DE2128261A1 - Vorrichtung zur Erzeugung eines konstanten Mengenstroms eines Mediums unter hohem Druck - Google Patents
Vorrichtung zur Erzeugung eines konstanten Mengenstroms eines Mediums unter hohem DruckInfo
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Description
Priorität: 8. Juni 197o, Nr. kk 383-USA
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung eines konstanten Mengenstroms eines Mediums unter hohem Druck
mit einer Pumpe zur Erzeugung eines konstanten Mengenstroms eines Arbeitsfluids unter niedrigerem Druck, das auf einen
Arbeitskolben wirkt, der wenigstens eine Hochdruckpumpe für
das Medium betätigt.
Bei bestimmten chemischen Verfahren, beispielsweise der Hochdruckpolymerisation
von Äthylen, ist es erforderlich, Flüssigkeiten
in einen Reaktionsbehälter zu fördern, in dem ein extrem hoher Druck, beispielsweise 21oo kg/cm oder mehr
herrscht. '
Die dafür bisher verwendeten bekannten Hochdruckpuinpsysteme
bestehen aus einer fluidbetätigten Kolbenpumpe, die einen
großen Kolben für das Arbeitsfluid aufweist.
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Auf der gleichen Kolbenstange, auf der auch der Arbeitslcolben
sitzt, sitzen zwei kleine Pumpkolben für eine Doppelzylinderpumpe,
wobei ein Zylinder ansaugt, während der andere pumpt. Der Arbeitskolben wird von einer Flüssigkeit beaufschlagt,
die aus einer Quelle mit vergleichsweise niedrigem Druck kommt. Diese Flüssigkeit wird mit einem konstanten Mengenstrom
zugeführt und beaufschlagt abwechselnd die Seiten des Arbeitskolbens. Das Arbeitsfluid bzw. die Arbeitsflüssigkeit kann
beispielsweise von einer Vickers-Pumpe mit konstantem Förderfe strom zugeführt werden. Diese Pumpe ist eine Kolbenpumpe mit
einem Mehrfachzylinder. Es kann jedoch auch eine herkömmliche Taumelscheibenpumpe verwendet werden. Das Verhältnis der Flächen des Arbeitskolbens und der Pumpkolben ist derart bemessen,
2 daß, wenn der Pumpkolben eine Flüssigkeit bei 21Io kg/cm"
2 fordert, ein Arbeitsfluiddruck von k2 kg/cm erforderlich ist.
Wenn das Hochdruckmedium gegen einen Gegendruck von beispiels-
2
weise 211o kg/cm gepumpt werden muß, wird die Flüssigkeit tatsächlich um einen wesentlichen Betrag komprimiert. Zusätzlich Afferden die Vorrichtung und die Rohre für das Medium gedehnt. Es ist deshalb zu Beginn eines jeden Pumphubes erforderlich, die Flüssigkeit zu komprimieren und die zugehörigen Vorrichtungs- und Rohrteile ausreichend zu expandieren, um
weise 211o kg/cm gepumpt werden muß, wird die Flüssigkeit tatsächlich um einen wesentlichen Betrag komprimiert. Zusätzlich Afferden die Vorrichtung und die Rohre für das Medium gedehnt. Es ist deshalb zu Beginn eines jeden Pumphubes erforderlich, die Flüssigkeit zu komprimieren und die zugehörigen Vorrichtungs- und Rohrteile ausreichend zu expandieren, um
2
einen Druck von 211o kg/cm zu erhalten. Dies ist erforderlich, bevor irgendwelches Medium tatsächlich in den Hochdruckbehälter gepumpt werden kann. Die Kolben müssen deshalb einen ausreichenden Weg zurücklegen, um das Medium zu komprimieren und die Vorrichtungsteile und Rohre wieder auszudehnen, bevor irgendeine Strömung einsetzen kann. In der Praxis hat man bei einem Hochdrucksystem von 211o kg/cm festgestellt, daß die Kolben sich Io bis 12 % ihres Gesamthubes bewegen können, bevor ein genügend hoher Druck aufgebaut ist, bis die Strömung wieder beginnt. Dadurch wird im Betrieb bei einem derartigen System ein unterbrochener bzw. intermittierender Strom
einen Druck von 211o kg/cm zu erhalten. Dies ist erforderlich, bevor irgendwelches Medium tatsächlich in den Hochdruckbehälter gepumpt werden kann. Die Kolben müssen deshalb einen ausreichenden Weg zurücklegen, um das Medium zu komprimieren und die Vorrichtungsteile und Rohre wieder auszudehnen, bevor irgendeine Strömung einsetzen kann. In der Praxis hat man bei einem Hochdrucksystem von 211o kg/cm festgestellt, daß die Kolben sich Io bis 12 % ihres Gesamthubes bewegen können, bevor ein genügend hoher Druck aufgebaut ist, bis die Strömung wieder beginnt. Dadurch wird im Betrieb bei einem derartigen System ein unterbrochener bzw. intermittierender Strom
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erzexigt, boi welchem das Hochdruckmedium vielleicht zu 9° %
der Zeit strömt, während es über einen Zeitraum mit einem Anteil
von Io % nicht strömt.
Es ist weiterhin bekannt, in hydraulischen Systemen zur
Glättung von Druckwellen und zur Zuführung von zusätzlichem Hydraulikfluid für Zyklusperioden hoher Anforderung Druckspeicher
zu verwenden (US-PS 2 88l 739, 3 175 35Z±, 3 192 717,
3 2o5 659). Derartige Speicher haben jedoch keinerlei Einrichtungen,
mit welchen der Mengenstrom eines Mediums in einem Hochdrucksystem im wesentlichen kontinuierlich bleibt,
bei dem also keine Unterbrechung am Ends eine jeden Hubs
einsetzt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher
ein kontinuierlicher Mengenstrom des Hoehdruckmediums erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs genannten
Art durch einen Druckspeicher, der an die Leitung für das Arbeitsfluid zur Betätigung des Arbeitskolbens über Ventile
angeschlossen ist und Arbeitsfluid zuführt, wenn der Druck
des von der Pumpe geförderten Arbeitsfluids niedriger ist als der zur Erzeugung des Hochdrucks erforderliche Druck am hochdrucksystemseitigen
Kolben, und durch eine mit dem Speicher verbundene Einrichtung zur Schaffung eines solchen Drucks in
dem Speicher gelöst, daß am Ende der Arbeitsfluidabgabe der
Druck im Speicher nicht wesentlich niedriger ist als der für die Erzeugung des hochdrucksystemseitigen Drucks erforderliche.
Der Druckspeicher wird also mit Druckfluid gefüllt, während
Druckfluid gleichzeitig dem ar bex'ts sei tigert linde des Arbextskolbens
mit dem gewünschten Pumpdruck zugeführt wird. Aus dem
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Speicher wird dann Arbeitsfluid zum Arbeitskolben hin abgegeben,
wenn der Druck des Arbeitsfluids abnimmt, wenn dieser
Kolben die Richtungsumkehr vorgenommen hat. Der Speicherdruck wird dabei im wesentlichen über die ganze Abgabeperiode über
dem Normaldruck des Arbeitsfluids gehalten.
