Hintergrund background
1. Technisches Gebiet 1. Technical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, die einen Kolben in einem Zylinder hin- und herbewegt. The present invention relates to a piston pump reciprocating a piston in a cylinder.
2. Beschreibung des Stands der Technik 2. Description of the Related Art
Kolbenpumpen sind zum Erzeugen von Hochdruckflüssigkeiten (z.B. Hochdruckwasser) geeignet. Kolbenpumpen werden folglich verbreitet in Vorrichtungen zur Zerspanung, zur Reinigung oder zum Entgraten mechanischer Komponenten oder zur Reinigung chemischer Vorrichtungen verwendet. Piston pumps are suitable for generating high pressure fluids (e.g., high pressure water). Piston pumps are thus widely used in devices for cutting, cleaning or deburring mechanical components or for cleaning chemical devices.
Eine Kolbenpumpe enthält typischerweise eine exzentrische Nockenscheibe oder einen Kurbelmechanismus zum Umwandeln der Drehbewegung eines Motors in eine lineare Hin- und Herbewegung. Diese Pumpe enthält Gleitlager in ihrem sich linear hin- und hergehenden Teil, wie einem Kreuzkopf des Kurbelmechanismus, und in einem Gleitstück, das in ihrem Drehmechanismus enthalten ist, wie einer Exzenterwelle. A piston pump typically includes an eccentric cam or crank mechanism for converting the rotational motion of a motor into a linear reciprocation. This pump includes plain bearings in its linear reciprocating part, such as a crosshead of the crank mechanism, and in a slider included in its rotating mechanism, such as an eccentric shaft.
Die Kolbenpumpe enthält eine Druckdichtung zwischen jedem Zylinder und ihrer hin- und hergehenden Komponente wie einem Kolben zum Ausstoßen von Hochdruckwasser. Die Druckdichtung erzeugt unter einer exzentrischen Belastung, die vom Kurbelmechanismus ausgeübt wird, und der Gleitreibung, die durch die Hin- und Herbewegung der hin- und hergehenden Komponente verursacht wird, Wärme und nutzt sich allmählich nach einer Verwendung über eine lange Zeitspanne ab. Wenn sich die Druckdichtung abnutzt, kann das Hochdruckwasser austreten, das zusammengedrückt wird, wenn sich die hin- und hergehende Komponente hin- und herbewegt. Diese setzt die Pumpe außerstande, einen vorgegebenen Druck aufrechtzuerhalten. The piston pump includes a pressure seal between each cylinder and its reciprocating component, such as a piston for discharging high pressure water. The pressure seal generates heat under an eccentric load exerted by the crank mechanism and the sliding friction caused by the reciprocation of the reciprocating component, and gradually degrades after use for a long period of time. As the pressure seal wears, high pressure water may leak out, which will compress as the reciprocating component reciprocates. This makes the pump unable to maintain a given pressure.
Um die Lebensdauer der Druckdichtung zu verlängern und den vorgegebenen Druck in einer stabilen Weise aufrechtzuerhalten, verwenden Techniken, die in der Technik bekannt sind, ein Kühlmittel, das der Druckdichtung zugeführt wird, um die Druckdichtung zu kühlen und um außerdem das Gleitstück zwischen der Druckdichtung und der hin- und hergehenden Komponente zu schmieren (siehe zum Beispiel, Anspruch 1 und 1 in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr.. 2015-158151 , nachstehend Patentliteratur 1). In order to extend the life of the pressure seal and to maintain the predetermined pressure in a stable manner, techniques known in the art employ a coolant which is supplied to the pressure seal to cool the pressure seal and also the slider between the pressure seal and lubricate the reciprocating component (see, for example, claim 1 and 1 in the unaudited Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-158151 , hereinafter Patent Literature 1).
Kurze Zusammenfassung der Erfindung Brief summary of the invention
Jedoch kann eine weniger genaue Linearbewegung eines linear hin- und hergehenden Teils, wie eines Kreuzkopfes, selbst bei effizienter Kühlung der Druckdichtung Schwingungen und Klappern verursachen. Solche Schwingungen beeinflussen die Genauigkeit der Linearbewegung der hin- und hergehenden Komponente und beschleunigen den Verschleiß der Druckdichtung. However, less accurate linear motion of a linearly reciprocating member, such as a crosshead, can cause vibration and rattle even with efficient cooling of the pressure seal. Such vibrations affect the accuracy of the linear motion of the reciprocating component and accelerate wear of the pressure seal.
Wenn das linear hin- und hergehende Teil ein Gleitlager enthält, benötigt das Gleitstück einen vorgegebenen Spalt (Zwischenraum). Durch diesen Spalt stört die exzentrische Belastung vom Kurbelmechanismus das dynamische Gleichgewicht des linear hin- und hergehenden Teils. Der Spalt für das Gleitstück senkt folglich die Genauigkeit der Linearbewegung des linear hin- und hergehenden Teils und beschleunigt den Verschleiß des Gleitstücks, und bewirkt ferner einen ungleichmäßigen Verschleiß des Gleitstücks. Das Aufrechterhalten einer genauen Linearbewegung über eine lange Zeitspanne ist folglich schwierig. When the linear reciprocating member includes a sliding bearing, the slider needs a predetermined gap (gap). Through this gap, the eccentric load from the crank mechanism disturbs the dynamic balance of the linear reciprocating part. The gap for the slider thus reduces the accuracy of the linear movement of the linear reciprocating member and accelerates the wear of the slider, and also causes uneven wear of the slider. Maintaining accurate linear motion over a long period of time is thus difficult.
Die Genauigkeit, die für die Linearbewegung der linear hin- und hergehenden Komponente angestrebt wird, wird höher, wenn der Druck des aus der Kolbenpumpe ausgestoßenen Hochdruckwassers höher wird. In einem Hochdruck-Bereitschaftszustand der Kolbenpumpe, der den Ausstoßdruck auf einem hohen Druck hält, ist der Kolben gestoppt, während er auf das Hochdruckwasser drückt. Folglich versetzt eine Inbetriebnahme mit voller Belastung aus diesem Hochdruck-Bereitschaftszustand das Gleitstück unter noch härtere Arbeitsbedingungen. In der Kolbenpumpe wird unter Hochdruckbedingungen das Gleitstück für jede Inbetriebnahme der Kolbenpumpe aus dem Bereitschaftszustand und dem Stopp unter harte Arbeitsbedingungen versetzt. Der in jedem Gleitlager enthaltene Schmierfilm kann brechen, was folglich das Gleitstück beschädigt. The accuracy that is sought for the linear motion of the linear reciprocating component becomes higher as the pressure of the high-pressure water ejected from the piston pump becomes higher. In a high pressure standby state of the piston pump, which keeps the discharge pressure at a high pressure, the piston is stopped while pressing on the high pressure water. Thus, full load startup from this high pressure standby condition places the slider under even tougher working conditions. In the piston pump, under high pressure conditions, the slider is put under hard working conditions for each startup of the piston pump from the standby state and the stop. The lubricating film contained in each sliding bearing may break, thus damaging the slider.
