DE3607115C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Pumpensteuerung für zumindest eine Förderpumpe, welche über eine Saugleitung mit einem Flüssigkeitsbehälter in Verbindung steht und mit einem in den Flüssigkeitsbehälter eingesetzten Tauchrohr, welches unter Zwischenschaltung eines Staudruckgebers und eines pneumatischen Regelventils mit einer Druckluftquelle in Verbindung steht, wobei eine zwischen Regelventil und Staudruckgeber abzweigende Speisedruckleitung und eine zwischen Staudruckgeber und Tauchrohr abzweigende Steuerdruckleitung zu einem pneumatischen Steuerventil führen, welches bei Steuerdruckbeaufschlagung öffnet, wobei der Steuerdruck sich bei durch die Flüssigkeit verschlossener Ausgangsöffnung des Tauchrohres aufbaut.

Es ist eine derartige Pumpensteuerung bekannt, welche auf den Ein- und Ausschalter einer elektrisch betriebenen Pumpe arbeitet. Eine derartige pneumatisch/elektrisch kombinierte Pumpensteuerung ist für den Einsatz in Untertagebetrieben wegen der dort herrschenden Gefahr von Schlagwetterexplosionen unbrauchbar. Häufig müssen jedoch in Untertagebetrieben zum Auskleiden von Bauräumen oder Verfestigen von Gebirgsschichten expandierende Zweikomponenten-Kunststoffe eingesetzt werden, wobei die beiden Komponenten des nach ihrer Mischung aufschäumenden Kunststoffes als Komponenten-Gemisch an vorgegebenen Stellen mit erhöhtem Druck verpreßt werden. Bis zur Erzeugung des Komponenten-Gemisches werden die Kunststoff-Komponenten getrennt gefördert. Um ein einwandfreies Komponenten-Gemisch zu erreichen, muß eine gleichzeitige und kontrollierte Förderung beider Komponenten sichergestellt sein. Das gilt auch für andere Medien als Kunststoff. Hier setzt die Erfindung ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine pneumatische Pumpen­ steuerung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei welcher stets die synchrone Ein- und Ausschaltung von mindestens zwei Förderpumpen sichergestellt ist.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Pumpen­ steuerung dadurch, daß eine zwischen Druckluftquelle und Regelventil abzweigende Betriebsdruckleitung unter Zwischenschaltung des Steuer­ ventils zu einem betriebsdruckbetätigten Absperrventil führt, daß von einer Arbeitsdruckquelle eine Arbeitsdruckleitung über das Absperrventil zu zwei druckluftbetriebenen Förderpumpen führt und die zweite Förderpumpe - wie die erste Förderpumpe - über eine zweite Saugleitung an einem zweiten Flüssigkeitsbehälter mit einem eigenen Tauchrohr in Verbindung steht, wobei das zweite Tauchrohr an die Steuerdruckleitung angeschlossen ist. - Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß dann der Steuerdruck zusammenbricht, wenn der Flüssigkeitsspiegel in einem Flüssigkeitsbehälter unter ein vorgegebenes Niveau absinkt. Bricht der Steuerdruck zusammen, dann schließt das Steuerventil, dann wird die Zufuhr der Betriebsdruckluft zu dem Absperrventil unterbunden, folglich schließt auch das betriebsdruckbetätigte Absperrventil, so daß die nachfolgende Förderpumpe bzw. ihr Druckluftmotor nicht länger mit Arbeitsdruckluft beaufschlagt und praktisch pneumatisch abgeschaltet wird. Das gilt in gleicher Weise und synchron für die zweite Förderpumpe, wobei beide Förderpumpen zu einer Tandempumpe vereinigt sein können. Folglich ist ausgeschlossen, daß die eine Pumpe eine Gemischkomponente weiterfördert, während die andere Förderpumpe stillsteht. Vielmehr ist sichergestellt, daß die beiden für ein Gemisch erforderlichen Komponenten stets nur synchron gefördert und gemeinsam an einem Mischer bzw. Verbraucher zur Verfügung stehen. Dadurch steht für das Komponenten-Gemisch beim Verbraucher stets ein ordnungsgemäßes Mischungsverhältnis zur Verfügung. - Darin sind die wesentlichen durch die Erfindung erreichten Vorteile zu sehen.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. Im Rahmen der Erfindung können mehrere Förderpumpen sowie den Förderpumpen zugeordnete Flüssigkeitsbehälter mit eigenen Tauchrohren parallel geschaltet sein, so daß der Aufbau des Steuerdrucks zwischen dem Staudruckgeber und den Tauchrohren stets zum Öffnen des Steuerventils und schließlich zum Pumpenlauf führt, während der Zusammenbruch des Steuerdrucks stets synchron zum Pumpenstillstand für sämtliche Förderpumpen führt. Erfindungsgemäß führen von den Förderpumpen Förderleitungen zu den Entnahmestellen und von den Entnahmestellen Rückflußleitungen zu den Flüssigkeitsbehältern, wobei die Entnahmestellen von Entnahmeventilen oder -hähnen in den Förderleitungen gebildet sind, wobei ferner an die Entnahmestellen Entnahmeschläuche mit einem gemeinsamen Mischer und einer Injektionslanze anschließbar sind. Dadurch kann die Entnahme der von den Förderpumpen geförderten einzelnen Komponenten an den verschiedenen Entnahmestellen erfolgen, während erst anschließend für die Mischung der Komponenten gesorgt wird, um dann das Komponenten-Gemisch an vorgegebenen Stellen anzuspritzen oder zu verpressen.