Bei einer bevorzugten Ausfülirungsform der Erfindung wird
eine einstellbare Zumeßeinriehtung verwendet, um die Arbeitsfluidiiienge
, die der Pumpe und dem Speicher zugeführt wird, in dem Maß aufzuteilen, daß dem Speicher ausreichend Pumpfluid
bei einem genügend hohen Druck zugeführt wird, um den Arbeitsfluiddruck aufrechtzuerhalten, wenn der Arbeitskolben
der Kolbenpumpe seine Richtung ändert.
Anstelle dieser Zumeßeinriehtung kann auch eine gesonderte Pumpe verwendet werden, die Arbeitsfluid mit dem erforderlichen
Druck in den Speicher fördert.
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_ tr _
Anhand der beiliegenden Zeichnung werden beispielsweise Ausführungsformen
der Erfindung naher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch eine Pumpe der Vorrichtung.
Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3~3 von Fig. 1.
Fig. 4 zeigt eine Schulttansicht einer Ausführungsform eines
bei der erfindungsgernäßen Vorrichtung verwendeten Schnellablaßventils,
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Schnellablaßventils.
Fig. 6 zeigt im Sclmiüt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Zumeßventils.
Fig. 7 ist ein Schnitt längs der Linie 7-7 von Fig. 6.
Fig. 8 ist ein Schnitt längs der Linie 8-8 von Fig. 6. i
Fig. 9 ist ein Schnitt längs der Linie 9-9 von Fig. 6.
Fig. Io zeigt in einer Teilarialcht ein Stück der in Fig.
gezeigten Vorrichtung.
Fig. 11 ist ein Schnitt längs der Linie 11-11 von Fig.
Fig. 12 zeigt in einer Ansicht wie Fig. 1 eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgem-äßen Vorrichtung.
Fig. 13 zeigt in einer Teilansicht geschnitten eine weitere
Möglichkeit der Anordnung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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■ W'
-G-
Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ist eine fluidbetätigte
Pumpe .mit hin- und hergehendem Kolben, die insgesamt mit bezeichnet ist, auf einem Bett 12 angebracht. Auf dem Bett 12
sitzt weiterhin eine Pumpe 1.4 für konstanten Förderstrom. Diese Pumpe kann beispielsweise eine Vickers-Pumpe mit konstanter
Abgabemenge bzw. Förderung sein, die eine Vielzahl
von aufeinanderfolgend arbeitenden Kolben aufweist, die zur
Abgabe einer Flüssigkeit in Form eines im wesentlichen koni
stauten und gleichförmigen Mengenstroms unabhängig vom Druck, gegen den die Pumpe arbeitet, zusaniraemvirken. Über eine Kupplung l6 ist die Pumpe 14 an einem Elektromotor l8 für den Pumpenantrieb angescnlossen. Das als Treib- bzw. Arbeitsfluid verwendete Hydraulikfluid, das von der Pumpe 14 mit konstanter Förderung abgegeben wird, wird ihr über Leitungen 2o zugeführt, die von einem Speicherbehälter kommen, der ebenfalls auf dem Bett 12 angebracht sein kann.
stauten und gleichförmigen Mengenstroms unabhängig vom Druck, gegen den die Pumpe arbeitet, zusaniraemvirken. Über eine Kupplung l6 ist die Pumpe 14 an einem Elektromotor l8 für den Pumpenantrieb angescnlossen. Das als Treib- bzw. Arbeitsfluid verwendete Hydraulikfluid, das von der Pumpe 14 mit konstanter Förderung abgegeben wird, wird ihr über Leitungen 2o zugeführt, die von einem Speicherbehälter kommen, der ebenfalls auf dem Bett 12 angebracht sein kann.
Über eine Rohrleitung 24, ein Zumeßventil 26 und eine Rohrleitung
28 wird das Hydraulikfluid der Kolbenpumpe Io zugeführt
. .""""■
Ein Hydraulikdrückspeicher "}o ist über Leitungen 32 und 34 mit
dem Zumeßventil 26 und über eine Leitung 36, in der ein Regulier-
bzw. Rückschlagventil 38, im folgenden als Sperrventil
38 bezeichnet, und ein Schnellablaßventil 4o angeordnet sind,
mit der Leitung 28 verbunden, die zu der Pumpe Io führt.
In Fig. 2 ist die insgesamt mit Io in Fig. 1 bezeichnete Pumpe
im einzelnen dargestellt. Der Aufbau dieser Pumpe ist an sich bekannt. Es handelt sich um eine doppelt wirkende zwei Zylin
der aufweisende Kolbenpumpe mit einem Gehäuseteil 42 und einem entsprechenden gegenüberliegenden Gehäuseteil 44. Eine
Büchse 46 bildet an dem einen Ende der Pumpe den Pumpenzylinder. Dieselbe Anordnung ist am anderen Ende der Pumpe vorgesehen, was jedoch nicht gezeigt ist. Der Pumpenzylinder
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enthält einen Pumpkolben 48, der auf lierkömiiiliche Weise an
einer Kolbenstange 5o befestigt ist, an der auch ein die
Leistung abgebender Kolben 52 sitzt, der im folgenden als
Arbeitskolben bezeichnet wird. Der Arbeitslcolben geht in einem Zylinder $h hin und her und wird von einem Arbeitsfluid
angetrieben, das durch Kanüle 56 und 58 gefördert wird. Das
Arbeit.sfJuid wird von der Leitung 28, wie in Fig. 1 gezeigt,
über ein herkömmliches, insgesamt mit 60 bezeichnetes Vierwegewechselventil zugeführt. Das Ventil 60 kann auf bekannte
Weise von einem Steuerventil 6l und durch Begrenzungsschalter
62 und 64 betätigt werden, wodurch das Arbeitsfluid zuerst zur einen Seite und dann zur anderen Seite des Kolbens 52 gerichtet
wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird die zu pumpende Flüssigkeit, die gewöhnlich von einer gemeinsamen Quelle stammt, durch
Leitungen 64 und 66 und Rückschlagventile 68 und 7o zugeführt
und unter hohem Druck durch die Rückschlagventile 72, 74 und
die Leitungen 76 und 78 in eine gemeinsame Abgabeleitung 80
gepumpt.
Ein Teil des Arbeitsfluids aus der Pumpe l4 wird über das
Zumeßventil 26 dem Hydraulikdruckspeicher 30 zugeleitet. Die
Figuren 6 bis 11 zeigen eine Aus führung s form eines für diese Zwecke verwendeten Zumeßventils. Das Ventil hat ein Gehäuse
82 mit zwei parallelen Bohrungen 84 und 86. Die Bohrung 84 enthält ein Wechselventil 88, dessen Durchmesser an zwei in
Längsrichtung angeordneten Stellen 9o und 92 reduziert ist,
wodurch ein Fluiddurchlaß über die Bohrung 84 von den Kanälen 94 und 96 zu den Leitungen 32 bzw. 28 geschaffen ist.
