DE3448016A1 - Duplex-plunger pump - Google Patents
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Abstract
Description
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Klaus Obermann, Brüder-Grimm-Str. 2d, 6lO7 Reinheim-UeberauKlaus Obermann, Brothers-Grimm-Str. 2d, 6107 Reinheim-Ueberau
Duplex-Plunger-PumpeDuplex plunger pump
Die Erfindung betrifft eine hydrostatisch angetriebene Duplex-Plunger-Pumpe für die Förderung von mit abrasiven Teilchen beladenen Flüssigkeiten, fließfähigen Schlämmen oder Emulsionen, bei welcher jeder Plungerkoiben mit der Kolbenstange einer doppelt wirkenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit gekoppelt ist, deren Beaufschlagung mit Hydraulikmedium mittels hydraulischer Steuerorgane derart gesteuert wird, daß ihre Kolben jeweils gegensinnige Hubbewegungen ausführen.The invention relates to a hydrostatically driven one Duplex plunger pump for pumping with abrasive Particle-laden liquids, flowable slurries or emulsions, each of which has a plunger cylinder the piston rod of a double-acting hydraulic piston-cylinder unit is coupled, the application of which is controlled with hydraulic medium by means of hydraulic control elements that their pistons are each in opposite directions Perform lifting movements.
Hydrostatisch angetriebene Duplex-Kolbenpumpen dieser Art sind als Spülpumpen für Tiefbohranlagen oder Preßwasserpumpen bekannt (DE-AS 1 019 5&3)t wobei die das eigentliche Spülmedium fördernden Pumpen allerdings als doppelt wirkende Kolbenpumpen ausgebildet sind, welche für die Förderung von mit abrasiven Teilchen beladenen Flüssigkeiten und Schlämmen weniger geeignet sind, als die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehenenHydrostatically driven duplex piston pumps of this type are known as flushing pumps for deep drilling rigs or press water pumps (DE-AS 1 019 5 & 3) t whereby the pumps conveying the actual flushing medium are designed as double-acting piston pumps, which are used for conveying liquids and loaded with abrasive particles Sludges are less suitable than those provided in the context of the present invention
kolben - an sich bekannten - Plunger- oder Tauch^umpen, bei welchen keine dem Verschleiß unterliegenden Kolbendichtungen vorgesehen sind. Lediglich die den Plungerkoiben an der Austrittsseite aus dem Plungerzylinder abdichtenden Dichtungen sind dem Angriff des zu fördernden Mediums und somit dem Verschleiß ausgesetzt und müssen deshalb möglichst einfach austauschbar angeordnet und/oder in besonderer Weise gegen Verschleiß geschützt ausgebildet werden.piston - known per se - plunger or immersion ^ umpen, at which no piston seals subject to wear are provided. Only the plunger heads Seals that seal on the exit side of the plunger cylinder are exposed to the attack of the pumped Medium and thus exposed to wear and tear and must therefore be arranged and / or exchangeable as easily as possible be designed in a special way protected against wear.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten hydrostatisch angetriebenen Duplex-Pumpen so weiterzubilden, daß sie bei hoher Förderleistung auch die FörderungThe invention is based on the object of developing the known hydrostatically driven duplex pumps so that that they also promote the promotion at high delivery rates
- Ό- - Ό-
von stark abrasiven Medien gestatten, wobei hohe Zuverlässigkeit einerseits und eine einfache und schnelle Montage von Verschleißteilen andererseits angestrebt wird.of highly abrasive media, with high reliability on the one hand, and a simple and quick assembly of wear parts on the other will.
Ausgehend von einer Pumpe der eingangs erwähnten Art dies diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der maximale Arbeitshub der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten gegenüber dem Arbeitshub des Plungerkolbens der jeweils angekoppelten Förderpumpe um ein solches Maß größer bemessen ist, daß die Plungerkolben bei vollem Ausfahren des maximalen Arbeitshubes der Kolben-Zylinder-Einheiten vollständig aus dem zugeordneten Plungerzylinder herausgezogen werden, daß der Rückhub der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten bei normalem Pumpenbetrieb jedoch durch entsprechende Ansteuerung der hydraulischen Steuerorgane auf ein dem Arbeitshub der Plungerkolben entsprechendes Maß begrenzt ist, und daß die hydraulischen Steuerorgane wahlweise derart ansteuerbar sind, daß die hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten den maximalen Arbeitshub ausführen. Somit wird es möglich, die - vor allem bei größeren Pumpeneinheiten - relativ großen und somit schweren Plungerkolben durch die in der Pumpe selbst eingebauten Kolben-Zylinder-Einheiten aus dem Plungerzylinder herauszuziehen, wenn dies - beispielsweise zum Austausch verschlissener Dichtungen - erforderlich ist. Eventuelle Undichtigkeiten zwischen dem Plungerkolben und dem Plunger zylinder können also in kürzester Frist ohne Demontage des gesamten Pumpenaggregats behoben werden.Based on a pump of the type mentioned, this object is achieved according to the invention in that the maximum working stroke of the hydraulic piston-cylinder units compared to the working stroke of the plunger each coupled feed pump is dimensioned larger by such an amount that the plunger at full Extending the maximum working stroke of the piston-cylinder units completely from the assigned plunger cylinder be pulled out that the return stroke of the hydraulic piston-cylinder units during normal pump operation however, by appropriate control of the hydraulic control elements on a corresponding to the working stroke of the plunger piston Degree is limited and that the hydraulic Control organs are selectively controllable in such a way that the hydraulic piston-cylinder units have the maximum Execute working stroke. This makes it possible - especially with larger pump units - relatively large and thus heavy plunger pistons through the piston-cylinder units built into the pump itself from the plunger cylinder pulled out if this is necessary - for example to replace worn seals. Any leaks between the plunger and the plunger cylinder can therefore be avoided in the shortest possible time Dismantling of the entire pump set can be remedied.
Die hydraulischen Steuerorgane sind vorzugsweise durch in Abhängigkeit von der Hubstellung der Plungerkolben in einer Steuereinheit entwickelte elektrische SignaleThe hydraulic control elements are preferably controlled as a function of the stroke position of the plunger pistons electrical signals developed in a control unit
betätigte Steuerventile, wobei die Steuereinheit mit zumindest die Hubendstellungen der Plungerkolben abtastenden elektrischen Sensoren verbunden ist und eine Vergleichereinheit aufweist, in welcher die zeitliche Synchronisierung der Hubendstellungen beider Plungerkolben verglichen und bei Zurückbleiben eines Plungerkolbens ein Steuersignal für die zugeordnete hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit derart entwickelt wird, daß die Zufuhr von Hydraulikmedium zu der dem voreilenden Plungerkolben zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheit solange vermindert oder vollständig gesperrt wird, bis der nacheilende Plungerkolben seine Hubendstellung erreicht hat.actuated control valves, wherein the control unit with at least the stroke end positions of the plunger scanning electrical sensors is connected and has a comparator unit in which the Time synchronization of the stroke end positions of both plungers compared and if one of them remains behind Plunger developed a control signal for the associated hydraulic piston-cylinder unit in this way that the supply of hydraulic medium to the piston-cylinder unit assigned to the leading plunger is reduced or completely blocked until the trailing plunger reaches its end of stroke position has reached.
