DE2820548A1 - High pressure plunger pump with automatic regulator - has spring loaded sleeves regulating delivery rate automatically according to pressure - Google Patents

Abstract

The high pressure plunger pump regulates delivery quantity automatically in relation to pressure. The delivery rate is automatically reduced when max. working pressure is reached. Pump drive energy absorption is reduced with reduction of delivery rate. On the plunger (14) is fitted a spring (19) loaded sealing sleeve (15). This sleeve is guided in turn in a spring enclosing sleeve (22) which is able to float in the inlet chamber (13). Inner chamber of this enclosing sleeve is connected with the inlet chamber. The preload of the spring (19) is arranged so that it coresponds, in the closed position of the sealing sleeve, to the product of the max. working pressure and the smaller end face (17).

Description

Hochdruckplungerpumpe mit druck- High pressure plunger pump with

abhängig sich automatisch regelnder Fördermenge Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruckplungerpumpe mit druckabhängig sich automatisch regelnder Fördermenge. depending on the automatically regulating flow rate The invention relates on a high-pressure plunger pump with pressure-dependent, automatically regulating Delivery rate.

In der hydrodynamischen Reinigungstechnik, beim hydraulischen Strebausbau, beim Betrieb hydraulischer Pressen, in der Verfahrenstechnik als Prozeßpumpen, als Homogenisatoren o dgl. verwendet man Hochdruckplungerpumpen, deren Druck-Mengenverhältnis feststeht.In hydrodynamic cleaning technology, in hydraulic longwall construction, when operating hydraulic presses, in process engineering as process pumps, as Homogenizers o the like. One uses high pressure plunger pumps, their pressure / quantity ratio is certain.

Bei gleichbleibender Antriebsdrehzahl ist die Fördermenge gegeben. Eine Änderung der Fördermenge ist nur durch eine Änderung der Antriebsdrehzahl oder eine Hubverstellung möglich. Beide Bauarten sind aufwendig.If the drive speed remains the same, the delivery rate is given. A change in the delivery rate is only possible by changing the drive speed or a stroke adjustment is possible. Both types are complex.

Die Anordnung eines Bypassventils ist daher die Regel.The arrangement of a bypass valve is therefore the rule.

Über dieses Ventil fließt nach Druckbeaufschlagung die nicht benötigte Fördermenge unter Erwärmung zur Saugseite zurück, wobei die vernichtete Energie in Form von Wärme dem Fördermedium zugeführt wird. Wegen ihres günstigen Wirkungsgrades werden für die vorgeschilderten Anwendungsfälle vorzugsweise Verdrängerpumpen eingesetzt.After pressurization, the valve that is not required flows through this valve The delivery rate is returned to the suction side with heating, with the energy being destroyed is supplied to the pumped medium in the form of heat. Because of their favorable efficiency will be for the pre-pictured Applications preferably positive displacement pumps used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckplungerpumpe der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß mit geringem konstruktiven Aufwand die Fördermenge automatisch reduziert wird, wenn der maximale Arbeitsdruck erreicht ist und sich die Energieaufnahme des Pumpenantriebs entsprechend der Abnahme der Fördermenge verringert.The invention is based on the object of a high pressure plunger pump of the type mentioned to be designed so that with little structural effort the flow rate is automatically reduced when the maximum working pressure is reached is and the energy consumption of the pump drive according to the decrease in Delivery rate reduced.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß auf dem Plunger schwimmend eine mit einer Feder belastete Dichtungshülse gleitbar gelagert ist, die ihrerseits in einer im Saugraum der Pumpe schwimmend angeordneten, die Federkammer bildenden Aussenhülse geführt ist, deren Innenraum mit dem Saugraum verbunden ist, und daß die Dichtungshülse am vorderen Ende eine zum Plunger geöffnete Steuerkammer mit einer Ringfläche aufweist, zu der konzentrisch eine zweite Steuerkammer mit einer größeren Ringfläche vorgesehen ist und die Vorspannkraft der Feder so eingestellt ist, daß sie in der Verschlußstellung der Dichtungshülse dem Produkt aus dem maximalen Arbeitsdruck und der kleinen Ringfläche entspricht.This object is achieved according to the invention in that on the Plunger floating with a spring loaded sealing sleeve mounted slidably is, which in turn is arranged floating in a suction chamber of the pump, the The outer sleeve forming the spring chamber is guided, the interior of which with the suction chamber is connected, and that the sealing sleeve at the front end is an open to the plunger Has control chamber with an annular surface to which a second control chamber is concentric is provided with a larger ring area and the preload force of the spring so is set that it is in the closed position of the sealing sleeve the product from the maximum working pressure and the small ring area.

