DE1934448A1 - Impeller pump with variable volume - Google Patents
Impeller pump with variable volumeInfo
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Description
Patentanwälte Dipl.-Ing. R Weickmann,Patent attorneys Dipl.-Ing. R Weickmann,
Dipl.-Ing. H. Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. H. Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
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8 MÜNCHEN 27, DEN8 MUNICH 27, DEN
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22MÖHLSTRASSE 22, CALL NUMBER 48 3921/22
FlügeIradpumpe mit veränderbarem VolumenAir-wheel pump with variable volume
Die Erfindung betrifft eine Flügelradpumpe mit veränderbarem Volumen. Insbesondere betrifft sie die Druckausgleichssteuerung der Pumpe.The invention relates to an impeller pump with a variable Volume. In particular, it relates to the pressure equalization control of the pump.
Druckausgleichssteuerungen für Flügelradpumpen mit veränderbarem Volumen sind bekannt. Es treten jedoch Problem· bei der Stabilisierung der Steuerung während des Druckausgleichs/auf.Pressure equalization controls for variable volume impeller pumps are known. However, there are problems when stabilizing the control during pressure equalization / on.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine neue und verbesserte Flügelradpumpe mit veränderbaremThe invention is therefore based on the object of a new and improved impeller pump with a variable
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Volumen und einer Steuerung 'hierfür zu schaffen, wobei die Druckausgleichesteuerung stabilisiert ist und die Schwingungen des Steuerringes der Pumpenflügel vermindert werden·To create volume and a control 'for this, whereby the pressure equalization control is stabilized and the Vibrations of the control ring of the pump blades are reduced
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen» dass sich die Pumpe auszeichnet durch einen Rotor mit mehreren Flügeln, Pumpeneinlass- und -auslasskanäle, einen Ring, der den Rotor umgibt und zwischen einer zum Rotor konzentrischen Pumpstellung und mehreren exzentrischen Pumsteilungen bewegbar ist, einen Kolben, der zur Steuerung der Ringstellung auf Systemdruck anspricht, ein Ventil, das auf Systemdruck anspricht, um den Flüssigkeitsdruck zu steuern, mit dem der Kolben beaufschlagt wird, und eine Einrichtung mit einem beschränkten Kanal, um die Steuerung mittels des Ventils zu umgehen und den Pumpehauslasskanal mit dem Steuerkblben zu verbinden·To solve this problem it is proposed that the pump is characterized by a rotor with several blades, pump inlet and outlet channels, a ring which surrounds the rotor and between a pump position concentric to the rotor and several eccentric pump divisions is movable, a piston, which responds to system pressure to control the ring position, a valve which responds to system pressure to to control the fluid pressure applied to the piston and a device with a restricted Channel to bypass the control by means of the valve and the pump outlet channel with the control valve connect to·
Zur Bildung einer zweistufigen Druckausgleichssteuerung besitzt die Pumpe gemäss der Erfindung ein zweites Ventil, das einstellbar ist, um den Druck zu bestimmen, bei den die Pumpe mit dem Druckausgleich beginnt· Bei Verwendung des zweiten Ventils lässt' sich insbesondere bei Pumpen mit geringem Volumen eine stabile Steuerung und eine Verminderung der Druck- und Volumenanderung erreichen· Die zweite Steuerstufe kann entweder von Hand eingestellt oder ferneingestellt werden, üb den Druck zu steuern, bei dem die Pumpe mit dem Ausgleich beginnt· Die zweiteTo form a two-stage pressure compensation control, the pump according to the invention has a second valve that is adjustable to determine the pressure at which the pump will equalize with the pressure starts · If the second valve is used, it can be used, especially for pumps with a small volume achieve stable control and decrease in pressure and volume change · The second Control level can either be set manually or can be set remotely to control the pressure which the pump begins to equalize · The second
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Steuerstufe kann eine Feder mit einer grossen Federkonstante besitzen. Die Feder wirkt auf den Ventilkegel des zweiten Ventils und ist bestrebt, Schwingungen des Ventilkegels in Abhängigkeit von Druckänderungen zu unterbinden·Control stage can be a spring with a large spring constant own. The spring acts on the valve cone of the second valve and strives to vibrate the To prevent valve cone depending on pressure changes
Xn den Figuren 1 bis 6 der Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt und nachstehend näher erläutert. Es zeigt}Xn Figures 1 to 6 of the drawings, the subject matter of the invention is shown as an example and explained in more detail below. It shows}
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Flügelradpumpe und die zugehörige Steuerung mit Teilen des S ervovent ils}Fig. 1 is a vertical section through the impeller pump and the associated control with parts of the S ervovent ils}
Fig. 2 einen Schnitt durch das in einer anderen Stellung befindliche Servoventil zur Druckausgleichssteuerung der Pumpe;2 shows a section through the servo valve for pressure compensation control, which is in a different position the pump;
Fig. 3 eine vergrösserte Aufsicht auf den Ventilstösselj 3 shows an enlarged plan view of the valve stem
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. Bi Fig. 4 is a section along the line 4-4 in Fig. Bi
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Fig. 5 einen Teilvertikalschnitt durch eine Pumpe in einer weiteren Ausführungsform undFIG. 5 shows a partial vertical section through a pump in FIG another embodiment and
Fig. 6 eine vergrösserte Aufsicht auf den Ventilstössel der Fig. £J.6 shows an enlarged plan view of the valve stem of Fig. £ J.