Zusätzlich kann es zweckmäßig sein, die Hubmittelstellung der Plungerkolben abtastende, mit der Steuereinheit verbundene elektrische Sensoren vorzusehen, welche eine zusätzliche Synchronisierung der Plungerkolben während ihrer Arbeitshübe ermöglichen. Außerdem kann mittels der in diesen elektrischen Sensoren erzeugten Signale die Synchronisierung einer weiteren gleichartigen Duplex-Pumpe gesteuert werden, die unter Phasenversetzung ihrer Hübe um 90 mi* cLeI" erfindungsgemäßen Pumpe zum Zweck der Erhöhung der FörderJSaLstung zusammengeschaltet ist.In addition, it can be expedient to provide electrical sensors which scan the central stroke position of the plunger pistons and are connected to the control unit and which enable additional synchronization of the plunger pistons during their working strokes. In addition, the signals generated in these electrical sensors can be used to control the synchronization of another similar duplex pump, which is interconnected with a phase shift of its strokes by 90 mi * cL eI "pump according to the invention for the purpose of increasing the delivery capacity.
Die den Plungerkolben zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheiten können grundsätzlich jeweils gesondert von einer unter Druck stehendes Hydraulikmedium liefernden Druckmittelquelle aus gesteuert beaufschlagt werden. XJm den Steuerungsaufwand für gesonderte Steuerorgane für beide Kolben-Zylinder-Einheiten zu verringern, hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, die den Plungerkolben zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheiten durch Hintereinanderschaltung hydraulisch zu koppeln.The piston-cylinder units assigned to the plunger pistons can in principle each be separated from one under Pressurized hydraulic medium delivering pressure medium source can be acted upon in a controlled manner. XJm the control effort for separate control organs for both piston-cylinder units To reduce, however, it has proven to be useful to assign the plunger Hydraulic coupling of piston-cylinder units by connecting them in series.
Dabei können entweder die kolbenstangenlosen Arbeitsräume der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit en durch, eine Leitung direkt verbunden werden, während die von den Kolbenstangen durchsetzten Räume der Kolben-Zylinder-Einheiten jeweils an eine in Abhängigkeit von der Stellung der Steuerorgane Hydraulikmedium zuführenden bzw. abführenden Leitung angeschlossen sind. Alternativ können auch die von den Kolbenstangen durchsetzten Arbeitsräume der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheiten durch eine Leitung direkt verbunden sein, während die kolbenstangenlosen Arbeitsräume der Kolben-Zylinder-Einheiten jeweils an einein Abhängigkeit von der Stellung der S teuer organe Hydraulikmedium zuführenden bzw. abführenden Leitung angeschlossen sind. Im ersterwähnten Fall wiikt das bei einem bestimmten Druck zugeführte Hydraulikmedium also auf die Kolbenringfläche der als Differentialzylinder ausgebildeten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten. Gegenüber der in der zweiten Alternative vorgesehenen Beaufschlagung der vollen Kolbenfläche wird somit eine geringere hydrostatische Antriebskraft für die Plungerkolben erzeugt, wobei jedoch ein schnellerer Kolbenhub erfolgt, da die von den Kolbenstangen durchsetzten Arbeitsräume der Kolben-Zylinder-Einheiten ein um das Volumen der Kolbenstange geringeres Schluckvolumen haben und somit schneller gefüllt werden. Von den beiden vorerwähnten Alternativen der hydraulischen Koppelung der Kolben-Zylinder-Einheiten wird die erste Alternative also zweckmäßig dann angewandt, wenn hohe FiJrdermengen bei geringeren Drücken angestrebt werden, während umgekehrt im zweiten Fall bei geringeren Fördermengen höhere Drücke erreicht werden. Dabei sind sogar hydraulische Schaltungen denkbar, bei denen die Kolben-Zylinder-Einheiten zunächst in der ersten Alternativen, d.h. mit hoher Fördermenge und geringem Förderdruck und - nach Ansteigen desEither the rodless working spaces of the cylinders of the piston-cylinder units can be a line can be connected directly, while the spaces of the piston-cylinder units penetrated by the piston rods each to a hydraulic medium supplying depending on the position of the control elements or outgoing line are connected. Alternatively, the piston rods can also pass through them Working spaces of the cylinders of the piston-cylinder units be directly connected by a line, while the piston-rodless working spaces of the piston-cylinder units each to a depending on the position of the S expensive organs hydraulic medium supplying or discharging Line are connected. In the first-mentioned case, that supplied at a certain pressure applies Hydraulic medium on the piston ring surface of the hydraulic piston-cylinder units designed as differential cylinders. Compared to the application of the full piston area provided in the second alternative thus a lower hydrostatic drive force for generated by the plunger, but a faster piston stroke occurs because the piston rods penetrated Working spaces of the piston-cylinder units have a displacement volume that is smaller by the volume of the piston rod and are therefore filled faster. Of the two aforementioned alternatives of hydraulic coupling of the piston-cylinder units, the first alternative is therefore expediently used when high flow rates at lower pressures are aimed for, while conversely in the second case higher pressures with lower flow rates can be achieved. Hydraulic circuits are even conceivable in which the piston-cylinder units initially in the first alternative, i.e. with a high delivery rate and low delivery pressure and - after the
Gegendrucks-durch. Umschaltung nach der zweiten Alternative mit geringerer Fördermenge und höherem Förderdruck betrieben werden.Back pressure through. Switchover after the second Alternatively, they can be operated with a lower delivery rate and higher delivery pressure.
An der die Arbeitsräume beider Kolben-Zylinder-Einheiten direkt verbindenden Leitung oder wenigstens einem der durch diese Leitung verbundenen Arbeitsräume ist zweckmäßig eine Ausgleichsleitung angeschlossen, welche über ein ¥egeventil von der Steuereinheit gesteuert mit der das Hydraulikmedium zuführenden Leitung oder der das Hydraulikmedium abführenden Leitung verbindbar oder gegen Durchströmung verschließbar ist. Durch über die Ausgleichsleitung zu- oder abgeführtes Hydraulikmedium können deshalb eventuelle Leckverluste von Hydraulikmedium ausgeglichen werden, welche zu einem unsynchronen Antrieb beider Plungerkolben führen wurden.On which the working spaces of both piston-cylinder units directly connecting line or at least one of the work rooms connected by this line is appropriate a compensating line is connected, which is controlled by the control unit via a ¥ ege valve with the the line supplying the hydraulic medium or the line leading away the hydraulic medium can be connected to or against Flow is closable. Hydraulic medium supplied or discharged via the compensation line can therefore possible leakage losses of hydraulic medium are compensated, which leads to an unsynchronized drive of both plunger pistons lead.
