DE736778C - Fluessigkeitspumpe mit Druckluftantrieb - Google Patents

Description

• Flüssigkeitspumpe mit Druckluftantrieb Gemäß einem nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag sind Flüssigkeitspumpen entwickelt worden mit einem zum Antrieb des eigentlichen Pumpenkolbens dienenden, vorzugsweise druckluftbeaufschlagten Differentialarbeitskolben, dessen obenliegende größere Stufe beim Saughub an der Unterseite mit fireibmittel und an der oberen Seite ständig mit Außenluft beaufschlagt ist und der an seinem unteren, den Pumpenkolben tragenden Ende eine ständig mit Treibmittel beaufschlagte zentrale Bodenfläche aufweist. Bei diesen Pumpen wird ein Differentialkolbenschieber kurz vor der oberen Totlage des Arbeitskolbens durch eine von diesem freigegebene Steueröffnung im Arbeitszylinder und Überströmen von Treibmittel auf seine größere Stufe umgesteuert und hierauf durch den Kolbenschieber ein Kanal zum überführen des Treibmittels zum Zylinder von der Treibmittelzuleitung getrennt und mit dem Auspuff verbunden.
• Vorliegende Erfindung setzt sich nun die Aufgabe, für Flüssigkeitspumpen dieser Art einen Differentialkolbenschieber zu verwenden, welcher sich hinsichtlich der Einfachheit des Aufbaues und der einzelnen Steuerungsmittel der Einfachheit des obigen Pumpenantriebes anpaßt und eine zuverlässige und sorgfältige Steuerung des Treibmittels verwirklicht.
• Dies wird erfindunZsgemäß dadurch erreicht, daß die kleinere, auf ihrer Stirnfläche ständig von Treibmittel beaufschlagte Stufe des Schiebers am Umfang mit parallel zur Schieberachse verlaufenden Ausnehmungen und in ihrem mittleren Teil mit einem Doppelventilkegel versehen ist, welcher eine über den Kanal mit dem Arbeitszylinder verbundene Kammer abwechselnd gegen den Auspuffkanal bzw. gegen die Treibmittelzuleitung abdichtet; dabei ist die Stirnfläche der größeren Stufe bei der unteren Totlage des Arbeitskolbens über die von ihm erneut freigelegte Steueröffnung und den Zylinderraum oberhalb des Arbeitskolbens hindurch mit der Außenluft beaufschlagt.
• Die neue Steuerung zeichnet sich durch eine besondere Einfachheit, ferner durch klaren und übersichtlichen Aufbau aus und beansprucht dabei auch einen sehr geringen Raumbedarf. Der einfache und klare Aufbau bedingt ferner eine sehr große Betriebssicherheit, welche bei der in Aussicht genommenen Verwendung der Pumpe im Bergbaubetrieb von besonderer Wichtigkeit ist.
• An sich sind Difrerentialkolbenschieber zur Steuerung des Treibmittels von Flüssigkeitspumpen nicht mehr neu. So hat man bereits Differentialkolben schieber bei Pumpen angewandt, die durch Druckflüssigkeit oder Dampf betrieben werden und hat auch schon die Kolbenschieberachse parallel zur Kolbenstange und neben dem Antriebszylinder angeordnet. Jedoch konnten diese Kolbenschieber, die sich an sich schon vom erfindungsgemäßen unterscheiden, in Anbetracht der anderen Ausbildung des Arbeitsschiebers und der anderen Kanalführung im Pumpengehäuse keine Anregungen für vorliegende Erfindung vermitteln. Die Arbeitskolben der bekannten Pumpe sind nämlich doppelt beaufschlagt; außerdem fehlt es ihnen an dem eigentümlichen, unten geschlossenen hohlzylindrischen Kolbenfortsatz zur Erzeugung der Antriebskraft für den Abwärtshub. Die bekannten Differentialkolbenschieber konnten also nicht einfach übernommen oder nach geringfügiger Abänderung für die Zwecke der Steuerung der Pumpe nach dem Vorschlag gemäß der Erfindung verwendet werden, sondern mußten unter Berücksichtigung der anderen Ausbildung und anderen Arbeitsweise des Arbeitskolbens völlig umgestaltet werden.