Nach Lehre der Erfindung wird eine pneumatische Pumpensteuerung für zumindest zwei Förderpumpen verwirklicht, welche stets die synchrone Förderung verschiedener Komponenten für ein beim Verbraucher herzustellendes Komponenten-Gemisch sicherstellt und darüber hinaus besonders für den Einsatz in Untertagebetrieben geeignet ist, weil druckluftbetriebene Förderpumpen Verwendung finden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße pneumatische Steuerung für zwei För­ derpumpen in schematischer Ansicht,

Fig. 2 in schematischer Darstellung das sich an die Flüssigkeitsbe­ hälter und Förderpumpen anschließende Leitungsnetz und

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 ist eine pneumatische Pumpensteuerung für eine erste Förderpumpe 1 dargestellt, welche über eine erste Sauglei­ tung 2 mit einem ersten Flüssigkeitsbehälter 3 in Verbindung steht. In die Flüssigkeitsbehälter 3 ist ein Tauchrohr 4 eingesetzt, welches unter Zwischenschaltung eines Staudruckgebers 5 und eines pneuma­ tischen Regelventils 6 mit einer Druckluftquelle 7 in Verbindung steht, wobei eine zwischen Regelventil 6 und Staudruckgeber 5 abzweigende Speisedruckleitung 8 und eine zwischen Staudruckgeber 5 und Tauch­ rohr 4 abzweigende Steuerdruckleitung 9 zu einem pneumatischen Steuer­ ventil 10 führen, welches bei Steuerdruckbeaufschlagung öffnet, wobei der Steuerdruck sich bei durch die Flüssigkeit verschlossener Aus­ gangsöffnung 11 des Tauchrohres 4 bis zur Höhe des Speisedrucks auf­ baut. Das Regelventil 6 reduziert den Betriebsdruck der Druckluftquel­ le 7 auf einen Speisedruck von beispielsweise 0,5 mbar bis 0, 15 bar. Der Staudruckgeber 5 erzeugt bei Erreichen eines bestimmten Flüssig­ keitsspiegels in dem Flüssigkeitsbehälter 3 den Steuerdruck. Dieser Steuerdruck kann bis zur Höhe des Speisedrucks ansteigen. In unbetä­ tigtem Zustand - wenn also der Flüssigkeitsspiegel unter ein vorgege­ benes Niveau a abgesunken ist - strömt die Speiseluft durch das Tauchrohr hindurch aus. Sobald die ansteigende Flüssigkeit die Aus­ gangsöffnung 11 des Tauchrohres 4 verschließt, baut sich der Steuer­ druck auf, dessen Druck der Höhe der Flüssigkeit über der Rohröff­ nung und dem spezifischen Gewicht proportional ist. Der Steuerdruck bleibt bestehen, solange die Ausgangsöffnung 11 des Tauchrohres 4 durch die Flüssigkeit verschlossen ist und dient zur Betätigung, näm­ lich zum Öffnen des außerdem von dem Speisedruck beaufschlagten Steuerventils 10. Eine zwischen der Druckluftquelle 7 und dem Regel­ ventil 6 abzweigende Betriebsdruckleitung 12 führt unter Zwischenschal­ tung des Steuerventils 10 zu einem betriebsdruckbetätigten Absperrventil 13, einem Zwei/Zwei-Wegeventil. Öffnet also der Steuerdruck das Steuer­ ventil 10, dann wird das Absperrventil 13 von dem Betriebsdruck be­ aufschlagt und öffnet ebenfalls. Von einer Arbeitsdruckquelle 14 aus führt eine Arbeitsdruckleitung 15 über das Absperrventil 13 zu zwei druckluftbetriebenen Förderpumpen 1, 1 a. Die zweite Förderpumpe 1 a steht ebenfalls über eine zweite Saugleitung 2 a an einem zweiten Flüs­ sigkeitsbehälter 3 a mit einem eigenen Tauchrohr 4 a in Verbindung, wo­ bei das zweite Tauchrohr 4 a zwischen Staudruckgeber 5 und erstem Tauchrohr 4 an die Steuerdruckleitung 9 angeschlossen ist. Bei geöff­ netem Absperrventil 13 werden die beiden Förderpumpen 1, 1 a mit Ar­ beitsdruck bzw. mit der unter Arbeitsdruck stehenden Druckluft beauf­ schlagt, welche die druckluftbetriebenen Förderpumpen antreibt. Die beiden Förderpumpen 1, 1 a sind mit einem Druckluftmotor ausgerüstet und können zu einer Tandempumpe vereinigt sein. Im Rahmen der Erfin­ dung können mehrere Förderpumpen 1 und gegebenenfalls Absperrven­ tile 13 sowie den Förderpumpen zugeordnete Flüssigkeitsbehälter 3 mit eigenen Tauchrohren 4 parallel geschaltet sein. Gleichgültig an welchem Flüssigkeitsbehälter 3 der Flüssigkeitsspiegel unter ein vorgegebenes Niveau a absinkt, stets bricht der Steuerdruck in der Steuerdrucklei­ tung zusammen, während die Speiseluft durch das Tauchrohr 4 hin­ durch in den betreffenden Flüssigkeitsbehälter 3 einströmt. Dadurch schließt das Steuerventil 10, folglich auch das nicht länger mit Be­ triebsdruck beaufschlagte Absperrventil 13, so daß die Versorgung der Förderpumpen 1 mit Arbeitsdruckluft unterbrochen wird, folglich sämt­ liche Förderpumpen 1 synchron pneumatisch abgeschaltet werden. Ebenso synchron erfolgt das pneumatische Anschalten. Dadurch ist stets eine gemeinsame und gleichzeitige Förderung der einzelnen Komponenten aus den verschiedenen Flüssigkeitsbehältern 3 gewährleistet.

Von den Förderpumpen 1, 1 a führen Förderleitungen 16, 16 a zu Ent­ nahmestellen 17 und von den Entnahmestellen 17 Rückflußleitungen 18, 18 a zu den Flüssigkeitsbehältern 3, 3 a, wobei die Entnahmestellen 17 von Entnahmeventilen oder -hähnen in den Förderleitungen 16, 16 a ge­ bildet sind. An die Entnahmestellen 17 sind Entnahmeschläuche 19 mit einem gemeinsamen Mischer 20 und einer Injektionslanze 21 anschließ­ bar. - Vor Eintritt in die Injektionslanze 21 werden die geförderten Flüssigkeitskomponenten gemischt. Mit der Injektionslanze 21 kann das Komponenten-Gemisch, beispielsweise ein schnell reagierender Zweikom­ ponenten-Kunststoff, aufgespritzt oder verpreßt werden. Da es sich bei der Pumpensteuerung um eine voll pneumatisch arbeitende Steuerung handelt, ist sie für den Einsatz in Untertagebetrieben besonders ge­ eignet.

Auch das in Fig. 3 dargestellte Pneumatiksystem wird beim Entnehmen von Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsbehälter 3 angewendet, wenn das Ausschalten der Förderpumpe 1 bei einem bestimmten Niveau a der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter erforderlich wird. Das System wird auch beim gleichzeitigen Entnehmen von Flüssigkeiten aus zwei oder mehreren Flüssigkeitsbehältern 3, 3 a angewendet, wenn das Ausschalten einer Doppelpumpe 1 oder mehrerer Förderpumpen 1 a, 1 b beim bestimm­ ten Niveau a der Flüssigkeit in jedem Flüssigkeitsbehälter erforderlich wird.

Die Betriebsdruckluft (3-6 bar) strömt von der Druckluftquelle 7 bis zu einem Filter 22. Im Niederdruck-Regelventil 6 entsteht Speisedruck, der zum Staudruckgeber 5 und weiter zum Tauchrohr 4 strömt. Der Speisedruck wird mit einem Manometer 23 gemessen. Falls das Niveau der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter 3 größer als die Höhe a ist, entsteht im Tauchrohr 4 ein Signaldruck, der mit Hilfe des Speisedrucks einen Verstärkerkopf 24 und darüber das als 3/2-Wegeventil ausgebil­ dete Steuerventil 10 betätigt. Dann kann die Betriebsdruckluft vom Fil­ ter 22 durch das Steuerventil 10 zu dem als 2/2-Wegeventil ausgebil­ deten Absperrventil 13 strömen. Das betätigte Absperrventil 13 läßt die Betriebsdruckluft von der Druckluftquelle 7 bis zur Doppelpumpe 1 durch. Die Förderpumpe 1 saugt die Flüssigkeiten aus den Flüssigkeits­ behältern 3, 3 a durch die Saugleitungen 2, 2 a mit Saugrohren 25, 26 und drückt sie zu den Entnahmepunkten 27 und 28. Falls das Niveau der Flüssigkeit z. B. im Flüssigkeitsbehälter 3 a kleiner als die Höhe a ist, strömt der Speisedruck aus dem Tauchrohr 4 a und der Signaldruck fällt ab. Das Steuerventil 10 sperrt die Durchströmung des Speisedrucks vom Filter 22 bis zum Absperrventil 13. Die Durchströmung der Be­ triebsdruckluft von der Arbeitsdruck- bzw. Betriebsdruckquelle 14 wird von dem Absperrventil 13 unterbrochen. - Statt einer Doppelpumpe 1 kann man zwei getrennte Förderpumpen 1 a, 1 b verwenden, was ge­ strichelt dargestellt ist. Das erläuterte Pneumatiksystem ist grundsätz­ lich auch für mehr als zwei Flüssigkeitsbehälter und zwei Förderpum­ pen geeignet.

Claims (4)

1. Pneumatische Pumpensteuerung für zumindest eine Förderpumpe, welche über die Saugleitung mit einem Flüssigkeitsbehälter in Verbindung steht und mit einem in den Flüssigkeitsbehälter eingesetzten Tauchrohr, welches unter Zwischenschaltung eines Staudruckgebers und eines pneumatischen Regelventils mit einer Druckluftquelle in Verbindung steht, wobei eine zwischen Regelventil und Staudruckgeber abzweigende Speisedruckleitung und eine zwischen Staudruckgeber und Tauchrohr abzweigende Steuerdruckleitung zu einem pneumatischen Steuerventil führen, welches bei Steuerdruckbeaufschlagung öffnet, wobei der Steuerdruck sich bei durch die Flüssigkeit verschlossener Ausgangsöffnung des Tauchrohres aufbaut, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen Druckluftquelle (7) und Regelventil (6) abzweigende Betriebsdruckleitung (12) unter Zwischenschaltung des Steuerventils (10) zu einem betriebsdruckbetätigten Absperrventil (13) führt, daß von einer Arbeitsdruckquelle (14) eine Arbeitsdruckleitung (15) über das Absperrventil (13) zu zwei druckluftbetriebenen Förderpumpen (1, 1 a) führt und die zweite Förderpumpe (1 a) über eine zweite Saugleitung (2 a) an einem zweiten Flüssigkeitsbehälter (3 a) mit einem eigenen Tauchrohr (4 a) in Verbindung steht, wobei das zweite Tauchrohr (4 a) an die Steuerdruckleitung (9) angeschlossen ist.

2. Pumpensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Förderpumpen (1, 1 a) zu einer Tandempumpe vereinigt sind.

3. Pumpensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Förderpumpen (1) sowie den Förderpumpen zugeordnete Flüssigkeitsbehälter (3) mit eigenen Tauchrohren (4) parallel geschaltet sind.

4. Pumpensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den Förderpumpen (1, 1 a) Förderleitungen (16, 16 a) zu Entnahmestellen (17) und von den Entnahmestellen (17) Rückflußleitungen (18, 18 a) zu den Flüssigkeitsbehältern (3, 3 a) führen, wobei die Entnahmestellen (17) von Entnahmeventilen oder -hähnen in den Förderleitungen (16, 16 a) gebildet sind, und daß an die Entnahmestellen (17) Entnahmeschläuche (19) mit einem gemeinsamen Mischer (20) und einer Injektionslanze (21) anschließbar sind.