DE871691C - Kolbenpumpe - Google Patents

Description

• Kolbenpumpe Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe mit kurbellosem Antriebsmotor, von dessen Arbeitskolben die Steuerung des Triebmittels (Druckluft bzw. Dampf) abgeleitet ist. Pumpen dieser Art werden besonders im Bergbau zum Heben geringer Wassermengen auf große Förderhöhen verwendet. Eine dem vorstehenden Zweck angepaßte und seit vielen Jahren in der Praxis eingeführte Pumpe (Duplex-Pumpe) ist aus zwei parallel nebeneinander angeordneten Pumpeneinheiten gebildet, von denen jede Einheit wiederum aus einem Pumpenzylinder und und einem hiervon getrennten Antriebszylinder besteht. Auch die Steuerung ist verhältnismäßig kompliziert. Diese Pumpe ist wegen ihrer erheblichen Größenabmessungen ohne ein Auseinanderbauen schwierig zu transportieren. Auch können notwendig werdende Reparaturen, z. B. Beseitigungen von Störungen unter Tage, schwer durchgeführt werden.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Pumpe zu schaffen, welche in der Förderleistung und im Luftverbrauch der bekannten Duplex-Pumpe mindestens gleichwertig ist, sich aber wesentlich kleiner und leichter baut und die Durchführung notwendig werdender Reparaturen in kürzester Zeit durch ungelernte Arbeiter auch unter Tage ermöglicht. Diese Erfindungsaufgabe wird dadurch gelöst, daß ein an beiden Stirnseiten mit Tauchkolben kleineren Durchmessers ausgerüsteter Scheibenkolben in einem ebenfalls an beiden Stirnseiten mit Pumpenzylindern versehenen Antriebszylinder geführt ist und daß einem auf dem Antriebszylinder in einem Gehäuse geführten Hauptsteuerschieber an beiden Zylinderstirnseiten je ein vom Scheibenkolben uriÜsteuerbarer Hilfssteuerschieber zugeord= riet ist, deren Steuerleitungen durch die Schiebergehäuse und das Gehäuse des Antriebszylinders hindurchgeführt sind. Die Pumpe nach der Erfindung bildet somit eine geschlossene Einheit größtmöglichst zusammengedrängter Bauart, zumal auch die erforderlichen Steuerschieber einschließlich ihrer Gehäuse unmittelbar an dem Antriebszylinder, und zwar mantelseitig bzw. stirnseitig angeordnet sind: Freiliegende Leitungen sind vermieden. Die Pumpe ist daher leicht zu transportieren und verhältnismäßig unempfindlich selbst bei sehr rauher Behandlung.
• Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Steuerschieber einschließlich seines @Gehäizses lösbar auf einem Stutzen des Zylindermantels des Antriebszylinders befestigt ist und daß die Hilfssteuerschieher einschließlich ihrer Gehäuse- auswechselbar an die stirnseitigen Deckel des Antriebszylinders angeschlossen sind. Bei Störungen in der Steuerung kann man jeweils die die Schieber enthaltenden Gehäuse abnehmen und durch andere ersetzen, Fehler, die bei anderen Bauarten durch Verwechslungen von Rohrleitungen möglich sind, können bei der Bauart nach der Erfindung nicht vorkommen, da mit dem Anschluß des Schiebergehäuses gleichzeitig die .Verbindungen der Leitungen für das Triebmittel hergestellt werden.
• Weitere Verbesserungen werden dadurch erzielt, daß ein vollkommen symmetrischer Aufbau für die Pumpe gewählt wird, wobei sämtliche, beiderseits des Antriebszylinders bzw. des Scheibenkolbens liegenden Teile so gebaut sind, daß sie ohne weiteres auf einer beliebigen Seite der Pumpe .angebracht werden können. Besonders vorteilhaft ist dies bezüglich der Hilfsschiebersteuerungen, weil nur eine Schiebergehäusebauart erforderlich ist und dadurch kein fehlerhafter Anschluß möglich ist. Auch die Ausbildung des Hauptsteuerschiebers ist so gewählt, daß es für die Arbeitsweise der Pumpe nebensächlich ist, ob das Gehäuse jeweils um 18o° verdreht auf dem Anschlußstutzen des Antriebszylinders befestigt wird.