Die Bohrung 86 enthält eine Büchse 98, die sich von oberhalb
des oberen Randes des Kanals 94 bis unterhalb des unteren
Randes des Kanals 96 erstreckt und von einem Anschlag loo
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lagefixiert gehalten wird. In der Büchse 98 ist. teleskopartig
ein hohles zylindrisches verschiebbares Ventilteil Io2 aufge- · nommen. Das Ventilteil Io2 besteht aus einem oberen drehbaren
Element Io3 und einem unteren nicht drehbaren Element Io5, die
lose miteinander so verbunden sind., beispielsweise durch ein •Verbindungsstück I07, daß sie sich relativ zueinander drehen
können. Das Teil_lo3 ist an seinem oberen Ende geschlossen und hat in seiner Zylinderwand eine Öffnung Io4t, die angrenzend
an eine entsprechende Öffnung I08 in der Büchse 98 angeordnet
ist.
Die Verbindung swis:hj.i den Elementen ίο3 und Io5 läßt eine Strömung
vom Inneren des Elementes Io5 ins Innere des Elementes
Io3 zu. Die Enden der Elemente Io3 und I05 sind nahe genug
beieinander, daß zwischen ihnen ein Lecken im wesentlichen nicht stattfindet. Geiränschtenfalls kann an dieser Stelle eine
drehbare Dichtung eingesetzt werden. Das untere Element Io5 hat
eine Vielzahl von Offnungen I06 in seiner Zylinderwand, wovon
drei gezeigt sind, die am Umfang gegenüber den entsprechenden Öffnungen Ho ausgerichtet sind. Der Anschlag loo erstreckt
sich in einen Schlitz II6 in der Wand des Elementes Io5, um
zu verhindern, daß es sich bezüglich der Büchse 98 dreht.
Dadurch wird die fluchtende Ausrichtung der Öffnungen I06 und Ho beibehalten. Das Ventilteil Io2 sitzt in der Büchse 98
vorzugsweise in einer engen Gleitpassung, die jedoch nicht fluiddicht sein braucht.
Bei 112 und Il4 hat die Bohrung 86 einen vergrößerten Durchmesser
für einen Eluiddurchlaß von der Innenseite des sich verschiebenden Ventilteils Io2 über die fluchtend ausgerichteten
Öffnungen zu den Öffnungen 9^ und 96. Wenn sich das
verschiebbare Ventilteil Io2 nach oben bewegt, nehmen die Größen der Öffnungen für den Fluiddurchsatz, die infolge der
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Öffnungen Io4, 1ο8, 1ο6, ilo geschaffen Airerden, proportional
zu. Das Verhältnis zwischen dem Mengenstrom durch die oberen Offnungen und dem durch die unteren Öffnungen hängt von der*
relativen Azimutallage des oberen und unteren Elementes Io3 bzw. Io5 ab.
Das Ventilteil Io2 ist mit einem Schaft Il8 versehen, der bei
12ö für die Aufnahme eines Flachstabes 122 geschlitzt ist, der an einer drehbaren Achse 124 angebracht ist, die in abdichtender
Weise in einem Deckelteil 126 aufgenommen ist, f welches das obere Ende der Bohrung 86 abdeckt. Eine Feder
drückt nach oben gegen das Deckelteil 126 und spannt das im Gleitsitz verschiebbare Ventilteil Io2 nach unten elastisch
vor.
Ein auf dem oberen Ende der Achse 124 angebrachter Zeiger I36 zeigt auf einer Scheibe I38, die auf der Oberseite des
Deckelteils 126 sitzt, die relativen Lagen der Öffnungen Io4 und I08 an. Eine Drehung dieses Zeigers führt zu einer Drehung
des Elementes 1ο3· Dadurch ändern sich die Größen der von 'diesen. Öffnungen gebildeten Durchlässe und somit wiederum der
Anteil der Durchsatzmenge durch diesen Durchlaß im Vergleich μ
zu dem von den Öffnungen I06 und Ho gebildeten Durchlaß.
Zwischen der Erweiterung Il4 um die Bohrung 86 und dem Raum
in der Bohrung 86 über dem gleitend verschiebbaren Ventilteil Io2 ist ein Fluiddurchlaß I30 vorgesehen. Durch diesen Durchlaß
kann aus diesem Oberteil der Bohrung, wenn das verschiebbare Ventilteil nach oben bewegt wird, Flüssigkeit abgegeben
und der Druck in der Öffnung 96 und an dem oberen Ende der
Bohrung 86 ausgeglichen werden.
Ähnliche Bypasse 132 und 134 sind zwischen den Enden der
Bohrung 84 und den Kanäleh 94 und 96 vorgesehen, was in
der Zeichnung gezeigt ist.
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- Io -
In Fig. 3 ist eine zusätzliche Einzelheit des Speichers 3o
sowie der zugeordneten Rohr- und Ventilanordnung gezeigt. Die
Leitung 34, die von der Leitung 32 kommt und mit dem Zumeßventil
verbunden ist, steht mit dem unterexi Ende des Speichergehäuses
l4o in Verbindung. Bei der gezeigten Ausführungsform
hat das Gehäuse l4o einen glockenförmigen zylindrischen Behälter,
der an seinem unteren Ende von einem Abdeckteil l42 verschlossen ist, das abdichtend in ihm aufgenommen ist. In dem
Speicher sitzt ein Kolben l44, der mit dessen Innenwand in abdichtendem Eingriff steht. Die Abdichtung wird durch O-Ringe
l46 und l48 erreicht. Für die Beaufschlagung des Gehäuses mit
Luft oder einem anderen unter Druck stellenden S.as durch eine
Leitung 15o, die gegenüber dem Speicher oberhalb des O-Ringes
146 offen ist, wenn sic'h der Kolben in seiner gezeigten unteren Lage befindet, ist eine entsprechende Einrichtung vorgesehen.
Das Sperrventil 38 und das Schnellablaßventil 4o sind zwischen
die Leitung 34 und die Leitung 36» die zu der Pumpe Io führte'
geschaltet, wobei eine Leitung I5I für die Verbindung zwischen'
den beiden Ventilen sorgt. Eine Leitung 152 zweigt von der
Leitung 3^ at>
und führt zu einem Rückschlagventil 154· Eine
Leitung 153 ist zwischen das Rückschlagventil 154 und den
Boden des Schnellablaßventils 4o für dessen Betätigungsdruck eingesetzt, was nachstehend näher erläutert wird. Eine Bypassleitung
I56 ist mit einer Drossel oder Verengung !58 parallel
zum Rückschlagventil 154 versehend
Die Ausführungsform des in Fig. 3 gezeigten Schnellablaßven-
tils ist in Fig. 4 im einzelnen näher gezeigt. Das Schnellablaßventil
hat einen Körper I60, auf den eine Abdeckung 162 geschraubt ist. Der Körper hat Kanäle 164 und 166, an welche
die Leitungen 36 und 15I angeschlossen sind. Wie bereits in
Fig. 3 gezeigt wurde, führt die Leitung 153 in den Boden des
.Körpers l6o." Der Körper ist mit einer Vertikalbohrung I68
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versehen, die ein Wecliselventilteil I70 enthält, das ein Teil
172 mit verringertem Durchmesser hat, um einen Fluiddurchlaß
zwischen den Kanälen I66 und 164 zu schaffen, wenn das Wechselventil
so angeordnet ist, daß das Teil mit dem verringerten Durchmesser die Kanäle überlapjit. In der Zeichnung ist das
Wechscl\rentil in seiner Schließlage gezeigt. Eine Feder-17^
wirkt cils Vorspannung des Wechselveiitils in Richtung Schließlage.