Sobald der maximale Arbeitsdruck erreicht ist, wird über die mit diesem Druck beaufschlagte kleine Ringfläche die Dichtungshülse entgegen der Wirkung der Feder zurückgefahren, so daß das Fördermedium in die zweite Steuerkammer eindringen kann.As soon as the maximum working pressure is reached, the with this Pressurized small ring surface counteracts the action of the sealing sleeve Spring retracted so that the pumped medium penetrates into the second control chamber can.

Das Verhältnis der kleinen Ringfläche zur Ringfläche der größeren Steuerkammer sollte vorzugsweise in einer Größenordnung von 1 : 50 bis 1 : 100 liegen. Entsprechend diesem Flächenverhältnis stellt sich ein Druckabfall im Druckraum der Pumpe ein. Das im Pumpenkopf vorgesehene Druckventil schließt aufgrund dieses abfallenden Druckes. Das beim weiteren Vorlauf des Plungers aus der Dichtungshülse verdrängte Fördermedium wird unter weiteren Spannen der Feder in die zweite Steuerkammer gepumpt. Hierbei wird jedoch nur noch ein Fünfzigstel bis ein Hundertstel der für die Förderung gegen Druck benötigten Energiemenge verbraucht.The ratio of the small ring area to the ring area of the larger one Control chamber should preferably be on the order of 1:50 to 1: 100. Corresponding this area ratio results in a pressure drop in the pressure chamber of the pump. The pressure valve provided in the pump head closes due to of this falling pressure. This happens when the plunger continues to advance out of the sealing sleeve The displaced pumped medium is fed into the second control chamber with further tensioning of the spring pumped. Here, however, only one fiftieth to one hundredth of the for the promotion against pressure consumes the amount of energy required.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawings and is described below.

Es zeigen: Fig. 1 eine Hochdruckplungerpumpe im Längsschnitt mit zurückgefahrenem Plunger und Fig. 2 die Hochdruckplungerpumpe nach der Fig. 1 mit dem Plunger in der vorderen Endstellung und in einem Betriebszustand, bei dem der gewählte maximale Arbeitsdruck überschritten wurde.The figures show: FIG. 1 a high pressure plunger pump in longitudinal section with the pump retracted Plunger and FIG. 2 shows the high-pressure plunger pump according to FIG. 1 with the plunger in FIG the front end position and in an operating state in which the selected maximum Working pressure has been exceeded.

Die Hochdruckplungepumpe weist ein Gehäuse 1 und einen Pumpenkopf 2 auf. In dem Pumpenkopf 2 ist das Druckventil 3 vorgesehen, das aus einem Ventilsitz 4 und einem Ventilkörper 5 besteht, der auf einem Zapfen 6 entgegen der Wirkung einer Feder 7 gleitbar gelagert ist. In den Pumpenkopf 2 ist ein Einsatzstück 8 eingeschraubt, das den kegelstumpfförmigen Saugventilkörper 9 aufnimmt, der entgegen der Wirkung einer Feder 10 verstellbar ist. Das Einsatzstück 8 ist mit zur Längsachse 11 der Pumpe schrägverlaufenden Bohrungen 12 ausgerüstet, die vom Saugraum 13 der Pumpe ausgehen und zum Saugventilkörper 9 führen.The high pressure clutch pump has a housing 1 and a pump head 2 on. In the pump head 2, the pressure valve 3 is provided, which consists of a valve seat 4 and a valve body 5, which is on a pin 6 against the effect a spring 7 is slidably mounted. An insert 8 is located in the pump head 2 screwed, which receives the frustoconical suction valve body 9, the opposite the action of a spring 10 is adjustable. The insert 8 is with the longitudinal axis 11 of the pump equipped inclined bores 12, which from the suction chamber 13 of the Stop the pump and lead it to the suction valve body 9.