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Die Pumpe besitzt ein zweiteiliges Gehäuse mit einem ersten Teil 10, der eine Befestigungsplatte 11 und eine zylindrische Kammer 12 zur Aufnahme der zu beschreibenden Pumpenelemente besitzt. Ein zweiter Gehäuseteil 15 besitzt einen zylindrischen Abschnitt 16, der in die zylindrische Kammer 12 passt und die Kammer abschliesst. DiSe Gehäuseteile sind mit einer Dichtung 17 abgedichtet, die zwischen diesen angeordnet ist, und werden durch nicht gezeigte Schraubverbindungen zusammengehalten*The pump has a two-part housing with a first part 10, which has a mounting plate 11 and a cylindrical chamber 12 for receiving the to be described Has pump elements. A second housing part 15 has a cylindrical section 16, which fits into the cylindrical chamber 12 and the Chamber closes. These housing parts come with a Seal 17 sealed, which is arranged between these and are held together by screw connections (not shown) *
Die Fumpenelemente enthalten einen Rotor 20, der am Umfang eine Reihe von nach aussen verschiebbaren Flügeln 22 besitzt; das Ausmass der nach aussen gerichteten Flügelbewegung wird von einem beweglichen Ring 23 in Form eines den Rotor 20 umgebenden Ringelementes gesteuert·The pump elements contain a rotor 20, which is on Circumference has a series of outwardly displaceable wings 22; the extent of the outward The wing movement is controlled by a movable ring 23 in the form of a ring element surrounding the rotor 20 controlled
Der Rotor 20 ist drehbar an einer integralen Welle gelagert, die Abschnitte 25 und 26 besitzt, die sich von gegenüberliegenden Seiten des Rotors nach ausβen erstrecken und die drehbar jeweils in Lager 27 und 28 passen, die in konzentrischen Öffnungen 29 und in den Gehäuseteilen 15 und 10 aufgenommen sind· Die Öffnung 29 in dem Gehäuseteil 15 erstreckt sich nicht bis zur Aussenseite des Gvhäuseteils, jedoch erstreckt sich, der Abschnitt 26 der Rotorwelle durch das Pumpengehliuse nach aus sen zum Anschluss eines Antriebes. Kino Dichtung 31 ist in eine Ausnehmung 32 in dem Gehäuseteil 10 eingefügt und umgibt den Rotorwellenabschnitt 26 und dichtet diesen ab.The rotor 20 is rotatably mounted on an integral shaft which has sections 25 and 26 which move extend outward from opposite sides of the rotor and are rotatable in bearings 27 and 27, respectively 28, which are received in concentric openings 29 and in the housing parts 15 and 10 · The Opening 29 in the housing part 15 does not extend to the outside of the housing part, but does extend itself, the section 26 of the rotor shaft through the Pumpengehliuse outwards to connect a drive. Cinema seal 31 is in a recess 32 in the Housing part 10 inserted and surrounds the rotor shaft section 26 and seals it.
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Um abgeschlossene Pumpenräume zwischen den benachbarten Flügeln 22 und dem beweglichen Ring 23 zu bilden, sind die Seiten der Räume durch ein Paar Druckplatten ko und i}1 abgeschlossen» die in der Kammer 12 an gegenüberliegenden Seiten des Rotors 20 angeordnet sind. Jede Druckplatte besitzt allgemein den gleich Aufbau, ist scheibenförmig ausgebildet und besitzt eine zusammengesetzte Konstruktion, wobei ihr Hauptteil 42 aus übliche« Material hergestellt ist. Der Hauptteil besitzt ein Stirnflächenteil 43, das an diesem befestigt ist, das eine Oberflächenschicht aus einem Lagermaterial, wie z.B. Bronze, besitzt und liegt stirnseitig an den Seiten des Rotors 20, der Flügel 22 und des beweglichen Ringes 23 an· Jede der Druckplatten besitzt eine Drucköffnung und eine Flügelausgleichsnut, welch letztere mit dem inneren Ende der Rotorschlitze in Verbindung steht, die Flügel nach auswärts drückt und für einen Teildruckausgleich der Flügel 22 während der Querverbindung sorgt.In order to form closed pumping spaces between the adjacent blades 22 and the movable ring 23, the sides of the spaces are closed by a pair of pressure plates ko and i} 1 which are arranged in the chamber 12 on opposite sides of the rotor 20. Each pressure plate is generally similar in construction, is disc-shaped, and is of composite construction with its main portion 42 made of conventional material. The main part has an end face part 43 attached to it, which has a surface layer made of a bearing material such as bronze, and lies frontally against the sides of the rotor 20, the blades 22 and the movable ring 23 Pressure opening and a blade equalization groove, which the latter is in communication with the inner end of the rotor slots, pushes the blades outward and ensures partial pressure equalization of the blades 22 during the cross connection.
Jede der Druckplatten besitzt ein Paar Saugöffnungen mit entsprechenden Flügelausgleiohsnuten, die ein Strömungsmedium, das in der folgenden Beschreibung als Flüssigkeit bezeichnet ist, zu den Flügeln liefert. Um eine Pumpe mit hohem Wirkungsgrad und vermindertem'Verlust zu erhalten, werden die Druckplatten von dem Pumpendruck gegen den Rotor 20 und den beweglichen Ring 23 gedrückt· Dl· notwendige Kraft wird durch «ine abgedichtete Flache der Aussenseite der Druckplatte erhalten, die eine Grosse besitzt, dl«, wenn die Fläche dem Pumpendruck ausgesetzt wird, gerade die Kräfte übersteigt, die von der Flüssigkeit unter Druck zwischen denEach of the pressure plates has a pair of suction openings with corresponding Flügelausgleiohsnuten, which is a flow medium, which in the following description as Fluid is referred to supplies to the wings. A pump with high efficiency and reduced loss to get the printing plates from the Pump pressure pressed against the rotor 20 and the movable ring 23 · Dl · the necessary force is by «ine get sealed surface of the outside of the pressure plate, which has a size, if the surface is exposed to the pump pressure, just exceeds the forces, those of the liquid under pressure between the
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Flügeln 22 erzeugt wird. Die Druckausgleichsfläche für jede Druckplatte ist nierenförmig und wird von einer entsprechend geformten, kontinuierlichen Nut begrenzt, die eine Dichtungskonstruktion 70 aufnimmt·Wings 22 is generated. The pressure compensation area for each pressure plate is kidney-shaped and is supported by a correspondingly shaped, continuous groove which receives a sealing structure 70
Der Gehäuseteil 10 besitzt geeignete Kanäle (nicht gezeigt) , die mit der Drucköffnung und den Saugöffnungen verbunden sind, um jeweils Pumpenflüssigkeit aufzunehmen und Flüssigkeit der. Pumpe zuzuführen.The housing part 10 has suitable channels (not shown) which communicate with the pressure opening and the suction openings are connected to each receive pump fluid and the fluid. Feed pump.