Die Druckkraft der Feder ist durch eine Kappenschraube
I76 einstellbar, die gegen einen Federteller I78 drückt. Ein
Flxiiddurchlaß I80 sorgt für eine Verbindung zwischen dem
stromab gelegenen Kanal l6'l und dem oberen Teil der Bohrung
168, die zusammen mit der Bohrung der Abdeckung 162 eine Federkaminer bilden. Auf diese Weise vix-d der Fluiddruck in
der Federkammer auf gleiche Höhe wie der Druck in dem Kanal l64 und demzufolge auf dem Druck der von der Pumpe Io zugeführten
Flüssigkeit gehalten. Zusätzlich zu der Wirkung, innerhalb der Federkaminer einen Flüssigkeitsauslaß zu schaffen,
wenn sich das Wechselventil 17o nach oben bewegt, führt
dieser Druckausgleich zu einer automatischen Arbeitsweise des Schnellablaßventils, was später näher erläutert wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Von der Pumpe lk mit konstanter Förderung wird über die Leitung 2k der Zumeßcinrichtung 26 Arbeitsfluid mit gleichförmigem
Mengenstrom zugeführt. In der Zuineßeinrichtung strömt das Arbeitsfluid durch die Bohrung 86 und die Bohrung des
Ventilteils Io2. .Der Strom wird zwischen den fluchtend ausgerichteten
Öffnungen I06, Ho und den Öffnungen lo^t, I08 aufgeteilt
, so daß ein Teil des Arbeitsfluids durch den Durchlaß
9'i und der andere Teil durch den Durchlaß 96 strömt. Der
Zeiger I36 ist bereits auf den gewünschten Anteil der Ströme
zwischen den Kanälen 9k und 96 eingestellt. Das Arbeitsfluid
strömt dann über die Bohrung 8^ in die Leitungen 32 bzw. 28.
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Wenn bei irgendeiner Einstellung des Zeigers I36 das Verhältnis
der Ströme durch die Kanäle 9^ und 96 beibehalten werden
soll, muß der Druck in diesen Kanälen gleich sein. Der Druckausgleich kann nicht durch eine Verbindung zwischen den Kanälen
erreicht werden, da dies den Mengenstrom durch die ' Kanäle ändern würde. Erfindungsgeinäß wird der Druckausgleich
durch Verengungen bzw. Einschnürungen stromab von den Kanälen 9'l und 96 erreicht. Deshalb sind die Durchlässe I32 und 13'i
vorgesehen. Der Durchlaß I32 stellt eine Druckverbindung des
Kanals 96 mit dem oberen Ende des Wechselventils 88 und der
Durchlaß IJh eine Druckverbindung zwischen dem Kanal yk und dem
unteren Ende des WecLrielventils 88 her. Wenn deshalb beispielsweise
der Druck in dem Kanal 96 größer wird als der Druck in ■
dem Kanal 9'* > wird das Wechselventil 88 nach unten bewegt und
begrenzt bzw. beschränkt·den Strom in die Leitung 32, während
gleichzeitig die Öffnung für den Strom in die Leitung 28 größer
wird. Dadurch wird der Gegendruck auf den Kanal 96 geringer
und der Gegendruck auf den Kanal 9^ nimmt zu, bis die Drucke
ausgeglichen sind.
Infolge der Drosselwirkung der Öffnungen Io4, I08 und I06, Ho
in dem Ventilteil Io2 ist der Druck in der Bohrung 86 größer als der Druck in den Kanälen Sk und 96. Deshalb ist wiederum
der Druck über dem Ventilteil Io2 geringer als der Druck darunter, so daß das Ventilteil Io2 sich nach oben entgegen
dem Druck der Feder 128 bewegen möchte. Wenn der Druckunterschied zunimmt, ist die Aufwärtsbewegung des Ventilteils
größer, so daß die Kanäle weiter geöffnet werden. Die größere Öffnung der Kanäle führt zu einer Verringerung des Druckunterschieds,bis
die nach oben gerichtete Kraft infolge des Druckunterschiedes mit der Federkraft ins Gleichgewicht kommt.
Dadurch erreicht das Ventilteil bald eine Gleichgewichtslage. Das heißt mit anderen Worten, daß mit konstantem Mengenstrom
zugeführte Flüssigkeit sich in der Büchse nach oben bewegt,
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bis die Kanäle weit genug geöffnet sind, daß dieser Strom
durch die Kanäle bzw. Offnungen fließen kann. Die Entfernung
der Buchsenbewegung ist eine Funktion des Federdrucks und des
Gegendrucks auf das obere Ende der Büchse, der durch den Kanal I30 zugeführt wird. Wenn deshalb der Druck im Kanal 96
hochgeht, wird dadurch der Druckunterschied über der Büchse verringert, so daß die Büchse sich mehr nach oben bewegen muß,
um die Kanäle genügend zu öffnen, damit der gleiche Mengenstrom bei verringertem Druckunterschied erreicht wird. Bei
einer derartigen Vertikalbewegung des Ventilteils wird der f Anteil der Ströme zwischen den Kanälen 94 und 96 gleich gehalten.
Der Kanal 13° bildet einen Fluidabgabekanal für die Federkammer, so daß sich das Ventilteil nach oben bewegen kann.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, dient die Flüssigkeit aus der Leitung 28, die von der Proportionier- bzw. Zumeßvorrichtung abgeht,
zur Betätigung der Pumpe Io, während die Flüssigkeit,
die aus der Zumeßeinrichtung über die Leitung 32 abgeht, über
die Leitung 34 zum Füllen des Druckspeichers 3° dient. Erfindungsgemäß
ist der Speicher bereits vorher mit einem Druck beaufschlagt, der in der Nähe des gewünschten Arbeitsdrucks
des der Pumpe Io zuzuführenden Arbeitsfluids liegt oder größer J
ist als dieser.
