DE975469C - Pump piston with built-in fluid valve - Google Patents

Description

Pumpenkolben mit eingebautem Flüssigkeitsventil sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Insbesondere sind solche bekannt, deren Flüssigkeitsventil aus einem im Pumpenzylinder verschiebbaren Dichtungsring mit konischer Innenfläche besteht, der einen sich zum Kolben hin konisch verstärkenden Teil der Kolbenstange umgibt, den Kolben beim Saughub gegenüber der Zylinderwand abdichtet und sich bei der Aufundabbewegung des Kolbens relativ zu diesem zwischen zwei Stellungen hin und her bewegt. Dabei legt sich dieser verschiebbare Dichtungsring in der einen Stellung zum Abschluß der Flüssigkeitsdurchlässe des Kolbens mit seiner konischen Innenfläche gegen den konischen Teil der Kolbenstange an, während er in der anderen Stellung sich gegen eine mit Durchlässen versehene Schulter der Kolbenstange anlegt und dabei einen Ringraum zwischen sich und der Kolbenstange freigibt.Pump pistons with built-in liquid valves are available in various designs known. In particular, those are known whose liquid valve consists of a pump cylinder Slidable sealing ring with a conical inner surface consists of one that extends towards the piston conical reinforcing part of the piston rod surrounds the piston on the suction stroke opposite the Seals the cylinder wall and during the up and down movement of the piston relative to this between moved back and forth two positions. This sliding sealing ring lies in the a position for closing the liquid passages of the piston with its conical inner surface against the conical part of the piston rod, while in the other position it is against a shoulder provided with passages of the piston rod creates an annular space between releases itself and the piston rod.

Bei der bekannten Ausführungsform besteht der Dichtungsring aus einer innen konischen metallischen Hülse mit oberem und unterem Bund und dazwischen gehaltenem, im wesentlichen zylindrischen Dichtungsring aus Gummi od. dgl. DieIn the known embodiment, the sealing ring consists of an internally conical metallic one Sleeve with an upper and lower collar and a substantially cylindrical one held in between Sealing ring made of rubber or the like

bekannte Ausführungsform ist nicht frei von Nachteilen. So läßt sich bei ihr eine sichere Abdichtung nicht immer gewährleisten, da das über dem Kolben stehende Medium beim Saughub leicht zwischen Zylinderwandung und Kolben hindurchtreten kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn nach längerem Gebrauch bereits ein Verschleiß des Dichtungsringes stattgefunden hat. Auch ist die Dichtung zwischen dem konisch gestalteten Teil der ίο Kolbenstange und der Hülse nur durch Passung verwirklicht, und die Dichtflächen sind hier zugleich Verschleißflächen, was alsbald zu mangelnder Dichtwirkung auch an dieser Stelle führt. Endlich ist der Durchtrittsquerschnitt zwischen dem Dichtungsring und dem konischen Teil der Kolbenstange verhältnismäßig eng und dadurch der Strömungswiderstand beachtlich.known embodiment is not free from disadvantages. In this way, a secure seal can be achieved with her cannot always be guaranteed, as the medium above the piston is slightly between during the suction stroke Cylinder wall and piston can pass through. This is especially the case when after The sealing ring has already worn out after prolonged use. Also is that Seal between the conically shaped part of the piston rod and the sleeve only through a fit realized, and the sealing surfaces are also wear surfaces here, which soon became insufficient Sealing effect also leads at this point. Finally there is the passage cross-section between the sealing ring and the conical part of the piston rod is relatively narrow and thereby the flow resistance considerable.