Ein Abstandsring 90 umgibt den Steuerring 23 und begrenzt einen minimalen Raum zwischen den Druckplatten 40 und kl. A spacer ring 90 surrounds the control ring 23 and delimits a minimal space between the pressure plates 40 and kl.
Der bewegliche Steuerring 23 wird in seiner Stellung relativ zu dem Rotor 20 gesteuert, um die Förderung der Pumpe durch eine hydraulische Einrichtung mit einem Paar gegenüberliegenden hydraulischen Kolben 91 und 91a zu steuern, die an der Äussenseite des Steuerringes 23 durch Öffnungen angreifen, die in dem Abstandering 90 vorgesehen sind. Die Öffnung in den Druckplatten ko und 41 ist so angeordnet, dass der Kraftvektor der Pumpenkräfte an dem Ring 23 nach oben in einer·Richtung auf ein Drucklager (nicht gezeigt) wirkt· Diese konstruktive Beziehung führt zu einem minimalen Betrag der Kraft, die von der Pumpenwirkung abgeleitet wird und längs einer Linie wirkt, die mit den Achsen der Kolben 91 und 91a zusammenfällt. The movable control ring 23 is controlled in position relative to the rotor 20 to control the delivery of the pump by hydraulic means having a pair of opposed hydraulic pistons 91 and 91a which engage the outside of the control ring 23 through openings in the Spacer ring 90 are provided. The opening in the pressure plates ko and 41 is arranged so that the force vector of the pump forces on the ring 23 acts upwards in one direction on a pressure bearing (not shown). This constructive relationship results in a minimal amount of force exerted by the Pump action is derived and acts along a line which coincides with the axes of the pistons 91 and 91a.
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Der Kolben 91 ist in einer Kammer 95 in dem Gehäuseteil 10 verschiebbar und besitzt ein Arbeitsende 96, das sich durch eine Öffnung in dem Abstandsring 90 erstreckt und an der Aue sens ei te des beweglichen Ringes 23 angreift. Die Kammer 95 is* »ittels eines Deckels 98 verschlossen» der an dem Gehäuseteil 10 befestigt ist und der eine Ausnehmung 99 besitzt, um eine Flüssigkeitskammer nahe dem Ende der Kolbenkammer 95 zu schaffen· Der Kolben wird mit dem Druck, der an den Drucköffmangen der Druckplatten herrscht, durch Verbindungskanäle 100, 101 und 102 beaufschlagt, die in dem zweiten Gehäuseteil 15 ausgebildet sind und zwischen der nierenförmigen Druckfläche an der Rückseite der Druckplatte 41 und einem Kanal 103 verlaufen, der in dem Gehäuseteil 10 ausgebildet ist und mit der Ausnehmung 99 in Verbindung steht· Auf den Kolben 91 wirkende Kräfte drücken den beweglichen Ring 23 aus der exzentrischen Vollströmungsttteilung in eine Stellung, in der der Ring konzentrisch zu dem Rotor liegt, um das Volumen der Pumpenförderung zu vermindern und die Pumpe so zu betreiben, dass sich eine PS-Ersparnis ergibt.The piston 91 is displaceable in a chamber 95 in the housing part 10 and has a working end 96 which extends through an opening in the spacer ring 90 and engages the movable ring 23 on the outer side. The chamber 95 is closed by means of a cover 98 which is attached to the housing part 10 and which has a recess 99 in order to create a liquid chamber near the end of the piston chamber 95 Pressure plates prevail, acted upon by connecting channels 100, 101 and 102, which are formed in the second housing part 15 and run between the kidney-shaped pressure surface on the back of the pressure plate 41 and a channel 103 which is formed in the housing part 10 and with the recess 99 in Forces acting on the piston 91 push the movable ring 23 out of the eccentric full flow section into a position in which the ring is concentric to the rotor in order to reduce the volume of the pump delivery and to operate the pump in such a way that a PS -Saving results.
Die tatsächliche Lage des beweglichen Ringes wird von dem hydraulischen Kolben 91& bewirkt, der dem Kolben 91 entgegenwirkt· Der Kolben 91* ist in einer Kammer 105 verschiebbar, die in dem Gehäuseteil 10 ausgebildet ist und besitzt ein abgesetztes Ende 106, das an der Aussenseite des Steuerringes 23 angreift. Die Querschnittsfläche des Kolbens 91a ist näherungsweise zweimal so gross wie die des Kolbens 91. Der Kolben 91a besitzt eine innere Ausnehmung 110, die sich zuThe actual position of the movable ring is brought about by the hydraulic piston 91 & , which counteracts the piston 91 · The piston 91 * is displaceable in a chamber 105 which is formed in the housing part 10 and has an offset end 106 which is on the outside of the control ring 23 engages. The cross-sectional area of the piston 91a is approximately twice as large as that of the piston 91. The piston 91a has an inner recess 110 which is closed
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dessen Rückseite öffnet und die eine Feder 111 aufnimmt, die den Kolben 91a gegen den Ring drückt. Das Ende der Kolbenkammer wird durch den Körper 112 einer Druckausgleichs-Servoventilanordnung abgeschlossen» die an dem Gehäuseteil 10 befestigt ist.the back of which opens and which picks up a spring 111, which presses the piston 91a against the ring. That The end of the piston chamber is closed off by the body 112 of a pressure equalizing servo valve assembly » which is attached to the housing part 10.