Nach dem Anlassen der Pumpe l4 mit konstantem Förderstrom, wodurch Fluid von dem Zumeßventil zu dem Speicher strömt,
strömt Ax-beitsfluid unter dem Kolben 144 ein, wodurch der
Speicher mit Arbeitsfluid gefüllt wird. Der Kolben wird dadurch nach oben bewegt und komprimiert das darüber befindliche
Gas zu einem noch höheren Druck. Wenn man beispielsweise einen Pumpenarbeitsdruck von 42 kg/cm (600 psi) haben möchte, soll-
te der Speicher auf einen Druck von 49 kg/cm (?oo psi) gebracht
werden. Dies kann gleichzeitig dadurch erreicht werden,
2 daß die Pumpe mit konstanter Abgabe Flüssigkeit von 42 kg/cm
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- Ik-
(6oo psi) zur Pumpe Io schafft, da das Zumeßventil gewährleistet,
daß der Anteil an Flüssigkeit, der zum Speichel" und zur Pumpe Io führt, unabhängig von dem Druck, gegen den sie
arbeiten, gleichgehalten wird. Wenn der zum Speicher gehende Druck größer wird als der zur Pumpe gehende, wird das Wechselventil
88 in dem Zumeßventil nach oben bewegt und drosselt den Strom in die Pumpe über die Leitung 28, während die
Drosselung der Strömung in den Speicher über die Leitung 32 ^ verringert wird. Dies bedeutet, daß die Drucke in den Kanälen
94 und 96 in dem Zumeßventil beide etwas erhöht werden. Dies
verringert den Druckunterschied über dem Ventilteil Io2, wodurch
es nach unten bewegt wird, so daß ein erhöhter Druckabfall den Gegendruck an der Pumpe für konstante Förderung erhöht,
die das Arbeitsfluid in das Zumeßventil fördert. Die resultierende Wirkung der Druckzunahme in dem Speicher besteht
somit darin, daß der Druck des Fluids, das in das Zumeßventil geführt wird, zunimmt, während die gewünschten Stromanteile
durch den Speicher und zur Pumpe Io beibehalten werden.
Bei einer Anlage, bei welcher die Pumpe Io gegen einen Gegen-
- p
druck von 211o kg/cm" (3o 000 psi) arbeiten muß und die wirksame Fläche des Kolbens 52 fünfzigmal der Fläche des Kolbens 48 entspricht, muß das der Pumpe Io zugeführte Druckfluid
druck von 211o kg/cm" (3o 000 psi) arbeiten muß und die wirksame Fläche des Kolbens 52 fünfzigmal der Fläche des Kolbens 48 entspricht, muß das der Pumpe Io zugeführte Druckfluid
ο
einen Druck von 42 kg/cm (600 psi) haben, um Fluid durch die Rückschlagventile 72, 74 gegen den Gegendruck von 21Io kg/cm zu drücken. Infolge des Rückkehrhubs des Kolbens 48 wird jedoch Flüssigkeit in den Zylinder und in den Raum zwischen die Rückschlagventile 68 und f2 bei einem im wesentlichen niedrigeren Druck gezogen. Wenn deshalb der Kolben 48 wieder mit seinem Pumphub beginnt, muß er zuerst den Druck in dem Zylinder 46 und in der Rohrleitung zwischen den Rückschlagventilen 68 und 72 bis auf 211o kg/cm aufbauen, bevor er weitere Flüssigkeit durch das Rückschlagventil 72 gegen den
einen Druck von 42 kg/cm (600 psi) haben, um Fluid durch die Rückschlagventile 72, 74 gegen den Gegendruck von 21Io kg/cm zu drücken. Infolge des Rückkehrhubs des Kolbens 48 wird jedoch Flüssigkeit in den Zylinder und in den Raum zwischen die Rückschlagventile 68 und f2 bei einem im wesentlichen niedrigeren Druck gezogen. Wenn deshalb der Kolben 48 wieder mit seinem Pumphub beginnt, muß er zuerst den Druck in dem Zylinder 46 und in der Rohrleitung zwischen den Rückschlagventilen 68 und 72 bis auf 211o kg/cm aufbauen, bevor er weitere Flüssigkeit durch das Rückschlagventil 72 gegen den
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Gegendruck von 211o kg/cm fördern kann. Da alle Flüssigkeiten bis zu einem be stimmt en Ausmaß konipressibel sind und der Zylinder 46 und die Rohrleitung zwischen den Rückschlagventilen sich beim Anlegen des Di'ucks ausdehnen, bewegt sich der Kolben 48 um eine wesentliche Entfernung, bevor der Druck von 21Io kg/cm erreicht wird, so daß bei diesem Teil des Hubs keine Flüssigkeit durch das "Rückschlagventil 72 gepumpt wird. Während dieses Teils des Hubs hat deshalb das der Pumpe Io zugeführte Arbeitsfluid ebenfalls einen Druck, der niedriger als 42,2 kg/cm ist, der für einen Punipfluiddruck von 21Io kg/cm erforderlich ist. Das bedeutet, daß der Druck in der Leitung 28, die zur Pumpe Io führt, und in der daran angeschlossenen Leitung 36 ebenfalls geringer ist als 42,2 kg/cm Dieser verringerte Druck herrscht deshalb auch in der Federkammer in dem in Fig. 4 gezeigten Schnellablaßventil 4o.
Gegendruck von 211o kg/cm fördern kann. Da alle Flüssigkeiten bis zu einem be stimmt en Ausmaß konipressibel sind und der Zylinder 46 und die Rohrleitung zwischen den Rückschlagventilen sich beim Anlegen des Di'ucks ausdehnen, bewegt sich der Kolben 48 um eine wesentliche Entfernung, bevor der Druck von 21Io kg/cm erreicht wird, so daß bei diesem Teil des Hubs keine Flüssigkeit durch das "Rückschlagventil 72 gepumpt wird. Während dieses Teils des Hubs hat deshalb das der Pumpe Io zugeführte Arbeitsfluid ebenfalls einen Druck, der niedriger als 42,2 kg/cm ist, der für einen Punipfluiddruck von 21Io kg/cm erforderlich ist. Das bedeutet, daß der Druck in der Leitung 28, die zur Pumpe Io führt, und in der daran angeschlossenen Leitung 36 ebenfalls geringer ist als 42,2 kg/cm Dieser verringerte Druck herrscht deshalb auch in der Federkammer in dem in Fig. 4 gezeigten Schnellablaßventil 4o.