• Einzelheiten des neuartigen Kolbenschiebers sind selbstverständlich seit langem bekannt. So kennt man bereits in Form eines Differentialkolbenschiebers ausgebildete Steuerungsmittel für die Antriebsvorrichtungen von Schüttelrutschen mit einseitig wirkendem Motor, deren kleinere Kolbenfläche ständig mit Druckluft beaufschlagt ist. Damit ist aber lediglich ein einzelnes Merkmal der neuartigen Steuerung bekanntgeworden.
• Man kennt ferner bereits Überdruckventile für Luftverdichter, bei denen am oberen und unteren Ende eines länglichen Ventilkörpers je ein Ventilschrägsitz angeordnet ist. Man hat auch bereits durch diesen Ventilkörper eine luftleitende Verbindung zwischen einem seitlich einmündenden Kanal abwechselnd mit einem unterhalb und einem oberhalb des Ventilkörpers gelegenen Raum verwirklicht. Dagegen sind bei diesem Ventilkörper nicht die beiden Ventilsitze zu einem Doppelventilkegel vereinigt worden. Im übrigen hatte der bekannte Ventilkörper unterhalb des unteren Ventilschrägsitzes keine Fortsetzung, während der neuartige Differentialkolbenschieber unterhalb dieses Ventilschrägsitzes noch einen zylindrischen Fortsatz mit Ausnehmungen an der Oberfläche aufweist, welche der Zuführung des Treibmittels zu dem Zylinder dienen.
• In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel im senkrechten Längsschnitt dargestellt.
• Das Pumpengehäuse besteht aus den beiden miteinander fest verbundenen Teilen i und 2. Der Arbeitskolben besitzt einen mittleren abgesetzten Teil 4., der im Ausführungsbeispiel als Hohlzylinder ausgebildet und auf dem feststehenden rohrförmigen Teil 5 geführt ist. Im oberen Teil 3 ist er hingegen mit größerem Durchmesser ausgeführt. Der rohrförmige Teils bildet zugleich den oberen Abschlußdeckel des Gehäuses r. Der abgesetzte Teil des Arbeitskolbens trägt am freien Ende den Pumpenkolben. Die Ausbildung der Pumpe im einzelnen gehört nicht zum Gegenstand der Erfindung und ist aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich.
• Die mittels Rohr- oder Schlauchleitung leerangeführte Druckluft tritt durch den Einlaßkanal 12 in den zur Führung des Arbeitskolbens dienenden Hohlkörper 5 ein und beaufschlagt ständig die Stirnfläche ¢a des Arbeitskolbens, der demgemäß immer danach strebt, den Pumpenkolben nach abwärts zu bewegen.
• In den Hohlraum der Führung 5 mündet am oberen Ende ein Kanal 13, welcher durch das Gehäuse i hindurchgeführt ist und zur Zuführung von Treibmittel zum Steuerschieber und zu dem Raum 23 unterhalb der am Antriebskolben vorhandenen Ringfläche 3,1 am ilbergang von dem Teil 3 zu dem im Durchmesser abgesetzten Teil ¢ dient. Der Kanal i ; mündet unterhalb der im Durchmesser kleineren Unterseite 16 des Steuerschiebers. An die Fläche 16 schließt sich nach oben hin ein kurzer zylindrischer Teil an, der in seinem unteren Bereich mit parallel zu seiner Mittelachse laufenden Nuten 14 versehen ist, durch welche Druckluft in den Ringraum 21 und von hier aus durch den Kanal 2.1 in die Kammer 23 einströmen kann und hierbei die Ringfläche 3a des Arbeitskolbens beaufschlagt. Dieser Betriebszustand ist in der Zeichnung dargestellt. Da die Ringfläche 3a größer gehalten ist als die Kolbenfläche 4a. bewegt sich in der gezeichneten Stellung der Arbeitskolben und mit ihm der Pumpenkolben nach aufwärts, so daß Wasser aus dem Saugkorb in den Raum unterhalb des Pumpenkolbens angesaugt und gleichzeitig das oberhalb des Pumpenkolbens befindliche Wasser in die Förderleitung hineingedrückt wird.