Bei der Ausführungsform der Figuren 1 bis 4 besitzt der Ventilkörper 112 eine sich in Längsrichtung erstreckende Ventilbohrung 115 mit einem Verbindungskanal 116, der zu der Kammer 105 des Kolbens 91a führt. Ein Kanal 117 steht über die Bohrung 115 mit einer Seite des Verbindungskanals 116 und mit dem Pumpenausgang über eine Reihe von Verbindungskanälen 118, 119 und 120 in den Gehftuseteilen 10 und 15 in Verbindung. Der Kanal 120 steht mit der nierenförmigen Druckfläche der Druckplatte 4i in Verbindung, wodurch Flüssigkeit mit Auslassdruck zu der Bohrung 115 geliefert wird.In the embodiment of Figures 1 to 4 has the valve body 112 has a valve bore 115 extending in the longitudinal direction with a connecting channel 116 which leads to the chamber 105 of the piston 91a leads. A channel 117 is with the bore 115 one side of the connection channel 116 and to the pump outlet via a series of connection channels 118, 119 and 120 in the 10 and 15 in. Walkway sections Link. The channel 120 is in communication with the kidney-shaped pressure surface of the pressure plate 4i, thereby delivering fluid to the bore 115 at outlet pressure.
Ein Behälterkanal 125 steht mit der Bohrung 115 der Seite des Verbindungskanals 116 in Verbindung, der dem Druckkanal 117 gegenüberliegt.A container channel 125 is connected to the bore 115 the side of the connecting channel 116 in communication, which is opposite to the pressure channel 117.
Ein Ventilstössel 130 ist in der Bohrung 115 verschiebbar und wird, wie in Fig. 1 zu sehen ist, von einer Bin·teilbaren Federkonstruktion nach recht· gedrückt, dieden Druck einstellt, mit dem die Pumpe auszugleichen beginnt. Diese Konstruktion enthält eine Feder I3I, die an einem Ende an eine Scheibe 132 angreift, die an dem Ventilstösael I30 angreifen kann. Da· ander« Ende der Feder greift an einem Kolben 133 an,A valve stem 130 is displaceable in the bore 115 and is, as can be seen in Fig. 1, pushed to the right by a spring construction that can be divided into two, which sets the pressure at which the pump begins to equalize. This construction includes a Spring I3I, which engages a disc 132 at one end, which can attack the valve stem I30. The other end of the spring engages a piston 133,
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der eine Ringdichtung trägt. Der Ventilkörper 112 besitzt eine am Ende offene Bohrung mit einer Federkammer zur Aufnahme dieser Konstruktion· Die Feuerkammer stellt über einen nicht gezeigten Abzugskanal eine Verbindung zu einem Abzugskanal her· Eine Einstellkappe 135 ist in das Innere des Ventilkörpers 112 eingeschraubt, wie bei 136 gezeigt, um die Bohrung abzuschliessen. Die Einstellung der Kappe wird durch eine Gegenmutter aufrechterhalten, die auf die Kappe 135 aufgeschraubt ist. Die Kappe 135 besitzt eine innere Schrauböffnung, um ein Einschraubende des Kolbens 133 aufzunehmen, wie bei 138 angegeben ist. Ein Schraubbolzen 14O ist in das Innere der Kappe eingeschraubt· Die Breielementenkonstruktion zur Druckeinstellung lässt es zu, den Pumpendruck maximal einzustellen, so dass Jede nachfolgende Druckeinstellung nicht zufälligerweise den maximalen Druck übersteigen kann, ohne absichtlich den Schraubbolzen 14O zu entfernen und den Kolben 133 am drehen. Die maximale Druckeinstellung wird dadurch erhalten, dass zuerst der Schraubbolzen 14O entfernt und die Kappe 135 gedreht wird, bis sie einen Anschlagstift i4i berührt. Während die Pumpe in einem Betriebszustand läuft, in dem der bewegliche Ring konzentrisch ist, wird der Kolben 133 gedreht, bis man einen gewünschten Druck erhält» Der Schraubbolzen 14O wird dann eingesetzt und gegen den Kolben 133 festgelegt· Dies lässt nun alle Einstellungen unter der maximalen Einstellung au, indem man die Kappe 135 dreht und sie mit der Gegenmutter 137 festlegt.who carries a ring seal. The valve body 112 has a hole open at the end with a spring chamber to accommodate this construction · The fire chamber Establishes a connection to a flue duct via a flue duct (not shown) · An adjustment cap 135 is screwed into the interior of the valve body 112, as shown at 136, about the bore complete. The adjustment of the cap is maintained by a jam nut that sits on the Cap 135 is screwed on. The cap 135 has an internal screw opening around a screw-in end of the piston 133 as indicated at 138 is. A bolt 14O is in the interior of the Screwed in cap · The wide element construction for pressure adjustment allows the pump pressure to be adjusted maximum, so that each subsequent pressure setting does not accidentally reach the maximum Can exceed pressure without intentionally removing the bolt 14O and turning the piston 133 on. The maximum pressure setting is obtained by first removing the screw bolt 14O and removing the Cap 135 is rotated until it has a stop pin i4i touches. While the pump is in an operating state runs in which the movable ring is concentric, the piston 133 is rotated until a desired pressure is obtained. The screw bolt 14O becomes then inserted and fixed against the piston 133 This now leaves all settings below the maximum Adjustment by turning the cap 135 and locking it with the lock nut 137.