An diesel^ Stelle des Zyklus ist der Druckspeicher "}o völlig
mit Arbeitsfluid gefüllt und das dax*in befindliche Gas auf
2 einen Druck komprimiert, der wesentlich über den 42,2 kg/cm
des normalen Arbeitsdruckes liegt. Dieser Druck wird am Boden des Vechselventils I70 im Schnellablaßventil 4o über eine
daran angeschlossene Leitung 153 angelegt. Die Druckreduzierung in der Federkammer über dem Wechselventil I70 genügt, daß
dieser Speicherdruck die Wirkung der Feder 174 überwindet und
das Wechselventil 174 nach oben bewegt. Dadurch wird die Verbindung
zwischen der Leitung I5I und der Leitung 36 geöffnet
und der Speicher kann durch diese Leitungen in die Leitung 28 und von da in den Zylinder 54 der Pumpe Io abgeben. Das
Speichervolumen und der darin herrschende Druck vor dem Füllen sind so bemessen, daß das Arbeitsfluid aus dem Speicher
einen Druck über dem normalen Druck des Arbeitsfluids über den
ganzen Zeitraum beibehält, während dem am Beginn des Hubs der
2 Kolben 48 einen Druck von 211o kg/cm ausbildet. Die Abgabe des Fluids aus dem Speicher erfolgt sehr schnell, wodurch die
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Bewegung des Kolbens 52 beschleunigt wird, so daß der Druck in
dem Zylinder ^k der Pumpe Io fast unmittelbar auf den gewünschten
Arbeitsdruck zurückgebracht wird. Dadurch wird der Druck in der Öffnung l64 sehr schnell auf den Druck der Leitungen
I52 und I56 gebracht.. Die Feder 17'i möchte doshalb den Druck
- in der Leitung 153 überwinden, der das Wechselventil I70 in dci-Offnungslage
hält. Der Fluiddruck beginnt, sich durch die Drossel I58 abzubauen, wodurch sich das Wechselventil langsam schließen
kann. Wenn das Wechselventil ganz geschlossen ist, wird der Strom des Arbeitsf luids von dem Speicher unterbrochen. Der
Pumpe Io wird dann Arbeitsfluid nur über die Leitung 2k und
die Zumeßeinrichtung 26 zugeführt, die direkt *.n die. zur Pumpe
führende Leitung 28 führen. Gleichzeitig beginnt der Strom von der Zumeßeinrichtung mit der Wiederfüllung des Speichers.
Der Zeiger I36 muß so eingestellt werden, daß"die Zumeßeinrichtung
zu dem Speicher eine angemessene Menge Arbeitsfluid führt,
so daß er Arbeitsfluid zur Pumpe Io während des Druckerzeugungsabschnitts
des Zyklus führen kann. Zusätzlich muß die Schraubenkappe I76 auf dem Schnellablaßventil ko so eingestellt sein,
daß die Kraft der Feder 17'± groß genug ist, um den normalen,
^ Druckunterschied zwischen dem Speicher und der Leitung 36 zu
überwinden, jedoch nicht zu einer Überwindung des Unterschieds
ausreicht, der am Anfang eines jeden Hubs der Pumpe Io besteht.
Das in Fig. k gezeigte Schnellablaßventil ko arbeitet bei einer
Reduzierung des Drucks in der Leitung 36 automatisch. In Fig. 5
ist eine Abänderung des Schnellablaßventils gezeigt, das ansprechend
auf das Signal arbeitet, welchejs den Betrieb des Wechselventils 60 an der Pumpe Io hervorruft. In der Praxis
kann dieses Schnellablaßventil besser arbeiten als das Schnellablaßventil
von Fig. k bei höheren Drucken. Bei dieser Ausführungsform ist an dem Körper I601 beispielsweise durch ein
Gewinde eine Haube l82 befestigt, die mit einem Deckelteil 184
109851 /12U BADOR1G1NAt
versehen ist. In der Haube sitzt ein Kolben 186, der an dem
Schaft l88 eines gleitend verschiebbaren Wechselventils 17o' angebracht ist, das in einer Bohrung l68· in dem Körper hin-
und herbewegbar ist. Eine Druckfeder 17*1' sitzt zwischen dem
oberen Ende des Körpers und dem Boden des Kolbens 186 und spannt den Kolben nach oben elastisch vor. Eine Entlüftung
19o in der Haube dient zum Entlüften der Federkammer. Eine
Entlüftung 192 erstreckt sich in Längsrichtung durch das
Wechselventil, wodurch eine Verbindung zwischen der Federkammer und dem Teil der Bohrung l68' unter dem Wechselventil
hergestellt ist. Eine Abzugsleitung 19'± ist in das untere
Ende dieser Bohrung eingefügt.
Der Raum über dem Kolben 186 wird durch eine Leitung 196, die
an eine Luftzuführungsleitung 197 j wie in Fig. 2 gezeigt ist,
angeschlossen ist, unter Druckluft gesetzt. Die Luftzuführungsleitung
197 ist mit einer Drossel 199 versehen. Die Leitung I96 führt zu einem Paar von Membranventilen 21o und 212. Das
Ventil 21o ist über eine Leitung 2l4 mit einer Steuerluftleitung
für den Begrenzungsschalter Gk und das Ventil 212 über •eine Leitung 2l6 mit der S teuer luft leitung für den Begrenzungsschalter
62 verbunden. Jedes der Membranventile ist mit einem Auslaß 2l8 versehen, der so angeordnet ist, daß er von
der Membran 22o verschlossen werden kann, wenn die Steuerluft
druckbeaufschlagt ist. Der Raum unter der Membran ist mit
einer Leitung I96 verbunden. Wenn ein Flansch I98 an den Begrenzungsschalter
62 oder ein entsprechender Flansch auf der anderen Seite an dem Begrenzungsschalter Gk anschlägt , wird
dem Steuerventil 6l ein Signal zugeführt, Druckluft von einem
Ende des Wechselventils 60 abzugeben und dadurch das Wechselventil zu bewegen, um das Arbeitsfluid zu dem gegenüberliegenden
Ende des Zylinders 5k zu dirigieren. Dieses gleiche
Signal wird durch die Leitung 21^ oder 2l6 geführt, um augenblicklich
den Raum über einer der Membranen 22o zu leeren.
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Der Druck in der Leitung I96 zwingt die Membran.dazu, den
Auslaß 218 zu öffnen, wodurch Luft aus der Leitung I96 austreten
kann, so daß der Raum über dem Kolben I86 geleert wird,
wodurch die Feder 17^' das Wechselventil I70' nach oben bewegt
und dadurch die Verbindung zwischen den Öffnungen I66'
und l64' öffnet. Dann kann Fluid von dem Speicher durch die
Leitung I51, das Schnellauslaßventil, die Leitung 36 und die
Leitung 28 zur Pumpe Io auf die gleiche Weise strömen, als
wenn das Schnellablaßventil gemäß Fig. 4 verwendet wird.
Sobald der Flansch I98 den Begrenzungsschalter 62 freigibt,
wird der Druck der Steuerluft wieder hergestellt und die Membran
zurückbewegt, um den Auslaß 2l8 abzudecken. Das Schnellablaßventil wird wieder unter Druck gesetzt und deshalb durch
von der Luftzuführungsleitung 197 durch die Drossel 199
strömende Luft langsam geschlossen, wobei die Drosselgröße die Zeit festlegt, die für das Schließen des Schnellablaßventils
erforderlich ist.
In Fig. 12 ist eine modifizierte Ausführungsform gezeigt, bei
welcher die Verwendung einer Zumeßeinrichtung 26 überflüssig ist. Bei dieser Ausführungsform wird eine Pumpe 2oo für das
Arbeitsfluid verwendet, um den Speicher 3o unter Druck zu
setzen. Das Arbeitsfluid wird durch eine Fluidleitung 2o2 geführt.
