WO2020083605A1 - Kontinuierlich fördernde kolbenpumpe - Google Patents
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- WO2020083605A1 WO2020083605A1 PCT/EP2019/076262 EP2019076262W WO2020083605A1 WO 2020083605 A1 WO2020083605 A1 WO 2020083605A1 EP 2019076262 W EP2019076262 W EP 2019076262W WO 2020083605 A1 WO2020083605 A1 WO 2020083605A1
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
- F04B15/02—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts the fluids being viscous or non-homogeneous
- F04B15/023—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts the fluids being viscous or non-homogeneous supply of fluid to the pump by gravity through a hopper, e.g. without intake valve
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Definitions
- the invention relates to a pump with at least two delivery cylinders with delivery pistons movable therein, each delivery cylinder being assigned a rotary slide valve which has a slide housing and a valve member rotatable therein about an axis of rotation, the slide housing having at least three connection openings which form the valve member optionally closes or releases, namely an inlet opening that connects the valve housing to the delivery cylinder, an outlet opening that connects the valve housing to a delivery line, and a filler opening that connects the valve housing to a filling funnel, each rotary valve having at least three switch positions.
- the invention also relates to a method for operating such a pump.
- pumps When conveying concrete, for example, pumps are used that are regularly formed from piston pumps that have two delivery cylinders, each with a piston.
- the cylinders obtain the pulpy mass to be conveyed in a suction stroke from a filling funnel and then convey the pulpy mass sucked in in a pumping stroke into a delivery line connected to the piston pump.
- the pistons of the two cylinders are operated in opposite directions in order to convey pulp into the delivery line as evenly as possible.
- the delivery line of such a pump device can be of considerable length. It is often part of a crane boom and is used to convey the pulpy mass from the location of the pumping device to remote ends of the construction site.
- the length of the delivery line means that even the smallest interruptions in the flow of the pulpy mass result in considerable swiveling movements of the delivery line due to the inertia. For this reason, efforts have long been made to develop pumps and processes which allow the pulpy mass to be conveyed continuously.
- No. 3,749,525 A discloses a pump of the type described at the outset, which is designed to convey a conveyed material under pressure.
- the pump has rotary valves assigned to the delivery cylinders, at which three connection openings can either be opened or closed.
- the three connection openings are an inlet opening which is connected to the delivery cylinder, an outlet opening which is connected to a delivery line, and a filling opening which is connected to a filling funnel.
- the rotary slide valves have at least three switch positions and are simultaneously switched in opposite directions by an actuator. During the simultaneous closing of the filling opening and outlet opening by the two rotary valves, the continuous flow from the delivery cylinders is interrupted.
- a pressure drop caused by this is compensated for by a compensating cylinder, which ensures continuous delivery in the delivery line even when the delivery pistons in the delivery cylinders change direction periodically.
- a compensating cylinder which ensures continuous delivery in the delivery line even when the delivery pistons in the delivery cylinders change direction periodically.
- Disadvantages of such a solution are, on the one hand, the complex structure with a third cylinder and the complicated control of the three cylinders in order to maintain continuous delivery in the delivery line.
- a pump is described in US Pat. No. 3,279,383 A with at least two delivery cylinders with delivery pistons movable therein, each delivery cylinder being assigned a rotary slide valve, the one
- the three connection openings are one
- Inlet opening which is connected to the delivery cylinder
- an outlet opening which is connected to a delivery line
- a filling opening which is connected to a Funnel is connected.
- the valve member closes or optionally opens the filler opening or the outlet opening in two switch positions.
- EP 3 282 124 A1 also discloses a solution for the continuous delivery of material to be conveyed in a two-cylinder piston pump.
- an inlet slide is assigned to each feed cylinder, and an outlet slide is provided which can be switched into three switch positions, with simultaneous delivery via the two feed pistons into the feed cylinder being possible in a middle position.
- the disadvantage of the solution described here is the high wear and the large and heavy construction.
