ•!PL.-NG. STAPF

O MÜN'OHEM 2, H1LBLESTRA33E 2O

CIBA AKTIENGESELLSCHAFT, BASEL (SCHWEIZ)

Anwalteakte 18 727 München, den 26. August 1969

Case 655O/E

Drehschieber - Kolben - Pumpe

Die chemische Verfahrenstechnik der letzten Jahre ist durch kontinuierliche, weitgehend automatisierte Fabrikationsverfahren charakterisiert. Die sich daraus ergebende Notwendigkeit PÖrderströme unterschiedlichster Dimensionierung und Beschaffenheit sicher zu beherrschen, stellt hohe
Anforderungen an die zum Einsatz gelangenden Förder- und
Dosiervorrichtungen. Grösste Bedeutung erlangten die Dosier

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pumpen. Systerrimäss-ig besonders vorteilhaft haben sich die sogenannten Drehschieber-Kolben-Pumpen erwiesen. * "-.

Die bisher bekannt ,gewordenen Drehschieber-Kolben--■ Pumpen sind mit einem genau in die Pumpe nkamrner eingepassten Drehschieber-Kolben ausgestattet. Zur Erlangung einer ausreichenden, Dichtungswirkung zwischen Ein- und Auslasseite sind dabei sehr enge Toleranzen.zwischen Pumpengehäuse und Kolben erforderlich. Die sehr engen Toleranzen führen insbesondere. bei Temperaturschwankungen zu einem starken Abfall des Wirkungsgrades und der Dosiergenauigkeit. Durch die Bearbeitungs-, Toleranz- und Festigkeitsanforderungen ist nachteiligerweise auch die Auswahl der Konstruktionsmaterialien empfindlich eingeschränkt. Die bekannten Pumpen sind ausserdem für Suspensionen oder stark korrosive Medien. schlecht geeignet, da bei der Förderung solcher Medien Störungen und damit gleichfalls Ungenauigkeiten in der Dosierung auftreten.

Die Erfindung betrifft eine Drehschieber-Kolben-Pumpe, deren Kolben mindestens einen Kanal für die alternative -Verbindung der Pumpenkammer mit dem Ein- oder dem Auslass aufweist, wobei die Hub-Drehkinematik des Kolbens so ausgelegt ist, dass sich die ein- bzw. aüslasseitige Mündung des genannten Kanals während des Saughubes über der Einlassöffnung und während, des Druekhubes über der Auslassöffnung befindet. Hierbei werden die oben aufgezeigten Nachteile erfindungsgemäss dadurch überwunden, dass der Ein- und

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der Auslass durch je einen Rohrstutzen Gebildet sind, welche vei'Hchieblleh. und federbelastet in die Purnpenkarnraer eingeführt und »lit ihren Enden dicht auf den Umfang des Kolbens gepresst sind.

Bei der erfindungsgemüsöen Pumpe kann infolge der federnden Rohrstutzen auf eine dichte, Führung des 'Kolbens im Pumpengehäuse verziehtet werden. Hierdurch werden die Dichtungs— und Toleranzprobleme leicht beherrschbar. Temperaturschwankungen bzw. die damit verbundenen Dimensionsänderungen von Gehäuse, Kolben und Rohrstutzen werden durch die Rohrstutzenfederung kompensiert. Die Pumpe kann ohne weiteres aus den für den jeweiligen Verwendungszweck: am besten geeigneten Werkstoffen hergestellt werden. Bei der Wahl."geeigneter Konstruktionsmaterialien kann sie ohne- weiteres auch korrosionsfest ausgebildet werden.· Für eine universelle Verwendung wird vorzugsweise Glas und das Markenprodukt Teflon verwendet.

Im folgenden wird, der Erfindungs-gegenstand anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 das Ausführungsbeispiel im Schnitt durch die Zylinder- und Rohrstutzenachsen,

Fig. 2 bis 6 sehematische Axialschnittdarstellungen der Pumpe in verschiedenen Wirkungsphasen zur Erläuterung der Funktionswelse und

Fig. 7 einen Schnitt nach der Einle VII - VH der¹

Flg. Hr.

Gemäss" Fig. 1 besteht die Pumpe im wesentlichen aus: einem doppelwandigen Pumpengehäuse 1 mit zwei Heizbzw. Kühlmittelanschlüssen 10 und 11; einem Pumpenzylinder 2; einem durch ein pumpenkammerseitig offenes und nach aussen durch einen Einsatz 12 geschlossenes Rohr gebildeten Verdrängungskolben 3, dessen funktionell wesentlicher Teil ays einer positions- und grössenmässig genau definierten Perforationszone 4 besteht; sowie einem Saugstutzen 5■■■ und einem k diesem diametral gegenüberliegenden Druckstutzen 6, welche genau auf die Aussenfläche des Verdrängungskolbens 3 angepasst, insbesondere zugeschliffen und mittels Federn 7 bzw. 8 dichtend auf diesen gepresst sind. Die weiteren Bestandteile, insbesondere Dichtungs- Verbindungs- und Anschlussteile sind von einer im Pumpenbau üblichen Bauart und daher im einzelnen nicht näher bezeichnet*

Vorzugsweise bestehen das Gehäuse 1, der Zylinder und der Kolben 3 aus Apparateglas und die beiden Stutzen 5 und 6 aus dem Markenprodukt Teflon.