Die in der Patentliteratur 1 beschriebene Kolbenpumpe weist Einschränkungen der Kühlung einer Stopfbüchsenpackung (Druckdichtung) auf. Das Gleitstück kann unter den harten Arbeitsbedingungen bei Drücken von zum Beispiel 300 MPa oder mehr allmählich und kontinuierlich verschleißen. Das Aufrechterhalten der Dichtungsleistung der Stopfbüchsenpackung (Druckdichtung) über eine lange Zeitspanne ist folglich schwierig. The piston pump described in Patent Literature 1 has limitations of cooling a stuffing box packing (pressure seal). The slider may gradually and continuously wear under the severe working conditions at pressures of, for example, 300 MPa or more. Maintaining the sealing performance of the gland packing (pressure seal) over a long period of time is thus difficult.
Ein oder mehrere Aspekte der vorliegenden Erfindung sind auf eine Kolbenpumpe gerichtet, die den Abgabewirkungsgrad bei hohem Ausstoßdruck verbessert und die Lebensdauer ihrer Druckdichtung verlängert. One or more aspects of the present invention are directed to a piston pump that improves the discharge efficiency at high discharge pressure and extends the life of its pressure seal.
Ein oder mehrere Aspekte der Ausführungsformen sind auf eine Kolbenpumpe zum Ausstoßen eines Hochdruckfluids durch Hin- und Herbewegung eines Kolbens in einem Zylinder gerichtet, wobei die Kolbenpumpe aufweist:
einen Exzentermechanismus, der konfiguriert ist, eine Kreisbewegung in eine lineare Hin- und Herbewegung umzuwandeln, wobei der Exzentermechanismus aufweist:
eine Exzenterwelle,
ein Exzenterteil, das konfiguriert ist, sich integral mit der Exzenterwelle zu drehen,
einen Kreuzkopf, der mit dem Kolben gekoppelt ist,
eine Verbindungsstange, die den Kreuzkopf mit dem Exzenterteil verbindet, und
einen Linearbewegungsführungsmechanismus, der den Kreuzkopf in einer linear beweglichen Weise hält, wobei der Linearbewegungsführungsmechanismus aufweist:
einen Führungshalter, der den Kreuzkopf hält,
eine Führungsschiene, die konfiguriert ist, den Führungshalter in einer linear beweglichen Weise zu führen,
eine Radialführung, die in der Führungsschiene ausgebildet ist und sich in eine Richtung der Linearbewegung erstreckt, um eine radiale Belastung auszuüben, und
eine Linearführungsrolle, die im Führungshalter in Gleitkontakt mit der Radialführung angeordnet ist. One or more aspects of the embodiments are directed to a piston pump for ejecting a high pressure fluid by reciprocating a piston in a cylinder, the piston pump comprising:
an eccentric mechanism configured to convert a circular motion into a linear reciprocating motion, the eccentric mechanism comprising:
an eccentric shaft,
an eccentric member configured to rotate integrally with the eccentric shaft,
a crosshead coupled to the piston,
a connecting rod which connects the crosshead to the eccentric part, and
a linear motion guide mechanism that holds the crosshead in a linearly movable manner, the linear motion guide mechanism comprising:
a guide holder holding the crosshead,
a guide rail configured to guide the guide holder in a linearly movable manner,
a radial guide formed in the guide rail and extending in a direction of linear movement to apply a radial load, and
a linear guide roller, which is arranged in the guide holder in sliding contact with the radial guide.
Die Kolbenpumpe gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verbessert den Abgabewirkungsgrad bei hohem Ausstoßdruck und verlängert die Lebensdauer ihrer Druckdichtung. The piston pump according to embodiments of the present invention improves the discharge efficiency at high discharge pressure and prolongs the life of its pressure seal.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
1 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau eines Exzentermechanismus in einer Kolbenpumpe gemäß einer Ausführungsform zeigt. 1 FIG. 15 is a perspective view showing the construction of an eccentric mechanism in a piston pump according to an embodiment. FIG.
2A ist eine perspektivische Ansicht der Hauptkomponenten eines Linearbewegungsführungsmechanismus im Exzentermechanismus gemäß der Ausführungsform. 2A FIG. 15 is a perspective view of the main components of a cam excursion linear motion guide mechanism according to the embodiment. FIG.
2B ist eine Querschnittsvorderansicht der Hauptkomponenten des Linearbewegungsführungsmechanismus im Exzentermechanismus gemäß der Ausführungsform. 2 B FIG. 11 is a front cross-sectional view of the major components of the linear motion guide mechanism in the eccentric mechanism according to the embodiment. FIG.
3 ist eine Querschnittsseitenansicht, die den Aufbau der Kolbenpumpe gemäß der Ausführungsform zeigt. 3 FIG. 12 is a cross-sectional side view showing the structure of the piston pump according to the embodiment. FIG.
4 ist eine Teilquerschnittsdraufsicht, die den Aufbau der Kolbenpumpe gemäß der Ausführungsform zeigt. 4 FIG. 12 is a partial cross-sectional plan view showing the structure of the piston pump according to the embodiment. FIG.
5 ist ein Schaltplan, der die Hauptschaltungselemente zeigt, die in einer Abrasivschneidvorrichtung gemäß der Ausführungsform enthalten sind. 5 FIG. 12 is a circuit diagram showing the main circuit elements included in an abrasive cutting apparatus according to the embodiment. FIG.
6 ist eine Querschnittsvorderansicht, die den Aufbau eines Entlastungsventils in der Kolbenpumpe gemäß der Ausführungsform zeigt. 6 FIG. 10 is a front cross-sectional view showing the structure of a relief valve in the piston pump according to the embodiment. FIG.
Detaillierte Beschreibung Detailed description
Es wird nun eine Mehrzylinder-(Dreifachzylinder-)Kolbenpumpe 1 (siehe 3 und 4) gemäß einer Ausführungsform, die für eine Abrasivschneidvorrichtung 100 (siehe 5) verwendet werden soll, die eine Hochdruckfluidstrahlpumpe ist, soweit angemessen im Detail unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. It will now be a multi-cylinder (three-cylinder) piston pump 1 (please refer 3 and 4 ) according to an embodiment of an abrasive cutting device 100 (please refer 5 ), which is a high pressure fluid jet pump, as appropriate in detail with reference to Figs 1 to 6 described.
Wie in 5 gezeigt, schneidet die Abrasivschneidvorrichtung 100 ein (nicht gezeigtes) Werkstück durch Ausstoßen eines Abrasivwasserstrahls AWJ auf das Werkstück, der durch Zufügen eines Schleifmittels G zu Hochdruckwasser Q erzeugt wird. Das Hochdruckwasser Q ist ein Hochdruckfluid, das von der Kolbenpumpe 1 mit hohen Drücken von 200 MPa oder mehr zugeführt wird. As in 5 shown cuts the abrasive cutter 100 a workpiece (not shown) by ejecting an abrasive water jet AWJ to the workpiece, which is generated by adding an abrasive G to high-pressure water Q. The high pressure water Q is a high pressure fluid coming from the piston pump 1 with high pressures of 200 MPa or more is supplied.