- a simplified construction is to be created, which offers a continuous delivery of material to be conveyed in a pump with counter-rotating delivery pistons in two delivery cylinders.
- a simplified procedure is also to be given are for the operation of such a pump for the continuous conveying of conveyed goods.
- the rotary slide valves can be switched independently of one another between the switching positions, a pump can be realized which enables a uniform, continuous delivery and which is simple and error-free in construction.
- the pump Via the independent switching of the two rotary valves, the pump can continuously pump material into the delivery line via the two delivery cylinders with the delivery pistons that are movable in them.
- the rotary slide valves can independently close the three connection openings in at least three switch positions independently of one another via the valve members arranged in the slide housing and optionally release them again. This makes it very easy to implement pre-compression in the delivery cylinders, which makes continuous delivery easy.
- valve member opens the fill opening and the inlet opening simultaneously in a first switching position, the valve member closes at least two connection openings and opens at least one connection opening in a second switching position, the valve member opening the inlet opening in a third switching position and releases the outlet opening and closes the fill opening.
- Such a switchable rotary valve enables in the first switching position, in which the valve member opens the filling opening and the inlet opening at the same time, the suction of material to be conveyed through the assigned delivery cylinder via a corresponding suction movement of the delivery piston movable therein. Thanks to the rotary valve, the material to be conveyed can be sucked into the conveyor cylinder via the rotary valve. In the second switching position, in which at least two connection openings are closed and at least one of the three connection openings is open, the sucked-in material can be pre-compressed in the assigned delivery cylinder.
- the pre-compression provides for an increase in pressure in the assigned delivery cylinder, so that the material to be sucked in is adapted to the pressure conditions of the material to be conveyed in the delivery line.
- the inlet opening and the outlet opening can be released while the filling opening is closed.
- the assigned delivery cylinder can eject the material to be conveyed into the delivery line.
- a continuous conveying of the material to be conveyed in the delivery line can be ensured by the rotary valve closing at least two of the connecting openings of the rotary valve in the second switching position and thus enabling pre-compression in the assigned delivery piston.
- the pressure conditions in the delivery cylinder between the suction process in which the product is sucked in and the pumping process in which the product is expelled into the delivery line can be adapted to the pressure conditions in the delivery line. This enables continuous conveying of material to be conveyed without pressure fluctuations in the conveying line.
- An embodiment is particularly preferred which provides that the valve member closes the filling opening and the outlet opening in the second switching position and releases the inlet opening.
- the closed filling opening prevents goods to be conveyed from being pumped back into the filling funnel during the pre-compression, while the closed outlet opening prevents the goods to be conveyed from sagging back the delivery line prevented.
- the material to be conveyed is precompressed both in the assigned conveying cylinder and in the slide housing via the opened inlet opening. In this way, the pressure conditions in the delivery cylinder and slide housing are adapted to the pressure conditions in the delivery line. This enables continuous conveying of conveyed goods without pressure fluctuations in the conveying line.
- a particularly advantageous embodiment of the invention relates to the fact that the valve member closes the fill opening and the inlet opening in the second switching position and releases the outlet opening.
- pre-compression of the material to be conveyed is also possible in the assigned conveying cylinder.
- the closed filling opening prevents the material to be conveyed during the pre-compression from being pumped back into the filling funnel, while the closed inlet opening closes the delivery cylinder for the pre-compression of the material to be conveyed.
- the same pressure conditions as in the delivery line prevail in the valve housing via the opened outlet opening.
- the conveyed material compressed in the closed conveyor cylinder is adapted to these pressure conditions. This enables continuous conveying of material to be conveyed without pressure fluctuations in the conveying line.
- a particularly advantageous embodiment of the invention provides that the valve member closes the inlet opening and the outlet opening in the second switching position and releases the filling opening.
- pre-compression of the material to be conveyed is also possible in the assigned conveying cylinder.