Der konstruktive Aufbau der erfindungsgemäßen Pumpe kann so getroffen sein, daß die Plungerpumpen und die jeweils zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheiten zueinander fluchtend in einem dem maximal möglichen Arbeitshub der Kolben-Zylinder-Einheiten entsprechenden Abstand voneinander gehaltert und die Plungerkolben durch die diesen Abstand überbrückenden Kolbenstangen mit dem Kolben der jeweils zugeordneten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit verbunden sind, wobei dann die elektrischen Sensoren von unmittelbar neben den Kolbenstangen angeordneten Annäherungsschaltern gebildet werden, welche durch einen auf der jeweiligen Kolbenstange vorgesehenen Auslöser geschaltet werden. Die so aufgebauten Pumpen haben allerdings eine relativ große axiale Erstreckung, zumal ja konstruktiv der für das völlige Herausziehen der Plungerkolben aus dem Plungerzylinder erforderliche zusätzliche Hub der Kolben-Zylinder-Einheiten berücksichtigt werden muß.The structural design of the pump according to the invention can be made so that the plunger pumps and the respectively assigned piston-cylinder units are in alignment with one another at a distance from one another corresponding to the maximum possible working stroke of the piston-cylinder units supported and the plunger by the piston rods bridging this distance with the piston of each associated hydraulic piston-cylinder unit connected are, in which case the electrical sensors are formed by proximity switches arranged directly next to the piston rods, which are controlled by one on the trigger provided for the respective piston rod. The pumps constructed in this way, however, have one relatively large axial extension, especially since the construction for the complete pulling out of the plunger from the Plunger cylinder required additional stroke of the piston-cylinder units must be taken into account.
Eine Verringerung der axialen Länge solcher Pumpen ergibt sich dann, wenn der axiale Abstand zwischen den Plungerpumpen und der jeweils zugeordneten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit durch Verwendung des sie koppelnden Bauteils als Funktionsteil sowohl der Plungerpumpe als auch der zugeordneten KoIben-Zylinder-Einheit verringert ist.A reduction in the axial length of such pumps results when the axial distance between the plunger pumps and the associated hydraulic piston-cylinder unit by using the they coupling component as a functional part of both the Plunger pump as well as the associated piston-cylinder unit is decreased.
So ist es beispielsweise möglich, den Zylinder der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten gleichzeitig als Plungerkolben der jeweils zugeordneten Plungerpumpe auszubilden.For example, it is possible to use the cylinder of the hydraulic piston-cylinder units at the same time as Plunger piston of the respectively assigned plunger pump to train.
Die elektrischen Sensoren für die Steuerung des Hubes und die Synchronisierung der beiden Antriebe sind dann neben dem Hubweg der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheiten angeordnete Annäherungsschalter, welche durch einen von der Außenseite des jeweiligen Zylinders vortretenden Auslöser geschaltet werden.The electrical sensors for controlling the stroke and synchronizing the two drives are then next to the stroke of the cylinder of the piston-cylinder units arranged proximity switches, which by one of the Outside of the respective cylinder protruding trigger can be switched.
Andererseits ist es auch möglich, die Ausgestaltung so zu treffen, daß die Kolbenstangen der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten gleichzeitig den Plungerkolben der jeweils zugeordneten Plungerpumpe bilden.On the other hand, it is also possible to design the piston rods of the hydraulic piston-cylinder units at the same time form the plunger of the respectively assigned plunger pump.
Die Anordnung der elektrischen Sensoren für die SteuerungThe arrangement of the electrical sensors for the control
dann
der Pumpe wird/dadurch ermöglicht, daß die Kolbenstangen der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten im wesentlichen
über ihre gesamte Länge hohlgebohrt und lediglich an dem im Plungerzylinder liegenden Ende verschlossen sind,
während die Hohlbohrung am gegenüberliegenden Ende durch den Kolben der Kolben-Zylinder-Einheiten hindurchgeführt
ist und im plungerzylinderabgewandten Arbeitsraum derthen
The pump is made possible by the fact that the piston rods of the hydraulic piston-cylinder units are drilled hollow over their entire length and only closed at the end lying in the plunger cylinder, while the hollow bore at the opposite end is through the piston of the piston-cylinder units is passed through and in the working chamber facing away from the plunger cylinder
-7- 3U8Q16 -7- 3U8Q16
Kolben-Zylinder-Einheit offen mündet, daß der plungerzylinderabgewandte Arbeitsraum der jeweiligen hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit von einem in der diesen Arbeitsraum am kolbenabgewandten Ende verschließenden Stirnwand gehalterten, in die Hohlbohrung eintretenden Rohr aus unmagnetischem Material durchsetzt wird, in welchem in den Totpunkten der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten sowie gegebenenfalls einer Hub-Mittelstellung entsprechenden Abständen magnetisch auslöbare Schalter als elektrische Sensoren angeordnet sind, und daß in der Hohlbohrung ein Magnet vorgesehen istf welcher die elektrischen Schalter in der jeweils zugeordneten Hubstellung auslöst und so ein der Steuereinheit zuführbares und in ihr verarbeitbares Signal entwickelt.Piston-cylinder-unit opens openly that the plunger-cylinder-remote working space of the respective hydraulic piston-cylinder-unit is penetrated by a tube made of non-magnetic material, which is held in the end wall closing this working space at the end remote from the piston and which enters the hollow bore, in which the dead center of the Hydraulic piston-cylinder units and optionally a central stroke position corresponding distances magnetically triggerable switches are arranged as electrical sensors, and that a magnet is provided in the hollow bore f which triggers the electrical switch in the respectively assigned stroke position and so the control unit feedable and developed into their processable signal.
Die magnetisch auslösbaren Schalter sind dabei zweckmäßig im unmagnetischen Rohr angeordnete Reed-Kontakte, welche durch ein nach ihrer Montage in das Rohr eingegossenes und anschließendes ausgehärtetes Gießharz fixiert sein können.The magnetically triggered switches are expediently reed contacts arranged in the non-magnetic tube, which by means of a cast resin that is cast into the pipe after its assembly and then cured can be fixed.
Zur Verminderung des Verschleißes der den Plungerkolben im Austrittsbereich aus dem Plungerzylinder abdichtenden Dichtung empfiehlt es sich, diese Dichtung auf der dem Plunger-Arbeitsraum abgewandten Rückseite durch eine unter Druck stehende Sperrflüssigkeit, z.B. Preßwasser, zu beaufschlagen.To reduce the wear and tear of the plunger sealing in the exit area from the plunger cylinder It is advisable to seal this seal on the rear side facing away from the plunger working space by means of a bottom Pressurized barrier fluid, e.g. press water, must be applied.
Hinsichtlich einer Verschleißverringerung besonders wirksam ist dann eine Ausgestaltung, bei welcher der Druck der Sperrflüssigkeit mittels einer Druck-Steuervorrichtung in proportionaler Abhängigkeit von dem im zu fördernden Medium augenblicklich herrschenden Druck gesteuert wird.A configuration in which the pressure is particularly effective with regard to reducing wear is then particularly effective the barrier fluid by means of a pressure control device is controlled in proportion to the pressure currently prevailing in the medium to be conveyed.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung naher erläutert, und zwar zeigt:The invention is in the following description several Embodiments explained in more detail in connection with the drawing, namely shows:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Duplex-Plunger-Pumpe, in welcher auch schematisch ein Schaltbild des hydraulischen Antriebs der KoIben-Zylinder-Einheiten dargestellt ist; · .Fig. 1 is a partially sectioned plan view of a first embodiment of a Duplex plunger pump according to the invention, in which also schematically shows a circuit diagram of the hydraulic drive of the piston-cylinder units is shown; ·.
