DE1810360C3 - Liquid pump - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpe, bestehend aus wenigstens einem zylindrischen Gehäuse, das zwischen zwei je ein Rückschlagventil enthaltenden Stirnwänden angeordnet ist und in konzentrischer Anordnung einen elastomeren Ring enthält, der in Ringnuten einer Stirnwand sowie einer axial bewegli· chen Druckscheibe gehalten ist.The invention relates to a liquid pump consisting of at least one cylindrical housing which is arranged between two end walls each containing a check valve and in a concentric manner Arrangement contains an elastomeric ring which is axially moveable in the annular grooves of an end wall. Chen thrust washer is held.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebene Flüssigkeitspumpe so auszubilden, daß sie bei verbesserter Leistung und Standfestigkeit frei ist von gleitenden Teilen, die eine Schmierung erfordern würden.The invention is based on the object of designing the liquid pump described above in such a way that that it is free of sliding parts with improved performance and stability Would require lubrication.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß konzentrisch zu dem außenliegenden elastomeren Ring ein elastomerer Innenring angeordnet ist, beide Ringe eine ringförmige, zum Auslaß hin offene Pumpenkammer bilden und der Innenring in Ringnuten eines Innenzylinders sowie der axial beweglichen, ringförmig ausgebildeten Druckscheibe gehalten ist, und daß /wischen dem elastoTieren Außenring und dem Außenzylinder, zwischen dem elastomeren Innenring und dem Innenzylin· der sowie zwischen der axial beweglichen Druckscheibe und einer Ringplatte eine Druckkammer freibleibt, der pulsierend ein Antriebsdruckmittel zugeführt wird.This object is achieved in that an elastomeric ring is concentric with the outer elastomeric ring Inner ring is arranged, both rings an annular, open to the outlet pump chamber form and the inner ring in annular grooves of an inner cylinder and the axially movable, ring-shaped Thrust washer is held, and that / wipe the elastoTieren outer ring and the outer cylinder, between the elastomer inner ring and the inner cylinder as well as between the axially movable thrust washer and a pressure chamber remains free of an annular plate, to which a drive pressure medium is fed in a pulsating manner.
Es ist bereits eine Pumpe bekannt, welche eine Kammer mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung fto aufweist, die jeweils mit einem Rückschlagventil versehen sind. In der Kammer ist ein Ring aus einem elastomeren Material angeordnet, der mit seiner einen Stirnseite an einer kammerfesten Fläche und mit seiner anderen Stirnseite an einer Druckscheibe abdichtend ft5 anliegt. Auf die Druckscheibe wird mit Hilfe eines Exzenters periodisch ein Druck ausgeübt, wodurch der elastomere Ring axial zusammengedrückt und so eine Druckerhöhung hervorgerufen wird, die das auslaßseitige Rückschlagventil öffnet. Nach Aufheben des Drucks durch den Exzenter auf die Druckscheibe geht diese infolge der Rückstellkräfte des elastomeren Ringes in ihre Ausgangstage zurück, wobei sich das einlaßseitige Rückschlagventil öffnet und das zu pumpende Medium einströmt. Der Einlaß- und Auslaßkanal sind rechtwinklig zueinander angeordnet (US-PS S2 70 684). Diese bekannte Pumpe hat den Nachteil, daß sie infolge des mechanischen Antriebs verschleißanfällig ist und infolge der rechtwinkligen Anordnung von Einlaß- und Auslaßkanal auf der gleichen Seite der Pumpe ein Durchströmen der Pumpe nicht möglich ist und der Strömungswiderstand infolge der rechtwinkligen Zuordnung der Kanäle relativ hoch ist.A pump is already known which has a chamber with an inlet and an outlet opening fto, each of which is provided with a check valve. A ring made of an elastomeric material is arranged in the chamber, one end face of which rests against a surface fixed to the chamber and the other end face rests against a pressure disk in a sealing manner. A pressure is exerted periodically on the pressure disc with the aid of an eccentric, whereby the elastomeric ring is axially compressed and thus a pressure increase is caused which opens the check valve on the outlet side. After the pressure is released by the eccentric on the pressure disk, the latter returns to its starting point as a result of the restoring forces of the elastomeric ring, the inlet-side check valve opening and the medium to be pumped flowing in. The inlet and outlet channels are arranged at right angles to each other (US-PS S2 70 684). This known pump has the disadvantage that it is susceptible to wear due to the mechanical drive and due to the right-angled arrangement of the inlet and outlet channels on the same side of the pump a flow through the pump is not possible and the flow resistance is relatively high due to the right-angled assignment of the channels .