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Das rechte Ende der Bohrung 115 wird mittels einer Schraubkappe.145 verschlossen, die in die Bohrung geschraubt ist, um eine Kammer 146 zu begrenzen, die dem Pumpenausgangsdruck ausgesetzt ist· Dies wird durch einen inneren Kanal 150 in dem Ventilstössel 130 erreicht, der eine aus dem Ventilstössel nach aussen führende Öffnung 151 besitzt, die zu jeder Zeit mit dem Einlasskanal II7 in Verbindung steht, der an den Pumpenausgang angeschlossen ist· Das gegenüberliegende Ende des inneren Kanals 150 be» sitzt eine Öffnung 152 zu der Kammer 146. Bei dieser Konstruktion wird ein Ring 153 mit Pumpendruck beaufschlagt, der eine Kraft entgegen der einstellbaren Feder 131 erzeugt.The right end of the bore 115 is by means of a Screw cap. 145 closed, which screwed into the bore is to delimit a chamber 146 which exposed to the pump outlet pressure · This is done by an internal channel 150 in the valve stem 130 reached, the one from the valve stem after has an opening 151 leading to the outside, which is always connected to the inlet port II7, which is connected to the pump outlet · The opposite end of the inner channel 150 is » an opening 152 sits to the chamber 146. In this Construction, a ring 153 is subjected to pump pressure, which generates a force against the adjustable spring 131.
Ein Paar Ringe 160 und 16I sind an dem Ventilstössel 130 in dessen Mitte vorgesehen, um die Verbindung zu und von dem Verbindungskand. II6 zu steuern, der zu dem Steuerkolben 91a führt. Der Ring I60 steuert die Verbindung zwischen dem Einlasskanal 117 und dem Verbindungskanal II6, während der Ring 161 die Verbindung zwischen dem Verbindungskanal II6 und dem Behälterkanal 125 steuert.A pair of rings 160 and 16I are on the valve stem 130 provided in the middle to connect to and from the connecting edge. II6 to control who to the control piston 91a leads. The ring I60 controls the Connection between the inlet channel 117 and the connecting channel II6, while the ring 161 is the connection between the connecting channel II6 and the container channel 125 controls.
Hit den Teilen in der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet sich die Pumpe im Zustand der vollen Strömung mit dem Steuerring 23 in seiner maximalen exzentrischen Stellung· Beim Starten wird dieser Zustand durch die Kraft der Feder 111 verursacht, die dem Steuerkolben 91» zugeordnet ist und während sich der Druck in der Pumpe aufbaut, wirkt der Flüssigkeitsdruck gegen die Steuerkolben 91 und 91» und, daHit the parts in the position shown in Fig. 1, the pump is in the state of full flow with the control ring 23 in its maximum eccentric Position · When starting, this condition is caused by the force of the spring 111, which the Control piston 91 »is assigned and while the If pressure builds up in the pump, the fluid pressure acts against the control piston 91 and 91 »and, there
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letzterer' eine grossere Fläche besitzt, führt der Steuerkolben 91a die Steuerung aus und hält die volle Verschiebestellung des Steuerringes 23 aufrecht* Jn diesem Zustand ist der Ventilstössel 13O in der re.chten Grenzstellung, wie in den Zeichnungen zu sehen ist, in der der Ring 16I die Verbindung zwischen dem Verbindungskanal II6 und dem Behälterkanal 125 unterbricht, während der Ring 160 die Verbindung zwischen dem Einlasskanal 117 und dem Verbindungekanal II6 zulässt. the latter 'has a larger area, leads the Control piston 91a takes control and holds the full Shift position of the control ring 23 upright * Jn In this state, the valve stem 13O is on the right Limit position as seen in the drawings is, in which the ring 16I is the connection between the Connection channel II6 and the container channel 125 interrupts, while the ring 160 the connection between the inlet channel 117 and the connecting channel II6 allows.
¥enn der Druckausgleichsbereich, wie durch die Einstellung des Einstellfederaiechanismus mit der Feder 131 des Servoventil* bestimmt, erreicht wird« wirkt der Pumpendruck auf das rechte Ende des Ventilstössels 130 und schiebt diesen nach links, wie in Fig. 2 der Zeichnungen zu sehen ist, um den Ring 161 aus der Sperrstellung zu schieben und Flüssigkeit von dem Verbindungskanal II6 zu dem Behälterkanal 125 strömen zu lassen. Der Druck, der auf den Ventilkolben 91a wirkt, nimmt daher ab und der Kolben 91 bewirkt allmählich die Verschiebung des Steuerringes 23 in eine in etwa konzentrische Stellung mit dem Rotor 20. Diese Verschiebung bringt auch den Ring I60 in eine Stellung, in der die Strömung von dem Einlasskanal 117 zu dem Verbindungskanal II6 eingeschränkt wird. Venn der Druck der Pumpenflüssigkeit unter den Pumpenausgleichsbereich fällt, veranlasst die Feder wieder, dass der Steuerkolben 91a mit Druck beaufschlagt wird und den Ring in die in Fige 1 gezeigte Stellung schiebt.When the pressure compensation range, as determined by the setting of the adjusting spring mechanism with the spring 131 of the servo valve *, is reached, the pump pressure acts on the right end of the valve stem 130 and pushes it to the left, as can be seen in FIG. 2 of the drawings, to push the ring 161 out of the blocking position and allow liquid to flow from the connecting channel II6 to the container channel 125. The pressure acting on the valve piston 91a therefore decreases and the piston 91 gradually effects the displacement of the control ring 23 into an approximately concentric position with the rotor 20. This displacement also brings the ring 160 into a position in which the flow from the inlet channel 117 to the connecting channel II6. Venn the pressure of the pump fluid drops below the pump compensating portion, the spring causes again that the control piston is acted upon with pressure and 91a pushes the ring in the position shown in Fig 1 e position.