• Zur Vermeidung einer Totpunktlage des Steuerschiebers bzw. des Arbeitskolbens wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine ständig unter Drückl"uft - stehende zum Hilfssteuerschieber führende Leitung durch einen gedrosselten Querkanal mit einer- zwischen Hilfssteuerschieber und Hauptsteüerschieber vorgesehenen Leitung verbunden. Hierdurch wird bei Einschaltung des Triebmittels der -Hauptsteuerschieber in eine Endstellung gedrückt, -welche das Anlaufen der Pumpe zuläßt. Z ' i:#kmäßig'wird diese Querverbindung in das Gel1äüse des Hauptsteuerschiebers hinein verlegt.
• -.- Steuerungen, bei welchen .einem Hauptsteuer schieber Hilfssteuerschieber zugeordnet sind, deren Bewegungen mindestens in einer Richtung von einem Teil des Antriebsmotors gesteuert werden, sind "an sich bei Druckluft- und Dampfmaschinen für verschiedene Zwecke bekannt. Bei der Erfindung handelt es sich demgegenüber um eine besonders vorteilhafte Anordnung und Ausbildung dieser Steuerungsteile für -die. Zwecke der beschriebenen Erfindungsaufgabe.
• Die Pumpe kann auch für andere Zwecke als für die Wasserhaltung. im Bergbaubetrieb verwendet werden.
• In der Zeichnung ist die Erfindung *an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
• Fig. i zeigt die Pumpe nach der Erfindung in Ansicht, teilweise im Längsschnitt; Fig. a ist ein Schnitt nach Linie II-II der Fig. i; Fig: 3 ist ein Schnitt nach Linie III-III der Fig. i ; Fig. 4, 5 und 6 zeigen das Steuerungsschema, und zwar zeigen die Fig. 4 und 6 jeweils eine Endstellung des Hauptsteuerschiebers und des Scheibenkolbens, während Fig.5 die Mittelstellung des Hauptsteuerschiebers zeigt.
• Die Pumpe nach der Erfindung besteht aus dem in der Mitte angeordneten Antriebszylinder i, in welchem der Scheibenkolben z geführt ist. Die beiden Stirnseiten des Zylinders i sind mit Pumpenzylindern 3.versehen, die mit den Zylinderdeckeln 4 aus einem -Stück gefertigt sein können.
• An dem äußeren Ende sind die Zylinder 3 mit den üblichen Einlaß- und Auslaßventilen 5 bzw. 6 für die zu fördernde Flüssigkeit ausgerüstet. Der Scheibenkolben z besitzt beiderseits Tauchkolben 7, die unter Zwischenschaltung von Dichtungen 8 in den Zylindern 3 geführt sind. Auch diese Kolben 7 können mit dem Scheibenkolben aus einem Stück, z. B. einem Gußstück gefertigt sein.
• An der Oberseite des Mantels des Zylinders i ist ein Stutzen 9 vorgesehen, auf welchem das Gehäuse io des Hauptsteuerschiebers mittels Schrauben lösbar befestigt ist. Der Stutzen 9 besitzt zwei parallel zur Längsachse der Pumpe nebeneinanderliegende Kammern i i (vgl. Fig. a), von denen jede Kammer durch eine Bohrung 12 mit einem Zylinderende verbunden ist. Der Hauptsteuerschieber 13 und sein Gehäuse sind von der senkrechten Mittelebene ausgehend liach. beiden Enden hin gleichartig ausgebildet, wie dies aus den Fig. 4 bis 6 zu ersehen ist, so daß auch bei einer gegenüber der Darstellung der Zeichnung um i8o° verdrehten Anordnung des Gehäuses die Anschlußleitungen des Gehäuses io mit denjenigen des Stutzens 9 richtig verbunden sind.