- the closed inlet opening seals off the feed cylinder for the pre-compression of the material to be conveyed, while the closed outlet opening prevents the material to be conveyed from sagging back out of the feed line.
- the same pressure conditions prevail in the valve housing via the opened filling opening as in the filling funnel. In this position, too, the pressure conditions in the cylinder can be compared to the pressure conditions in the cylinder by the pre-compression in the assigned delivery cylinder Adjust delivery line. This enables continuous conveying of material to be conveyed without pressure fluctuations in the conveying line.
- An advantageous embodiment of the invention provides a controller that is set up in such a way that the delivery cylinder performs a suction process when the assigned rotary slide valve is switched to the first switching position, that the delivery cylinder performs pre-compression when the assigned rotary slide valve is switched to the second switching position, and that Delivery cylinder performs a pumping process when the assigned rotary slide valve is switched to the third switching position.
- the switching of the rotary valve can be optimally matched to the suction processes, the pre-compression and the pumping processes of the delivery pistons in the assigned delivery cylinders, so that continuous delivery of material to be conveyed is possible without pressure fluctuations in the delivery line.
- the first switching position in which the valve member opens the filling opening and the inlet opening at the same time, it is possible for the material to be conveyed to be sucked in through the assigned conveying cylinder by means of a corresponding suction process.
- the second switching position in which at least two connection openings are closed by the valve member and at least one of the three connection openings is open, enables the suctioned material to be pre-compressed by actuating the delivery piston in the delivery cylinder.
- the pre-compression provides for an increase in pressure in the assigned delivery cylinder, so that the material to be sucked in is adapted to the pressure conditions of the material to be conveyed in the delivery line.
- the third switching position of the valve member opens the inlet opening and the outlet opening while the fill opening is closed.
- the assigned delivery cylinder can eject the material to be conveyed into the delivery lines via a pumping process initiated by the control.
- the controller is preferably set up to switch the rotary slide valve between the switching positions.
- An embodiment is particularly advantageous which provides that each rotary valve is assigned an actuator for switching the rotary valve between the switching positions. With a separate actuator, each for switching the two rotary valves, the two rotary valves can be inserted into the Switch position can be set independently.
- the actuators are preferably controlled via the control described in more detail above and below.
- At least one connection opening comprises a wear ring which is designed to be pressed against the valve member via an elastic sealing ring in the closed position of the valve member.
- an excellent sealing of the connection opening by the valve member can be achieved via the elastic sealing ring.
- the wear ring is pressed firmly against the valve member in the closed position.
- the sealing ring in the closed position exerts a pressing force on the wear ring, as a result of which this is pressed onto the valve member.
- the prestressing force exerted by the elastic sealing ring on the wear ring is preferably set by means of screws. There is only slight pressure at the filling opening, ie in the filling funnel.
- the elastic sealing ring is expandable by means of the application of fluid. Via the expansion of the elastic sealing ring, a contact pressure can be generated very easily by means of fluid application, by means of which the wear ring is pressed against the valve member in the closed position.
- the fluid can be a liquid, for example hydraulic oil, or alternatively a gas, for example air.
- the elastic sealing ring preferably has at least one chamber that can be acted upon.
- the pressurization pressure can be adjusted in each case in such a way that the wear ring is pressed firmly against the valve member in the closed position in order to obtain an excellent seal, while the pressure of the fluid pressurization is brief during a switching operation of the valve member is reduced in order to obtain less wear on the wear ring due to a lower contact force.
- connection openings comprise wear rings which are set up to be controlled and expanded separately.
- the assigned sealing rings can be expanded independently of one another depending on the situation.
- the sealing rings can thus expand depending on the position of the valve member and the wear ring can only be pressed firmly against the valve member when the valve member is in the closed position.
- valve member has a sealing part which can be displaced radially away from the axis of rotation, the sealing part being displaced in the closed position against the connection opening to be closed in order to seal it.
- the sealing part is actively controllably displaceable against the connection opening to be closed. In this way, the pressing force of the sealing part against the connection opening can be adapted to the respective situation.