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Um die Pumpe in dem Druckausgleichsbereich zu stabilisieren, in dem die Schwingneigung des Steuerringes 23 vermindert wird, ist eine Einrichtung zur Bildung eines beschränkten Kanals vorgesehen, um den Steuerkolben 91a mit Pumpenflüssigkeit zu beaufschlagen. Diese Einrichtung besteht bei der dargestellten Aueführungsform aus zwei Abflachungen 170 und 171 an dem Ring 16O des Ventilstusseis 131, durch die der Ring diskontinuierlich wird und die eine konstante beschränkte Verbindung zwischen dem Einlasskanal 117 des Ventils und dem Verbindungskanal 116 ohne Rücksicht auf die Stellung des Ringes 16O in der Bohrung 115 zulassen. Die Abflachungen 170 und 171 begrenzen zusammen mit der Ventilbohrung 115 einen beschränkten Kanal, der den Pumpenausgang mit dem Steuerkolben 91a verbindet· Die Gesamtfläche des Kanals, der durch die Abflachungen 170 und 171 gebildet wird, ist ausreichend, um die Stabilisierung der Steuerung zu erreichen, wird Jedoch auf einem Minimum gehalten, um den Flüssigkeitsverlust zu dem Behälterkanal 125 während des Betriebes ■tit konzentrischer Ringstellung zu begrenzen· Es tritt kein Ölverlust durch den begrenzten Kanal auf, bis die Pumpe in den Kompensationsbereich übergeht, da bis zu diesem Zeitpunkt der Ventilring 161 die Verbindung zu dem Behälterkanal 125 unterbricht· Der beschränkte Kanal hat auch eine begrenzte Wirkung bei der Verminderung der RUokstellzeit des Steuerringes 23 bei einer Bewegung von einer konzentrischen Pumpenstellung in eine exzentrische Pumpenstellung, da wegen der Abflaohungen 170 und 171 zusätzliche Flüssigkeit zu dem Steuerkolben 91* fliessen kann·In order to stabilize the pump in the pressure equalization area in which the tendency of the control ring 23 to oscillate is reduced, means for forming a restricted passage is provided around the control piston 91a to apply pump fluid. In the embodiment shown, this device consists of two flat areas 170 and 171 on the Ring 16O of the valve stem 131 through which the ring becomes discontinuous and the one constant restricted communication between the inlet passage 117 of the valve and the connecting channel 116 regardless to allow the position of the ring 16O in the bore 115. The flats 170 and 171 limit together with the valve bore 115 a restricted channel which connects the pump outlet with the control piston 91a connects · The total area of the channel, which is formed by the flats 170 and 171, is sufficient however, in order to achieve stabilization of the control, the loss of fluid to the reservoir channel 125 during operation is kept to a minimum ■ tit concentric ring position limit · It occurs no oil loss through the limited channel until the pump goes into the compensation range, since up to At this point in time the valve ring 161 interrupts the connection to the container channel 125 · The restricted Channel also has a limited effect in reducing the reset time of the control ring 23 during a Movement from a concentric pump position to an eccentric pump position, because of the flattening 170 and 171 additional liquid can flow to the control piston 91 *
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Ein bedeutendes Merkmal ist die selbstreinigende Eigenschaft des durch die Abflachungen 170 und 171 gebildeten beschränkten Kanals· Der Kanal ist klein» ua die notwendige Steuerung und Verlustbegrenzung von Flüssigkeit zu schaffen· Wenn ein festes Element verwendet würde, dann würde die Kanalgrosse eine Vorfilterung der Flüssigkeit erfordern. Bei einem durch Teile des verschiebbaren Ventilstössels begrenzten Kanal besteht wegen der Ventilbewegung die Neigung zu einer Selbstreinigung· A significant feature is the self-cleaning property of the restricted channel formed by the flats 170 and 171. The channel is small, among other things to provide necessary control and limitation of loss of fluid · When a solid element is used then the sewer size would be a pre-filtering of the Require fluid. In the case of a channel limited by parts of the displaceable valve stem the tendency to self-cleaning due to the valve movement
In den Figuren 5 und 6 ist in Verbindung mit der gleichen Flügelradpumpenkonstruktion, wie sie in Fig· I gezeigt ist, eine bevorzugte Ausführungsform der Druckausgleichesteuerung gezeigt. Diese Steuerung enthält einen Ventilkörper 200, der im Abstand voneinander parallel verlaufende Bohrungen 201 und 202 besitzt, die jeweils Ventilbauteile aufnehmen, die eine Zweistufensteuerung schaffen. Der Ventilkörper 200 trägt an einem Ende einen Block 205» der die Bohrungen 201 und 202 verschliesst und der so konstruiert ist, dass der Pumpendruck, bei dem die Pumpe mit dem Ausgleich beginnt, von Hand eingestellt werden kann. Der Block 205 kann gegen andere Konstruktionen zum Einstellen der Steuerstufe der Zweistufensteuerung ausgetauscht werden! ein Beispiel solcher Konstruktionen ist eine elektrisch ansprechende Konstruktion, wie sie in der USA-Patentschrift 3 fcii 531 gazeigt ist. Der Druck kann auch durch ein hydraulisches System, das mit dem Ventilkörper 200 verbunden ist, ferneingestellt werden.In FIGS. 5 and 6, in connection with the same impeller pump construction as in FIG is shown a preferred embodiment of the pressure equalization control shown. This control includes a valve body 200 spaced from each other has parallel bores 201 and 202 which each receive valve components that have a two-stage control create. At one end, the valve body 200 carries a block 205 which has the bores 201 and 202 and which is constructed in such a way that the pump pressure at which the pump is compensated starts, can be adjusted by hand. The block 205 can be exchanged for other constructions for setting the control level of the two-level control will! an example of such constructions is an electrically responsive construction as shown in FIG U.S. Patent 3 fcii 531 ga is shown. The pressure can also be remotely adjusted by a hydraulic system connected to the valve body 200 will.