• Auf den Außenseiten der Zylinderdeckel 4 sind die Gehäuse 14 der Hilfssteuerschieber 15 lösbar befestigt. Die Hilfssteuerschieber besitzen in ihrer axialen Verlängerung Anschlagstifte 16, welche bei einer Endstellung des Hilfsschiebers 15 in den Arbeitsraüm des Zylinders i hineinragen, derart, daß sie durch den Scheibenkolben :2 zurückgedrückt werden können. In den Gehäusen 14 sind drei Bohrengen 17, 18 und i9 vorgesehen, welche durch den Hilfsschieber in der erforderlichen Weise verbunden werden, und zwar so, daß jeweils eine Endkammer des Hauptsteuerschiebers entlüftet und die andere Endkammer des Hauptsteuerschiebers mit Druckluft beaufschlagt wird. Die Bohrungen sind so angeordnet, daß sie sich beim Anschrauben des Gehäuses 14 an den "Zylinderdeckel 4 mit den in den Anschlußflanschen des Deckels 4. vorgesehenen Kanälen decken, ferner so, daß das auf der rechten Seite der Pumpe vorgesehene Gehäuse 14 ohne weiteres auf der linken Seite der Pumpe angesetzt werden kann. Beim Zusammenbau der Pumpe kann der Arbeiter unbedenklich die beiden Zylinderdeckel 4. und die beiden Hilfssteuerungen 14, 15 vertauschen, ohne daß eine fehlerhafte Verbindung der Luftführungsleitungen möglich ist. Es sei noch bemerkt, daß die Bohrung 17 im Gehäuse 14 parallel zum Hilfssteuerschieber 15 und mit diesem gemeinsam in einer senkrechten Ebene angeordnet ist und daß die Bohrungen 18 und i9 im gleichen Abstand vom Hilfssteuerschieber 15, ferner im gleichen Abstand von der Bohrung 17 vorgesehen sind. Die Bohrung 17 bildet die Zuleitung des Triebmittels zum Hilfssteuerschieber 15.
• Die Betriebsweise ist etwa folgende: Nach Öffnen eines nicht dargestellten Hauptabsperrventils tritt das Triebmittel über den gemäß den Fig. 4 und 6 in einer Endlage befindlichen Hauptsteuerschieber und die Kammern i i des Stutzens 9 und über die Bohrungen 12 in einen der seitlich des Scheibenkolbens 2 befindlichen Zylinderräume ein und verschiebt diesen Scheibenkolben derart, daß durch den einen Tauchkolben 7 Wasser angesaugt und durch den anderen Tauchkolben das im Zylinder bereits befindliche Wasser hinausgedrückt wird. Über die vor dem Hauptsteuerschieber abgezweigten Bohrungen 17 tritt das Triebmittel hinter die Hilfsschieber 15, welche dadurch mit ihren Anschlagstiften 16 in einen Arbeitsraum des Zylinders i hineingedrückt werden. Wird durch den Scheibenkolben 2 einer der Anschlagstifte 16 und damit einer der Hilfsstenerschieber 15 zurückgedrückt, dann tritt das Triebmittel aus der Bohrung 17 über die Bohrung 18 hinter den Endkolben 2o des Hauptsteuerschiebers 13 und schaltet diesen um, so daß nunmehr das Triebmittel aus der Zuleitung über eine Kammer i i den anderen Raum des Zylinders i und damit den Scheibenkolben 2 in umgekehrter Richtung beaufschlagt. Dieses Arbeitsspiel wiederholt sich ständig.
• Wie aus Fig. 5 zu erkennen ist, kann es vorkommen, daß der Hauptsteuerschieber sich in einer Mittelstellung befindet und damit den Eintritt des T riehmittels sperrt. Ferner können auch die Hilfssteuerschieber bei einer mittleren Lage des Scheibenkolbens 2 gleichzeitig mit ihren Anschlagstiften 16 in die Zylinderräume hineinragen. Um das Anfahren der Pumpe zu ermöglichen, ist zwischen den Bohrungen 17 und 18 nur an einer Seite der Pumpe eine gedrosselte Querverbindung 21 vorgesehen, über welche eine kleine Luftmenge langsam hinter eine Stirnseite des Hauptsteuerschiebers 13 strömen kann und dadurch den Schieber in eine Endlage bringt, sobald das Hauptventil der Triebmittelleitung geöffnet wird. Nunmehr kann Luft hinter den Scheibenkolben :2 treten, worauf sich das vorher beschriebene Arbeitsspiel ergibt. Die über die gedrosselte Querverbindung 2i entweichende Luftmenge ist sehr gering und ohne Einfluß auf die ordnungsmäßige Arbeitsweise der Pumpe. Die Querverbindung 21 wird zweckmäßig in dem Gehäuse io des Hauptsteuerschiebers vorgesehen..

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kolbenpumpe mit kurbellosem Antriebsmotor, von dessen Arbeitskolben die Steuerung des Triebmittels abgeleitet ist, insbesondere für den Grubenbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß ein an beiden Stirnseiten mit Tauchkolben (7) kleineren Durchmessers ausgerüsteter Scheibenkolben (2) in einem an beiden Stirnseiten mit Pumpenzylindern (3) versehenen Antriebszylinder (i) geführt ist und daß einem auf dem Antriebszylinder in einem Gehäuse (io) geführten Hauptsteuerschieber (13) an beiden Zylinderstirnseiten je ein vom Scheibenkolben umsteuerbarer Hilfssteuerschieber (i5) zugeordnet ist, deren Steuerbohrungen (17, 18, i9) durch die Schiebergehäuse (io, 14) und das Gehäuse des Antriebszylinders (i) hindurchgeführt sind.
2. 2. Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptsteuerschieber (13) einschließlich Gehäuse (io) lösbar auf einem Stutzen (9) des Zylindermantels des Antriebszylinders (i) befestigt ist und daß die Hilfssteuerschieber (15) einschließlich ihrer Gehäuse (14) auswechselbar an die stirnseitigen Deckel (4) des Antriebszylinders angeschlossen sind.
3. 3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitigen Deckel (4) des Antriebszylinders mit den anschließenden Pumpenzylindern (3) aus einem Stück gebildet sind.
4. 4. Pumpe nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß' die Tauchkolben (7) der Pumpenzylinder mit dem Scheibenkolben (2) des Antriebszylinders (i) aus einem Körper gebildet sind.
5. 5. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfssteuerschieber (15) und die Schiebergehäuse beider Pumpenhälften aus übereinstimmenden und gegeneinander austauschbaren Vorrichtungsteilen gebildet sind.
6. 6. Punipe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Triebmitteleinlaßstutzen (9) des Arbeitszylinders außer den zu den Hilfssteuerungen führenden Bohrungen zwei Kammern (ii) besitzt, über welchen der von der senkrechten Mittelebene nach beiden Enden gleichartig ausgebildete Hauptsteuerschieber einschließlich Gehäuse (io) beliebig, und zwar jeweils um i8o° gedreht, befestigt werden kann.
7. 7. Pumpe nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenzylinder (3) einschließlich der Anschlußflanschen (4) für beide Pumpenseiten gleichartig sind. B. Pumpe nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zu einem der beiden Hilfsteuerschieber (15) führende, ständig an die Luftzuleitung angeschlossene Bohrung (17) über einen gedrosselten Querkanal (21) mit einer zwischen Hilfssteuerschieber (i5) und Haüptsteuerschieber (i3) vorgesehenen Bohrung (i8) verbunden ist, derart, daß beim Einschalten des Triebmittels der Hauptsteuerschieber (i3) zunächst in eine seiner Endstellungen gedrückt wird. g. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gedrosselte Querkanal (2i) im Gehäuse (io) des Hauptsteuerschiebers (i3) vorgesehen ist. io. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Gehäuse (1q.) zum Hilfssteuerschieber (i5) führende Luftzuleitung durch einen parallel zum Hilfssteuerschieber und senkrecht über diesen angeordnete Bohrung (i7) gebildet ist und daß je eine weitere, zum Hauptsteuerschieber führende Bohrung (i8 bzw. ig) in gleichmäßigem Abstand vom Hilfssteuerschieber und symmetrisch zur Bohrung (i7) vorgesehen ist.