DE2107105B2

DE2107105B2 - Vorrichtung zum Einführen einer Zusatzflüssigkeit in eine Schubkolbenpumpe

Info

Publication number: DE2107105B2
Application number: DE2107105A
Authority: DE
Inventors: John Leschisin; Ramon Pareja; Harry John St.Paul Sadler
Original assignee: Lear Siegler Inc
Current assignee: Lear Siegler Inc
Priority date: 1969-08-25
Filing date: 1971-02-15
Publication date: 1974-03-28
Also published as: DE2107105C3; GB1326311A; DE2107105A1; US3601510A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einführen einer unter Atmosphärendruck stehenden Zusatzflüssigkeit in eir.w Schubkolbenpumpe, der unter hohem Druck stehende Flüssigkeit zugeleitet wird.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (deutsche Offenlegungsschrift 1528 Ί33) wird die Zusatzflüssigkeit mittels einer speziellen Einspritzpumpe in die Saugleitung der Schubkolbenpumpe eingespritzt. Eine derartige Einspritzpumpe ist verhältnismäßig kostspielig, wobei der weitere Nachteil besteht, daß nur ganz bestimmte Zusatzflüssigkeiten der durch die Förderpumpe geförderten Flüssigkeit zugesetzt werden können, da ansonsten Veranreinigungen der Zuführleitung zu befürchten sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die unter Atmosphärendruck stehende Zusatzflüssigkeit unter Verwendung weniger, einfach herstellbarer Bauteile der unter hohem Druck der Pumpe zugeleiteten FÖrderflüssigkeit selbsttätig zuzuführen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein in Richtung auf die Förderkammer der Pumpe federbelastetes Rückschlagventil in der Zusatzflüssigkeitsleitung eine Trennblende zwischen Förderkammer und Rückschlagventil und eine in der Förderkammer zwischen dem Einlaßventil in der Einlaßleitung urtd dem Zusatzflüssigkeitseinlaß in die Förderkammer vorgesehene Drosselstelle.

Der Erfindungsgedanke besteht mit anderen Worten darin, durch die zwischen der Einlaßleitung und dem Zusatzmitteleinlaß in die Förderkammer vorgesehene Drosselstelle dafür Sorge zu tragen, daß der Kolben der Schubkolbenpumpe bei einem Saughub trotz des hohen Druckes in der Einlaßleitung in dem dem Rückschlagventil benachbart liegenden Teil der Förderkammer einen unterhalb des Atmosphärendruck liegenden Druck hervorruft. Hierdurch kann aus dem Zusatzflüssigkeitsbehälter, der unter Atmo-Sphärendruck steht, über das Rückschlagventil ohne weiteres eine Zusatzflüssigkeit in die Förderkammer eelaneen. Durch die Drosselstelle wird es ermöglicht, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei sehr hohen Zuführdrücken in der Einlaßleitung verwendet werden kann, Verschiedenartige Zusntzflüssigkeiten oder Zusatzmittel, die keinesfalls in die Einlaßleitung gelangen dürfen, weil es sich beispielsweise um das Einführen von Waschmittelzusätzen in aus einer Trinkwasserleitung kommendes Wasser od. dgl. handelt, können gefahrlos eingespritzt werden. Dabei ist im Gegensatz zu der Vorrichtung nach der deutschen Offenlegungsschrift 1528 633 keine Einspritzpumpe erforderlich, vielmehr wird die Einspritzpumpe in ihrer Wirkung vollkommen ersetzt durch das Rückschlagventil in Verbindung mit de. erfindungsgemäß vorgesehenen Drcsselstelle.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Drosselstelle aus einem Paar einander gegenüberliegender Anschläge besteht. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß der freie Strömungsquerschnitt der Drosselstelle kleiner ist als der freie Strömungsquerschnitt des Einlaßventils der Pumpe.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit beispielsweise das Zuführen einer Zusatzflüssigkeit, wie einer bestimmten Menge Seife, in eine Druckwaschanlage, beispielsweise eine Automobilwaschanlage. Bei Anlagen dieser Art, bei denen also Wasser verwendet wird, ist es häufig erwünscht und auch möglich, die Anlage unmittelbar mit einer Versorgungsleitung zu verbinden. Diese Versorgungsleitung kann dabei unter erhöhtem Druck stehen, beispielsweise im Bereich von etwa 3,5 bis etwa 5,6 kp/ cm², bei der also das durch die Verdrängerpumpe zu fördernde Wasser mit dem genannten erhöhten Druck in die Anlage eintritt. Insbesondere in Verbindung mit unter hohem Druck stehenden Wasserzuführungen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzüglich geeignet. Wenn der Leitungsdruck verhältnismäßig niedrig ist, kann die Vorrichtung unmittelbar an die Versorgungsleitung angeschlossen werden. 1st der Leitungsdruck jedoch sehr hoch, beispielsweise höher als etwa 7 kp/cm², so kann es noch erforderlich sein, einen Druckregler zu verwenden, welcher ein einwandfreies Funktionieren der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewährleistet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt entlang der Mittellinie einer Schubkolbenpumpe mit einer Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 2 im Detail das Kopfstück der in F i g. 1 gezeigten Schubkolbenpumpe und

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt entlang der Linie und in Richtung der Pfeile 3-3 von Fig. 2.