• Sobald der Arbeitskolben beim Aufwärtsgang in die dargestellte Lage kurz vor dem oberen Hubende gelangt ist, wird die üffnung 22 frei gelegt. Diese mündet in einer Kammer 25 oberhalb der größeren Kolbenfläche 15 des Steuerschiebers und läßt Druckluft aus der Kammer 23 in die -Kammer 25 entweichen. Unter dem Einfluß dieses Druckes bewegt sich der Steuerschieber nach abwärts. Die Folge ist, daß sich ein Kegel 17, der nahe dem unteren Ende des Steuerschiebers vorgesehen ist, auf einen entsprechend gestalteten Sitz 18 an der Führung für das untere Steuerschieberende auflegt und damit den Durchtritt vom Treibmittel aus der Leitung 13 durch die Kammer 21 und den Kanal 24 in den Arbeitsraum 23 unterbindet. Bei der abwärts gerichteten Bewegung des Steuerschiebers kommt nun dessen ebenfalls mit Längsrillen i9 versehener zylindrischer Teil unterhalb des größeren Kolbens 15 mit seinem unteren Ende in die Kammer 21 hinein und stellt somit eine Verbindung vom Arbeitsraum 23 durch den Kanal 2¢ über die Schlitze i9 mit dem Auslaßkanal2o in der Kammer 25 her. Die Druckluft, welche bis dahin den Arbeitskolben aufwärts getrieben hatte, entweicht durch die Öffnung 2o ins Freie. Nach dieser Druckentlastung überwiegt wieder der abwärts gerichtete Druck auf die Kolbenfläche q.(: und der Arbeitskolben bewegt sich wieder nach abwärts.
• Sobald die e obere Kante des Arbeitskolbens 3 beim Abwärtsgang den Kanal 22 wieder freigibt, wird die Kammer 25 oberhalb der größeren Fläche i5 des Steuerschiebers durch diesen Kanal mit einer weiteren Auspufföffnung 28 in Verbindung gebracht und damit entlastet. Von diesem Augenblick an überwiegt wieder der Treibmitteldruck, welcher auf der kleineren Steuerkolbenfläche 16 lastet und der Schieber bewegt sich wieder nach oben.
• 29 ist eine Querwand, welche zwischen den Gehäuseteilen i und 2 vorgesehen ist. 26 und 27 sind Manschetten, welche die Dichtung des Arbeitskolbens gegen den Durchtritt von Luft und Flüssigkeit herbeiführen sollen.
• In Abänderung des gezeichneten Ausführungsbeispiels kann der als Differentialkolben ausgebildete Steuerschieber auch so angeordnet sein, daß seine kleinere Fläche nach oben zeigt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Kanal 13 eine geringere Länge erhalten kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Flüssigkeitspumpe mit einem zum Antrieb des eigentlichen Pumpenkolbens dienenden, vorzugsweise druckluftbeaufschlagten Differentialarbeitskolben, dessen obenliegende, größere Stufe beim Saughub an der Unterseite mit Treibmittel und an der oberen Seite ständig mit Außenluft beaufschlagt ist und der an seinem unteren, den Pumpenkolben tragenden Ende eine ständig mit Treibmittel beaufschlagte zentrale Bodenfläche aufweist, bei der ferner ein Differentialkolbenschieber kurz vor der oberen Totlage des Arbeitskolbens durch eine von diesem freigegebene Steueröffnung im Arbeitszylinder und Überströmen von Treibmittel auf seine größere Stufe umgesteuert wird und hierauf einen Kanal zum Überführen des Treibmittels zum Zylinder von der Treibmittelzuleitung trennt und mit dem Auspuff verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinere, auf ihrer Stirnfläche ständig von Treibmittel beaufschlagte Stufe des Schiebers am Umfang mit parallel zur Schieberachse verlaufenden Ausnehmungen (1q., 19) und in ihrem mittleren Teil mit einem Doppelventilkegel (17) versehen ist, welcher eine über den Kanal (2¢) mit dem Arbeitszylinder (23) verbundene Kammer (21) abwechselnd gegen einen Auspuffkanal (2o) bzw. gegen die Treibmittelzuleitung (13) abdichtet, während die -Stirnfläche (r5) der größeren Stufe bei der unteren Totlage des Arbeitskolbens über die von ihm erneut freigelegte Steueröffnung (22) und den Zylinderraum oberhalb des Arbeitskolbens hindurch mit der Außenluft beaufschlagt ist.