EP0016410A1

EP0016410A1 - Dickstoffpumpe, insbesondere Betonpumpe

Info

Publication number: EP0016410A1
Application number: EP80101272A
Authority: EP
Inventors: Friedrich Dipl.-Ing. Schwing; Gerhard Dipl.-Kaufm. Schwing
Original assignee: Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Current assignee: Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Priority date: 1979-03-14
Filing date: 1980-03-12
Publication date: 1980-10-01
Also published as: ATE1513T1; DE2909964A1; EP0016410B1; JPS6329113B2; JPS55160183A; DE2909964C2

Abstract

Bei einer Dickstoffpumpe mit mehreren, abwechselnden Förderzylindern (5,6) ist diesen Förderzylindern je ein Dreiwegeventil (12,13) zur Flußsteuerung zwischen Vorfüllbehälter, Förderzylinder (5,6) und Förderleitung (11) zugeordnet. Ferner ist eine die Antriebe der Förderzylinder (5,6) und der Dreiwegeventile (12, 13) verbindende Verknüpfungsschaltung vorgesehen, welche den Antrieb des Förderzylinders (5 bzw. 6) zwischen dessen Ansaug- und Fördertakt auf einen Kompressionshub schaltet, bei dem der Abfluß in die Förderleitung (11) verschlossen ist. Um ein drittes Dreiwegeventil mit zusätzlichem Antrieb in einer Verbindungsleitung zwischen den Ansaugwegen der Förderzylinder (5,6) und der Förderleitung (11) zu vermeiden, weisen die Dreiwegeventile (12, 13) zur Flußsteuerung zwischen Vorfüllbehälter, Förderzylinder (5,6) und Förderleitung (11) Schwenkrohre (14, 15) auf, an denen je eine Schieberplatte (29,30) befestigt ist und die Förderzylinderöffnungen sind in der Mittelstellung der Schwenkrohre von den Schieberplatten (29, 30) und die Eintrittsöffnungen der SchwenOkrohre (14, 15) in der Saugstellung auf der Wand des Ventilgehäuses (1) abgedichtet. In der Saugstellung jedes Dreiwegeventiles (12, 13) kann die zugehörige Schieberplatte (29,30) zwischen der zugehörigen Zylinderöffnung und den Eintrittsöffnungen des Schwenkrohres liegen. Die Schwenkrohre (14, 15) dichten zwischen den Zylinderöffnungen ab und die Schieberplatten sind an den einander abgewandten Seiten der Schwenkrohre (14, 15) angebracht. Die Schieberplatten (29, 30) können nierenförmig ausgebildet sein.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dickstoffpumpe, insbesondere eine Betonpumpe, mit mehreren abwechselnd arbeitenden Förderzylindern, denen je ein Dreiwegeventil zur Flußsteuerung zwischen Vorfüllbehälter, Förderzylinder und Förderleitung zugeordnet ist, und mit einer die Antriebe der Förderzylinder und der Dreiwegeventile verbindenden Verknüpfungsschaltung, welche den Antrieb jedes Förderzylinders zwischen dessen Ansaug- und Fördertakt auf einen Kompressionshub schaltet, bei dem der Abfluß in die Förderleitung verschlossen ist.
Solche Pumpen dienen nicht nur zur Förderung von Beton durch waagerechte bis senkrechte Rohrleitungen, welche auch an Verteilermasten angebracht sein können, sondern sind auch zur Förderung von schlammigen bis breiigen Massen verwendbar. Sie eignen sich vorzugsweise für ein Fördergut, das Luft oder andere Gase enthält. Denn der Kompressionshub der Pumpe sorgt für eine Verdichtung des Materials und damit auch der mitgerissenen Gase, bevor das Gut in die Förderleitung gedrückt wird. Das führt zu einer Verbesserung des volumetrischen Wirkungsgrades der Pumpe und zu einer Vergleichmäßigung des Förderflusses. Der Verschluß der Förderleitung während des Schaltvorganges des Dreiwegeventils und während des Kompressionshubes sorgt dafür, daß während des Umschaltens der Dreiwegeventile nicht bereits verdichtetes Fördergut aus der Förderleitung in den Vorfüllbehälter zurückströmen kann und verbessert dadurch den volumetrischen Wirkungsgrad der Pumpe weiter.