Die Abrasivschneidvorrichtung 100 weist die Kolbenpumpe 1, einen Düsenkopf 101, ein Schaltventil 102, einen Luftsteuereinheit 103, einen numerische Steuer-(NC)Einheit 104 und eine mit der Düse zusammenhängende Rotationssteuereinrichtung 104a auf. Die Kolbenpumpe 1 erzeugt und stößt das Hochdruckwasser Q aus. Der Düsenkopf 101 stößt den Abrasivwasserstrahl AWJ aus. Das Schaltventil 102 steuert das Ein-/Ausschalten des aus dem Düsenkopf 101 ausgestoßenen Abrasivwasserstrahls AWJ. Der Abrasivwasserstrahl AWJ wird ausgestoßen, wenn das Schaltventil 102 eingeschaltet ist, und wird gestoppt, wenn das Schaltventil 102 ausgeschaltet ist. Die Luftsteuereinheit 103 steuert das Schaltventil 102. Beruhend auf dem Schalten des Schaltventils 102, steuert die mit der Düse zusammenhängende Rotationssteuereinrichtung 104a die Drehzahl eines Servomotors M1 zum Antreiben der Kolbenpumpe 1. Der Servomotor M1 ist ein Motor mit veränderlicher Drehzahl. The abrasive cutting device 100 indicates the piston pump 1 , a nozzle head 101 , On-off valve 102 , an air control unit 103 , a numerical control (NC) unit 104 and a nozzle-associated rotary controller 104a on. The piston pump 1 generates and discharges the high pressure water Q. The nozzle head 101 ejects the abrasive water jet AWJ. The switching valve 102 controls the switching on / off of the nozzle head 101 discharged abrasive water jet AWJ. The abrasive water jet AWJ is ejected when the switching valve 102 is turned on, and is stopped when the switching valve 102 is off. The air control unit 103 controls the switching valve 102 , Based on the switching of the switching valve 102 controls the nozzle-related rotation control device 104a the rotational speed of a servomotor M1 for driving the piston pump 1 , The servomotor M1 is a variable speed motor.
Der Vorgang zum Bearbeiten eines (nicht gezeigten) Werkstücks wird durch die NC-Einheit 104 programmiert, die das Schaltventil 102 in einer Weise steuert, um den Abrasivwasserstrahl AWJ auf einen Abschnitt des Werkstücks auszustoßen, der geschnitten werden soll, und das Ausstoßen des Abrasivwasserstrahls AWJ auf einen Abschnitt des Werkstücks zu stoppen, der nicht geschnitten werden soll. The process of machining a workpiece (not shown) is performed by the NC unit 104 programmed, which is the switching valve 102 in a manner to discharge the abrasive water jet AWJ to a portion of the workpiece to be cut and to stop the ejection of the abrasive water jet AWJ to a portion of the workpiece which is not to be cut.
Die mit der Düse zusammenhängende Rotationssteuereinrichtung 104a ermittelt den Einschaltzustand oder den Ausschaltzustand des Schaltventils 102 und überträgt das Ermittlungssignal zu einer Pumpensteuereinrichtung 8, die den Betrieb der Kolbenpumpe 1 steuert. Wenn das Schaltventil 102 eingeschaltet ist, treibt die mit der Düse zusammenhängende Rotationssteuereinrichtung 104a den Servomotor M1 an, um mit einer vorgegebenen hohen Drehzahl zum Schneiden zu arbeiten. Wenn das Schaltventil 102 ausgeschaltet ist, bewirkt die mit der Düse zusammenhängende Rotationssteuereinrichtung 104a entweder, dass der Servomotor M1 mit einer vorgegebenen niedrigen Drehzahl in Bereitschaft arbeitet, oder stoppt den Servomotor M1. The jet-related rotary control device 104a determines the switch-on state or the switch-off state of the switching valve 102 and transmits the detection signal to a pump controller 8th that the operation of the piston pump 1 controls. When the switching valve 102 is turned on, drives the associated with the nozzle rotation control device 104a the servo motor M1 to operate at a predetermined high speed for cutting. When the switching valve 102 is off, causes the associated with the nozzle rotation control device 104a either that the servomotor M1 is at standby at a predetermined low speed, or stops the servomotor M1.
Auf diese Weise arbeitet der Servomotor M1 mit einer geeigneten Drehzahl in Zusammenarbeit mit dem Ein-/Ausschalten des Abrasivwasserstrahls AWJ, um einen unbeabsichtigten Druckanstieg und übermäßigen Ausstoß zu verhindern. Dies erhöht den Gesamtwirkungsgrad der Kolbenpumpe 1. In this way, the servomotor M1 operates at an appropriate speed in cooperation with turning on / off the abrasive water jet AWJ to prevent unintentional pressure increase and exhaustion. This increases the overall efficiency of the piston pump 1 ,
Wie in 3 und 5 gezeigt, umfasst die Kolbenpumpe 1 eine Basis 10, einen Exzentermechanismus 2, eine Zylindereinheit 3, einen Druckspeicher 5, einen Drucksensor 51, ein Entlastungsventil 6 und die Pumpensteuereinrichtung 8. Der Exzentermechanismus 2 ist in der Basis 10 enthalten, und wandelt die Kreisbewegung in eine lineare Hin- und Herbewegung um. In der Zylindereinheit 3 werden Kolben 30 (30, 30, 30) durch den Exzentermechanismus 2 hin- und herbewegt, um Hochdruckwasser Q zu erzeugen. Der Druckspeicher 5 reguliert den Druck des aus der Zylindereinheit 3 ausgestoßenen Hochdruckwassers Q, um den Druckimpuls zu reduzieren. Der Drucksensor 51 ermittelt den Druck des durch den Druckspeicher 5 regulierten Hochdruckwassers Q. As in 3 and 5 shown includes the piston pump 1 One Base 10 , an eccentric mechanism 2 , a cylinder unit 3 , an accumulator 5 , a pressure sensor 51 , a relief valve 6 and the pump controller 8th , The eccentric mechanism 2 is in the base 10 contain, and converts the circular motion into a linear float. In the cylinder unit 3 become pistons 30 ( 30 . 30 . 30 ) by the eccentric mechanism 2 reciprocated to produce high pressure water Q. The accumulator 5 Regulates the pressure of the cylinder unit 3 ejected high-pressure water Q to reduce the pressure pulse. The pressure sensor 51 determines the pressure of the pressure accumulator 5 regulated high-pressure water Q.
Die Kolbenpumpe 1 ist eine Mehrzylinder-(Dreifachzylinder-)Pumpe, die die drei Kolben 30 (30, 30, 30) enthält, die nebeneinander angeordnet sind (siehe 4). Die Kolben 30 (30, 30, 30) weisen denselben Aufbau auf und werden folglich durch den Kolben 30 repräsentiert, es sei denn, sie sollen voneinander unterschieden werden. The piston pump 1 is a multi-cylinder (three-cylinder) pump, which is the three pistons 30 ( 30 . 30 . 30 ), which are arranged side by side (see 4 ). The pistons 30 ( 30 . 30 . 30 ) have the same structure and are consequently passed through the piston 30 unless they are to be distinguished from each other.