Eine weitere bekannte Pumpe besteht aus einem zylindrischen Gehäuse, das von Stirnwänden abgeschlossen ist, die gleichsinnig wirkende Rückschlagventile enthalten. Im Inneren des Gehäuses sind gleichachsig wenigstens zwei axial verformbare Ringe aus elastomerem Material angeordnet, die sich an der Innenseite der Stirnwand und an einer Druckscheibe bzw. an zwei voneinander im Abstand angeordneten Druckscheiben abstützen. Jede Druckscheibe ist quer zur Gehäuseachse von einer Welle durchsetzt, die einen Exzenter aufweist, der bei drehender Welle fur eine Hin- und Herbewegung der Druckscheibe innerhalb des Gehäuses sorgt. |ede Druckscheibe hat ferner axiale Durchlässe, die von einem auslaßseitigen Rückschlug ventil verschließbar sind. Wenn durch die Exzenter auf der Welle eine Druckscheibe in Richtung des Gehäuse auslasses verschoben wird, wird durch diesen, vom Exzenter festgelegten Hub der zwischen der Auslaßseite und der Druckscheibe angeordnete Ring aus elastomerem Material zusammengedrückt, wodurch das Volumen innerhalb dieses Ringes verringert und der Druck erhöht wird, so daß das Auslaßventil öffnet und Medium gefördert wird. Bei dieser Bewegung der Druckscheibe wird gleichzeitig das Volumen der Kammer vergrößert, die von dem mit der anderen Seite der Druckscheibe verbundenen Ring aus elastomerem Material umschlossen wird, der dabei gedehnt wird. Dadurch entsteht in dieser Kammer ein Unterdruck, der zum öffnen des einlaßseitigen Rückschlagventils führt. Wenn die Exzenter auf der Welle die Druckscheibenach Abschluß dieses Pump- bzw. Ansaughubes wieder in Richtung des Einlasses zurückbewegen, wird das Volumen der einlaßseitigen Kammer verringert, das Rückschlagventil am Einlaß schließt und durch die Druckerhöhung öffnet sich das Ventil an den axialen Durchlaßkanälen der Druckscheibe, so daß Medium durch die Druckscheiben hindurchströmen kann und den Raum in der auslaßseitigen Kammer ausfüllt, der durch die Bewegung der Druckscheibe in Richtung des Einlasses frei wird (US-PS 31 64 100). Diese Pumpe ermöglicht /war ein axiales Durchströmen und läßt auch die axiale Hintercinanderanordnung mehrerer durch Druckscheiben getrennter Ringe zu, hat jedoch den Nachteil, daß die Druckscheiben alle mechanisch angetrieben werden, was die Verwendung verschleißbehafteter Teile bedingt und aufwendige Antriebselemente erfordert. Da außerdem die axialen Durchlässe einer jeden Druckscheibe von einem Rückschlagventil verschlossen sind, ist ein Umströmen dieser Rückschlagventile in ihrer vom Sitz abgehobenen Stellung erforderlich, wodurch ein zu Lasten der Pumpenenergie gehender Strömungswiderstand vorhanden ist. Schließlich muß jede Druckscheibe sowohl in Richtung desAnother known pump consists of a cylindrical housing which is closed off by end walls which contain check valves acting in the same direction. Inside the case are equiaxed at least two axially deformable rings made of elastomeric material are arranged on the Inside of the end wall and on a thrust washer or on two spaced apart Support pressure washers. Each thrust washer is traversed by a shaft transversely to the housing axis Has eccentric which when the shaft rotates for a reciprocating movement of the thrust washer within the Housing ensures. Each thrust washer also has axial passages that lead from a non-return valve on the outlet side valve are closable. When the eccentric on the shaft pushes a thrust washer towards the housing outlet is shifted, is through this, from Eccentric fixed stroke of the ring arranged between the outlet side and the pressure disc elastomeric material