In den zur folgenden Erläuterung der Pumpenfunktion dienenden vereinfachten Darstellungen der Pig. 2 bis 7 sind wiederum bezeichnet: das Pumpengehäuse mit 1, der Kolben mit 3, dessen Perforation mit 4, der Saugstutzen mit 5 und der-Druckstutzen mit 6. Der hohle Verdrängungskolben 3 wird durch einen entsprechenden Antrieb (nicht dargestellt) in eine durch den Pfeil r symbolisierte Drehbewegung und eine durch den Pfeil h symbolisierte Hin- und Herbewegung versetzt. Die

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Perforationszone h ist so angeordnet, dass sie sieh zu Beginn des Ansaughubes auf dem Saugstutzen 5 befindet, während gleichzeitig auf der Druckseite der nicht perforierte Teil des Kolbens dicht auf dem Druckstutzen 6 aufliegt und diesen verschliesst (Fig. 2). Durch eine Hubbewegung in Richtung des Pfeiles -f-h der Fig. 2 wird nun Flüssigkeit oder Suspension in Richtung des Pfeiles S angesaugt. Diese tritt via Saugstutzen 5 durch die Kolbenperforation 4 in die Pumpe ein. Gleichzeitig oder am Ende der Hubbewegung +h wird der Kolben 3 in seine drehende Bewegung r versetzt (Fig* 3)- Dadurch wandert die perforierende Zone 4 von der Saugseite via eine tote Zone auf die Druckseite. Bei der nun folgenden entgegengesetzten Hubbewegung -h wird die sich im Pumpengehäuse befindende Flüssigkeit oder Suspension via Perforation 4 und Druckstutzen 6 in Richtung des Pfeiles D weiter gefördert (Fig. k). Der Saugstutzen 5 wird während dieses Arbeitsschrittes durch den nicht perforierten JKolbenteil abgeschlossen, genauso wie während des Ansaughubes (Fig. 2, 3) der Druckstutzen. Am Ende oder während des Verdrängungshubes wird der Kolben 3 wiederum in eine drehende Bewegung r versetzt, so dass seine perforierte Zone Λ vom Druckstutzen 6 via eine tote Zone wiederum auf den Saugstutzen 5 wandert (Fig. 5). Sobald die perforierte Zone den Saugstutzen erreicht> beginnt der Zyklus von neuem (Fig.. 6).

Als Antrieb wird vorzugsweise ein solcher mit kontinuierlich verstellbarer Hub- und Drehbewegung verwendet. Da-

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durch wird es möglich, z.B. sehr rasche aber kurze oder langsame und lange Hübe in allen Variationen durchzuführen.

Bei der dargestellten Pumpe bewegt sich der Kolben frei im Pumpengehäuse. Die Dichtung zwischen Ein- und Auslassseite wird durch frei bewegliehe auf der KoILenaussenflache federnd und dicht aufsitzende Teile, nämlich durch den Saugmund den Druckstutzen bewirkt. Die Dosiergenauigkeit wird daher weder durch Toleranzprobleme noch durch den Einfluss von Temperaturschwankungen auf das Konstruktionsmaterial beeinflusst. Dadurch wird es möglich, praktisch alle Konstruktionsinaterialien, wie z.B. Metalle, Glas, Kunststoffe, Keramik usw. für den Bau solcher Pumpen zu verwenden. Dank dieses Vorteiles und im Verein mit der ventillosen Konstruktion können daher mit solchen Pumpen praktisch alle vorkommenden Flüssigkeiten oder Suspensionen gefördert ^; werden.

Ein weiterer hervorstechender Vorteil von Pumpen des erfindungsgemässen Aufbaues ist ihr erstaunlieh hoher Dosierbereich und ihre gleichbleibende sehr hohe Dosiergenauigkeit im gesamten zur Verfügung stehenden Dosierbereich. So waren mit einem Versuchsmodell aus Glas und Teflon in einem Förderbereich von 0,04 -5,3 Liter pro Stunde Dosiergenauigkeiten von 0,2 - 2$0erreichbar. Dies sind sowohl hinsichtlich Förderbereich als auch Dosiergenauigkeiten Werte, welche weit über denjenigen liegen, welche die bisher verwendeten Konstruktionen aufweisen.

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Ein weiterer Vorteil von Pumpen mit den erfindungs-Merkmalen liegt in ihrer hohen Zuverlässigkeit im Dauerbetrieb; ihre Störanfälligkeit ist minimal und die an sich hohe Dosiergenauigkeit auch im Dauerbetrieb garantiert.

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Claims

■-*■- Ansprüche

1. J Drehschieber-Kolben-Pumpe, deren Kolben mindestens einen Kanal für die alternative Verbindung der Pumpenkammer mit dem Ein- oder dem Auslass aufweist, wobei die Hub-Drehkinematik des Kolbens so ausgelegt ist, dass sich die ein- bzw. auslasseitige Mündung des genannten Kanals während des Saughubes über der Einlassöffnung und während des Druckhubes ,über der Auslassöffnung befindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein- und der Auslass durch je einen Rohrstutzen (5 bzw. 6) gebildet sind, welche verschieblich und federbelastet in die Pumpenkammer (l) eingeführt und mit ihren Enden dicht auf den Umfang des Kolbens (3) gepresst sind.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) in Bezug auf die Innenfläche der Pumpenkammerwand berührungsfrei ist.

3 · Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben durch ein pumpenkammerseitig offenes Rohr gebildet ist,.welches zur Bildung der die Pumpenkämmer alternierend mit dem Ein- oder dem Auslass verbindenden Kanäle in einer bestimmten Zone (4) perforiert ist. ·

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