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Exzentermechanismus 2 eine Exzenterwelle 21, exzentrische Nockenscheiben 22 (22, 22, 22), Kreuzköpfe 23 (23, 23, 23), Verbindungsstangen 24 (24, 24, 24) und Linearbewegungsführungsmechanismen 4 (4, 4, 4). Die Exzenterwelle 21 wird durch den Servomotor M1 angetrieben (siehe 5), der ein Antriebsmotor ist. Die exzentrischen Nockenscheiben 22 (22, 22, 22) drehen sich integral mit der Exzenterwelle 21. Die Kreuzköpfe 23 (23, 23, 23) sind mit den Kolben 30 (30, 30, 30) gekoppelt. Die Verbindungsstangen 24 (24, 24, 24) verbinden die Kreuzköpfe 23 mit den exzentrischen Nockenscheiben 22. Die Linearbewegungsführungsmechanismen 4 (4, 4, 4) halten die Kreuzköpfe 23 in einer linear beweglichen Weise. As in 1 shown includes the eccentric mechanism 2 an eccentric shaft 21 , eccentric cams 22 ( 22 . 22 . 22 ), Crossheads 23 ( 23 . 23 . 23 ), Connecting rods 24 ( 24 . 24 . 24 ) and linear motion guidance mechanisms 4 ( 4 . 4 . 4 ). The eccentric shaft 21 is driven by the servo motor M1 (see 5 ), which is a drive motor. The eccentric cams 22 ( 22 . 22 . 22 ) rotate integrally with the eccentric shaft 21 , The crossheads 23 ( 23 . 23 . 23 ) are with the pistons 30 ( 30 . 30 . 30 ) coupled. The connecting rods 24 ( 24 . 24 . 24 ) connect the crossheads 23 with the eccentric cams 22 , The linear motion guidance mechanisms 4 ( 4 . 4 . 4 ) hold the crossheads 23 in a linear way.
Die Exzenterwelle 21 entspricht einem Kurbelzapfen und dreht sich (dreht sich auf ihrer Achse) um einen Mittelpunkt 21a der Exzenterwelle 21. The eccentric shaft 21 corresponds to a crankpin and turns (rotates on its axis) around a midpoint 21a the eccentric shaft 21 ,
Wie in 3 gezeigt, weist jede exzentrische Nockenscheibe 22 eine Scheibenform mit einem großen Durchmesser auf, und entspricht einem Pleuelzapfen. Die exzentrische Nockenscheibe 22 weist einen Mittelpunkt 22a auf, der von der Exzenterwelle 21 um einen Exzenterradius δ abweicht. Die exzentrische Nockenscheibe 22 dreht sich (kreist) um den Mittelpunkt 21a der Exzenterwelle 21 (Nockenscheibenachse). Die drei exzentrischen Nockenscheiben 22 (22, 22, 22) weisen bezüglich der Exzenterwelle 21 eine Phasendifferenz von 120 Grad zwischen sich auf. As in 3 shown, shows each eccentric cam 22 a disc shape with a large diameter, and corresponds to a crankpin. The eccentric cam 22 has a center point 22a on, by the eccentric shaft 21 deviates by an eccentric radius δ. The eccentric cam 22 turns (circles) around the center 21a the eccentric shaft 21 (Cam axis). The three eccentric cams 22 ( 22 . 22 . 22 ) point with respect to the eccentric shaft 21 a phase difference of 120 degrees between them.
Die Kolbenpumpe 1, die die drei gekoppelten Kolben 30 und die exzentrischen Nockenscheiben 22 aufweist, die eine Phasendifferenz von 120 Grad aufweisen, reduziert einen unstetigen oder ungleichmäßigen Ausstoß und reduziert wirksam die Pulsation. The piston pump 1 holding the three coupled pistons 30 and the eccentric cams 22 having a phase difference of 120 degrees reduces unsteady or nonuniform ejection and effectively reduces the pulsation.
Obwohl die in der vorliegenden Ausführungsform beschriebene Kolbenpumpe 1 eine Dreizylinder-Kolbenpumpe ist, um den Aufbau zu vereinfachen und die Pulsation wirksam zu reduzieren, braucht die Kolbenpumpe 1 keine Dreizylinder-Kolbenpumpe sein. Die Pumpe 1 kann eine Zweizylinder-Kolbenpumpe sein, oder kann eine Mehrzylinder-Kolbenpumpe sein, die vier oder mehr Kolben 30 aufweist, die miteinander gekoppelt sind. Die Pumpe 1 kann auch eine Einzylinder-Kolbenpumpe sein, die einen einzigen Kolben 30 umfasst. Although the piston pump described in the present embodiment 1 a three-cylinder piston pump is to simplify the structure and to effectively reduce the pulsation, the piston pump needs 1 not be a three-cylinder piston pump. The pump 1 may be a two-cylinder piston pump, or may be a multi-cylinder piston pump that has four or more pistons 30 has, which are coupled together. The pump 1 can also be a single-cylinder piston pump, which is a single piston 30 includes.
Was den Exzenterradius δ angeht, kann der Hub, der das Doppelte des Exzenterradius δ beträgt, mindestens das Sechsfache des Durchmessers des Kolbens 30 betragen. As far as the eccentric radius δ is concerned, the stroke, which is twice the eccentric radius δ, can be at least six times the diameter of the piston 30 be.
Eine Erhöhung des Hubs des Kolbens 30 erhöht die spezifische Oberfläche des Kolbens 30 beim selben Verschiebungsvolumen, und verbessert die Kühlwirkung des Kolbens 30. Dies erhöht die Kühlwirkung einer Druckdichtung 31b, die sich mit dem Kolben 30 in Kontakt befindet, und verlängert folglich die Lebensdauer der Druckdichtung 31b. An increase in the stroke of the piston 30 increases the specific surface of the piston 30 at the same displacement volume, and improves the cooling effect of the piston 30 , This increases the cooling effect of a pressure seal 31b that deals with the piston 30 In contact, and thus extends the life of the pressure seal 31b ,
Für die drei Kolben 30 weist der Exzentermechanismus 2 die drei Kreuzköpfe 23, die mit den Kolben 30 gekoppelt sind, die drei Verbindungsstangen 24 und die drei Linearbewegungsführungsmechanismen 4 auf. Diese Komponenten mit denselben Bezugsziffern weisen denselben Aufbau auf, und werden nicht redundant beschrieben. For the three pistons 30 has the eccentric mechanism 2 the three crossheads 23 that with the pistons 30 coupled, the three connecting rods 24 and the three linear motion guidance mechanisms 4 on. These components with the same reference numerals have the same structure, and are not described redundantly.
Die Kreuzköpfe 23 (23, 23, 23) werden durch den Kreuzkopf 23 repräsentiert, es sei denn, sie sollen voneinander unterschieden werden. Dasselbe gilt für die Verbindungsstangen 24 und die Linearbewegungsführungsmechanismen 4. The crossheads 23 ( 23 . 23 . 23 ) be through the crosshead 23 unless they are to be distinguished from each other. The same applies for the connecting rods 24 and the linear motion guide mechanisms 4 ,
Wie in 3 gezeigt, bewegt der Kreuzkopf 23 den Kolben 30 mit hoher Genauigkeit linear hin und her. Der Kreuzkopf 23 umfasst einen Kreuzkopfkörper 23a und eine Kreuzkopfwelle 23b. Der Kreuzkopfkörper 23a ist mit dem Kolben 30 gekoppelt. Die Kreuzkopfwelle 23b ist im Kreuzkopfkörper 23a angeordnet, und ist in einer drehbaren Weise mit der Verbindungsstange 24 gekoppelt. As in 3 shown, the crosshead moves 23 the piston 30 with high accuracy linear back and forth. The crosshead 23 includes a crosshead body 23a and a crosshead shaft 23b , The crosshead body 23a is with the piston 30 coupled. The crosshead shaft 23b is in the crosshead body 23a arranged, and is in a rotatable manner with the connecting rod 24 coupled.