Es ist eine Dickstoffpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches bekannt (DE-AS 20 10 112), bei welcher als Verschluß der Förderleitung ein weiteres Dreiwegeventil in einer Verbindungsleitung zwischen den Ansaugwegen der Förderzylinder und der Förderleitung vorgesehen ist. Dieses Dreiwegeventil muß daher einen eigenen Antrieb seines Ventilkörpers besitzen. Die Pumpensteuerung, die an sich schon durch die in die Bewegung der Förderkolben eingeschalteten Kompressionshübe relativ kompliziert aufgebaut sein muß, wird dadurch weiter kompliziert. Da bei der Dickstoffpumpe das zur Steuerung der Förderleitung beim Kompressionshub vorgesehene Dreiwegeventil als Klappenventil ausgeführt und in einem Abzweig eines Hosenrohres angeordnet ist, das die Förderleitung mit den Förderzylindern verbindet, muß dieses Klappenventil zwangsläufig beim Umschalten Fördergut, insbesondere komprimiertes Fördergut, verdrängen. Dies ist in einem insgesamt gefüllten und unter Druck stehenden Hosenrohr kaum möglich, wenn das Fördermedium grobkörnig ist, wie beispielsweise Beton. Außerdem wird während des Umschaltens des Klappenventils im Hosenrohr zwangsläufig eine Stellung durchfahren, in welcher bei grobkörnigem Fördermedium keiner der beiden Förderkolben arbeiten kann, weil die restlichen Querschnitte zwischen der Klappe und je einer Seite des Hosenrohres nicht ausreichend sind. Zu diesem Zeitpunkt kann also nicht gefördert werden. Eine pulsationsfreie Förderung ist dann nicht möglich.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein drittes Dreiwegeventil mit zusätzlichem Antrieb zu vermeiden, das einerseits ein Zurückfließen des Fördermediums während des Schaltvorganges verhindert und andererseits während des jeweiligen Kompressionshubes die Förderleitung verschließt.
Es sind zwar bereits Schwenkrohrventile bekannt (DE-PS 12 85 319), welche bei Zweizylinderkolbenpumpen als Vierwegeventile zur Flußsteuerung zwischen Vorfüllbehälter, je einem der Förderzylinder und der Förderleitung dienen. Die Schwenkrohrventile haben allerdings wie andere Mehrwegeschieber den gemeinsamen Nachteil, daß sie während des Uberfahrens der Zylinderöffnungen kurzzeitig einen Kurzschluß zwischen Vorfüllbehälter und Förderleitung herbeiführen, was zu einem Druckabfall in der Förderleitung führen muß, insbesondere wenn sich in dieser bereits komprimiertes Fördergut befindet, wie dies bei der erfindungsgemäßen Pumpe vorgesehen ist.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen in einer wesentlichen Vereinfachung der Dickstoffpumpe, weil insgesamt nur zwei Mehrwegeventile zur Flußsteuerunq zwischen Vorfüllbehälter, Förderzylinder und Förderleitung einerseits und für den Kompressionshub andererseits benötigt werden. Man kann also eine exakte Steuerung der Kompressionshübe bewerkstelligen und den Kurzschluß der Schwenkrohre zu beseitigen und erfüllt damit die wesentlichen Voraussetzungen für eine pulsationsfreie Förderung.
Ferner kann die Anordnuna so getroffen werden, daß in der Saugstellung jedes Mehrwegeschiebers die Schieberplatte zwischen der Förderzylinderöffnung und der Eintrittsöffnung des Schwenkrohres liegt. Auf diese Weise hat die Schieberplatte eine doppelte Funktion, weil sie während des Schaltvorganges ein Zurückfließen des Fördermediums verhindert und während des Kompressionshubes als Abschlußorgan des Förderzylinders wirkt. Vorzugsweise wird die Anordnung so getroffen, daß die Schwenkrohre mit ihren jeweiligen Eintrittsöffnungen in der Saugstellung zwischen den Förderzylindern abdichten und die Schieberplatten an den einander abgewandten Seiten der Schwenkrohre angebracht sind. Die Schieberplatten können nierenförmig ausgebildet sein.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Figur 1 in Draufsicht und unter Fortlassung der Verknüpfungsschaltung sowie weiterer, an sich bekannter Teile der Pumpe die Förderzylinder und die im Anschluß an die Förderzylinder angeordneten Wegeventile in einer ersten Arbeitsphase,
Figur 2 bis 6 weitere Arbeitsphasen in der Figur 1 entsprechender Darstellung und
Figur 7 einen Schnitt längs der Linie A-B der Figur 1.

Unter einem vorzugsweise trichterförmig und gegebenenfalls mit einem Rührwerk versehenen Vorfüllbehälter befindet sich ein im wesentlichen rechteckiges Ventilgehäuse 1. In einer seiner längeren Wände 2 befinden sich öffnungen 3 bzw. 4, hinter denen Förderzylinder 5 bzw. 6 angeflanscht sind. In jedem Förderzylinder läuft ein Kolben 7 bzw. 8 an einer Kolbenstange 9 bzw. 10.
Zur Flußsteuerung zwischen dem erwähnten Vorfüllbehälter und je einem der Förderzylinder 5 bzw. 6, sowie einer Förderleitung 11 dient je ein Dreiwegeventil, wobei die Dreiwegeventile allgemein mit 12 bzw. 13 bezeichnet sind. Diese beiden Dreiweqeventile haben ein gemeinsames Gehäuse, das mit dem Gehäuse 1 identisch ist. Jedes der Dreiwegeventile 12 bzw. 13 hat einen Ventilkörper, der aus einem Schwenkrohr 14 bzw. 15 besteht. Förderleitungsseitig sind die Enden 16 bzw. 17 in Gelenken gelagert, welche ihrerseits an der Gehäusewand 19 befestigt sind, die in einer zur Wand parallelen Ebene verläuft. Hinter den Gelenken befindet sich ein Hosenrohr 19 als Abfluß in die Förderleitung 11.
Wie Fig. 7 erkennen läßt, dichtet in der in Fig. 1 wiederge_- gebenen Phase das Schwenkrohr 14 mit seiner dem Zylinder 5 zugeordneten Öffnung 14a auf der Wand 2 im Bereich 21 zwischen den öffnungen 22 bzw. 23 für die Zylinder 5 bzw. 6 ab. Dagegen fluchtet in dieser Stellung die Öffnung 15a des Schwenkrohres 15 mit der Öffnung 23 des Zylinders 6. Wie ein Vergleich der Fig. 1 mit den Fig. 2-6 erkennen läßt, kann die Öffnung 15a (Fig. 5) des Schwenkrohres 15 ebenfalls auf dem Bereich 21 der Ventilgehäusewand 3 abdichten, wenn die entsprechende Phase geschaltet ist.
An den einander abgewandten Seiten 27 bzw. 28 der beiden Schwenkrohre 14, 15 sind nach Figur 7 Schieberplatten 29 und 30 befestigt. Die Schieberplatten haben einen nierenförmigen Grundriß, dessen längere Krümmungen 31 bzw. 32 aus dem Schwenkradius folgen, während die kürzeren Krünmmgen 33 bzw. 34 der Krümmung der Öffnungen 22 bzw. 23 entsprechen. Dadurch können die Schieberplatten 29, 30 auf den Öffnungen 22, 23 abdichten.
Diese Schieberplatten sind an den zugehörigen Schwenkrohren befestigt. Der Funktionsablauf der Pumpe, der durch die erwähnte und an sich bekannte Verknüpfungsschaltung gesteuert wird, führt zu der nachfolgend beschriebenen Arbeitsweise:
In der aus Figur 1 ersichtlichen Stellung hat das Dreiwegeventil 12 den Fluß aus dem Vorfüllbehälter in den Zylinder 5 freigegeben, wobei jedoch die förderzylinderseitige Öffnung 14a des Schwenkrohres 14 auf der Ventilgehäusewand 3 abdichtet. Dadurch wird verhindert, daß aus der Förderleitung 11 kompriniertes Fördergut in das Ventilgehäuse 1 bzw. in den Vorfüllbehälter zurückfließen kann. In der in Fig. 1 wiedergegebenen Stellung der Ventilkörper verbindet das Dreiwegeventil 13 den Förderzylinder 6 über das _Hosenrohr 19 mit der Förderleitunq 11, und der Kolben 8 läuft in Förderrichtung, um vorkomprimiertes Fördergut in die Leitung 11 zu drücken.
Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen Phase ist der Förderhub des Kolbens 8 noch nicht beendet, jedoch hat die Verknüpfungsschaltung bereits dafür gesorgt, daß das Schwenkrohr 14 des Dreiwegeventils 12 die Schieberplatte 29 auf deren Sitz vor der Öffnung des Förderzylinders 5 gebracht hat, so daß diese Öffnung abgedichtet ist. Der Kolben 7 läuft entsprechend dem Pfeil in Förderrichtung und führt einen Kompressionshub aus. Bei der in Figur 3 wiedergegebenen Phase hat der Förderkolben 7 die Endstellung des Kompressionshubes im Zylinder 5 erreicht.
Bei der in Figur 4 gezeigten Phase hat der Kolben 8 seine Endstellung im Zylinder 6 erreicht, wobei sich das Wegeventil 13 noch in seiner aus den vorausgehenden Darstellungen ersichtlichen Pumpstellung befindet. Das Wegeventil 12 ist jedoch weitergeschaltet worden, so daß die Schieberplatte 29 die Öffnung des Zylinders 5 freigeben kann. Da die Schieberplatte 29 an dem förderzylinderseitigen Ende des Schwenkrohres 14 befestigt ist, was auch für-die Schieberplatte 30 in Bezug auf das Schwenkrohr 15 gilt, ist beim Übergang aus der Stellung der Figur 3 in die Stellung nach Figur 4 jeder Kurzschluß aus dem Inneren des Schwenkrohres 14 in den Vorfüllbehälter 1 vermieden worden. Die schließlich erreichte Endstellung, die aus Figur 4 ersichtlich ist, verbindet den Zylinder 5 mit der Förderleitung 11, so daß die Verknüpfungsschaltung den Kolben 7 des Zylinders 5 in Richtung des Pfeiles nach vorne in Bewegung setzen kann und der Förderhub beginnt.
In der in Figur 5 wiedergegebenen Phase ist die Stellung des Schwenkrohres 14 unverändert geblieben und der Kolben 7 fördert weiter aus dem Zylinder 5 in Richtung des Pfeiles vorverdichtetes Fördergut in die Leitung 11. Dagegen hat das Schwenkrohr 15 des Dreiwegeventiles 13 die Stellung überlaufen, in der die mit ihm verbundene Schieberplatte 30 auf der Öffnung des Förderzylinders 6 abdichtet, und befindet sich nunmehr in der Stellung, in der seine Öffnung 15a auf der Ventilgehäusewand 3 abdichtet, so daß der Rückfluß aus der Förderleitung 11 verhindert wird. Auch während dieses Schaltvorganges war ein Zurückfließen des Mediums nicht möglich. Die in dieser Stellung freigegebene öffnung des Zylinders 6 ermöglicht die Verbindung zum Vorfüllbehälter und damit den übergang zum Ansaugtakt des Kolbens 8 im Zylinder 6.
Diese Phase ist in Fig. 6 ^gezeichnet,wie der Pfeil im Zylinder 6 erkennen läßt. In dieser Phase ist die Stellung der verschiedenen Wegeventile die gleiche wie in Figur 5 und der Kolben 7 des Zylinders 5 setzt entsprechend der Pfeilrichtung seinen Förderweg fort. Die weiteren Vorgänge laufen dann analog zu den beschriebenen ab, so daß jeder Zylinder zunächst einen Kompressionshub und im Anschluß daran seinen Förderhub durchführt.
Die gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel benutzten S-förmigen Schwenkrohre sind für die Verwirklichung der Erfindung nicht Voraussetzung. Sie können auch durch'anders geformte, insbesondere an sich bekannte Schwenkrohre ersetzt werden. Dafür kommen C-förmige, aber auch Schwenkrohre in Betracht, die eine vertikale Achse aufweisen und bei denen zwischen Zylinderende und Eintrittsöffnung in den Vorfüllbehälter Rohrbögen eingebaut sind.
Die Schwenkrohre können ganz oder zum Teil in das Fördermedium eintauchen. Es genügt, die Austrittsöffnung etwa bis zu der in Figur 7 angebrachten Horizontal linie mit dem Fördermedium zu überdecken.
Auch die Verwendung eines gemeinsamen Gehäuses für beide Schwenkrohre ist für die Erfindunq nicht Voraussetzung. Es kann auch jedem Schwenkrohr ein gesondertes Gehäuse zugeordnet werden.

Claims

1. Dickstoffpumpe, insbesondere Petonpumpe mit mehreren, abwechselnden Förderzylindern, denen je ein Dreiwegeventil (12, 13) zur Flußsteuerung zwischen Vortüllbehälter, Förderzylinder (5, 6) und Förderleitung (11) zugeordnet ist, und mit einer die Antriebe der Förderzylinder ( 5, 6) und der Dreiwegeventile (12, 13) verbindenden Verknüpfungsschaltung, welche den Antrieb des Förderzylinders ( 5 bzw. 6) zwischen dessen Ansaug- und Fördertakt auf einen Kompressionshub schaltet, bei dem der Abfluß in die Förderleitung (11) verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreiwegeventile (12, 13) zur Flußsteuerung zwischen Vorfullbehälter, Förderzylinder (5, 6) und Förderleitung (11) Schwenkrohre (14, 15) aufweisen, an denen je eine Schieberplatte (29, 30) befestigt ist, und daß die Förderzylinderöffnungen (22, 23) in der Mittelstellung der Schwenkrohre von den Schieberplatten (29, 30) und die Eintrittsöffnungen (14a und 15a) der Schwenkrohre (14, 15) in der Saugstellung auf der Wand (3) des Ventilgehäuses (1) abgedichtet sind.

2. Dickstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnete daß in der Saugstellung jedes Dreiwegeventils (12, 13) die zugehörige Schieberplatte (29, 30) zwischen der zugehörigen Zylinderöffnung (22, 23) und den Eintrittsöffnungen (14a, 15a) des Schwenkrohres liegt.

3. Dickstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwenkrohre (14 15) zwischen den Öffnungen (22, 23) abdichten und die Schieberplatten an den einander abgewandten Seiten (27, 28) der Schwenkrohre (14, 15) angebracht sind.

4. Dickstoffpumpe nach einem der Anspruche 1 oder 2; dadurch gekennzeichnet daß die Schieberplatten (29, 30) nierenförmig ausgebildet sind.