Fig. 2 einen Längsmittelschnitt durch ein Einzelaggregat eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Plungerpumpe; und2 shows a longitudinal center section through a single unit a second embodiment of the plunger pump according to the invention; and
Fig. 3 einen Längsmittelschnitt durch ein Einzelaggregat eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Plungerpumpe.3 shows a longitudinal center section through a single unit of a third embodiment of a plunger pump according to the invention.
In Figur 1 ist eine in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete erfindungsgemäße Duplex-Tauchkolben- oder Plungerpumpe gezeigt, welche aus zwei parallel nebeneinander angeordneten gleichartigen Einzel-Pumpeneinheiten 10a und 10b zusammengesetzt ist, die ihrerseits jeweils aus der eigentlichen Förderpumpe 12a bzw. 12b und je einer am Plungerkolben l4 dieser Förderpumpen angekoppelten doppelt wirkenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit l6a bzw. l6b zusammengesetzt sind. Die hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten 16a, 16b sind über eine hydraulische Schaltung von einer Pumpe 18 aus derart gesteuert mit Hydraulikmedium beaufschlagbar, daß ihre Kolben 20 und somit die angekoppelten Plungerkolben Ik jeweils gegensinnige Hubbewegungen ausführen, d.h. bei einem Antrieb der Förderpumpen 12a , b durch mechanische Drehantriebe, z.B. Kurbel triebe, würde man von einer um 180 phasenversetzten Hubbewegung der Plungerkolben sprechen.In Figure 1, a duplex plunger or plunger pump according to the invention, designated in its entirety by 10, is shown, which is composed of two similar individual pump units 10a and 10b arranged parallel next to one another, which in turn each consist of the actual feed pump 12a or 12b and one each on the plunger piston l4 of these feed pumps coupled double-acting hydraulic piston-cylinder unit l6a and l6b are assembled. The hydraulic piston-cylinder units 16a, 16b can be acted upon with hydraulic medium in a controlled manner via a hydraulic circuit from a pump 18 in such a way that their pistons 20 and thus the coupled plungers Ik each execute reciprocating movements, ie when the feed pumps 12a, b are driven mechanical rotary drives such as crank drives would be referred to as a stroke movement of the plunger with a phase shift of 180.
Der Aufbau der Bauteile der Einzel-Pumpeneinheiten 10a, 10b ist weitgehend konventionell, so daß es genügt, die Ausgestaltung der Förderpumpen 12a, b der Kolben-Zylinder-Einheiten 16a, b und ihre Koppelung nachstehend nur kurz schematisch zu erläutern.The structure of the components of the individual pump units 10a, 10b is largely conventional, so that it is sufficient the design of the feed pumps 12a, b of the piston-cylinder units 16a, b and their coupling below only briefly to explain schematically.
Die Förderpumpen 12a, b bestehen aus einem Plungerzylinder 22, aus dessen einem stirnseitigen Ende der Plungerkolben l4 durch Dichtungen 24 gegen den Austritt des zu fördernden Mediums abgedichtet und längsverschieb-Iich hindurchgeführt ist. Im gegenüberliegenden stirnseitigen Ende ist die Saugleitung für das zu fördernde Medium über ein Rückschlagventil 26 angeschlossen, welches ein Rückströmen des beim Saughub des Plungerkolbens 14 aus dem Plungerzylinder 12 in dessen Innenraum 28 angesaugten Fördermediums in die Saugleitung beim anschließenden Förder- oder Arbeitshub verhindert. Vielmehr wird das zu fördernde Medium über eine in unmittelbarer Nähe der Dichtungen 24 die ¥andung des Plungerzylinders 22 durchsetzenden Austrittsöffnung 30 in eine nachgeschaltete Druckleitung 32 verdrängt, wobei ein zweites, der Austrittsöffnung 30 nachgeschaltetes Rückschlagventil 34 sicherstellt, daß das geförderte Medium beim nachfolgenden Saughub nicht wieder in den Innenraum 28 zurückgesaugt wird. Das Rückschlagventil 34 kann dabei - ebenso wie das Rückschlagventil 26 - als Kugelrückschlagventil ausgebildet sein.The feed pumps 12a, b consist of a plunger cylinder 22, one end of which is the Plunger l4 through seals 24 against the outlet of the medium to be conveyed sealed and longitudinally displaceable is passed through. In the opposite front end is the suction line for the product to be conveyed Medium connected via a check valve 26, which prevents the plunger from flowing back during the suction stroke 14 from the plunger cylinder 12 in its interior 28 sucked conveying medium in the suction line when subsequent delivery or working stroke prevented. Much more the medium to be conveyed is via an in the immediate vicinity of the seals 24 the ¥ andung of the plunger cylinder 22 penetrating outlet opening 30 into a downstream Pressure line 32 displaced, with a second, the outlet opening 30 downstream check valve 34 ensures that the conveyed medium in the following The suction stroke is not sucked back into the interior space 28. The check valve 34 can - as well like the check valve 26 - be designed as a ball check valve.
Am freien, d.h. dem aus dem Plungerzylinder 22 vortretenden Ende des Plungerkolbens 14 ist das eine Ende einer Kolbenstange 38 befestigt, welche an ihrem anderen, abgedichtet durch einen Stirndeckel 40 des Zylinders 42 der zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheit 16a, b geführtenOne end is at the free end of the plunger 14, i.e. the end protruding from the plunger cylinder 22 a piston rod 38, which is attached to its other, sealed by an end cover 40 of the cylinder 42 the associated piston-cylinder unit 16a, b guided
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Ende den Kolben 20 trägt, welcher den Innenraum des
Zylinders 42 in zwei größenveränderliche Arbeitsräume
44, 46 unterteilt. Diese Arbeitsräume 44, 46 sind über Durchlaßöffnungen 48 und 50 im Stirndeckel 40 bzw.
in einem das dem Stirndeckel 40 gegenüberliegende Ende
des Zylinders 42 verschließenden Stirndeckel 52 an Leitungen
54, 56 angeschlossen, über welche abwechselnd Hydraulikmedium
von der Pumpe 18 aus in. die Arbeitsräume 44, 46 eingespeist und wieder abgeführt wird.End carries the piston 20, which the interior of the
Cylinder 42 in two resizable work spaces
44, 46 subdivided. These working spaces 44, 46 are through openings 48 and 50 in the end cover 40 and
in an end cover 52 which closes the end of the cylinder 42 opposite the end cover 40, connected to lines 54, 56, via which hydraulic medium is alternately fed from the pump 18 into the working spaces 44, 46 and discharged again.
Die Plungerzylinder 22 der Förderpumpen 12a, b und die
Zylinder 42 der Kolben-Zylinder-Einheiten l6a, b sind
mit fluchtenden Längsmittellinien in vorgegebenem Abstand voneinander in einer Tragkonstruktion angeordnet, die im
gezeigten Fall von je einer, die Plungerzylinder 22 und die Zylinder 42 halternden Trägerplatte 58 bzw. 60 und
diese Platten auf dem vorgegebenen Abstand haltende
eingeshweißte Längsstreben 62 gebildet wird. In dem in der Trägerkonstruktion gebildeten Zwischenraum oszillieren
also die miteinander verbundenen Enden der Kolbenstangen 38 und der Plungerkolben 14, wobei die Verbindung jeweils
durch eine teilbare Verbindungsschelle 64 mit einem
radial umlaufenden Flansch 66 erfolgt, der jeweils als Auslöser für von den Längsstreben 62 gehalterte elektrische
Sensoren in Form von berührungslos arbeitenden Näherungsschaltern 68 dient. Diese Näherungsschalter
sind in solcher Lage an den Längsträgern 62 gehaltert, daß vom Radialflansch 66 der jeweils zugeordneten Verbindungsschelle
64 gerade dann ein elektrisches Steuersignal in ihnen erzeugt wird, wenn der zugehörige Plungerkolben
l4 in der einen oder anderen Hübend- oder Totpunktstellung steht. Der Abstand a zwischen den beiden äußersten
Näherungsschaltem68 einer Einzel-Pumpeneinheit IQa, bThe plunger cylinders 22 of the feed pumps 12a, b and the cylinders 42 of the piston-cylinder units 16a, b are
arranged with aligned longitudinal center lines at a predetermined distance from each other in a support structure, which in the case shown, each of one, the plunger cylinder 22 and the cylinder 42 holding support plate 58 and 60 and holding these plates at the predetermined distance
welded longitudinal struts 62 is formed. The ends of the piston rods 38 and the plunger 14, which are connected to one another, oscillate in the intermediate space formed in the support structure, the connection being made in each case by a separable connecting clip 64 with a
radially circumferential flange 66 takes place, which serves as a trigger for electrical sensors held by the longitudinal struts 62 in the form of proximity switches 68 that work without contact. These proximity switches are held in such a position on the side members 62 that an electrical control signal is generated in them by the radial flange 66 of the respectively associated connection clamp 64 when the associated plunger l4 is in one or the other stroke or dead center position. The distance a between the two outermost proximity switches 68 of a single pump unit IQa, b
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ist also gleich, dem Arbeitshub a der zugeordneten Plungerkolben 14. Für bestimmte, im folgenden noch näher erläuterte Zwecke kann auf halbem Weg zwischen den Näherungsschaltern 68, d.h. bei einem Hubweg a/2 jeweils noch ein weiterer, in der Zeichnung nur strichpunktiert angedeuteter Näherungsschalter 68 vorgesehen sein. Die in den Näherungsschaltern 68 erzeugten Signale werden über elektrische Leitungen 70 einer Steuereinheit 72 zugeführt, von welcher aus die Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheiten l6a, l6b mit Hydraulikmedium gesteuert wird.is therefore the same, the working stroke a of the associated plunger 14. For certain, more detailed below explained purposes may be halfway between the Proximity switches 68, i.e. with a stroke length a / 2, one more each, only dash-dotted in the drawing indicated proximity switch 68 is provided be. The signals generated in the proximity switches 68 are via electrical lines 70 of a control unit 72 supplied, from which the application of the Piston-cylinder units l6a, l6b is controlled with hydraulic medium.
Die Länge der Zylinder 42 der Kolben-Zylinder-Einheiten l6a, l6b ist so bemessen, daß der maximal mögliche ivrbeitshub ihrer Kolben 20 um die Strecke b langer als der Arbeitshub a der Plungerkolben 14 ist. Der zusätzlich mögliche Hubeweg b ist dabei so gewählt, daß der Plungerkolben bei Ausnutzung des maximal möglichen Arbeitshubes a + b der Kolben-Zylinder-Einheiten l6a, b vollständig aus dem zugehörigen Plungerzylinder 22 herausgezogen wird. Dies kann beispielsweise dann erforderlich werden, wenn die die Plungerkolben 14 in den zugeordneten Plungerzylindern 22 abdichtenden Dichtungen 24 wegen Verschleißes ausgetauscht werden müssen. Beim normalen Betrieb wird infolge der geschilderten Anordnung der Näherungsschalter 68 dagegen auch in den Kolben-Zylinder-Einheiten nur der normale Hubweg a zurückgelegt.The length of the cylinders 42 of the piston-cylinder units 16a, 16b is dimensioned so that the maximum possible working stroke of their pistons 20 is longer than the working stroke by the distance b a is the plunger 14. The additionally possible stroke b is chosen so that the plunger when using the maximum possible working stroke a + b of the piston-cylinder units l6a, b completely from the associated plunger cylinder 22 is pulled out. This may be necessary, for example, if the the plunger 14 in the associated plunger cylinder 22 sealing seals 24 replaced due to wear Need to become. During normal operation, the proximity switch 68 on the other hand, only the normal stroke a is covered in the piston-cylinder units.
Das für die Beaufschlagung der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten l6a, b erforderliche Hydraulikmedium wird von der oben erwähnten, von einem Motor 78 angetriebenen Hochdruckpumpe 18 geliefert, welche es aus einem Vorratsbehälter 80 ansaugt und in eine zu einem elektromagnetischThat for the loading of the hydraulic piston-cylinder units 16a, b required hydraulic medium is driven by the above-mentioned, by a motor 78 High pressure pump 18 supplied, which it sucks from a reservoir 80 and into one to an electromagnetically
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schaltbaren Wegeventil 82 führende Leitung 84 einspeist, von dem andererseits eine Leitung 86 zum Vorratsbehälter 80 zurückführt. Das Wegeventil 82 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel andererseits über Leitungen 88 und 90 mit den zu den Arbeitsräumen 44 der Kolben-Zylinder-Einheiten l6a, b führenden Durchlaßöffnungen 48 verbunden. Je nach Schaltstellung des Ventils 82 wird das von der Pumpe 18 geförderte Hydraulikmedium also in die Arbeitsräume 44 der Kolben-Zylinder-Einheit l6a bzw. der Kolben-Zylinder-Einheit l6b gefördert, wobei das Hydraulikmedium andererseits aus dem jeweils gerade nicht mit der Pumpe 18 verbundenen Arbeitsraum 44 zum Vorratsbehälter 80 zurückströmt. In einer dritten Schaltstellung ist das Ventil 82 dagegen auf drucklosen Umlauf geschaltet, d.h. das von der Pumpe 18 geförderte Hydraulikmedium strömt dann direkt in den Vorratsbehälter zurück. Die den Arbeitsräumen 44 gegenüberliegenden Arbeitsräume 46 der Kolben-Zylinder-Einheiten sind dagegen direkt durch die Leitung 56 verbunden, so daß also das bei Beaufschlagung des Arbeitsraums 44 der einen Kolben-Zylinder-Einheit von deren Kolben 20 aus dem gegenüberliegenden Arbeitsraum 46 verdrängte Hydraulikmedium zwangsläufig in den Arbeitsraum 46 der anderen Kolben-Zylinder-Einheit überströmt, deren Kolben 20 verschiebt, wobei das Hydraulikmedium aus dem Arbeitsraum 44 dieser Kolben-Zylinder-Einheit verdrängt und zum Vorratsbehälter 80 zurückgefördert wird. Die hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten l6a, I6b sind also über die Leitung 56 im Sinne einer Hintereinanderschaltung derart gekoppelt, daß ihre Kolben und somit Kolbenstangen jeweils gegensinnige Hübe ausführen. Es ist klar, daß die Umschaltung des Wegeventils 82 und somit die Steuerung der Hubbewegung der Kolben-Zylinder-Einheiten von der Steuereinheit J2 aus über eineSwitchable directional control valve 82 feeds line 84 from which, on the other hand, a line 86 leads back to the reservoir 80. In the exemplary embodiment shown, the directional control valve 82 is on the other hand connected via lines 88 and 90 to the passage openings 48 leading to the working spaces 44 of the piston-cylinder units 16a, b. Depending on the switching position of the valve 82, the hydraulic medium conveyed by the pump 18 is thus conveyed into the working spaces 44 of the piston-cylinder unit l6a or the piston-cylinder unit l6b, the hydraulic medium on the other hand not coming from the pump 18 connected working space 44 flows back to the reservoir 80. In a third switching position, on the other hand, the valve 82 is switched to unpressurized circulation, ie the hydraulic medium conveyed by the pump 18 then flows directly back into the storage container. The working chambers 46 of the piston-cylinder units opposite the working chambers 44 are directly connected by the line 56, so that when the working chamber 44 of the one piston-cylinder unit is acted on, the hydraulic medium is inevitably displaced by its piston 20 from the opposite working chamber 46 flows over into the working chamber 46 of the other piston-cylinder unit, the piston 20 of which moves, the hydraulic medium being displaced from the working chamber 44 of this piston-cylinder unit and being conveyed back to the storage container 80. The hydraulic piston-cylinder units 16a, 16b are thus coupled via the line 56 in the sense of a series connection in such a way that their pistons and thus piston rods each execute strokes in opposite directions. It is clear that the switching of the directional control valve 82 and thus the control of the stroke movement of the piston-cylinder units from the control unit J2 via a
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Signalleitung 92 jeweils dann erfolgt, wenn von den Näherungsschalt em 68 signalisiert wird, daß die Kolben 20 der Kolben-Zylinder-Einheiten 16a und l6b jeweils die entgegengesetzten Totpunkts telltingen erreicht haben.Signal line 92 occurs when the proximity switch em 68 signals that the pistons 20 of the piston-cylinder units 16a and 16b have each reached the opposite dead center.
Da hydraulische Schaltungen - anders als formschlüssige mechanische Antriebe - infolge von möglichen geringen Leckverlusten nicht vollständig zwangsläufig sind, ist nicht auszuschließen, daß der Kolben 20 der einen Kolben-Zylinder-Einheit bei einem Arbeits- oder Riickhub gegenüber dem Kolben 20 der jeweils anderen Kolben-Zylinder-Sinheit etwas zurückbleibt und somit der seinem Hubende zugeordnete Näherungsschalter 68 noch kein Signal an die Steuereinheit 72 liefert, wenn der dem Hubende des anderen Kolbens zugeordnete Näherungsschalter 68 bereits das Hubende signalisiert hat. Wegen des Fehlens des zweiten Signals wird von der Steuereinheit deshalb auch noch kein Umschaltsignal für das Wegeventil 82 entwickelt, d.h. der Antrieb der Plungerpumpe 10 käme zum Stillstand. Um dies zu vermeiden, ist an die Leitung 56 eine Ausgleichsleitung 94 angeschlossen, über welche solange Hydraulikmedium in den Arbeitsraum 46 der nacheilenden Kolben-Zylinder-Einheit nachgespeist wird, bis auch der Kolben 20 dieser Einheit seine Endstellung erreicht hat. Da dann beide Näherungsschalter 68 ein Signal an die Steuereinheit 72 liefern, wird die Umschaltung des Wegeventils· 82 ausgelöst und die Kolben-Zylinder-Einheit in entgegengesetzter Hubrichtung mit Hydraulikmedium beaufschlagt. Die geschilderte elektro-hydraul!sehe Schaltung bewirkt also zwangsläufig auch so etwas wie eine Synchronisierung der beiden Kolben-Zylinder-Einheiten.Since hydraulic circuits - different from form-fitting mechanical drives - are not completely inevitable due to possible minor leakage losses it cannot be ruled out that the piston 20 of a piston-cylinder unit may occur during a working or return stroke compared to the piston 20 of the respective other piston-cylinder unit something remains behind and thus the proximity switch 68 assigned to its end of travel still has no signal to the Control unit 72 delivers when the other's stroke ends Proximity switch 68 assigned to the piston has already reached the end of the stroke has signaled. Because of the lack of the second signal, the control unit will also no changeover signal developed for the directional control valve 82, i.e. the drive of the plunger pump 10 would come to a standstill. To avoid this, a compensating line is attached to line 56 94 connected, through which as long as hydraulic medium in the working chamber 46 of the trailing Piston-cylinder unit is replenished until the piston 20 of this unit has also reached its end position. Since both proximity switches 68 then deliver a signal to the control unit 72, the switching of the directional control valve 82 triggered and the piston-cylinder unit acted upon with hydraulic medium in the opposite stroke direction. The described electro-hydraulic circuit thus inevitably also causes something like a synchronization of the two piston-cylinder units.
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Die Steuerung der Nachspeisung von Hydraulikmedlum über die Leitung ^h erfolgt durch zwei hydraulische Schaltventile 96 und 98» von denen das Ventil 96 als Abwägeventil ausgebildet ist, welches durch den Druck in den Leitungen 88 und 90 selbst derart gesteuert wird, daß es jeweils die gerade unter höherem Druck stehende Leitung 88 bzw. 90 mit dem zweiten Schaltventil 98 verbindet, welches von der Steuereinheit 72 aus über eine Signalleitung 97 elektromagnetisch betätigbar ist. Ein solches Betätigungssignal wird von der Steuereinheit dann entwickelt, wenn von den Näherungssehaltern 68 lediglich einer das Erreichen der Totpunkt stellung des Kolbens seiner KoIben-Zylinder-Einheit signalisiert. Das Schaltventil 98 wird durch dieses Signal dann aus der bisher geschlossenen in eine geöffnete Stellung umgeschaltet, in welcher über das Schaltventil 96 zugeführtes, unter Druck stehendes Hydraulikmedlum solange nachgespeist wird, bis auch der Kolben der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit durch Erregung des ihm zugeordneten Näherungsschalters 68 an die Steuereinheit 72 meldet. Darauf hinzuweisen ist dabei noch, daß in der beschriebenen hydraulischen Steueranlage nur die für die Steuerungsfunktion wesentlichen Schaltorgane beschrieben wurden, während die in hydraulischen Schaltungen zur Absicherung üblichen Überdruckventile, Filter u.dgl.der Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht dargestellt und beschrieben sind. .The control of the replenishment of hydraulic medium via the line ^ h is carried out by two hydraulic switching valves 96 and 98 », of which the valve 96 is designed as a weighing valve, which is controlled by the pressure in the lines 88 and 90 itself in such a way that it is the straight line Line 88 or 90, which is under higher pressure, connects to the second switching valve 98, which can be actuated electromagnetically from the control unit 72 via a signal line 97. Such an actuation signal is developed by the control unit when only one of the proximity switches 68 signals that the piston of its piston-cylinder unit has reached the dead center position. The switching valve 98 is then switched by this signal from the previously closed to an open position, in which pressurized hydraulic medium supplied via the switching valve 96 is replenished until the piston of the second piston-cylinder unit is also excited by the one assigned to it Proximity switch 68 reports to control unit 72. It should also be pointed out that in the hydraulic control system described, only the switching elements essential for the control function have been described, while the pressure relief valves, filters, etc. that are customary in hydraulic circuits for safeguarding are not shown and described in the drawing for the sake of clarity. .
Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine einer der Einzel-Pumpeneinheiten 10a bzw. 10b gemäß Figur 1 funktionell entsprechenden Einzel-Pumpeneinheit 110, die also durch Zusammenschalten mit einer gleichartigen Pumpeneinheit 110 in der vorstehend geschilderten ¥eiseFIG. 2 shows a longitudinal section through one of the individual pump units 10a or 10b according to FIG. 1 functionally corresponding single pump unit 110, That is, by interconnection with a similar pump unit 110 in the manner described above
eine erfindungsgemäße Duplex—Plungerpumpe bildet. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachstehend nur die gegenüber der Ausgestaltung gemäß dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel getroffenen Abwandlungen beschrieben, während es im übrigen genügt, auf die vorausgehende Beschreibung zu verweisen, zumal funktionell gleiche Teile der Pumpeneinheit 110 mit den gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Teile der Pumpeneinheit 10a, jedoch mit vorangestellter "1" bezeichnet sind.forms a duplex plunger pump according to the invention. To avoid repetition, the following are provided only those made in relation to the configuration according to the exemplary embodiment shown in FIG Modifications described, while it is sufficient for the rest to refer to the preceding description, especially since functionally identical parts of the pump unit 110 with the same reference numerals as the corresponding parts of FIG Pump unit 10a, however, are denoted by a preceding "1".
Der grundlegende Unterschied der Pumpeneinheit 110 zur Pumpeneinheit 10a liegt darin, daß die Kolben-Zylinder-Einheit 116 in umgekehrter Lage, d.h. mit von der Förderpumpe 112 wegweisender Kolbenstange I38 angeordnet ist, so daß ihr gleitend verschiebbar in den Plungerzylinder 122 eingreifender Zylinder 142 gleichzeitig den Plungerkolben der Forderpumpe 112 bildet. Damit der Zylinder 142 seine Funktion als Plungerkolben erfüllen kann, muß er - abhängig von der Beaufschlagung seiner Arbeitsräume 144 bzw. 146 - auf dem Kolben 120 und innerhalb des Innenraums 128 des Plungerzylinders 122 verschiebbar sein. Demzufolge muß das kolben ab gewandte Ende der Kolbenstange I38 in einem vorgegebenen Abstand zum Plungerzylinder 122 festgelegt sein, wofür eine (nicht gezeigte) Trägerkonstruktion entsprechend der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Trägerkonstruktion 58, 60, 62 vorgesehen sein kann.The fundamental difference between the pump unit 110 and the pump unit 10a is that the piston-cylinder unit 116 is arranged in the reverse position, i.e. with the piston rod I38 pointing away from the feed pump 112, so that its cylinder 142 slidably engaging the plunger cylinder 122 simultaneously engages the plunger the delivery pump 112 forms. So that the cylinder 142 can fulfill its function as a plunger piston, must he - depending on the admission of his work rooms 144 or 146 - be displaceable on the piston 120 and within the interior 128 of the plunger cylinder 122. Accordingly, the piston must be turned from the end of the piston rod I38 be set at a predetermined distance from the plunger cylinder 122, for which a (not shown) support structure in accordance with the support structure 58, 60, 62 described in connection with FIG. 1 can be.
Die Beaufschlagung der Arbeitsräume 144 bzw. 146 erfolgt über die hohlgebohrte Kolbenstange I38, wobei in diese Hohlbohrung zusätzlich ein Rohr 147 geringeren Durchmessers eingebracht ist, welches an seinen Enden in der Hohlbohrung abgedichtet eingesetzt ist und die Hohlbohr tingThe working spaces 144 and 146 are acted upon via the hollow-drilled piston rod I38, in which Hollow bore in addition a tube 147 of smaller diameter is introduced, which at its ends in the Hollow bore is inserted sealed and the Hohlbohr ting
SÄ-SÄ-
in einen mittleren, zum Arbeitsraum 146 führenden Durchtrittskanal und einen äußeren, im Querschnitt ringförmigen, zum Arbeitsraum ikk führenden Durchtrittskanal für Hydraulikmedium unterteilt. divided into a central passage channel leading to the working space 146 and an outer passage passage for hydraulic medium, which is annular in cross section and leading to the working space ikk.
Als Auslöser 166 für die Näherungsschalter 168 möge in diesem Falle ein Radialflansch an dem den Zylinder 142 kolbenstangenseitig verschließenden Zylinderdeckel l4O dienen·As a trigger 166 for the proximity switch 168 in In this case, a radial flange on the cylinder cover 14O closing the cylinder 142 on the piston rod side to serve·
Durch die teilweise ineinandergeschachtelte Anordnung der Kolben-Zylinder-Einheit 116 in der Förderpumpe 112 wird eine wesentliche Verringerung der Baulänge der Einzel-Pumpeneinheit 110 und somit einer aus zwei dieser Pumpeneinheiten 110 aufgebauten Duplex-Pumpe erreicht.Due to the partially nested arrangement the piston-cylinder unit 116 in the feed pump 112 is a substantial reduction in the overall length of the individual pump unit 110 and thus a duplex pump constructed from two of these pump units 110 is achieved.
Für das schematisch in Figur 3 gezeigte weiter abgewandelte Ausführungsbeispiel einer Einzel-Pumpeneinheit 210 gilt sinngemäß das vorstehend zur Einzel-Pumpeneinheit 110 ausgeführte, wobei in diesem Falle jedoch die Kolbenstange 238 der KoIben-Zylinder-Einheit 216 gleichzeitig den im Plungerzylinder 222 oszillierenden Plungerkolben bildet. Auch in diesem Falle wird durch die Doppelfunktion der Kolbenstange 238 Baulänge eingespart. Eine ins Einzel gehende Beschreibung der Bauelemente erübrigt sich wiederum, weil auch in diesem Fall funktionell gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 bezeichnet sind, wobei in diesem Fall jedoch zusätzlich eine "2" vorangestellt ist.The following applies to the further modified exemplary embodiment of a single pump unit 210 shown schematically in FIG analogously to what was stated above for the single pump unit 110, but in this case the piston rod 238 of the piston-cylinder unit 216 at the same time forms the plunger oscillating in the plunger cylinder 222. In this case, too, the dual function the length of the piston rod 238 saved. A detailed description of the components is not necessary again, because in this case, too, components that are functionally the same with the same reference numerals as in Embodiment according to Figure 1 are designated, wherein in this case, however, a "2" is also prefixed.
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Die Anordnung der von den Nähe rungs se hai tern 68 bzw. l68 In den vorausgehenden Ausrührungsbeispielen gebildeten elektrischen Sensoren erfolgt In diesem Falle innerhalb der Pumpeneinheit 210, wofür die Kolbenstange 238 über im wesentlichen ihre gesamte Länge mit einer Hohlbohrung 239 versehen ist, welche lediglich an dem im Plungerzylinder 222 liegenden Ende verschlossen ist, während sie an ihrem gegenüberliegenden Ende noch . durch den Kolben 220 der Kolben-ZyIInder-Einheit 216 hindurchgeführt ist. In diese Hohlbohrung tritt ein Rohr 241 ein, welches den Arbeitsraum 246 durchsetzt, und in einer Bohrung in der diesen Arbeitsraum 246 stirnseitig verschließenden Stirnwand 252 befestigt ist. In diesem Rohr sind in geeigneten Abständen magnetisch betätigbare Annäherungsschalter 268 in Form von Reed-Kontakten angeordnet und durch eine anschließend ausgehärtete Gießharzfüllung 243 fixiert, welche auch die innerhalb des Rohrs 241 verlaufenden (nicht gezeigten) Ab schnitte der Signalleitungen 270 zur (ebenfalls nicht gezeigten) Steuereinheit festlegt.The arrangement of the proximity switches 68 resp. l68 The electrical sensors formed in the previous exemplary embodiments are used in this Fall within the pump unit 210, for which the Piston rod 238 is provided with a hollow bore 239 over essentially its entire length, which only is closed at the end lying in the plunger cylinder 222, while it is still closed at its opposite end. through the piston 220 of the piston-cylinder unit 216 is passed through. In this hollow bore, a pipe 241 enters, which penetrates the working space 246, and in a hole in this working space 246 on the end face closing end wall 252 is attached. In this The tubes can be operated magnetically at suitable intervals Proximity switch 268 arranged in the form of reed contacts and fixed by a subsequently hardened cast resin filling 243, which is also the inside of the pipe 241 running (not shown) from sections of the signal lines 270 to the control unit (also not shown).
Die Auslösung der Reed-Kontakte 268 in den entsprechenden Hubstellungen erfolgt durch einen in der Nähe der Mündung der Hohlbohrung 238 im Kolben 220 angeordneten Ringmagneten 260, welcher also die Funktion der Radialflansche 66 bzw. I66 der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele übernimmt.The reed contacts 268 are triggered in the corresponding stroke positions by a ring magnet 260 arranged in the vicinity of the mouth of the hollow bore 238 in the piston 220, which thus takes on the function of the radial flanges 66 or I66 of the exemplary embodiments described above.
Festzuhalten ist weiter, daß auch bei den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 2 und 3 die Kolben-Zylinder-Einheiten Ho bzw. 216 einen maximal möglichen Arbeitshub haben, der ein vollständiges Herausziehen des Plungerkolbens,Should be noted, further, that even with the embodiments according to Figures 2 and 3 the piston-cylinder units Ho and 216 a maximum possible stroke have the complete withdrawal of the plunger,
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d.h. des Zylinders 142 bzw. der Kolbenstange 238, aus dem Plungerzylinder 122 bzw. 222 zum Zweck des einfachen und schnellen Austausche der Dichtungen 124 bzw. 224 ermöglicht. Durch die elektrohydraulische Steuerung der Kolben-Zylinder-Einheiten 116 bzw. 216 wird deren Kolbenhub während des normalen Betriebs der Duplex-Plungerpumpen auf einen dem Arbeitshub der Plungerkolben im Plungerzylinder entsprechenden Arbeitshub beschränkt.i.e., cylinder 142 and piston rod 238, respectively the plunger cylinder 122 or 222 for the purpose of easy and enables quick replacement of seals 124 and 224, respectively. The electro-hydraulic control of the Piston-cylinder units 116 and 216 are their piston stroke during normal operation of the duplex plunger pumps limited to a working stroke corresponding to the working stroke of the plunger in the plunger cylinder.
Erwähnt sei noch eine Möglichkeit, den Verschleiß der die Plungerkolben 14, 142, 238 im PlungerzylInder 22, 122, 222 abdichtenden Dichtungen 24, 124, 224 zu vermindern. Diese Möglichkeit besteht darin, den Druckunterschied zwischen der zum Innenraum des Plungerzylinders gerichteten Seite der Dichtung und ihrer gegenüberliegenden Seite zu verringern, so daß das voraussetzungsgemäß mit abrasiven Teilchen beladene, zu fördernde Medium in geringerem Maß dazu neigt, zwischen die Dichtung und den Plungerkolben einzutreten. Dies kann beispielsweise durch Beaufschlagung der Rückseite der Dichtung mit einer unter Druck stehenden Sperrflüssigkeit geschehen, wobei es zweckmäßig sein kann, den in der Sperrflüssigkeit herrschenden Druck in Abhängigkeit von dem augenblicklich gerade in der zu fordernden Flüssigkeit im Innenraum des PlungerZylinders herrschenden Druck zu steuern.Mention should also be made of a possibility of reducing the wear of the plunger pistons 14, 142, 238 in the plunger cylinder 22, 122, 222 sealing gaskets 24, 124, 224 to decrease. This possibility is the pressure difference between those directed towards the interior of the plunger cylinder Side of the seal and its opposite side to reduce, so that the prerequisite with abrasive Particle-laden medium to be pumped tends to a lesser extent between the seal and the plunger to enter. This can be done, for example, by applying a pressurized seal to the back of the seal Sealing liquid happen, it may be useful, the pressure prevailing in the sealing liquid as a function of the pressure to be demanded at the moment Liquid prevailing in the interior of the plunger cylinder Control pressure.
Es ist ersichtlich, daß im Rahmen des Erfindungsgedankens Abwandlungen und Weiterbildungen der vorstehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele verwirklichbar sind. So kann die Steuerung der hydraulischen Beaufschlagung der Arbeitsräume der Kolben-Zylinder-Einheiten auch über gesonderte Schaltven-fcile - gegebenenfalls sogar von ihrerseits getrennt angetriebenen gesonderten Pumpen aus - inIt can be seen that within the scope of the inventive concept Modifications and developments of the exemplary embodiments described above can be implemented. So can the Control of the hydraulic loading of the working spaces of the piston-cylinder units also via separate ones Switching valve - possibly even from your part separately driven separate pumps out - in
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Parallelschaltung erfolgen. Durch, geeignete Maßnahmen ist dann lediglich, sicherzustellen, daß eine Synchronisierung der gegenläufigen Kolbenhübe der Kolben-ZyIInder-Einheiten erfolgt. Durch Vergleichen der in den elektrischen Sensoren in Abhängigkeit von der Hubstellung erzeugten elektrischen Signale in der Steuereinheit und entsprechenden Änderungen der Beaufschlagung der unsynchron laufenden Kolben-Zylinder—Einheiten mit Hydraulikmedium ist dies möglich. Auch die Zusammenfassung von zwei der beschriebenen Duplex—Plungerpumpen zu einem Pumpenaggregat verdoppelter Leistung ist möglich, wobei über die elektrischen Sensoren der entsprechend phasenversetzte Antrieb der beiden Pumpen synchronisiert wird.Parallel connection. By taking appropriate measures is then only to ensure that a synchronization of the opposing piston strokes of the piston-cylinder units he follows. By comparing the generated in the electrical sensors as a function of the stroke position electrical signals in the control unit and corresponding changes in the application of the unsynchronously running This is piston-cylinder units with hydraulic medium possible. Also the summary of two of the described Duplex plunger pumps to a pump unit with doubled output is possible, with the electrical sensors of the corresponding phase-shifted Drive of the two pumps is synchronized.
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