Die Verbindungsstange 24 weist ein (nicht gezeigtes) kleines Ende, das mit der Kreuzkopfwelle 23b gekoppelt ist, und ein (nicht gezeigtes) großes Ende auf, das mit der exzentrischen Nockenscheibe 22 gekoppelt ist. The connecting rod 24 has a small end (not shown) connected to the crosshead shaft 23b coupled to a (not shown) large end, with the eccentric cam 22 is coupled.
Am kleinen Ende ist eine Kreuzkopfwellenwälzlager 24a im Gleitstück mit der Kreuzkopfwelle 23b angeordnet. Am großen Ende ist ein Exzenterteilwälzlager 24b im Gleitstück mit der exzentrischen Nockenscheibe 22 angeordnet. At the small end is a Phillips shaft bearing 24a in the slider with the crosshead shaft 23b arranged. At the big end is a Exzenterteilwälzlager 24b in the slider with the eccentric cam 22 arranged.
Das Kreuzkopfwellenwälzlager 24a und das Exzenterteilwälzlager 24b halten den Linearbewegungsführungsmechanismus 4, der in den Exzentermechanismus 2 eingebaut ist, und den Drehmechanismus der Verbindungsstange 24. Dies ermöglicht ein reibungsloses Gleiten durch Reduzieren des Reibungswiderstands des Gleitstücks im Drehmechanismus und ermöglicht es auch, dass die Exzenterwelle 21 unter einer Belastung aus dem Bereitschaftszustand reibungslos anläuft. Außerdem wird eine vorgegebene Vorbelastung ausgeübt, um den Gleitstückspalt zu eliminieren und um die Haltkraft des Drehmechanismus zu erhöhen. Dies verbessert die Genauigkeit der Linearbewegung des Kreuzkopfes 23. The crosshead shaft rolling bearing 24a and the eccentric part rolling bearing 24b hold the linear motion guide mechanism 4 that is in the eccentric mechanism 2 is installed, and the rotating mechanism of the connecting rod 24 , This allows smooth sliding by reducing the frictional resistance of the slider in the rotating mechanism and also allows the eccentric shaft 21 runs smoothly under a load from the standby state. In addition, a predetermined preload is applied to eliminate the Gleitstückspalt and to increase the holding force of the rotating mechanism. This improves the accuracy of the linear movement of the crosshead 23 ,
Unter harten Arbeitsbedingungen, wie einer Inbetriebnahme unter voller Belastung aus dem Hochdruck-Bereitschaftszustand, in dem die Kolbenpumpe 1 gestoppt ist, wobei der Ausstoßdruck hoch gehalten wird, reduzieren die Wälzlager, die niedrige Gleitstückreibungswiderstände aufweisen, die Belastung auf dem Motor zum Antreiben der Kolbenpumpe 1. In harsh working conditions, such as a start-up under full load from the high-pressure standby state, in which the piston pump 1 is stopped, with the discharge pressure being kept high, the rolling bearings having low slide friction resistances reduce the load on the motor for driving the piston pump 1 ,
Wie in den 2A und 2B gezeigt, umfasst der Linearbewegungsführungsmechanismus 4 einen Führungshalter 41, eine Führungsschiene 42, eine Radialführung 43 und eine Linearführungsrolle 44. Der Führungshalter 41 hält den Kreuzkopf 23. Die Führungsschiene 42 führt den Führungshalter 41 in einer linear beweglichen Weise. Die Radialführung 43 ist in der Führungsschiene 42 ausgebildet und erstreckt sich in die Richtung der Linearbewegung, um eine radiale Belastung auszuüben. Die Linearführungsrolle 44 ist im Führungshalter 41 in Gleitkontakt mit der Radialführung 43 angeordnet. As in the 2A and 2 B shown includes the linear motion guide mechanism 4 a guide holder 41 , a guide rail 42 , a radial guide 43 and a linear guide roller 44 , The leader 41 holds the crosshead 23 , The guide rail 42 guides the guide holder 41 in a linear way. The radial guide 43 is in the guide rail 42 formed and extends in the direction of linear movement to exert a radial load. The linear guide roller 44 is in the lead holder 41 in sliding contact with the radial guide 43 arranged.
Der Führungshalter 41 umfasst eine Öffnungsaussparung 41a, eine Haltenut 41b und eine Halterung 41c. Die Öffnungsaussparung 41a erstreckt sich über die Breite der Führungsschiene 42. Die Haltenut 41b ist innerhalb der Öffnungsaussparung 41a ausgebildet und hält die Linearführungsrolle 44 in einen rollbaren Weise. Die Halterung 41c befestigt den Kreuzkopf 23 (siehe 3). Der Kreuzkopf 23 ist an der Haltefläche des Führungshalters 41 befestigt. The leader 41 includes an opening recess 41a , a holding groove 41b and a holder 41c , The opening recess 41a extends over the width of the guide rail 42 , The holding groove 41b is inside the opening recess 41a trained and holds the linear guide roller 44 in a rollable way. The holder 41c attached the crosshead 23 (please refer 3 ). The crosshead 23 is on the holding surface of the guide holder 41 attached.
Die Führungsschiene 42 ist an der Basis 10 befestigt (siehe 3) und führt den Führungshalter 41 in einen linear beweglichen Weise längs der Radialführung 43. The guide rail 42 is at the base 10 attached (see 3 ) and leads the guide holder 41 in a linearly movable manner along the radial guide 43 ,
Die Radialführung 43 ist entweder eine ebene Fläche oder eine Nut. Die Linearführungsrolle 44 rollt auf der Radialführung 43 in die Hin- und Herbewegungsrichtung. The radial guide 43 is either a flat surface or a groove. The linear guide roller 44 rolls on the radial guide 43 in the float direction.
Die Linearführungsrolle 44 umfasst viele Kugeln B, die sich bewegen und umlaufen, während sie längs der Radialführung 43 unter einer vorgegebenen Vorbelastung rollen. The linear guide roller 44 includes many balls B that move and rotate as they move along the radial guide 43 roll under a given preload.
Obwohl die Linearführungsrolle 44 in der vorliegenden Ausführungsform viele Kugeln B aufweist, braucht die Linearführungsrolle 44 nicht viele Kugeln zu enthalten, sondern kann viele Rollen umfassen. Die Linearführungsrolle 44 kann geringfügige Spalte zwischen solchen Komponenten aufweisen, anstatt solche Komponenten unter eine vorgegebene Vorbelastung zu versetzen. Although the linear guide roller 44 In the present embodiment, many balls B has, needs the linear guide roller 44 not many balls to contain, but can include many roles. The linear guide roller 44 may have minor gaps between such components, rather than placing such components under a given bias.
Die Zylindereinheit 3 umfasst Zylinderkörper 31 (31, 31, 31), die Zylinderkammern 31a (31a, 31a, 31a) begrenzen, Ventilgehäuse 32 (32, 32, 32), die an den distalen Enden der Zylinderkörper 31 (31, 31, 31) angebracht sind, und einen Wasserzufuhreinheit 33, um dem Zylinderkörper 31 (31, 31, 31) Wasser W zuzuführen. The cylinder unit 3 includes cylinder body 31 ( 31 . 31 . 31 ), the cylinder chambers 31a ( 31a . 31a . 31a ), valve body 32 ( 32 . 32 . 32 ) attached to the distal ends of the cylinder body 31 ( 31 . 31 . 31 ), and a water supply unit 33 to the cylinder body 31 ( 31 . 31 . 31 ) To supply water W.
Die Zylinderkörper 31 (31, 31, 31) weisen denselben Aufbau auf und werden durch den Zylinderkörper 31 repräsentiert. Die Ventilgehäuse 32 (32, 32, 32) weisen denselben Aufbau auf und werden durch das Ventilgehäuse 32 repräsentiert. Diese Komponenten mit denselben Bezugsziffern werden nicht redundant im Detail beschrieben. The cylinder body 31 ( 31 . 31 . 31 ) have the same structure and are passed through the cylinder body 31 represents. The valve housing 32 ( 32 . 32 . 32 ) have the same structure and are through the valve body 32 represents. These components with the same reference numerals are not redundantly described in detail.
Der Zylinderkörper 31 ist am vorderen Ende der Basis 10 angebracht. Die Zylinderkammer 31a umfasst eine Druckdichtung 31b. Die Druckdichtung 31b, die den Kolben 30 in einen hin- und herbeweglichen Weise enthält, dichtet den Spalt zwischen der Zylinderkammer 31a und dem Kolben 30 ab. Die Druckdichtung 31b kann aus jeder Dichtung bestehen, die es dem Kolben 30 ermöglicht, sich hin- und herzubewegen, während sie den Spalt zwischen der Zylinderkammer 31a und dem Kolben 30 abdichtet, und wird nicht im Detail beschrieben. The cylinder body 31 is at the front end of the base 10 appropriate. The cylinder chamber 31a includes a pressure seal 31b , The pressure seal 31b that the piston 30 contains in a reciprocating manner, seals the gap between the cylinder chamber 31a and the piston 30 from. The pressure seal 31b can consist of any seal that makes it to the piston 30 allows it to move back and forth while keeping the gap between the cylinder chamber 31a and the piston 30 seals, and is not described in detail.
Das Ventilgehäuse 32 umfasst eine Ansaugöffnung 32a, ein Rückschlagventil 32b, eine Ausstoßöffnung 32c und ein Rückschlagventil 32d. Die Ansaugöffnung 32a saugt Wasser W an. Das Rückschlagventil 32b verhindert den Rückfluss des angesaugten Wassers W. Die Ausstoßöffnung 32c stößt Hochdruckwasser Q aus. Das Rückschlagventil 32d verhindert den Rückfluss des ausgestoßenen Hochdruckwassers Q. The valve housing 32 includes a suction port 32a , a check valve 32b , an ejection opening 32c and a check valve 32d , The intake opening 32a sucks in water W. The check valve 32b prevents the return of the sucked water W. The discharge opening 32c ejects high-pressure water Q The check valve 32d prevents the backflow of the expelled high-pressure water Q.
Die Wasserzufuhreinheit 33 umfasst einen Speisewassertank 33a und eine Speisewasserpumpe 33b. Der Speisewassertank 33a speichert Wasser W, das durch die Zylindereinheit 3 als ein Abrasivwasserstrahl AWJ ausgestoßen werden soll (siehe 5). Die Speisewasserpumpe 33b liefert Wasser W aus dem Speisewassertank 33a an die Zylindereinheit 3. The water supply unit 33 includes a feedwater tank 33a and a feedwater pump 33b , The feedwater tank 33a stores water W passing through the cylinder unit 3 as an abrasive water jet AWJ is to be ejected (see 5 ). The feed water pump 33b delivers water W from the feedwater tank 33a to the cylinder unit 3 ,
Der Exzentermechanismus 2 zum Umwandeln der Kreisbewegung in eine lineare Hin- und Herbewegung bewegt den Kolben 30 in den Zylinderkammern 31a hin- und her. Jede Umdrehung der Exzenterwelle 21 bewirkt, dass jeder Kolben 30 das Hochdruckwasser Q durch seine Ausstoßöffnung 32c mit einer Phasendifferenz von 120 Grad ausstößt. The eccentric mechanism 2 for converting the circular motion into a linear reciprocating motion moves the piston 30 in the cylinder chambers 31a back and forth. Every revolution of the eccentric shaft 21 causes each piston 30 the high-pressure water Q through its discharge port 32c with a phase difference of 120 degrees.
Insbesondere wenn der Servomotor M1 (siehe 5) die Exzenterwelle 21 antreibt, drehen sich die die exzentrischen Nockenscheiben 22 (22, 22, 22) mit der Exzenterwelle 21 jeweils mit einer Phasendifferenz von 120 Grad. Die Drehung jeder exzentrischen Nockenscheibe 22 bewirkt die lineare Hin- und Herbewegung des entsprechenden Kreuzkopfes 23 mit der Verbindungsstange 24, die dann den Kolben 30 linear hin- und herbewegt. In particular, when the servomotor M1 (see 5 ) the eccentric shaft 21 drives, the eccentric cams rotate 22 ( 22 . 22 . 22 ) with the eccentric shaft 21 each with a phase difference of 120 degrees. The rotation of each eccentric cam 22 causes the linear reciprocation of the corresponding crosshead 23 with the connecting rod 24 then the piston 30 linearly reciprocated.
Die Rückwärtsbewegung des Kolbens 30 erzeugt einen negativen Druck in der Zylinderkammer 31a, um der Zylinderkammer 31a durch die Ansaugöffnung 32a mit der Speisewasserpumpe 33b Wasser W zuzuführen. The backward movement of the piston 30 creates a negative pressure in the cylinder chamber 31a to the cylinder chamber 31a through the intake opening 32a with the feedwater pump 33b To supply water W.
Der Druckspeicher 5 speichert den Druck des aus der Ausstoßöffnung 32c ausgestoßenen Hochdruckwassers Q und setzt den Druck geeignet frei. Der Druckspeicher 5 reduziert auch die Pulsation der Dreizylinderpumpe, die die drei gekoppelten Kolben 30 enthält. Der Druckspeicher 5 ist nicht auch eine bestimmte Vorrichtung beschränkt. The accumulator 5 stores the pressure of the discharge port 32c ejected high-pressure water Q and releases the pressure suitable. The accumulator 5 also reduces the pulsation of the three-cylinder pump, which is the three coupled pistons 30 contains. The accumulator 5 is not limited to a specific device.
Der Drucksensor 51 ermittelt den Druck des durch den Druckspeicher 5 regulierten Hochdruckwassers Q. The pressure sensor 51 determines the pressure of the pressure accumulator 5 regulated high-pressure water Q.
Wie in 6 gezeigt, umfasst das Entlastungsventil 6 einen Einlass 61, einen Auslass 62, einen Ventilsitz 63, ein Ventil 64 und einen Zylinderkolbenmechanismus 65. Der Einlass 61 nimmt das Hochdruckwasser Q auf. Der Auslass 62 gibt das durch den Einlass 61 aufgenommene Hochdruckwasser Q ab. Der Ventilsitz 63 steht mit dem Auslass 62 und dem Einlass 61 in Verbindung. Das Ventil 64 ist relativ zum Ventilsitz 63 vorwärts und rückwärts beweglich, um den Auslass 62 zu schließen oder zu öffnen. Der Zylinderkolbenmechanismus 65 bewegt das Ventil 64 rückwärts oder vorwärts mit Druckluft A1 hin- und her, die von einer von einer Luftquelle A geliefert wird, um den Auslass 62 zu schließen oder zu öffnen. As in 6 shown, includes the relief valve 6 an inlet 61 , an outlet 62 , a valve seat 63 , a valve 64 and a cylinder piston mechanism 65 , The inlet 61 takes the high pressure water Q on. The outlet 62 gives that through the inlet 61 absorbed high-pressure water Q from. The valve seat 63 stands with the outlet 62 and the inlet 61 in connection. The valve 64 is relative to the valve seat 63 moving forward and backward to the outlet 62 to close or open. The cylinder piston mechanism 65 moves the valve 64 backward or forward with compressed air A1 supplied from one of an air source A to the outlet 62 to close or open.
Wenn der Auslass 62 geschlossen ist, kann eine Rotationssteuereinrichtung 81 für den Servomotor M1 den Druck des Hochdruckfluids auf einen vorgegebenen Solldruckwert regeln. Der Auslass 62 wird schnell geöffnet, wenn der Vorgang endet oder wenn sich der Druck eines Hochdruckfluids infolge zum Beispiel einer Düsenverstopfung übermäßig erhöht. If the outlet 62 is closed, a rotation control device 81 for the servo motor M1 regulate the pressure of the high pressure fluid to a predetermined target pressure value. The outlet 62 is opened quickly when the process ends or when the pressure of a high pressure fluid increases excessively due to, for example, nozzle clogging.
Der Zylinderkolbenmechanismus 65 umfasst einen festen Zylinder 65a, einen Kolben 65b, eine Rückholfeder 65c, ein Druckregelventil 65d und einen Luftzufuhranschluss 65e. Der Zylinder 65a ist am Ventilsitz 63 befestigt. Der Kolben 65b ist im Zylinder 65a in einer hin- und herbeweglichen Weise angeordnet. Die Rückholfeder 65c spannt den Kolben 65b rückwärts vor. Das Druckregelventil 65d regelt den Druck der Druckluft A1. Der Luftzufuhranschluss 65e ermöglicht eine Vorwärtsbewegung des Kolbens 65b. Das Ventil 64 ist am distalen Ende des Kolbens 65b angeordnet. Die Druckluft A1 wird zugeführt, um den Kolben 65b rückwärts und vorwärts zu bewegen, und um folglich das Ventil 64 rückwärts und vorwärts zu bewegen. The cylinder piston mechanism 65 includes a solid cylinder 65a , a piston 65b , a return spring 65c , a pressure control valve 65d and an air supply port 65e , The cylinder 65a is at the valve seat 63 attached. The piston 65b is in the cylinder 65a arranged in a reciprocating manner. The return spring 65c tenses the piston 65b backward forward. The pressure control valve 65d regulates the pressure of the compressed air A1. The air supply connection 65e allows forward movement of the piston 65b , The valve 64 is at the distal end of the piston 65b arranged. The compressed air A1 is supplied to the piston 65b to move backwards and forwards, and consequently the valve 64 move backwards and forwards.
Das Druckregelventil 65d kann den eingestellten Druck regeln, was es dem Entlastungsventil 6 ermöglicht, als ein Sicherheitsventil zu dienen. The pressure control valve 65d can regulate the set pressure, giving it the relief valve 6 allows to serve as a safety valve.
Der Zylinderkolbenmechanismus 65 nimmt Druckluft A1 auf, die durch die Pumpensteuereinrichtung 8 durch den Luftzufuhranschluss 65e zugeführt wird, und speist die Druckluft A1 in den Zylinder 65a ein, um den Kolben 65b vorwärts zu bewegen. Wenn die Druckluft A1 aus dem Zylinder 65a freigesetzt wird, bewegt die Rückholfeder 65c den Kolben 65b rückwärts. Der Kolben 65b wird vorwärts bewegt, um den Auslass 62 zu schließen. Der Kolben 65b wird rückwärts bewegt, um den Auslass 62 zu öffnen (siehe 6). Das Hochdruckwasser Q wird ausgestoßen. Das Entlastungsventil 6 dient folglich als ein Ablassventil. The cylinder piston mechanism 65 receives compressed air A1 flowing through the pump control device 8th through the air supply connection 65e is supplied, and feeds the compressed air A1 into the cylinder 65a one to the piston 65b to move forward. When the compressed air A1 is out of the cylinder 65a is released, moves the return spring 65c the piston 65b backward. The piston 65b is moved forward to the outlet 62 close. The piston 65b is moved backwards to the outlet 62 to open (see 6 ). The high pressure water Q becomes pushed out. The relief valve 6 thus serves as a drain valve.
Wenn die Aufwärtskraft des Hochdruckwassers Q die Schubkraft des Ventils 64 überschreitet, die durch den eingestellten Luftdruck verursacht wird, fließt das Hochdruckwasser Q durch den Auslass 62 heraus. Das Entlastungsventil 6 dient folglich als ein Sicherheitsventil. Das Einstellen eines geeigneten Luftdrucks der Druckluft ermöglicht es, dass das Entlastungsventil 6 als ein Sicherheitsventil dient. Diese schützt die Kolbenpumpe und die Abrasivschneidvorrichtung vor einem übermäßigen Druck. When the upward force of the high-pressure water Q, the thrust force of the valve 64 exceeds, which is caused by the set air pressure, the high-pressure water Q flows through the outlet 62 out. The relief valve 6 thus serves as a safety valve. Setting a suitable air pressure of the compressed air allows the relief valve 6 serves as a safety valve. This protects the piston pump and the abrasive cutter from excessive pressure.
Die Pumpensteuereinrichtung 8 umfasst eine Rotationssteuereinrichtung 81 zum Steuern des Betriebs der Kolbenpumpe 1 und der Drehzahl des Servomotors M1. The pump control device 8th comprises a rotation control device 81 for controlling the operation of the piston pump 1 and the rotational speed of the servomotor M1.
Die Rotationssteuereinrichtung 81 vergleicht den durch den Drucksensor 51 ermittelten Druck des Hochdruckwassers Q mit dem vorgegebenen Solldruckwert, und steuert die Drehzahl des Servomotor M1 durch eine Rückkopplungsregelung. The rotation control device 81 compares this with the pressure sensor 51 determined pressure of the high-pressure water Q with the predetermined target pressure value, and controls the rotational speed of the servo motor M1 by a feedback control.
Die Rückkopplungsregelung der Drehzahl des Servomotor M1 ermöglicht eine präzise Kontrolle zum Erzielen der Drehzahl, die für die Durchflussgeschwindigkeit des Hochdruckwassers Q geeignet ist, während sie den Solldruck aufrechterhält. The feedback control of the rotational speed of the servo motor M1 enables a precise control for obtaining the rotational speed suitable for the flow rate of the high-pressure water Q while maintaining the target pressure.
Die vorteilhaften Effekte der Abrasivschneidvorrichtung 100, die die Kolbenpumpe 1 mit dem Aufbau gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufweist, werden nun hauptsächlich unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. The beneficial effects of the abrasive cutter 100 that the piston pump 1 having the structure according to the present embodiment will now be described mainly with reference to FIG 5 described.