F i g. 1 zeigt eine im ganzen mit 10 bezeichnete Einspritzsinrichtung, welche mit einer im ganzen mit 11 bezeichneten Schubkolbenpumpe in Wirkverbindung steht. Die Pumpe weist ein konventionelles Gehäuse 12 auf, an dem eine Einlaßleitung 13 sowie eine Auslaßleitung 14 vorgesehen sind* Die Einlaßleitung 13 kann an eine unter erheblichem Druck stehende Versorgungsleitung angeschlossen werden. Die Grurldfunktion der in F i g. 1 gezeigten Pumpe ist im einzelnen in der USA.-Patentschrift 3 238 890 beschrieben, auf die für eine detaillierte Beschreibung des Pumpenaufbaus verwiesen wird. Das Pum-

pengehiiuse 12 weist ein Paar von Kopfstücken 16, 17 auf, welche an einander entgegengesetzten Enden eines Hinlaßkanals 18 und eines Auslaßkanals j9 angeordnet sind. Das Kopfstück 16 weist eine Drosselsielle 20 auf, welche hinter der Einlaßleitung IS liegt. Weiterhin sind Einlaßventile 21, 22 und Auslaßventile 23, 24 vorgesehen. Ein variables Volumen aufweisende Förderkammern 25, 26 sind durch eine im ganzen mit 30 bezeichnete Anordnung mit hinundln-!gehenden Kolben gebildet, wobei die Kolbenanordnung Kolben 31 und 32 aufweist. Eine exzentrische Antriebsvorrichtung 33 weist ein exzentrisches Bolzenteil 34 auf, welches mittels einer Vielzahl von Lagerrollen 35 mit Abstand von einem Antriebs,locken 33 gelagert ist. Weiterhin findet in üb-Heller Weise eine ausdehnbare Kolbenkappe 37 Verwendung, die mittels eines O-Ringes 39 gegen die Wandungen von Zylindern 38 gepreßt wird.

Di·.¹ erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einer Viel.-:ιii 1 verschiedenartiger Schubkolbenpumpen verwen;!'Jt werden mit einem, zwei oder auch mehr Kolben. Die Kolben können in Axiairichtung einanc!. ' gegenüberliegen oder mit parallelen Achsen anj-'.-ordnet sein. Vorzugsweise ist jedoch für jeden hin- und hergehenden Kolben eine separate Förderkar.iner 25 bzw. 26 vorgesehen, von denen jede mit einem einzelnen hin- und hergehenden Kolben 31, 32 zusammenwirkt. Die Drosselstelle 20 wird normalerweise bei jedem Kopfstück verwendet, welches eine Einspritzvorrichtung aufweist oder mit einer Einspritzvorrichtung verbunden ist.

Im folgenden wird die Einspritzeinrichtung 10, welche in F i g. 1 dargestellt ist, im einzelnen beschrieben. Die Einspritzeinrichtung ist über eine Leitung 51 mit einem Vorratsgefäß 50 verbunden. Zur geeigneten Steuerung des der Einspritzeinrichtung zugeführten Zusatzmittelstromes kann ein solenoidgesteucr es Ventil od. dgl. verwendet werden, wie es bei 52 gezeigt ist. Die Einspritzeinrichtung 10 umfaßt einen Körper 54 mit einer durchgehenden Bohrung 55, welche einen versenkten Abschnitt 56 zur Anpassung eines Steuerventils 57 aufweist. Das Steuerventil 57 weist einen Stift 58 auf, der mit einem gerändelten Betätigungsknopf 59 verbunden ist. Der gerändelte Betätigungsknopf 59 weist ein Gewindeteil 60 amf, welches in eine Bohrungsfortsetzung 61 eingeschraubt ist. Auf diese Weise steuert der gerändelte Betätigungsknopf 59 die Relativstellung des angespitzten Endabschnittes 62 des Stiftes 58 bezüglich einer Sitzfläche 63. :o

Eine Überwurfmutter 65 mit Flansch 66 steht mit einer Manschette 67 des Körpers 54 in Verbindung, so daß dieser auf dem Kopfstück 16 in der richtigen Stellung gehalten wird. Im allgemeinen ist eine Schraubbefestigung von Vorteil, da es hierdurch möglich ist, die Einspritzvorrichtung mit dem Vorsatzbehälter in beliebiger Winkelstellung zu verbinden.