Eine Rückführ- bzw. Umwälzleitung 2o4, die an die Leitung
2o2 angeschlossen ist, enthält ein Überdruckventil 2o6,
das öffnet, wenn der Speicher bis zu einem vorher festgelegten
Druck gefüllt ist. Zu diesem Zeitpunkt öffnet das Überdruckventil 2o6 und ermöglicht so, daß zusätzliches Fluid von der
Pumpe 2oo zu dem Reservoir durch die Leitung 2o8 zurückkehrt. Alternativ dazu kann das Fördervolumen der Pumpe 2oo erforderlichenfalls
für die direkte Zuführung zum Speicher ge-, steuert werden.
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Der Speicher, die Rückschlagventile und das in Fig. 3 gezeigte Schnellablaßventil können zweckmäßigerweise auch bei dieser
Ausführungsforrtl verwendet werden, der einzige Unterschied
besteht lediglich darin, daß das Fluid von der Pumpe Ik nicht
zur Füllung des Speichers verwendet wird.
Fig. 13 zeigt eine weitere Äusführungsform der Erfindung mit
einem Zumeßventil und einem Schnellablaßventil, deren Wirkung der der vorstehenden Ausführungsformen entspricht, die jedoch
etwas anders arbeiten. Die in Fig. I3 gezeigte Leitung 24 führt I
von der Pumpe mit konstanter Förderung zu dem Zunießventil 226. Das Zunießventil sor^i für den Strom zur Pumpe Io über die Leitung
28 und zum Speicher 30 über die Leitungen 32 und 3k. Eine
Leitung 36 führt von dem Schnellablaßventil 24o zur Leitung 28,
während eine Leitung I5I vorgesehen ist, durch welche Fluid von
dem Speicher 3o in das Schnellablaßventil strömen kann«
Das Zunießventil 226 entspricht der Zumeßeinrichtung 26 in
vielfacher Hinsicht. Das Ventil hat parallele Bohrungen 284 und 286. Die Bohrung 284 enthält ein Wechselventil 288, dessen
Durchmesser zwischen' seinen Enden verringert ist, wodurch ein Fluiddurchlaß über der Bohrung 284 von einem Kanal 94 zum g
Rohr 32 geschaffen ist. Das Wechselventil ist gegen die Offnungslage
durch eine Feder 289 vorgespannt. Ein Fluiddurchlaß 232 führt von dem oberen Ende des Wechselventils zu einer Verbindung
mit dem Fluid, welches aus der Leitung 24 in das Zumeßventil eintritt.
Die Bohrung 286 enthält eine Büchse 98, die sich von unterhalb des unteren Randes eines Kanals 296 in dem Körper des Speichers,
der mit dem Rohr 28 in Verbindung steht, bis oberhalb des Schnittpunktes mit dem Kanal 94 erstreckt. Die Büchse 98 ist
durch einen Anschlagstift loo wie bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 6 an einer Bewegung gehindert. In der Büchse 98 ist
109851/12U
- 2ο -
teleskopartig ein hohles zylindrisches, gleitend verschiebbares Ventilteil Iö2 aufgenommen, dessen Aufbau zu dem Ventilteil von Fig, 6 identisch sein kann. Eine Fluidleitung 13o
gestattet eine Fluidverbindung zwischen dem Kanal .296 und der
Bohrung 286 über- dem Ventilteil Io2. Eine Feder 128 spannt
■das Ventilteil Io2 nach unten gegen den Druck des Fluids vor,
das durch die Leitung'24 einströmt.
Das in Fig, I3 gezeigte Schnellablaßventil 24o hat einen Körper
260 mit Kanälen 264 und 266, an welche die Leitungen I5I bzw.
36 angeschlossen sind. Von der Leitung 36 führt eine Leitung 265 zu einer Steueröffrung 267 im Boden des Ablaßventils. Die
Leitung ist über eine Leitung 269 außerdem mit der Betätigungseinrichtung 270 für das Schnellablaßventil verbunden. Die Leitung
27I ist mit der Leitung 36 verbunden und führt zu der Betätigungseinrichtung
270 des Schnellablaßventils, Ein Rückschlagventil
273 gestattet den Durchtritt des Fluidstroms
durch die Leitung 27I in die Betätigungseinrichtung des Schnellablaßventils,
verhindert jedoch eine Strömung von der Betätigungseinrichtung zurück in die Leitung 27I. Ein Rückschlagventil
275 ermöglicht die Strömung des Fluids von der Betätigungseinrichtung in die Leitung 269, verhindert jedoch die Strömung
in umgekehrter Richtung. Auf der Betätigungseinrichtung für das Schnellablaßventil ist ein Überdruckventil 274 angeordnet.
Pas Schnellablaßventil ist mit einer zylindrischen Bohrung
versehen, die einen Ventilkörper bzw. -schieber 279 enthält.
Eine Feder 280 spannt den Ventilschieber nach unten in Schließrichtung des Kanals 266 vor. Dadurch wird verhindert, daß
Fluid von der Leitung I5I in die Leitung 36 strömt. Eine Einstellschraube
281 dient zum Einstellen des Drucks der Feder 280.
Wenn die Pumpe mit konstantem Förderstrom gestartet ist, befindet sich das Ventil Io2 in dem Zumeßventil in einer geschlossenen
Lage. Wenn jedoch der Druck des Fluids, welches
1098517 12U
in das Zumeßventil strömt, das Ventilteil Io2 nach oben gegen
den Druck der Feder 128 drückt, werden die dahxiidurchgehenden Kanäle bzw. Offnungen ähnlich wie in Fig. 6 geöffnet.
Wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführung«form wird das
Ventilteil Io2 nach oben bewegt, bis der Druckunterschied über
dem Ventil für eine nach oben gerichtete Kraft sorgt, die gleich der von der Feder 128 ausgeübten nach unten gerichteten
Kraft ist. Dadurch ist der Druckunterschied zwischen den Leitungen
2k und 28 durch die Vorspannung der Feder 128 festgelegt.
Da das Zumeßventil von einer Pumpe mit konstantem Volumen versorgt
wird, ist es erforderlich, daß das Ventilteil Io2 genügend
weit nach oben bewegt wird, damit das ganze, ihm zugeführte Fluid hindurchströmen kann. Deshalb ist der Betrag der
Aufwärtsbewegung von dem Durchsatz des durch das Ventil hindurchströmenden
Fluids bestimmt.
Genau wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
wird der Mengenstromanteil zwischen dem Durchsatz durch den Kanal 9'± und dem durch den Kanal 296 für eine bestimmte Einstellung
des Ventilteils Io2 bezüglich der Büchse 98 gleichgehalten.
Der Druckunterschied zwischen dem Inneren des Ventils Io2 und der Bohrung 284 wird durch die Kraft der Feder
289 festgelegt, die auf das Wechselventil 288 drückt.