Die Abrasivschneidvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch die mit der Düse zusammenhängende Rotationssteuereinrichtung 104a gesteuert, um den Servomotor M1 mit einer vorgegebenen hohen Drehzahl für einen Abschnitt eines Werkstücks zu betreiben, der geschnitten werden soll, und um den Servomotor M1 für einen Abschnitt des Werkstücks, der nicht geschnitten werden soll, entweder zu stoppen oder mit einer vorgegebenen niedrigen Drehzahl zu betreiben. Diese Steuerung ermöglicht es, dass das Hochdruckwasser Q einen ausreichend hohen Druck für den Werkstückabschnitt aufweist, der geschnitten werden soll, und verhindert einen überflüssigen Druckanstieg oder übermäßigen Ausstoß für den Werkstückabschnitt, der nicht geschnitten werden soll. Dies reduziert die Belastung der Kolbenpumpe 1 und erhöht ihren Gesamtwirkungsgrad. The abrasive cutting device 100 According to the present embodiment, the rotation control means associated with the nozzle becomes 104a in order to operate the servomotor M1 at a predetermined high speed for a portion of a workpiece to be cut and to either stop the servomotor M1 for a portion of the workpiece which is not to be cut or at a predetermined low speed to operate. This control allows the high-pressure water Q to have a sufficiently high pressure for the workpiece portion to be cut, and prevents unnecessary pressure increase or overflow for the workpiece portion which is not to be cut. This reduces the load on the piston pump 1 and increases their overall efficiency.
Die Linearführungsrolle 44 ist im Führungshalter 41 in Gleitkontakt mit der Radialführung 43 angeordnet. Der Führungshalter 41 wird folglich auf der Führungsschiene 42 mit dem Wälzlager gehalten. Das Wälzlager optimiert den Gleitstückspalt und hält den Kreuzkopf 23 genauer in einer linear beweglichen Weise, als wenn der Kreuzkopf 23 durch ein Gleitlager gehalten wird. The linear guide roller 44 is in the lead holder 41 in sliding contact with the radial guide 43 arranged. The leader 41 will therefore be on the guide rail 42 held with the rolling bearing. The rolling bearing optimizes the slider gap and holds the crosshead 23 more precisely in a linearly movable manner than when the crosshead 23 is held by a sliding bearing.
Obwohl zum Beispiel das Gleitlager einen vorgegebenen Spalt für sein Gleitstück benötigt, eliminiert die Linearführungsrolle 44 den Spalt durch Reduzieren des Gleitreibungswiderstands, während sie ein reibungsloses Gleiten aufrechterhält, oder verbessert die Genauigkeit der Linearbewegung des Kreuzkopfes 23 durch Ausüben einer vorgegebenen Vorbelastung, um die Haltkraft zu erhöhen und die Stabilität zu verbessern. For example, although the sliding bearing requires a predetermined gap for its slider, the linear guide roller eliminates 44 the gap by reducing the Gleitreibungswiderstands while maintaining a smooth sliding, or improves the accuracy of the linear movement of the crosshead 23 by applying a predetermined preload to increase the holding force and improve the stability.
Wenn sich die Radialführung 43 in Gleitkontakt mit der Linearführungsrolle 44 befindet, unterstützt die Radialführung 43 vertikale, horizontale und insbesondere radiale unsymmetrische Belastungen auf den Kreuzkopf 23. Diese hält die Genauigkeit der Linearbewegung des Kreuzkopfes 23 in einer stabilen Weise aufrecht. When the radial guide 43 in sliding contact with the linear guide roller 44 located, supports the radial guidance 43 vertical, horizontal and especially radial unbalanced loads on the crosshead 23 , This keeps the accuracy of the linear movement of the crosshead 23 upright in a stable way.
Auf diese Weise verbessert die Kolbenpumpe 1 in der vorliegenden Ausführungsform die Genauigkeit der Linearbewegung des Kreuzkopfes 23 und ermöglicht es folglich, dass sich der Kolben 30 linear mit Präzision hin- und herbewegt. Dies verbessert den Abgabewirkungsgrad der Pumpe, verlängert die Lebensdauer der Druckdichtung 31b erhöht den Ausstoßdruck. In this way, the piston pump improves 1 in the present embodiment, the accuracy of the linear movement of the crosshead 23 and thus allows the piston 30 linearly reciprocated with precision. This improves the discharge efficiency of the pump, extends the life of the pressure seal 31b increases the discharge pressure.
Obwohl die Erfindung beruhend auf den Ausführungsformen beschrieben worden sind, können Ausführungsformen verschiedenartig modifiziert werden. Although the invention has been described based on the embodiments, embodiments may be variously modified.
Obwohl zum Beispiel die Kolbenpumpe 1 in der Abrasivschneidvorrichtung 100 in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, kann die Kolbenpumpe 1 in verschiedenen Vorrichtungen verwendet werden, um das Hochdruckwasser Q zur Reinigung oder zum Entgraten auszustoßen. Although, for example, the piston pump 1 in the abrasive cutter 100 is used in the present embodiment, the piston pump 1 be used in various devices to eject the high-pressure water Q for cleaning or deburring.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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1 1
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Kolbenpumpe piston pump
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2 2
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Exzentermechanismus eccentric
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3 3
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Zylindereinheit cylinder unit
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4 4
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Linearbewegungsführungsmechanismus Linear motion guide mechanism
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5 5
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Druckspeicher accumulator
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6 6
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Entlastungsventil relief valve
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8 8th
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Pumpensteuereinrichtung Pump controller
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21 21
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Exzenterwelle eccentric shaft
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22 22
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exzentrische Nockenscheibe (Exzenterteil) eccentric cam disc (eccentric part)
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23 23
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Kreuzkopf Phillips
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24a 24a
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Kreuzkopfwellenwälzlager Phillips shaft bearings
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24b 24b
-
Exzenterteilwälzlager Exzenterteilwälzlager
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30 30
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Kolben piston
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31a 31a
-
Zylinderkammer cylinder chamber
-
31b 31b
-
Druckdichtung pressure seal
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32 32
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Ventilgehäuse valve housing
-
32a 32a
-
Ansaugöffnung suction
-
32c 32c
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Ausstoßöffnung discharging port
-
41 41
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Führungshalter guide holder
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42 42
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Führungsschiene guide rail
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43 43
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Radialführung radial guide
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44 44
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Linearführungsrolle Linear leadership
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51 51
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Drucksensor pressure sensor
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61 61
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Einlass inlet
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62 62
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Auslass outlet
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63 63
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Ventilsitz valve seat
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64 64
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Ventil Valve
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65 65
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Zylinderkolbenmechanismus Cylinder piston mechanism
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65a 65a
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Zylinder cylinder
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65b 65b
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Kolben piston
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65d 65d
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Druckregelventil Pressure control valve
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65e 65e
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Luftzufuhranschluss Air supply port
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81 81
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Rotationssteuereinrichtung Rotation control device
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100 100
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Abrasivschneidvorrichtung Abrasivschneidvorrichtung
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101 101
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Düsenkopf nozzle head
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102 102
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Schaltventil switching valve
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103 103
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Luftsteuereinheit Air control unit
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104 104
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NC-Einheit NC unit
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104a 104a
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Mit der Düse zusammenhängende Rotationssteuereinrichtung Nozzle-related rotary control device
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A1 A1
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Druckluft compressed air
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M1 M1
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Servomotor servomotor
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Q Q
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Hochdruckwasser High pressure water
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W W
-
Wasser water
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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JP 2015-158151 [0005] JP 2015-158151 [0005]