- the contact pressure can be increased by moving the sealing part against the connection opening.
- the sealing part is displaced against the connection opening by exposure to a fluid.
- a hydraulic oil is preferably introduced into a chamber arranged between the valve member and the sealing part.
- the supply of hydraulic oil can be controlled via a hydraulic valve.
- the hydraulic pressure can be metered via the hydraulic valve, so that the sealing part can be pivoted with less force and less wear.
- a certain minimum pressure is necessary depending on the pressure in the delivery line, so that the tightness of a connection opening is ensured during the switching process of the valve member.
- wear rings with an elastic sealing ring at the filling opening and the outlet opening can preferably be dispensed with.
- the invention furthermore relates to a method for operating a pump which has already been described in more detail below, comprising the following cyclically performed steps:
- both conveying cylinders deliver in parallel for a short period of time. During this period, both rotary valves are switched in the third switching position.
- the delivery piston is moved at a higher speed during suction than during ejection.
- Conveying the conveying cylinder in parallel into the conveying lines can be compensated for by moving the conveying piston at a higher speed during suction than the conveying piston when expelling the conveyed material.
- the assigned delivery cylinders can be used for continuous pump operation.
- An advantageous embodiment of the method provides that the delivery pistons are moved with a simultaneous ejection by means of both delivery cylinders at a speed which is reduced compared to the ejection by means of only a single delivery cylinder, preferably at half the speed.
- the reduced speed at which the feed pistons of the feed cylinders are moved when both feed cylinders are fed in parallel can ensure even conveyance of the material to be conveyed into the feed line.
- the travel speeds of the delivery pistons are preferably coordinated with one another in terms of control technology.
- the conveying pistons of the conveying cylinders are simply moved at half the speed during the simultaneous ejection of conveyed material.
- FIG. 1 pump according to the invention in a perspective side view
- FIG. 2 detailed perspective view of the pump
- FIGS. 3-8 schematic sectional view of the pump
- FIGS. 9-11 schematic top view of the pump
- Figures 12-14 sectional view of the rotary valve with
- Figure 15 Detailed view of the wear ring and Figures 16-18: Sectional view of the rotary valve with displaceable sealing part.
- a pump according to the invention is shown overall with reference number 1.
- the pump 1 has two delivery cylinders 2, 3, in each of which a delivery piston 4, 5 is movably received.
- Each feed cylinder 2, 3 is assigned a rotary slide 6, 7, which is formed by a slide housing 8, 9 and a valve member 12, 13 rotatable therein about an axis of rotation 10, 11.
- the slide housings 8, 9 of the two rotary valves 6, 7 are directly next to one another, below the filling funnel 18 arranged.
- the slide housing 8, 9 of the two rotary valves 6, 7 can also be made from a common, unitary component.
- the slide housing 8, 9 has for each rotary slide valve 6, 7 at least three connection openings 14, 15, 16, which the valve member 12, 13 either closes or releases.
- the connection openings 14, 15, 16 of the slide housing 8, 9 is an inlet opening 14 which connects the feed cylinder 2, 3 to the respective rotary slide valve 6, 7.
- a connection opening provided as an outlet opening 15 is connected to the delivery line 17, which can be connected to the pump 1 according to FIG.
- the third connection opening 16 of the slide housing 8, 9 forms a filling opening 16 which is connected to the filling funnel 18 of the pump 1.
- the inlet opening 15 for each of the two rotary slide valves 6, 7 is formed by two passage openings, of which the two passage openings 27 for the left delivery cylinder 2 can be seen in the filling funnel 18.
- the cross section of the filling opening 16 can be enlarged. This leads to an improved suction behavior during the suction process.
- the filling opening 16 can be enlarged via the second passage opening 27 without the pivoting angle of the valve members 12, 13 of the rotary slide valve 6, 7 having to be increased for this purpose.