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Die Bohrung 201 steht rait einem Kanal 206 in Verbindung', der rail; dem Pumpenauslasskanal 118 verbunden ist, mit einem, Steuerkanal 2071 der mit dem Steuerkolben.91a verbunden ist, und einem Abzugskanal 208, der zu der Bohrung 202 führt.The bore 201 is connected to a channel 206, the rail; connected to the pump outlet channel 118 is, with a, control channel 2071 with the control piston.91a is connected, and a drainage channel 208 which leads to the bore 202.
Ein Ventilstössel 210 ist in der Öffnung 201 verschiebbar angeordnet und besitzt Bndringe 211 und von beträchtlicher Breite mit Zwischensteuerringen 215 und 216. Ein innerer Kanal 217 verläuft über den gröss er en Teil der Länge des Ventilstößel» 210, öffnet sich zu einem Ende des Ventilstöesels und steht mit einem Paar Querkanälen 218 und 219 in Verbindung« wodurch die Pumpenauslaseflüseigkeit von einem Ende der Bohrung 201 zu dem Teil zwischen den Ventilringen 212 und 216 gerichtet werden kann.A valve stem 210 is displaceable in the opening 201 and has collar rings 211 and of considerable width with intermediate control rings 215 and 216. An inner channel 217 runs over the greater part of the length of the valve stem »210, opens to one end of the valve stem and communicates with a pair of transverse passages 218 and 219, whereby the pump discharge fluid from one end of the bore 201 can be directed towards the part between the valve rings 212 and 216.
Der Ventilstössel 210 wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist, von einer Feder 220 rait grosser Federkonstante nach links gedrückt, die in einem von einem sich erweiternden Teil der Bohrung 201 begrenzten Federraum 22^ und zwischen einer Scheibe 221, die an einem, Ende des Ventilstöesels 210 angreifen kann, und einem Schraubbolzen 222 angeordnet ist, der in das Ende der Ventilkörperbohrung eingeschraubt ist und die Bohrung mittels eines. 0-Ringes 223 abdichtet.The valve stem 210 is, as shown in FIG. 5 is, of a spring 220 has a large spring constant pressed to the left, which in one of one himself widening part of the bore 201 limited spring space 22 ^ and between a disc 221, which at one end of the valve stem 210 can engage, and a screw bolt 222 is arranged, which in the end of the valve body bore is screwed in and the bore by means of a. O-ring 223 seals.
Die Bohrung 202 trägt mittels eines Gewindes einen Ventilsitz 230, auf dem ein Ventilkegel 231 aufsitzt, der in die geschlossene Stellung von einer Feder 232 gedrückt wird, die zwischen dem Ventilkegel 231 und einer Scheibe 233 liegt» Der Druck, bei dem sich derThe bore 202 carries, by means of a thread, a valve seat 230 on which a valve cone 231 rests, which is in the closed position by a spring 232 is pressed, which lies between the valve cone 231 and a disk 233 »The pressure at which the
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Ventilkegel 231 abhebt, wird von dem Mechanismus in dem Block 205 festgesetzt, der den Gewindestift enthält, der an der Scheibe 233 angreifen kann und der von einer Schraubkappe 235 getragen wird, die mittels eines Gewindes in dem Block 205 angeordnet und in der eingestellten Stellung mittels einer Gegenmutter 236 mittels eines Griffes 237 gehalten wird, der die Drehung der Schraubkappe 235 erleichtert. Ein Stift 238 greift an dem Stift 234 an und hält ihn in seiner Stellung· Diese Konstruktion, die von dem Block 205 getragen wird, funktioniert in der gleichen Weise wie die in Verbindung mit der Ausführungsform 1 der. Figuren 1 und 2 beschriebene, um eine Fabrik-Voreinstellung auf maximalen Druck der Pumpe zu erhalten.Valve cone 231 lifts off from the mechanism in the block 205 fixed, which contains the threaded pin that can engage the disk 233 and which is carried by a screw cap 235 which is arranged in the block 205 by means of a thread and held in the set position by means of a lock nut 236 by means of a handle 237 which facilitates the rotation of the screw cap 235. A pin 238 engages pin 234 and holds it in position · This construction, carried by block 205, works in the same manner as that in connection with Embodiment 1 of FIG. Figures 1 and 2 described, to get a factory preset for maximum pump pressure.
Ein Ende 24o der Bohrung 202 ist mit einem Bolzen 241 verschlossen; die Bohrung 202 steht mit dem Federraum 224 durch einen Kanal 242 in Verbindung. Der Ventilsitz 230 besitzt einen Kanal 243, um den Ventilkegel 231 mit dem Druck der Flüssigkeit in dem Bohrungsende 240 zu beaufschlagen. Der Ring des Ventilstössels 210 besitzt oben und unten eine Abflachung, von denen eine bei 250 in Fig. 6 gezeigt ist, die zusammen mit der Wand der Bohrung 201 Kanäle bilden, durch die Flüssigkeit von dem Querkanal 219 zu dem Bohrungsende 240 strömen kann. Der Ring 216 des Ventils 210 besitzt zwei Abflachungen, von denen eine bei 251 gezeigt ist, die in gleicher Weise wie die Abflachungen 170 und 171 der ersten Ausführungsform funktionieren und einen beschränktenOne end 24o of the bore 202 is with a bolt 241 locked; the bore 202 is in communication with the spring chamber 224 through a channel 242. The valve seat 230 has a channel 243 to the Valve cone 231 with the pressure of the liquid in to act on the end of the bore 240. The ring of the valve stem 210 has a top and bottom Flats, one of which is shown at 250 in FIG. 6, which together with the wall of the bore 201 Form channels through which liquid can flow from the transverse channel 219 to the bore end 240. Of the Ring 216 of valve 210 has two flats, one of which is shown at 251, the same Way like the flats 170 and 171 of the first one Embodiment work and a limited
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Kanal begrenzen und den Pumpenauslass konstant mit dem Steuerkolbenkanal 207 über den Ventilkanal 217 verbinden. Limit the channel and constantly connect the pump outlet to the control piston channel 207 via the valve channel 217.