Die Pumpe weist einen oder mehrere Plunger 14 auf, die über einen nicht dargestellten Kreuzkopf und einen Kurbeltrieb angetrieben werden. Auf dem Plunger 14 ist schwimmend eine Dichtungshülse 15 mit der Passung leichter Schiebesitz gelagert. Diese Dichtungshülse weist eine zum Plunger geöffnete Steuerkammer 16 auf mit einer Ringfläche 17. Auf der Dichtungshülse ist formschlüssig ein FüllköArper 18 festgelegt, an dem sich eine Feder 19 abstützt, deren anderes Ende an einem Gehäuseteil 20 anliegt. Das Füllstück 18 ist mit seinem vorderen zylindrischen Teil 21 in einer Aussenhülse 22 geführt, die somit mittelbar schwimmend auf dem Plunger 14 gelagert ist und von dem Saugraum 13 umschlossen wird.The pump has one or more plungers 14, which have a not shown cross head and a crank mechanism are driven. On the Plunger 14 is a floating sealing sleeve 15 with a slight sliding fit stored. This sealing sleeve has a control chamber 16 which is open to the plunger with an annular surface 17. A filling body is positively locked on the sealing sleeve 18 set, on which a spring 19 is supported, the other end of which is on a housing part 20 is present. The filler piece 18 is with its front cylindrical part 21 in a Outer sleeve 22 is guided, which is thus indirectly floating on the plunger 14 and is enclosed by the suction chamber 13.

Über Bohrungen 23 in der Aussenhülse steht der Saugraum 13 mit dem Innenraum der Aussenhülse 22 in Verbindung, der auch die Aufnahmekammer für die Feder 19 bildet.Via bores 23 in the outer sleeve, the suction chamber 13 is connected to the Interior of the outer sleeve 22 in connection, which is also the receiving chamber for the Spring 19 forms.

Die Aussenhülse 22 weist eine vordere Endplatte 24 auf, die mit einer Durchströmbohrung 25 versehen ist. In der Verschlußstellung der Dichtungshülse 15, die in der Fig.The outer sleeve 22 has a front end plate 24 with a Through-flow hole 25 is provided. In the closed position of the sealing sleeve 15, which in Fig.

1 aufgezeigt ist, liegt die Dichtungshülse an der Endplatte 24 an.1, the sealing sleeve rests against the end plate 24.

Die vordere Stirnfläche 26 des Füllkörpers 18 ist gegenüber der vorderen Stirnfiäche der Dichtungshülse in Richtung auf den Plungerantrieb versetzt, so daß eine Steuerkammer 27 gebildet wird, die in der Fig. 1 die Steuerkammer 16 konzentrisch umschließt.The front end face 26 of the filling body 18 is opposite the front End face of the sealing sleeve offset in the direction of the plunger drive, so that a control chamber 27 is formed, which in FIG. 1, the control chamber 16 is concentric encloses.

Konzentrisch zu der Ringfläche 17 ist somit eine Ringfläche 28 vorhanden, die mit dem Druck des Fördermediums beaufschlagt wird, sobald die Dichtungshülse 15 ausgehend von der Stellung in der Pig. 1 sich von der Endplatte 24 der Aussenhülse 22 entfernt hat.Concentric to the annular surface 17 there is thus an annular surface 28, which is acted upon by the pressure of the pumped medium as soon as the sealing sleeve 15 based on the position in the Pig. 1 from the end plate 24 of the outer sleeve 22 removed.

Die Ringflächen 17 und 28 sollen vorzugsweise in einem Verhältnis von 1 : 50 bis 1 : 10 stehen. Entsprechend diesem Flächenverhältnis stellt sich auch ein Druckabfall im Druckraum der Pumpe ein, sobald die Dichtungshülse 15 von der Endplatte 24 abhebt.The annular surfaces 17 and 28 should preferably be in a ratio from 1:50 to 1:10. This corresponds to this area ratio also a pressure drop in the pressure chamber of the pump as soon as the sealing sleeve 15 of the end plate 24 lifts off.

Da die Querschnittsfläche des Plungers 14 drei- oder mehrmal kleiner ist als die Ringfläche 28, genügt für die Aufnahme des gesamten Fördervolumens eines Hubes ein Ausgleichshub der Dichtungshülse 15 mit FUllstück 18, der sich zum Arbeitshub verhält wie die Querschnittsfläche des Plungers zur Ringfläche 28.Since the cross-sectional area of the plunger 14 is three or more times smaller is than the annular surface 28, is sufficient to accommodate the entire delivery volume of one Stroke is a compensating stroke of the sealing sleeve 15 with filler piece 18, which becomes the working stroke behaves like the cross-sectional area of the plunger to the annular area 28.

Bei dem in der Fig. 2 aufgezeigten Betriebszustand ist die Förderung der Pumpe Null. Das Druckventil 3 ist geschlossen, so daß also kein Verbrauch stattfindet.In the operating state shown in FIG. 2, the promotion the pump zero. The pressure valve 3 is closed so that there is no consumption.

Beim Rücklauf der Dichtungshülse 18 wird zunächst das im Ringraum zwischengespeicherte Volumen des Fördermediums in den Druckraum zurückgeführt. Eine durch das Druckventil 3 geführte Teilmenge wird über das Saugventil 9 nachgesaugt.When the sealing sleeve 18 returns, the first thing is that in the annular space Cached volume of the pumped medium returned to the pressure chamber. One Partial amount passed through the pressure valve 3 is sucked in via the suction valve 9.