compressed, which reduces the volume within this ring and the Pressure is increased so that the outlet valve opens and medium is conveyed. With this movement the Pressure washer will simultaneously increase the volume of the chamber that of the one with the other side the pressure disc connected ring of elastomeric material is enclosed, which is stretched in the process. This creates a negative pressure in this chamber, which leads to the opening of the check valve on the inlet side. When the eccentric on the shaft pushes the thrust washer back into Moving back towards the inlet, the volume of the inlet-side chamber is reduced, the The check valve at the inlet closes and the pressure increase opens the valve at the axial one Passage channels of the pressure disk, so that medium can flow through the pressure disks and the space in the outlet-side chamber fills, which is caused by the movement of the pressure disc in the direction of the The inlet is free (US-PS 31 64 100). This pump enables / was an axial flow and also allows the axial back-to-back arrangement of several Pressure washers of separate rings, however, has the disadvantage that the pressure washers are all mechanical be driven, which requires the use of wear-prone parts and expensive drive elements requires. In addition, the axial passages of each thrust washer are closed by a check valve are, is a flow around these check valves in their lifted position from the seat required, which results in a flow resistance at the expense of the pump energy. In the end each thrust washer must be in the direction of the
Auslasses als auch in Richtung des Einlasses mechanisch bewegt werden; eine direkte Ausnutzung eventuell vorhandener Rückstellkräfte aufgrund des verwendeten Ringmaterials erfolgt nicht.The outlet as well as being moved mechanically in the direction of the inlet; a direct exploitation possibly existing restoring forces due to the ring material used do not occur.
Zum Stand der Technik gehören veiterhin Wellrohrpumpen, die durch Anlegen von Vakuum oder Überdruck, beispielsweise dun.n Absaugen von Luft oder durch Zuführen von Druckluft, betätigt werden. Eine solche Pumpe hat den Nachteil, daß die Durchflußrichtung des zu fördernden Mediums wechseit. Bei solchen Pumpen ist es bekannt, für die Hubbegrenzung mit Schaltern zusammenwirkende, an einem axial bewegten Pumpenteil außerhalb des Pumpengehäuses sitzende Anschläge zu verwenden (GB-PS 8 98 750). Demgegenüber ist die Pumpe nach der Erfindung dahingehend vorteilhaft, daß sie eine gleichbleibende Durchflußrichtung aufweist, frei ist von mechanisch bewegten, reibenden Antriebsteilen und außerdem baukastenartig aus mehre, en der beschriebenen Einheiten zusammengesetzt werden kann.Corrugated pipe pumps also belong to the state of the art, by applying a vacuum or overpressure, for example by sucking off air or by supplying compressed air. Such a pump has the disadvantage that the Direction of flow of the medium to be conveyed alternates. In such pumps it is known for Stroke limitation with switches cooperating on an axially moving pump part outside the Pump housing seated stops should be used (GB-PS 8 98 750). In contrast, the pump is after the invention advantageous in that it has a constant flow direction, is free of mechanically moved, frictional drive parts and also a modular system made up of several s of the ones described Units can be put together.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Flüssigkeitspumpe im Axialschnitt dargestellt.In the drawing, an embodiment of the liquid pump is shown in axial section.
Die zylindrisch geformte Flüssigkeitspumpe besteht aus zwei glockenförmigen Stirnwänden 10 und 11 mn Einlaß 14 und Auslaß 18 sowie drei zylindrischen Gehäusen 12, die axial aneinanderliegen und durch Schraubenbolzen 13 gegeneinander verspannt sind. Innerhalb der ersten glockenförmigen Stirnwand 10 ist ein Rückschlagventil vorgesehen, das aus einem Stützarm 17 mit Feder 16 für den Ventilteller J5 besteht, dem am Einlaß 14 ein Sitz zugeordnet ist.The cylindrically shaped liquid pump consists of two bell-shaped end walls 10 and 11 mn Inlet 14 and outlet 18 and three cylindrical housings 12 which are axially adjacent and through Screw bolts 13 are braced against one another. Inside the first bell-shaped end wall 10 is a check valve is provided, which consists of a support arm 17 with spring 16 for the valve disc J5, a seat is assigned to the inlet 14.
Innerhalb der zweiten glockenförmigen Stirnwand 11 ist zwischen dem Auslaß 18 und dem benachbarten Gehäuse 12 eine Ringplatte 21 mit mittiger Auslaßöffnung 20 angeordnet. Ferner ist ein Rückschlagventil vorgesehen, das aus einem Stützarm 23 mit Feder 22 für den Ventilteller 19 besteht, dem am Auslaß 20 der Ringplatte 21 ein Sitz zugeordnet ist.Inside the second bell-shaped end wall 11 is between the outlet 18 and the adjacent housing 12, an annular plate 21 with a central outlet opening 20 arranged. Furthermore, a check valve is provided, which consists of a support arm 23 with a spring 22 for the valve disk 19 consists, which is assigned a seat at the outlet 20 of the ring plate 21.
Jedes der Pumpengehäuse 12 besieht aus einem Außenzylinder 24 mit radial nach innen gerichtetem Ringflansch 25 am auslaßseitigen Ende, einem konzentrisch dazu angeordneten Innenzylinder 26 mit radial nach außen gerichtetem Ringflansch 27 am auslaßseitigen Ende, wobei die Flansche 25 und 27 in derselben radialen Ebene liegen, sowie aus einer Ringplatte 28, die abdichtend an der Einlaßseite des Außenzylinders 24 und des Innenzylinders 26 anliegt. Der Außendurchmesser der Ringp.atte 28 entspricht dem Außendurchmesser des Außenzylinders 24. Der Außenzylinder 24 hat auf beiden Stirnseiten Ringschultern 29, denen entsprechende Ringvorsprünge 30 der zugehörigen Ringplatten 28 zur radialen Fluchtung zugeordnet sind. Der Innenumfang jeder Ringplatte 28 ist mit dem einlaßseitigen Ende des Innenzylinders 26 verschweißt. Im Inneren der von dem Außeniylinder 24 und dem Innenzylinder 26 gebildeten Ringkammer ist neben der Ringplatte 28 eine ringförmige Druckscheibe 31 axial versciiieblich angeordnet, die eine Kammer 44 freiläßt. Die Druckscheibe 31 hat im Bereich des Innenzylinders 26 auf ihrer auslaßseitigen Fläche zwei ringförmige Vorsprünge 33, die ringförmigen Vorsprüngen 35 des an. Innenzylinder 26 befestigten Ringflansches 27 gegenüberliegen. Zwischen den Vorsprüngen 33 und 35, d. h. zwischen Ringnuten, ist ein Innenring aus elastomerem Material gehalten, der durch einen starren Verstärkungsring 36 in zwei Abschnitte 32 und 34 unterteilt ist.Each of the pump housings 12 consists of an outer cylinder 24 with a radially inwardly directed Ring flange 25 at the outlet end, an inner cylinder 26 arranged concentrically to it with a radial outwardly directed annular flange 27 at the outlet end, the flanges 25 and 27 in the same radial plane, as well as from an annular plate 28, which sealingly on the inlet side of the outer cylinder 24 and the inner cylinder 26 is applied. The outside diameter of the ring plate 28 corresponds to the outside diameter of the outer cylinder 24. The outer cylinder 24 has ring shoulders 29 on both end faces, corresponding to those Ring projections 30 of the associated ring plates 28 are assigned for radial alignment. the The inner circumference of each ring plate 28 is welded to the inlet-side end of the inner cylinder 26. Internally that of the outer cylinder 24 and the inner cylinder 26 formed annular chamber is next to the ring plate 28 an annular pressure disk 31 axially displaceable arranged, which leaves a chamber 44 free. The pressure disk 31 has in the area of the inner cylinder 26 its outlet face two annular projections 33, the annular projections 35 of the. Inner cylinder 26 attached to the annular flange 27 opposite. Between the projections 33 and 35, i. H. between annular grooves, an inner ring made of elastomeric material is held by a rigid reinforcing ring 36 is divided into two sections 32 and 34.
Die ringförmige Druckscheibe 31 hai ferner auf der auslaßseitigen Fläche im Bereich des Außenzylinders 24 zwei ringförmige Vorsprüngp 40, die den ringförmigen Vorsprüngen 39 des am Außenzylinder 24 befestigten P.ingflansches 27 gegenüberliegen. Zwischen den Vorsprüngen 39 und 40, d. h. zwischen Ringnuten, ist ein Außenring aus elastomerem Material angeordnet, der durch einen starren Verstärkungsring 41 in zwei Abschnitte 37 und 38 unterteilt ist.The ring-shaped pressure disk 31 is also located on the outlet-side surface in the area of the outer cylinder 24 two annular projections 40 which fasten the annular projections 39 of the outer cylinder 24 P.ing flange 27 are opposite. Between the projections 39 and 40, i. H. between ring grooves, is a Outer ring made of elastomeric material arranged by a rigid reinforcing ring 41 in two Sections 37 and 38 is divided.
Die Abmessungen der elastomeren Ringe sind so gewählt, daß sie im entspannten Zustand die Druckscheibe 31 an einen Teil der Ringplatte 28 anlegen, wobei die Kammer 44 beibehalten wird. Der zwischen dem elastomeren Außen- und Innenring gebildete Raum, der einlaßseitig von der Druckscheibe 31 abgeschlossen ist, steht auf der Auslaßseite mit dem zylindrischen Raum 42 innerhalb des Innenzylinders 26 in Verbindung.The dimensions of the elastomeric rings are chosen so that they touch the pressure disc in the relaxed state 31 apply to part of the ring plate 28, the chamber 44 being retained. The between The space formed by the elastomer outer and inner ring, the space on the inlet side from the thrust washer 31 is completed, stands on the outlet side with the cylindrical space 42 within the inner cylinder 26 in connection.
Die Kammer 44 erweitert sich in eine ringförmige Kammer, die zwischen der Außenseite des elastomeren Außenringes 37,38 und der Innenfläche des Außenzylinders 24 gebildei wird. In diese Kammer 44 mündet eine radiale Bohrung 45, die über eine Förderleitung 46 und ein Steuerventil 47 mit einer Druckmittelquelle 48, im allgemeinen einem Drucklufispeicher, und mit einem Au'Jaß 49 verbunden ist. Das Ventil 47 wird von einem elektrischen oder pneumatischen Schalter 50 über Endanschläge 51 und 52 der Stange 53 gesteuert, die an der Druckscheibe 31 des am nächsten gelegenen Pumpenteils 12 befestigt ist und aus diesem Pumpenteil vorsteht.The chamber 44 widens into an annular chamber which is formed between the outside of the elastomeric outer ring 37, 38 and the inner surface of the outer cylinder 24. A radial bore 45 opens into this chamber 44 and is connected via a delivery line 46 and a control valve 47 to a pressure medium source 48, generally a compressed air reservoir, and to an Au'Jass 49. The valve 47 is controlled by an electrical or pneumatic switch 50 via end stops 51 and 52 of the rod 53 which is attached to the pressure disc 31 of the closest pump part 12 and projects from this pump part.
Die Zeichnung zeigt die Flüssigkeitspumpe am Ende eines Saughubs, wobei die beiden Rückschlagventile 15 und 19 geschlossen sind. Die elastomeren Außen- und Innenringe sind entspannt. Der zylindrische Raum 42 innerhalb der Innenzylinder 26 und die ringförmigen Pumpenkammern 43 zwischen den elastomeren Außen- und Innenringen haben ihr maximales Volumen; die ringförmigen Druckkammern 44 haben ihr minimales Volumen. Bei Betätigung des Schalters 50 durch den Anschlag 51 wird das Steuerventil 47 geöffnet, so daß Druckmittel, z. B. Druckluft, zu den Druckkammern 44 geführt wird, die die Druckscheiben 31 axial in Richtung auf den Auslaß 18 zu verschiebt, wodurch die elastomeren Außen- und Innenringe zusammengepreßt werden, so daß das Volumen der Pumpenkammern 43 verringert wird. Dadurch entsteht eine Druckerhöhung, die zum Öffnen des Rückschlagventils 19 zum Fördern der Flüssigkeit durch den Auslaß 18 hindurch führt. Am Ende dieses Förderhubs betätigt der Anschlag 52 den Schalter 50, so daß das Steuerventil 47 die Druckluftzufuhr unterbricht und die Druckkammern 44 mit dem Auslaß 49 zur Atmosphäre verbunden werden. Die elastomeren Außen- und Innenringe kehren bei Wegfall des Drucks auf die Druckscheiben 31 infolge der ihnen innewohnenden Rücksteilkräftc in ihre Ausgangslage zurück, bis die Druckscheiben 31 an einem Teil der Ringplatten 28 zum Anliegen kommen.The drawing shows the liquid pump at the end of a suction stroke, with the two check valves 15 and 19 are closed. The elastomeric outer and inner rings are relaxed. The cylindrical space 42 inside the inner cylinder 26 and the annular pump chambers 43 between the elastomeric outer and inner rings have their maximum volume; the annular pressure chambers 44 have their minimum Volume. When the switch 50 is actuated by the stop 51, the control valve 47 is opened so that Pressure medium, e.g. B. compressed air, is fed to the pressure chambers 44, which the pressure washers 31 axially in the direction toward the outlet 18, thereby compressing the elastomeric outer and inner rings together so that the volume of the pump chambers 43 is reduced. This creates an increase in pressure, which leads to the opening of the check valve 19 for conveying the liquid through the outlet 18. At the At the end of this delivery stroke, the stop 52 actuates the switch 50 so that the control valve 47 feeds the compressed air interrupted and the pressure chambers 44 are connected to the outlet 49 to the atmosphere. the elastomeric outer and inner rings return when the pressure on the thrust washers 31 is removed as a result of them inherent Rückteilkräftc back to their original position until the pressure washers 31 on a part of the Ring plates 28 come to rest.
Durch die dadurch bedingte Vergrößerung des Volumens der Puinpenkaminern 43 entsteht ein Unterdruck, das Rückschlagventil 19 schließt, wahrend das Rückschlagventil 15 am Einlaß 14 öffnet und Flüssigkeit in das Innere der Pumpe gesaugt wird. Am Ende dieses Saughubes wird der Schalter 50 durch den Anschlag 51 betätigt. Durch die Umschaltung des Steuerventils 47 beginnt wieder der Förderhub.The resulting enlargement of the volume of the Puinpenkaminern 43 arises Underpressure, the check valve 19 closes, while the check valve 15 opens at the inlet 14 and Liquid is sucked into the interior of the pump. At the end of this suction stroke, the switch 50 is through the Stop 51 actuated. By switching over the control valve 47, the delivery stroke begins again.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
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GB53543/67A GB1208742A (en) | 1967-11-24 | 1967-11-24 | Flexible-chamber pump |
GB534367 | 1967-11-24 |
Publications (3)
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DE1810360A1 DE1810360A1 (en) | 1969-06-12 |
DE1810360B2 DE1810360B2 (en) | 1976-03-18 |
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