Wenn die Pumpe bei einem Druck unterhalb dem Druck arbeitet, der zum Ausgleich durch Einstellung des in dem Block 205 getragenen Hechanismus eingestellt ist, ist der Druck, der auf den Ventilkegel 231 wirkt, nicht ausreichend, um das Ventil der Steuerstufe zu öffnen, so dass keine Flüssigkeitsströmung auftritt·If the pump is operating at a pressure below the pressure set to compensate by setting the in the lifting mechanism carried by block 205 is set, the pressure acting on valve cone 231 is not sufficient to close the valve of the control stage open so that no liquid flow occurs
Wenn ein Druck erreicht wird, der die Druckausgleichest euer ung in Betrieb nimmt und die Lage des Pumpenet euer ringes steuert, hebt der Ventilkegel 231 von seinem Sitz ab, wie in Fig. 5 gezeigt ist, und lässt daran vorbei durch einen von der Bohrung 202 wegführenden, nicht gezeigten Kanal zu der Abflussleitung zu. Ein gröiserer Druck, der auf die Fläche an dem linken Ende des Ventilstössels 210 wirkt, verursacht eine Bewegung des Ventilstössels nach rechte gmg«n die Wirkung der Feder 220, verschiebt allmählich den Ventilring 215 nach rechts und verbindet den Steuerkanal 207 »It dem Kanal 208, der über die Bohrung 202 alt der Abflussleitung in Verbindung steht, wodurch der Steuerkolben 9la. druckfrei wird· Aufgrund des beschränkten Kanals, der durch die Abflachungen des Ventilringes 216 geschaffen wird, ist der Betrieb noch stabilisiert. Wenn der Druck bis unter den Druckaus fiel chsb ere ich abgesenkt wird, kehrt das System in einen Zustand zurück, in dem der Ventilkegel 3£1 *ufWhen a pressure is reached that activates the pressure equalization control and controls the position of the pump ring, the valve cone 231 lifts from its seat, as shown in FIG. 5, and lets it pass through one of the bore 202 leading away, not shown channel to the drainage line. A greater pressure acting on the surface at the left end of the valve stem 210 causes the valve stem to move to the right and the action of the spring 220 gradually shifts the valve ring 215 to the right and connects the control channel 207 to the channel 208 , which is connected to the drainage line via the bore 202, whereby the control piston 9la. becomes pressureless · Due to the restricted channel created by the flattened areas of the valve ring 216, the operation is still stabilized. If the pressure is reduced below the pressure drop, the system returns to a state in which the valve cone is 3 £ 1 * uf
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dem Ventilsitz aufsitzt und der Ventilstössel 210 durch die Feder 220 in ein· Stellung gedrückt wird, in der der Ventilring 215 die Verbindung zwischen dem Steuerkanal 207 und dem zu der Abflussleitung führenden Kanal 208 unterbricht.the valve seat and the valve stem 210 is pressed by the spring 220 into a position in which the valve ring 215 forms the connection between the control channel 207 and the channel 208 leading to the drainage line interrupts.
Zusätzlich zu der zweiten Stufe ist bei der Ausführungsform der Figuren 5 und 6 eine Druckausgleiche- ' steuerung vorgesehen, die insbesondere bei Pumpen mit geringerer Kapazität wirksam wird, bei denen es schwierig ist, eine Stabilität und einen Druckausgleich ohne grosser« Flüssigkeitsverluste zu schaffen. Die Hinzufügung der zweiten Stufe ermöglicht die Verwendung der Feder 220 mit einer Federkonstante, die grosser ist als die der Feder 138 der Ausführungsform der Figuren 1 bis 4. Bei der Konstruktion der zwei offenbarten Ausführungsformen wurde festgestellt, dass sich für die Feder I3I eine Feder mit einer Federkonetanten von 82 kg/om und für die Feder 220 der Ausführungsform der Figuren 5 und 6 eine Feder mit einer Federkonstanten von etwa 178 kg/cm eignet. Die Feder mit höherer Federkonstante vermindert die Schwingung des Ventilstössels 210 infolge von Pumpendruokänderungen und die Schwingung des Druckes und des Volumens der Pumpe relativ zu den Pumpendruckänderungen des Ventilstössels 210.In addition to the second stage is in the embodiment of Figures 5 and 6, a pressure equalization 'control is provided, in particular in pumps with smaller capacity where it is difficult to achieve stability and pressure equalization to create without major «loss of fluid. The addition of the second stage allows the use of spring 220 with a spring constant, which is larger than that of the spring 138 of the embodiment of Figures 1 to 4. In the construction of the Two disclosed embodiments have been found to be suitable for the spring I3I with a spring a spring constant of 82 kg / om and for the spring 220 of the embodiment of FIGS. 5 and 6 Spring with a spring constant of about 178 kg / cm is suitable. The spring with the higher spring constant decreases the vibration of the valve stem 210 as a result of changes in pump pressure and the vibration of the Pressure and the volume of the pump relative to the pump pressure changes of the valve stem 210.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: F04C 15/04 |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition |