DE2052583A1 - Vorrichtung zum Fördern dickflüssiger Stoffe, insbesondere Beton, Mörtel und dgl - Google Patents
Vorrichtung zum Fördern dickflüssiger Stoffe, insbesondere Beton, Mörtel und dglInfo
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Description
- "Vorrichtung zum Fördern dickflüssiger Stoffe, insbesondere Beton, Mörtel und dgl." Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern dickflüssiger Medien, insbesondere Beton, Mörtel und andere schwierig pumpbare Medien, mit zwei gegenläufigen Fördert kolben, die in Pumpenzylindern geführt sind, welche wechselweise an eine Fülleinrichtung und an eine Börderleitung anschließbar sind.
- Während des Betriebes einer üblichen Doppelkolbenpumpe tritt beim Umsteuern, d.h . beim Ändern der Bewegungsrichtung der Förderkolben, jeweils ein Druckabfall in der Förderleitung auf, der so groß ist, daß das zu fördernde Medium zur Ruhe kommt und im Verlaufe des Kolbenhubes neu in Bewegung gesetzt werden muß. Während des Wechsels von der Ruhe in die Bewegung muß jeweils der hohe Ruhe-Reibungs-Widerstand überwunden werden, der größer ist als der Gleit-Reibungs-Widerstand während der Förderbewegung. Dies erfordert einen hohen Kraftaufwand und in der Förderleitung tritt bei jedem Umsteuern eine erhebliche stoßartige Belastung auf, entsprechend welcher alle Teile bemessen müssen.
- Eine weitere Ursache des Stillstandes des Mediums liegt vor allem bei einem Medium, wie z.B. Frischbeton von steifer Konsistenz, darin, daß im Saugtakt der Kolben deren Zylinder durch das Ansaugen allein nicht voll gefüllt werden können und zu Beginn des Drucktaktes zuerst das angesaugte Medium verdichtet werden muß, bevor es sich in Bewegung setzen kann. Dadurch wird die Stillstandszeit des zu fördernden Mediums verlängert.
- Es wurde versucht, diese Nachteile durch Vergrößern des Hubvolumens der Pumpenzylinder zu vermeiden, also durch Verringern der Häufigkeit des Umsteuerns. Hier ergeben sich jedoch durch die Bauarten der Betonpumpen bestimmte Grenzen der Baulängen. Eine Vergrößerung des Förderqüerschnittes erfordert eine erhebliche Steigerung des Kraftbedarfes wegen des hohen Verformungswiderstandes des zu fördernden Mediums beim Ubergang in eine Förderleitung von geringerem Querschnitt.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung einer Pumpe mit zwei gegenläufigen Förderkolben eine stetige Förderung des dickflüssigen Mediums zu erreichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung, die in der Förderleitung einen Druck aufrechterhält, der größer ist als der Gleitreibungswiderstand des zu fördernden Mediums in der Förderleitung. Es werden dadurch ein Zurruhekommen des Mediums in der Förderleitung und damit der Anlaß zur Bildung von Verstopfungen verhindert und der von der Pumpe aufzubringende Kraftaufwand sowie die Beanapruchung der Förderpumpe und der Förderleitung verringert.
- Bei einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist die Einrichtung zum Aufrechterhalten des Druckes in der Förderleitung einen mit dem zu fördernden Medium füllbaren und in seinem Volumen veränderbaren Speicher auf, der mindestens während einer bestimmten Zeitspanne beim Wechsel der Bewegungsrichtung der gegenläufigen Förderkolben unter Druck setzbar ist. Von dem Speicher wird Medium aufgenommen, so lange der Förderdruck der Pumpe größer als der derzeitige Speicherdruck ist, und von dem Speicher wird Medium in die Förderleitung gedrückt, sobald' der Pumpendurck kleiner ist als der derzeitige Druck im Speicher. Hierdurch wird im Zusammenspiel zwischen Pumpe und Speicher die Aufrechterhaltung eines Druckes erreicht, der größer als der Gleitwiderstand des zu fördernden Mediums in der Förderleitung ist.
- Eine bevorzugte Ausbildung insbesonderezur Verwendung für schwierig pumpbare Medien, wie z.)3. steifplastischer Beton, besteht darin, daß der-Speicher einen Speicherkolben aufweist, der mittels eines Antriebsmotors betätigbar ist, und daß ein Steuergerät den Antriebsmotor abhängig von der jeweiligen Lage der beiden Förderkolben steuert. Während des Fördertaktes Jedes Pumpenkolbens wird der Speicher bis zum Anschlag gefüllt und sobald ein Förderkolben eine bestimmte Endlage erreicht hat, nach welcher der Förderdruck sonst zu sinken beginnt, wird mittels des Antriebsmotors, insbesondere eines Arbeitszylinders, der Speicherkolben betätigt und bt den zum Fördern des Mediums erforderlichen Förderdruck aus, der so lange anhält, bis von dem anderen Förderkolben wieder ein bestimmter Förderdruck auf das Medium ausgeübt wird.