Diese Nachteile will die Erfindung vermeiden. Sie besteht darin, daß bei einem derartigen Pumpenkolben der nach Art einer Dichtungsmanschette aus elastischem Werkstoff bestehende Dichtungsring auf der Kreisringfläche, mit der er sich gegen die Schulter der Kolbenstange anlegt, eine Ringnut aufweist, durch die zwei Lippen gebildet sind, deren äußere an der Zylinderwand ständig anliegt und deren innere sich beim Saughub, bei dem die gegenüberliegende Kreis ringfläche des Dichtungsringes die Flüssigkeitsdurchlässe des Kolbens verschließt, als zusätzliche Dichtung an den konischen Teil der Kolbenstange anlegt, beim Druckhub dagegen, bei dem sich der Dichtungsring mit dem Grund der Ringnut gegen die als mit Durchtrittslöchern versehener Ringbund ausgebildete Schulter der Kolbenstange anlegt, einen Ringspalt gegenüber dem konischen Teil der Kolbenstange freigibt.The invention aims to avoid these disadvantages. It consists in the fact that with such a pump piston the type of sealing cuff made of elastic material sealing ring on the circular ring surface with which it rests against the shoulder of the piston rod, an annular groove has, through which two lips are formed, the outer one of which is constantly in contact with the cylinder wall and their inner during the suction stroke, in which the opposite circular ring surface of the sealing ring closes the liquid passages of the piston, as an additional seal on the conical Part of the piston rod rests, on the other hand during the pressure stroke, in which the sealing ring with the Base of the annular groove against the shoulder designed as an annular collar provided with through-holes the piston rod puts on, releases an annular gap opposite the conical part of the piston rod.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die innere Lippe des erfindungsgemäß gestalteten Dichtungsringes, die bei der einen Stellung der Manschette zum Kolben und der Kolbenstange die von der Dichtungsmanschette bekannte übliche Abdichtwirkung hat, in dem sie sich unter dem Druck der geförderten Flüssigkeit eng an die Kolbenstange anlegt, in der anderen Stellung der Manschette zusätzlich zu der durch die Verschiebung entstehenden Entfernung von dem konischen Kolbenstangenteil noch von diesem abgebogen werden kann, so daß sich ohne wesentliche Verformung ein ausreichender Durchflußquerschnitt ergibt. Die Abstützung der Dichtungsmanschette mit dem Grund ihrer Ringnut gegen den Ringbund gewährleistet dabei eine freie Beweglichkeit der beiden Lippen und vermeidet eine Beschädigung derselben, während darüber hinaus die innere Lippe genügend dünn gestaltet werden kann, so daß sie von der durchströmenden Flüssigkeit etwas nach außen gedrückt wird. Diese Wirkung wird durch das Anlegen der Manschette mit dem Grund ihrer Ringnut gegen den an der Kolbenstange vorgesehenen Ringbund noch verstärkt. The advantages achieved by the invention are mainly to be seen in the fact that the inner lip of the according to the invention designed sealing ring, which in the one position of the sleeve to the piston and the piston rod has the usual sealing effect known from the sealing sleeve, in which it rests tightly against the piston rod under the pressure of the pumped liquid, in which another position of the cuff in addition to the distance resulting from the displacement of the conical piston rod part can still be bent from this, so that without substantial deformation results in a sufficient flow area. The support of the sealing sleeve with the bottom of their ring groove against the collar ensures free mobility of the two lips and avoids damage the same, while also making the inner lip sufficiently thin can be so that it is pressed slightly outwards by the liquid flowing through. These The effect is achieved by placing the cuff with the base of its ring groove against the one on the The ring collar provided for the piston rod is reinforced.

Im übrigen sind auch Pumpenkolben mit einem eingebauten Flüssigkeitsventil bekannt, das ebenfalls aus einer Dichtungsmanschette besteht, die sich abwechselnd von der Stirnfläche des Kolbens abhebt und dabei zwischen sich und der Zylinderwand einen Ringspalt zum Durchtritt der durch in dem Kolben vorgesehene Löcher strömenden Flüssigkeit freigibt und sich wieder auf die Kolbenstirnfläche auflegt und dabei die in dem Kolben vorgesehenen Löcher abschließt und sich außerdem dichtend gegen die Zylinderwand anlegt. Außerdem sind ähnlich wirkende Rückschlagventile aus elastischem Werkstoff bekannt. Zur Verbesserung von Pumpenkolben der eingangs beschriebenen Gestaltung haben diese Ventile ebensowenig etwas beigetragen wie die Tatsache, daß Dichtungsmanschetten, die eine reine Dichtungsfunktion zu erfüllen haben, bekannt sind, die geometrisch dem Dichtungsring ähnlich sind, mit dem der erfindungsgemäße Pumpenkolben versehen ist.In addition, pump pistons with a built-in liquid valve are also known, which is also known consists of a sealing sleeve, which alternates from the face of the piston lifts off and thereby between itself and the cylinder wall an annular gap for the passage through Holes provided in the piston releases flowing liquid and settles back onto the piston face hangs up and thereby closes the holes provided in the piston and also sealing against the cylinder wall. In addition, similarly acting check valves are made elastic material known. To improve pump pistons of the design described above these valves contributed just as little as the fact that sealing sleeves, which have to fulfill a pure sealing function, are known that geometrically dem Sealing ring are similar with which the pump piston according to the invention is provided.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Zeichnung, die nur ein Ausführungsbeispiel darstellt, ausführlicher erläutert; es zeigtIn the following the invention is based on a drawing which shows only one embodiment, explained in more detail; it shows

Abb. ι einen senkrechten Längsschnitt durch die in Betracht kommenden Teile einer Hochdruckpumpe während des Ansaughubes des Kolbens und Abb. 2 in gleicher Darstellung diese Teile während der Rückbewegung des Kolbens.Fig. Ι a vertical longitudinal section through the relevant parts of a high pressure pump during the suction stroke of the piston and Fig. 2 in the same representation these parts during the return movement of the piston.

Mit ι ist ein Ansaugventil üblicher Bauart bezeichnet, das auf der Saugseite des Zylinders 2 einer Hochdruckpumpe angeordnet ist. Bei Aufwärtsbewegung des Kolbens 3 in Richtung des Pfeiles A (Abb. 1) strömt bei geöffnetem Ventil 1 Flüssigkeit in den Saugraum 4 der Pumpe unterhalb des Kolbens 3, Die Dichtungsmanschette 5 des Kolbens 3 gegen den Zylinder 2 besitzt eine Ringnut 5 α und ist mit konischer und gegebenenfalls schwach konkaver Innenbohrung versehen. Die Konizität der Innenbohrung wird entsprechend der Konizität des an den Kolben 3 anschließenden Teiles 6 der KoI-benstange 7 gewählt. Ferner trägt die Kolbenstange einen Ringbund 8, der sich in die Ringnut 5 α der Dichtungsmanschette 5 bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 3 in Richtung des Pfeiles B (Abb. 2) einlegt. Der Kolben 3 ist mit Flüssigkeitsdurchlassen 9 und der auf der anderen Seite der verschiebbaren Dichtungsmanschette S befindliche, als zweiter Anschlag dienende Ringbund 8 mit Flüssigkeitsdurchlässen 10 versehen.With a suction valve of conventional design is designated, which is arranged on the suction side of the cylinder 2 of a high pressure pump. During upward movement of the piston 3 in the direction of arrow A (Fig. 1) flows with open valve 1 fluid into the suction chamber 4 of the pump below the piston 3, the gasket 5 of the piston 3 against the cylinder 2 has an annular groove 5 α and is provided with conical and possibly slightly concave inner bore. The conicity of the inner bore is selected according to the conicity of the part 6 of the piston rod 7 adjoining the piston 3. Furthermore, the piston rod carries an annular collar 8 which is inserted into the annular groove 5 α of the sealing collar 5 when the piston 3 moves downward in the direction of arrow B (Fig. 2). The piston 3 is provided with liquid passages 9 and the annular collar 8, which is located on the other side of the displaceable sealing collar S and serves as a second stop, is provided with liquid passages 10.

Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens (Druckhub) hebt sich die Dichtungsmanschette 5 von diesem ab, bis sie durch den Ringbund 8 mitgenommen wird. In dieser Stellung der Dichtungsmanschette 5 kann die vorher angesaugte Flüssigkeit aus dem Raum 4 durch die Durchlässe 9 des KoI-bens 3, den Ringspalt 11 zwischen Dichtungsmanschette 5 und konischen Teil 6 der Kolbenstange und anschließend durch die Durchlässe 10 des Ringbundes 8 in den Druckraum 12 der Pumpe übertreten. Während dieser Kolbenbewegung bleibt natürlich das Ansaugventil 1 geschlossen. Beim neuen Ansaughub in Richtung des Pfeiles A wird die Dichtungsmanschette 5 durch die im Druckraum 12 befindliche Flüssigkeit wieder gegen die Oberseite des Kolbens 3 gepreßt, umschließt in dieser Stellung den konischen Teil 6 der Kolben-During the downward movement of the piston (pressure stroke), the sealing sleeve 5 lifts off the latter until it is carried along by the annular collar 8. In this position of the sealing cuff 5, the previously sucked in liquid from the space 4 can through the passages 9 of the piston 3, the annular gap 11 between the sealing cuff 5 and the conical part 6 of the piston rod and then through the passages 10 of the annular collar 8 into the pressure chamber 12 the pump. During this piston movement, of course, the suction valve 1 remains closed. During the new suction stroke in the direction of arrow A , the sealing sleeve 5 is pressed again against the top of the piston 3 by the liquid in the pressure chamber 12, and in this position it encloses the conical part 6 of the piston

stange 7 flüssigkeitsdicht und sperrt die Durchlässe 9 des Kolbens ab.rod 7 liquid-tight and blocks the passages 9 of the piston.

Der Antrieb des Pumpenkolbens kann in beliebiger Weise, z. B. hydraulisch, erfolgen. Der erfindungsgemäße Kolben eignet sich besonders für Pumpen, die mit sehr hohen Drücken von beispielsweise 300 bis 400 atü arbeiten. Selbstverständlich können außer Flüssigkeiten aller Art auch Fette und ähnliche pastenförmige Stoffe mit der Pumpe gefördert werden.The drive of the pump piston can be done in any way, for. B. hydraulically. The inventive Piston is particularly suitable for pumps that operate at very high pressures, for example 300 to 400 atmospheres work. Of course, in addition to liquids of all kinds, fats and similar pasty substances can be conveyed with the pump.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH:PATENT CLAIM: Pumpenkolben mit eingebautem Flüssigkeitsventil, das aus einem im Pumpenzylinder verschiebbaren Dichtungsring mit konischer Innenfläche besteht, der einen sich zum Kolben hin konisch verstärkenden Teil der Kolbenstange umgibt, den Kolben beim Saughub gegenüber der Zylinderwand abdichtet und sichPump piston with built-in liquid valve that comes from a pump cylinder Slidable sealing ring with a conical inner surface consists of one facing the piston surrounds the conically reinforcing part of the piston rod, seals the piston against the cylinder wall during the suction stroke and itself ao bei der Aufundabbewegung des Kolbens relativ zu diesem zwischen zwei Stellungen hin- und herbewegt, einer Stellung, in der er sich zum Abschluß der Flüssigkeitsdurchlässe des Kolbens mit seiner konischen Innenfläche gegen den konischen Teil der Kolbenstange anlegt, und einer Stellung, in der er sich gegen eine mit Durchlässen versehene Schulter der Kolbenstange anlegt und dabei einen Ringraum zwischen sich und der Kolbenstange freigibt, da- durch gekennzeichnet, daß der nach Art einer Dichtungsmanschette aus elastischem Werkstoff bestehende Dichtungsring (5) auf der Kreisringfläche, mit der er sich gegen die Schulter der Kolbenstange (7) anlegt, eine Ringnut (5 a) aufweist, durch die zwei Lippen gebildet sind, deren äußere an der Zylinderwand (2) ständig anliegt und deren innere sich beim Saughub, bei dem die gegenüberliegende Kreisringfläche des Dichtungsringes die Flüssigkeitsdurchlässe (9) des Kolbens (3) verschließt, als zusätzliche Dichtung an den konischen Teil der Kolbenstange anlegt, beim Druckhub dagegen, bei dem sich der Dichtungsring mit dem Grund der Ringnut gegen die als mit Durchtrittslöchern (10) versehener Ringbund (8) ausgebildete Schulter der Kolbenstange anlegt, einen Ringspalt (11) gegenüber dem konischen Teil der Kolbenstange freigibt.ao when the piston moves up and down relative to this between two positions, a position in which it rests with its conical inner surface against the conical part of the piston rod to close the liquid passages of the piston, and a position in which it is rests against a shoulder of the piston rod provided with passages and thereby exposes an annular space between itself and the piston rod, characterized in that the sealing ring (5), which is made of elastic material like a sealing sleeve, on the circular ring surface with which it is against the shoulder the piston rod (7), has an annular groove (5 a) , through which two lips are formed, the outer one of which is constantly in contact with the cylinder wall (2) and the inner one of which during the suction stroke, in which the opposite circular surface of the sealing ring opens the liquid passages (9 ) of the piston (3) closes as an additional seal on the conical part of the piston rod e, on the other hand, during the pressure stroke, in which the sealing ring rests with the base of the annular groove against the shoulder of the piston rod, which is provided with through-holes (10), an annular gap (11) is released opposite the conical part of the piston rod. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Patentschriften Nr. 17 119, 40899,German patents No. 17 119, 40899, 461, 639 102, 653 626, 719 479, 726 603;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 537 815;
französische Patentschriften Nr. 821 174, 977 699; USA.-Patentschrift Nr. 2 229 519; Carl Freudenberg : »Simrit Merkbuch«, 1949,461, 639 102, 653 626, 719 479, 726 603;
German utility model No. 1 537 815;
French Patent Nos. 821 174, 977 699; U.S. Patent No. 2,229,519; Carl Freudenberg: "Simrit Merkbuch", 1949, S.S. In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 869 605.Legacy Patents Considered:
German Patent No. 869 605. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings © 509 562/218 9.55 (109 741/2 11.61)© 509 562/218 9.55 (109 741/2 11.61)