Die Aussenhülse 22 ist im Obergangsbereich zur vorderen Endplatte 24 kegelstumpfförmig ausgebildet. Die Aussenkontur in diesem Bereich fluchtet weitgehend mit den zum Saugventilkörper führenden Bohrungen 12, so daß sich günstige Strömungsverhältnisse ergeben.The outer sleeve 22 is in the transition area to the front end plate 24 frustoconical. The outer contour in this area is largely aligned with the bores 12 leading to the suction valve body, so that there are favorable flow conditions result.

Dem Saugraum 13 wird das Fördermedium über einen Kanal 29 zugeführt.The conveying medium is fed to the suction chamber 13 via a channel 29.

Claims (6)

Patentansprüche ÆfX Hochdruckplungerpumpe mit druckabhängig sich automatisch regelnder Fördermenge, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß auf dem Plunger (14) schwimmend eine mit einer Feder (19) belastete Dichtungshülse (15) gleitbar gelagert ist, die ihrerseits in einer im Saugraum (13) der Pumpe schwimmend angeordneten, die Federkammer bildenden Aussenhülse (22) geführt ist, deren Innenraum mit dem Saugraum verbunden ist, und daß die Dichtungshülse am vorderen Ende eine zum Plunger geöffnete Steuerkammer (16) mit einer Ringfläche (17) aufweist, zu der konzentrisch eine zweite Steuerkammer (27) mit einer größeren Ringfläche (28) vorgesehen ist und die Vorspannkraft der Feder (19) so eingesttellt ist, daß sie in der Verschlußstellung der Dichtungshülse dem Produkt aus dem maximalen Arbeitsdruck und der kleinen Ringfläche (17) entspricht. Claims ÆfX high pressure plunger pump with pressure dependent itself automatically regulating flow rate, which is not shown, that on the plunger (14) a sealing sleeve loaded with a spring (19) is floating (15) is slidably mounted, which in turn is floating in a suction chamber (13) of the pump arranged, the spring chamber forming outer sleeve (22) is guided, the interior of which is connected to the suction chamber, and that the sealing sleeve at the front end a to the plunger open control chamber (16) with an annular surface (17) to which a second control chamber (27) with a larger annular surface (28) is concentrically provided and the biasing force of the spring (19) is adjusted so that it is in the closed position of the sealing sleeve is the product of the maximum working pressure and the small ring area (17) corresponds. 2. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungshülse (15) in der Verschlußstellung an der vorderen, mit einer Durchströmbohrung (25) versehenen Endplatte (24) der Aussenhülse (22) anliegt.2. High pressure plunger pump according to claim 1, characterized in that that the sealing sleeve (15) in the closed position on the front, with a End plate (24) of the outer sleeve (22) provided with a through-flow bore (25) rests. 3. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende der Feder (19) sich an einem formschlüssig an der Dichtungshülse (15) festgelegten Füllkörper (18) abstützt und der Füllkörper in der Aussenhülse (22) geführt ist.3. High pressure plunger pump according to claim 1 or 2, characterized in that that the front end of the spring (19) is positively connected to the sealing sleeve (15) fixed filling body (18) is supported and the filling body in the outer sleeve (22) is performed. 4. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Stirnfläche (26) des Füllkörpers gegenüber der vorderen Stirnfläche der Dichtungshülse in Richtung auf den Plungerantrieb versetzt ist.4. High pressure plunger pump according to claim 3, characterized in that that the front end face (26) of the filling body opposite the front end face the sealing sleeve is offset in the direction of the plunger drive. 5. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhäldtnis der Ringfläche (17) zur Ringfläche (28) in einer Größenordnung von 1 : 50 bis 1 : 100 liegt.5. High pressure plunger pump according to claim 1, characterized in that that the ratio of the annular surface (17) to the annular surface (28) is of an order of magnitude from 1:50 to 1: 100. 6. Hochdruckplungerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die AussenhUlse (22) im Ubergangsbereich zur vorderen Endplatte (24) kegelstumpfförmig ausgebildet ist und die Aussenkontur in diesem Bereich weitgehend mit den zum Saugventil führenden Bohrungen (12) fluchtet.6. High pressure plunger pump according to one of the preceding claims, characterized in that the outer sleeve (22) in the transition area to the front End plate (24) is frustoconical and the outer contour in this Area is largely aligned with the holes (12) leading to the suction valve.