- Wenn eine Förderschnecke das Medium zu den Förderzylindern während ihres Ladetaktes unter Druck fördert, kann sich hinter dem Förderkolben kein vom Fördermedium freier Raum bilden und am Anfang des FörderhubRs des Förderkolbens beginnt dieser sofort wieder zu fördern. Dadurch wird die Zeit, während welcher der Speicher wirksam sein muß, verringert und das Speichervolumen, insbesondere dessen Länge, kann wesentlich kleiner sein als ohne Verwendung einer Förderschnecke.
- Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. In dieser ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Fördern von Beton als Ausführungsbeispiel des Gegenståndes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 ein Schrägbild, Fig. 2 und 3 je einen Schnitt nach Linie II-II oder III-III in Fig. 3 bzw. in Fig. 2, Fig. 4 ein Zeit-Druck-Diagramm.
- Eine Doppelkolbenpumpe hat zwei parallel zueinander angeordnete Pumpenzylinder 1 und 2, in denen je ein eine Kolben stange 3 bzw. 4 aufweisend er Förderkolben axial verschiebbar ist. Die Pumpenzylinder 1 und 2 münden in eine hosenrohrartig ausgebildete Kammer 5, an die auf der von den Pumpenzylindern 1 und 2 abgewandten Seite eine Förderleitung 6 über ein Zwischenstück 7 angeschlossen ist. Zwischen den Pumpenzylindern 1 und 2 liegt eine Förderschnecke 8f deren Mantel mit der Kammer 5 über ein sich verengendes Zwischenstück in Verbindung steht.
- In der Kammer 5 ist eine doppelarmige Schwenkklappe 9 schwenkbar gelagert, die durch einen Antriebsmotor 21 anzutreiben ist.
- An das Zwischenstück 7 ist ein Speicher 10 angeschlossen, in dessen zylindrischem Speichermantel 11 ein Speicherkolben 12 axial verschiebbar gelagert ist. Die Achse des Speichers 10 steht senkrecht zur Achse des Zwischenstückes 7 und kann auch geneigt angeordnet sein. Der Speicherkolben 12 ist mittels seiner Kolbenstange 13 mit einem doppeltwirkenden Kolben eines Arbeitszylindrs 14 verbunden, der wechselweise huber ein Steuerventil 15 an eine Druckmittelquelle 16 und an einen Vorratsbehälter 17, anschließbar ist. Anstelle des Arbeitszylinders 14 kann auch ein einfachwirkender Arbeitszylinder ohne Rückholfeder für seinen Arbeitskolben verwendet werden. Das Steuerventil 15 ist mittels eines Steuergerätes 18 oder 19 zu betätigen, das mit den Kolbenstangen 3 und 4 und somit mit den damit verbundenen Förderkolben mindestens mittelbar zusammenwirkt. Das Hubvolumen des Speichers kann wesentlich geringer sein als das Hubvolumen eines Pumpenzylinders der Doppelkolbenpumpe. Der Speicher 10 kann vorzugsweise mit seinem Zwischenstück auch nachträglich an derartigen Pumpen angebracht werden.
- Die Fördervorrichtung ist in Fig. 3 in der Lage dargestellt, in welcher der in dem Pumpenzylinder 2 befindliche Fördert kolben fördert. Von dem Druck im Pumpenzylinder 2 wird der Speicherkolben 12 beaufschlagt und unter ellen des Speichers wird der Speicherkolben 12 bis zu einem Anschlag verschoben. Die ständig fördernde Förderschnecke 8 fördert indessen Beton in den Pumpenzylinder 1, dessen Förderkolben sich in Gegenrichtung zu den im Pumpenzylinder 2 befindlichen Förderkolben bewegt.
- Sobald die beiden Förderkolben in die Nähe ihrer beiden Endlagen gekommen sind, beginnt der Druck in der Fördert leitung 6 wegen Verringerung der Geschwindigkeit der Förderkolben zu fallen.
- Durch Betätigung des mit dem Förderkolben zusammenwirkenden Steuergerätes 18 oder 19 wird der Arbeitszylinder 14 vom Druck beaufschlagt und schiebt den Speicherkolben 12 in Richtung zum Zwischenstück 7, woduroh der Druck in der Förderleitung 6 aufrechterhalten wird. Der Arbeitszylinder 14 wird so lange mit Druckmittel beaufschlagt, bis der Förderkolben des Pumpenzylinders 1 zu fördern begonnen und den üblichen Pörderdruck erzeugt hat. Während die beiden Förderkolben ihre Bewegungariohtung umkehren, wird die Schwenkklappe 9 durch den Antriebsmotor 21 in ihre andere Schwenklage geschwenkt. Dadurch wird aus dem Pumpenzylinder 1 Fördert medium in die Förderleitung 6 und in den Speicher 10 unter zurtokgehendem Speicherkolben 12 gefördert.
- Der Zeitpunkt der Umsteuerung des Arbeitszylinders 14 kann entweder von einem Anschlag an einen der Förderkolben oder durch das als Zeitschalter ausgebildete Steuergerät 19 bestimmt sein. Sobald der Förderkolben im Pumpenzylinder 1 sich seiner Endlage nähert, beginnt der nach Art einer Pumpe ausgebildete Speicher 10 wieder Medium auszuschieben und kurz nach Beginn der Förderung des Förderkolbens im Pumpenzylinder 2 wird die Schwenkklappe 9 wieder in, ihre in Big. 3 dargestellte Lage geschwenkt.
- Die während des Fördervorganges auftretenden, Druckverhältnisse sind in dem Diagramm nach Fig. 4 schematisch dargestellt. Hierbei ist der Atmosphärendruck mit 1 und der zur Uberwindung des Gleitreibungswiderstandes erforderliche Druck mit pRg angegeben. Die mit A bezeichnete Kurve stellt den vom Förderkolben im Pumpenzylinder 1 ausgeübten Druck am Ende seines Förderhubes dar. Die mit B bezeichnete Kurve stellt den vom Förderkolben im Pumpenzylinder 2 ausgeübten Druck am Anfang seines Förderhubes dar, wenn ein Speicher 10 fehlt und wenn das Medium während des Saughubes dem Zylinder nicht durch eine Förderschnecke 8 zugeführt wird, aondern der darin verschiebbare Förderkolben das Medium ansaugen muß. Während des Ansaugvorganges bildet sich bei fehlender Förderschnecke 8 vor dem Förderkolben ein vom zu fördernden Medium freier Raum, der erst vom Förderkolben beetrichen werden muß, ehe dieser das Medium zu fördern beginnt, von wo ab der Druck stärker ansteigt.
- Da inzwischen das zu fördernde Medium zur Ruhe gekommen ist, muß der mit pRr bezeichnete Druck zur Uberwindung des Reibungswiderstandes der Ruhe erreicht werden. Sobald das Medium wieder bewegt wird, sinkt der Reibungswiderstand, sodaß zum Weiterfördern der Druck pRg ausreicht. Wenn der Speicher 10 nach der vorliegenden Erfindung benutzt wird, so hält dieser entsprechend der Kurve D den Druck zum Fördern des Mediums aufrecht und der über dem Druck pRg liegende Ast der Kurve B wird ersetzt durch die Kurve C.
- Fördert die Förderschnecke 8 ständig Medium in dem im Saugtakt befindlichen Pumpenzylinder, so wird der flach ansteigende Teil der Kurve B durch einen stark ansteigenden Teil ersetzt, der dem dem schwach ansteigenden Teilder Kurve B folgenden Teil entspricht, und der Pumpenkolben beginnt früher zu fördern, wodurch der Speicher insbesondere in seiner Länge verringert werden kann.
- Während bei dem Ausführungsbeispiel nach .Fig. 1 die Drücke in der Förderleitung 6 in sehr weiten Grenzen schwanken können, wird das Ausführungsbeisplel nach Big. 5 dann verwendet, wenn in der Förderleitung konstante Druckverhältnisse herrschen, z.B. bei Verwendung in einen Betonwerk. Bei dem AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 5 ist anstelle des Arbeitszylinders 14'ein Energiespeicher, z.B. eine Feder, ein Gaspolster oder dgl., vorgesehen. Die Möglichkeit des praktischen Einsatzes des Ausführungsbeispieles nach Fig. 5 ist wesentlich geringer als die des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1.
Claims (6)
- A n a p r ü c h e(? I'trorrfchtung zum Fördern dickflüssiger Medien, insbesondere Beton, Mörtel und andere schwierig pumpbare Medien, mit zwei gegenläufigen Förderkolben, die in Pumpenzylindern geführt sind, welche wechselweise an eine F:lleinrichtung und an eine Börderleitung anschließbar sind, g e k e n n -z e i o h n e t durch eine-Einrichtung (10), die in der Förderleitung (6) einen Druck aufrechterhält, der größer ist als der Gleitreibungswiderstand des zu fördernden Mediums in der Förderleitung.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß die Einrichtung (10) zum Aufrechterhalten des Druckes in der Förderleitung (6) einen mit dem zu fördernden Medium füllbaren und in seinem Volumen veränderbaren Speicher (11) aufweiset, der mindeatens während einer bestimmten Zeitspanne beim Wechsel der Bewegungsrichtung der gegenläufigen Förderkolben unter Druck setzbar ist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Speicher (11) einen Speicherkolben (12) aufweist, der unter der Wirkung eines Energiespeichers (20) steht.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß der Speicher (10) einen Speicherkolben (12) aufweist, der mittels eines Antriebsmotors (14) betätigbar ist, und daß ein Steuergerät (18, 19) den Antriebsmotor abhängig von der Jeweiligen Lage der beiden Förderkolben steuert.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Steuergerät (19) einen einstellbaren Zeitschalter aufweist, welcher die Dauer des Anschlusses des Antriebsmotors (14) an seine Energiequelle (16) bestimmt.
- 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Fördert schnecke (8) das Medium zu den Förderzylindern (1, 2) während ihres Ladetaktes unter Druck fördert.Leerseite
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