Wenn der Durchsatzanteil so eingestellt ist, daß ein größerer
Anteil durch die Leitung 32 strömt, führt das dazu, daß der
Druckabfall über der Öffnung in dem Ventilteil Io2 abnimmt und daß dadurch der Druck in dem Kanal 9k und in der Bohrung
284 zunimmt. Dieser erhöhte Druck bringt das Wechselventil
288 dazu, sich nach obenl zu bewegen. Dadurch wird die Öffnung
in der Leitung 32 größer, so daß ein größerer Mengenstrom hindurchgeht.
1 0 9 8 5 1 /12AA
Die Wirkungsweise des Zuraeßventils ist dadurch unabhängig
von Druckänderungen in dem Speicher gemacht. Das Gleitventil 288 gewährleistet, daß der Druckunterschied zwischen der
Bohrung innerhalb des Ventilteils Io2 und der Bohrung 284
konstant auf einen Wert derart gehalten wird, daß eine Kraft für den Ausgleich der Kraft geschaffen wird, die von der
Feder 289 aufgebracht wird. Wenn deshalb der Druck in dem
Speicher zunimmt, möchte der Mengenstrom zum Speicher abnehmen. Der Druck in der Bohrung 284 nimmt jedoch zu, bewegt
das Wechselventil 288 nach oben, öffnet den Durchlaß in die
W Leitung 32 und gestattet so, daß der Mengenstroni konstant
bleibt.
Während des Kolbenhubs in der Pumpe Io strömt Fluid von dem
Zumeßventil durch die Leitung 36 und die Leitung 271 über das
Rückschlagventil 273 und beaufschlagt die Betätigungseinrichtung
270 des Schnellablaßventils. Eine Zuführleitung 285 sorgt
dafür, daß der gleiche Druck an der Oberseite des Wechselventils 279 anliegt. Dieser Druck liegt am Boden des Wechselventils
über die Leitungen 265 und 267 an.
Am Ende des Hubs des Kolbens in der Pumpe Io verringert sich
& der Druck in der Leitung 36, wodurch der Druck in der Zuführleitung
285 und in den Leitungen 269 und 267 verringert wird.
Das in der Betätigungseinrichtung 270 für das Schnellablaßventil
gesammelte Fluid wird dann durch das Rückschlagventil 275 und die Leitung 269 freigegeben und drückt auf den Boden
des Wechselventils 279> das sich infolgedessen nach oben bewegt
und das Schnellablaßventil öffnet. Das in dem Speicher
gespeicherte Druckfluid kann deshalb durch das Schnellablaßventil in die Leitung 36,wie vorstehend anhand der anderen
Ausführungsformen beschrieben, strömen, um den Druck in der Pumpe Io beizubehalten. Sobald, das Fluid durch die Leitung 36
hindurchgeht, wird der Druck in der Zuführleitung 285 schnell
109851/124A
wieder hergestellt, so daß sich das Wechselventil 279 nach
unten bewegt. Das Fluid unter dem Wechselventil 279 wird
relativ langsam durch die Öffnung 287 freigegeben, so daß
sich das Wechselveiitil etwas langsamer schließt als es geöffnet wii'd» Die Leitung 265 und die Öffnung 287 können auch
weggelassen werden, wenn ein kleines Ablaßrohr vorgesehen wird, das axial durch den Kolben 279 hindurchgeht, so daß sich
der Kolben nach unten in die Schließlage bewegen kann.
109851/1244
Claims (8)
- PATENTANSPRÜCHE1/ Vorrichtung zur Erzeugung eines konstanten Mengenstroms eines Mediums unter hohem Druck mit einer Pumpe zur Erzeugung eines konstanten Mengenstroms eines Arbeitsfluids unter niedrigerem Druck, das auf einen Arbeitskolben wirkt, der wenigstens eine Hochdruckpumpe für das Medium betätigt, gekennzeichnet durch einen Druckspeicher (3o), der an die Leitung (28) für das Arbeitsfluid zur Betätigung des Arbeitskolbens (5«^ über Ventile (38, 4o)angesclilossen ist (3^v 36) und Arbeitsfluid zuführt, wenn der Druck des von der Pumpe (l'i) geförderten Arbeitsfluids niedriger ist als der zur Erzeugung des Hochdrucks erforderliche Druck am hochdrucksystemseitigen Kolben (Ί8), und durch eine mit dem Speicher (3°) verbundene Einrichtung (26, 2oo) zur Schaffung eines solchen Drucks in dem Speicher (30), daß am Ende der Arbeitsfluidabgabe der Druck im Speicher (3o) nicht wesentlich niedriger ist als der für die Erzeugung des hochdruckssystemseitigen Drucks erforderliche.
- 2. Vorrichtung nach Anspi-uch 1, gekennzeichnet durch eine zwischen der Arbeit sfluidpumpe (I1I) und dem Arbeitskolben (52) angeordnete Zumeßeinrich.tung (26), die mit dem Druckspeicher (30) und der Leitung (28) für das Ärbeitsf'luid verbunden ist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßeinrichtung {26) eine Einrichtung zum Kompensieren des Gegendrucks aufweist, die abhängig von einer Änderung des Verhältnisses der Drucke am1 0 9 a 5 1 / t 2 4 4arbeitsseitigen Ende des Arbeitskolbens (52) und im Speicher (30) betätigbar ist, und ein gewünschtes Anteilsverhältnis der Mengenströme zum Arbeitskolben (52) und zum Speicher (3o) beibehält.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder J, gekennzeichnet durch ein Paar von Kanälen, von denen einer (96> 28) zum Ax-beitskolben (52) und der andere (94 1 32) zum Speicher (30) führt, wobei wahlweise wenigstens die Größe eines der Kanäle (96, 9k) zur Änderung des Anteilsverhältnisses der Mengenströme durch die Kanäle \ (96, 94) einstellbar ist.
- 5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise die Größe der Kanäle (96, 9^) ohne Änderung des'Anteilsverhältnisses der Mengenströme einstellbar ist.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an den Speicher (30) angeschlossene Pumpe (2oo) zur Erzeugung des erforderlichen Speicherdrucks.
- 7· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Leitung (36) zwischen dem Speicher (3o) und dem Arbeitskolben (52) angeordneten Ventile (3^i ko) abhängig von einer Druckverminderung am arbeitsseitigen Ende des Arbeitskolbens (52) betätigbar sind.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 5> gekennzeichnet durch ein Paar von Öffnungen (I06, Ho5 Io4, I08) stromauf von den Kanälen (94, 96), die mit dem Fluideinlaß (24) in Verbindung stehen, und durch eine Einrichtung (I36, 124, Io2) zum Einstellen des Strömungsquerschnittes der Paare von Öffnungen.1 O 9 8 5 1 / 1 2 4 A9· Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Einstellung der Größe der Öffnungen (lo6, Ho; Io4, Io8), die abhängig von einer Änderung des Druckunterschieds über den Öffnungen betätigbar ist.109851/1244Leer s e i t e
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- 1971-06-07 DE DE19712128261 patent/DE2128261A1/de active Pending
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