Im folgenden wird der Endabschnitt der Einspritzeinrichtung, im ganzen mit 70 bezeichnet; näher beschrieben, Dieser Endabschnitt weist einen Körper mit einem Segment 71 und einem Segment 72 auf, wobei ein O-Ring 73 zur Abdichtung der Einspritzeinrichtung im Kopfstück 16 dient. Ein Rückschlagventil 75 arbeitet mit einem Ventilsitz 76 unter der Einwirkung einer Feder 78 zusammen. Infolgedessen kann das Rückschlagventil sich bei einem Saughub des Kolbens 31 öffnen und bei einem Druckhub des Kolbens schließen. Die Anordnung weist eiue Trennblende 79 auf, welche einen Kammerabschnitt 80 von der Förderkammer 25 abtrennt. Infolgedessen können Strömungsturbulenzen oder ähnliches innerhalb der Förderkammer 25 keine schädlichen Einflüsse auf die Einspritzung in die Kammer 25 mittels der Einspritzeinrichtung 10 haben. Es wurde darüber hinaus gefunden, daß die D Dsselsrelle es ermöglicht, auch dann Zusatzflüssigkeit einzuführen oder einzuspritzen, wenn der Pumpeneinlaß unter geringem oder mäßigem Druck steht.

In F i g. 2 der Zeichnung ist das Innere des Kopfstückes 16 gezeigt. Die Drosselstelle 20 weist ein Paar Anschläge 85 und 86 auf, welche einen Strömungskanal bilden, wie er durch den Pfeil 87 angedeutet ist. Eine Einlaßzone befindet sich dabei bei 88, während die Auslaßzone bei 89 liegt. Der hin- und hergehende Kolben ist nahe der bei 90 gezeigten Zone angeordnet. Eine ringförmige Zone 91 dient zur Aufnahme eines O-Dichtungsringes, mittels dessen das Kopfstück 16 gegenüber dem Gehäuse 12 abgedichtet wird.

Die Anschläge 85, 86 haben abgerundete Ecken, welche dazu dienen, Kavitationen und Turbulenzen zu reduzieren, wenn das Fließinittel vom Einlaß in die Förderkammer fließt. Der Drosselspalt, welcher durch die Anschläge begrenzt ist, hängt im wesentlichen von der Kapazität der Pumpe und des Einlaßventils ab, wobei der Drosselspalt einen geringeren freien Strömungsquerschnitt aufweh: als das Einlaßventil in voll geöffneter Stellung. Auf diese Weise kann der hin- und hergehende Kolben während des Saughubes einen Unterdruck erzeugen, und zwar auch dann, wenn in der Einlaßleitung Drücke von etwa 3,5 kp/cm² oder mehr auftreten. Durch Anwendung der Drosselstelle ist das durch die Einspritzeinrichtung 10 Ki die Pumpanlage eingeführte Material einheitlich, in der Menge vorherbestimmt und konsistent.

F i g. 3 zeigt das Kopfstück mit Drosselstelle zur Strömungssteuerung. Die Anschläge 85 und 86 erstrecken sich bis zur Basisebene 91 c des Kopfstükkes. Die folgende Tabelle zeigt typische Werte für die Einspritzeinrichtung 20:

Hub	Kolbenfläche	Faktor	2 Kolben	UPM	dnWpro Minute	Weite des Kanals 87	Tiefe des Kanals 87
	(in cm*)	Cu.In. zu CaI.				(in cm)	(in cm)
0,198	5,07	0,004329	2	1750	8,93	0,475 bis 0,5	0,385
0,190	5,07	0,004329	2	1750	8,56	0,475 bis 0,5	0,385
0,228	5,U7	0,004329	2	1750	10,27	0,475 bis 0,5	0,385
0,220	5 07	0,004329	2	1750	9,93	0,475 bis 0,5	0,385
0,284	5yO7	0,004329	2	1750	12,80	0,475 bis 0,5	0,385
0,276	5,07	0,004329	2	1750	12,43	0,475 bis 0,5	0,385

Betriebsdrücke in der Leitung von bis zu cp/cm² gelten die obigen Darstellungen. Wenn s Leitungsdrücke in Rechnung gestellt werden n, soll der Kanal etwas enger sein, um zu vern, daß unter der Einwirkung des Druckes die Förderkammer während des Saughubes des Kolbens überversorgt wird. Alternativ hierzu kann ein Druckregler verwendet werden, welcher den Leitungsdruck an der Pumpe unterhalb von etwa 2,1 bis 2,45 kp/ cm² hält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einführen einer unter Atmosphärendruck stehenden Zusatzflüssigkeit in eine Schubkolbenpumpe, der unter hohem Druck stehende Flüssigkeit zugeleitet wird, gekennzeichnet durch ein in Richtung auf die Förderkammer (25) der Pumpe federbelastetes Rückschlagventil (75) in der Zusatzflüssigkeitsleitung, eine Trennblende (79) zwischen Förderkammer (25) und Rückschlagventil (75) und eine in der Förderkammer (25) zwischen dem Einlaßventil (21) in der Einlaßleitung (13) und dem Zusatzflüssigkeitseinlaß (75) in die Förderkammer vorgesehene Drosselstelle (20).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (20) aus einem Paar einander gegenüberliegender Anschläge (85, 86) bisteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Strömungsquerschnitt der Drosselstelle (20) kleiner ist als der freie Strömungsquerschnitt des Einlaßventils (21) der Pumpe.