DE809885C

DE809885C - Doppeltwirkende Hochdruckkolbenpumpe

Info

Publication number: DE809885C
Application number: DES2358A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Sandmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-03-23
Filing date: 1950-03-23
Publication date: 1951-08-02

Description

Doppeltwirkende Hochdruckkolbenpumpe Bei der Erfindung handelt es sich um eine Hochdruckkolbenpumpe, wie sie im Bergbau zum Trokkenhalten von kleineren Sümpfen und beim Abteufen verwendet wird.
Pumpen, die demselben Zweck dienen, sind bereits bekannt. Jedoch sind es entweder kleine, leicht transportable Kolben- oder Kreiselpumpen, meist Vorortpumpen genannt, mit einer Druckhöhe von nur .4o bis 5o mWs, oder aber doppeltwirkende Hochdruckkolbenpumpen, die zwar große Druckhöhen erlauben, jedoch auf Grund ihres hohen Eigengewichtes nur eine stationäre Verwendung gestatten. Zumindest ist eine Standortveränderung mit einigen Schwierigkeiten verbunden. Kreiselpumpen werden beim Abteufen weniger verwandt, da sie sehr schmutzempfindlich sind und sich gerade bei der vorgenannten Arbeit eine starke Verschmutzung des Wassers nicht vermeiden läßt. Oder sie besitzen bei robuster Ausführung ein hohes Gewicht.
Will man z. B. beim Abteufen größere Druckhöhen überwinden, so ist man gezwungen, auf der Sohle des Abteufgesenkes eine leicht transportable Vorortpumpe einzusetzen, die das Wasser bis zu 5o m Höhe in ein stationäres Pumpenort drückt. Von dort aus wird mit einer Hochdruckkolbenpumpe bzw. Kreiselpumpe höher gefördert. Daraus ergibt sich, daß nach jeweils 5o m Abteufen das Pumpenort verlegt werden muß.
Die Erfindung ermöglicht es nun, von der Sohle des Gesenkes gleich auf größere Höhen zu fördern, da sie trotz großer Förderhöhe und -menge ein geringes Gewicht besitzt und nicht schmutzempfindlich ist.
Diese Kombination von geringem Gewicht, großer Förderhöhe und Unempfindlichkeit gegen Schmutz ist möglich geworden durch die starre Anordnung des Wasserkolbens und den darüber arbeitenden Luftkolben, der gleichzeitig als Druckzylinder ausgebildet ist, weiterhin durch die Ausnutzung der Kolbenstange als Saug- und Druckstutzen und die Anordnung der Ventile am Wasserkolben, der als geteilter Hohlkolben ausgebildet ist.
In der Zeichnung ist die Pumpe in der Gesamtansicht im Längsschnitt A-B dargestellt. Der Kolben befindet sich im linken Totpunkt, direkt nach dem Umsteuervorgang. Darunter befindet sich der Schnitt C-D, der die Anordnung der Ventile am Wasserkqlben erkennen läßt.
Die Preßluft tritt bei a in die Steuerung ein, drückt den Steuerschieber b auf die Steuerfläche und gelangt durch den Kanal cl in den Zylinderraum i, drückt auf die Fläche g1 des Luftkolbens d und damit diesen nach rechts. Der Hohlzylinder des Luftkolbens gleitet über den feststehenden, von der Kolbenstange f1 und f2 in seiner Lage gehaltenen Wasserkolben I.
Durch das entstehende Vakuum im Zylinderraum 2 öffnen sich die Saugventile-el. Der Zylinderraum 2 saugt sich durch die Kolbenstange f 1, den Hohlkolbenraum II und die Ventile e1 voll Wasser. Das im Zylinderraum 4- befindliche Wasser gelangt durch die geöffneten Druckventile 12, den Hohlkolbenraum III und die Kolbenstange f2 in die Druckleitung. Der Luftkolben ä1 wandert so weit nach rechts, bis die Kante der Fläche g1 den Steuerkanal h2 (durch gestrichelte Linien angedeutet) überläuft. Durch dieses Überlaufen des Steuerkanals h2 hat die Preßluft aus dem Zylinderraum i durch den Steuerkanal h2 Zutritt zum Steuerzylinder il und drückt den Steuerkolben j nach links. Die im Steuerzylinderraum 1'2 befindliche Luft kann durch den Kanal hl, den Hohlraum IV um den Luftkolben und das Entlüftungsloch V nach außen entweichen.
Der Steuerkolben nimmt deal Muschelschieber b mit. Der Muschelschieber b gibt der bei a einströmenden Preßluft den Kanal c2 frei, und durch diesen gelangt sie in den Zylinderraum 3, während der Kanal cl durch den Muschelschieber b mit der Entlüftung k verbunden wird, und. somit kann die im Zylinderraum i befindliche Preßluft durch die Kanäle cl und k nach außen entweichen. Die durch den Kanal c2 in den Zylinderraum 3 gelangte Preßluft drückt auf die Kolbenfläche g2 und drückt den Luftkolben d nach links. Jetzt entsteht im Zylinderraum 4 ein Vakuum, und derselbe saugt sich durch die sich öffnenden Saugventile e2, den Hohlkolbenraum II und die Kolbenstange f1 voll Wasser. Das im Zylinderraum 2 beim vorherigen Hub angesaugte Wasser wird durch die sich öffnenden Druckventile 11. den Hohlkolbenraum III und die Kolbenstange f2 in die Druckleitung gedrückt.
Der Luftkolben d wandert so weit nach links, bis die Kante der Fläche g2 den Kanal hl überläuft und somit die Preßluft aus dem Zylinderraum 3 durch den Kanal hl in den Steuerzylinderraum i2 gelangen kann. Nun wiederholt sich der Umsteuervorgang im umgekehrten Sinne.
So wiederholen sich diese Vorgänge in stetigem Wechsel.
Der Wasserkolben i ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, als Hohlkolben ausgebildet und in zwei Räume so geteilt, daß das Ansaugen sowie das Drücken von beiden Kolbenseiten aus erfolgen kann. Die gegenüberliegende Anordnung der Saugventile e1 und e2 und der Druckventile 11 und 12 hat zum Vorteil, daß eine Durchspülung des gesamten Wasserkolbens erfolgen kann, keine toten Räume entstehen und eine Ablagerung des im Wasser befindlichen Schmutzes nicht erfolgen kann. Da das Umsteuern durch Überlaufen der Kanäle hl und h2 erfolgt, sind nicht mehr wie bei anderen Steuerungen dieser Art Steuerventile und Stößel oder Vorsteuerungen erforderlich. Dadurch wird die Steuerung gegen Undichtigkeiten weniger empfindlich. Diese Art des Überlaufens von Kanälen zwecks Umsteuerung ist zwar bei anderen Preßluftgeräten schon bekannt, meines Wissens aber nicht bei Pumpen.
Durch die Verwendung einer seewasserbeständigen Leichtmetallegierung bei der Herstellung des Pumpen- und Steuergehäuses würde sich z. B. das Gewicht einer Pumpe von 150 mWs theoretischer Förderleistung und einer Fördermenge von 2001/min auf, ioo kg belaufen, also nur auf den vierten bis fünften Teil des Gewichtes einer anderen Kolbenpumpe gleicher Leistung. Außerdem ist durch den einfachen Aufbau der Pumpe eine billige Produktion gewährleistet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Doppeltwirkende Hochdruckkolbenpumpe mit Druckluftantrieb, insbesondere zur Förderung von Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserkolben feststehend angeordnet ist und der Luftkolben, als Wasserdruckzylinder ausgebilde'ty den Wasserkolben umgibt.
2. Hochdruckkolbenpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugen sowie Drücken des Wassers durch die feststehende Kolbenstange und den als geteilten Hohlkolben ausgebildeten Wasserkolben geschieht.
3. Hochdruckkolbenpumpe nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bodenfläche des Wasserkolbens sowohl Saug- als auch Druckventile enthält.
4. Hochdruckkolbenpumpe nach Anspruch i, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsteuern durch Überlaufen von Druckluftkanälen durch die Kanten des Luftkolbens geschieht.