- the passage openings 27 are arranged parallel to the switching positions of the valve member 12, 13.
- the rotary slide valves 6, 7 have three switch positions in which the rotary slide valves 6, 7 can be switched independently of one another.
- the pump 1 can continuously pump material to be conveyed into the delivery line 17 shown in FIG. 2 via the two delivery cylinders 2, 3 with the delivery pistons 4, 5 movable therein.
- the rotary slide valves 6, 7 close the three independently of one another via the valve members 12, 13 arranged in the slide housing 8, 9
- FIG. 3 shows a schematic sectional view of the pump 1 according to FIGS. 1 and 2.
- the first delivery cylinder 2 of the pump 1 is shown in section, the section according to this sectional view also running through the assigned rotary slide valve 6 and the filling funnel 18 connected to it.
- the delivery line 17 connected to the slide housing 8 via the outlet opening 15 is also indicated schematically.
- the delivery line 17 is also connected to a schematically illustrated rotary slide valve 7, which is assigned to the second delivery cylinder 3, indicated schematically in this illustration.
- FIG. 3 shows the rotary valve 6 of the first delivery cylinder 2 in a first switching position.
- the filling opening 16 and the inlet opening 14 are opened at the same time.
- the valve member 12 closes the outlet opening 15 to the delivery line 17.
- the schematically illustrated second rotary valve 7 is simultaneously switched to a third switching position, so that the second delivery cylinder 3 ejects the material to be conveyed into the delivery line 17.
- the valve member 13 opens the inlet opening 14 and the outlet opening 15 and closes the filling opening 16.
- FIG. 4 shows the pump 1 according to FIG. 3 during the pre-compression in the first delivery cylinder 2.
- the rotary valve 6 assigned to the first delivery cylinder 2 is switched into a second switching position, which the
- Filling opening 16 and the outlet opening 15 closes.
- the inlet opening 14 is released.
- the material to be conveyed sucked into the first delivery cylinder 2 can be pre-compressed.
- the closure of the fill opening 16 and the outlet opening 15 enables this
- the closed filling opening 16 prevents the goods to be delivered during pre-compression in the first delivery cylinder 2 from being pumped back into the filling funnel 18 while the closed outlet opening 15 is on Backing of goods to be conveyed back from the conveying line 17 is prevented.
- the goods to be conveyed are pre-compressed both in the assigned delivery cylinder 2 and in the slide housing 8.
- the valve member 12, 13 can also fill the opening 16 and the inlet opening 14 in the second switching position close and release the outlet opening 15.
- a further alternative for the second switching position is the closure of the inlet opening 14 and the outlet opening 15 and the opening of the filling opening 16.
- connection openings 14, 15, 16 must be closed so that pre-compression in the assigned delivery cylinder 2, 3 is possible is. While pre-compression takes place in the first delivery cylinder 2 when the assigned rotary valve 6 is switched to the second switching position, material to be conveyed is still ejected via the second delivery cylinder 3 and the assigned rotary valve 7, switched in the third switching position.
- FIG. 5 shows the two rotary valves 6, 7 in the third switching position.
- material to be conveyed is simultaneously ejected from the two delivery cylinders 2, 3 into the delivery line 17.
- the delivery pistons 4, 5 of the two delivery cylinders 2, 3 can be moved at a reduced, preferably at half the speed. In this way, even and continuous conveying of conveyed material in the conveying line 17 is possible.
- the material to be conveyed is ejected into the conveying line 17 by means of the first conveying cylinder 2.
- the associated rotary slide 6 is still in the third switching position.
- the material to be conveyed is sucked from the hopper 18 into the second feed cylinder 3 via the second feed cylinder 3.
- the rotary valve 7 assigned to the second delivery cylinder 3 is in the first switching position, so that the filling opening 16 and the inlet opening 14 are opened at the same time.
- FIG. 1 Another phase for the operation of the pump 1 is shown in FIG.
- the one assigned to the first delivery cylinder 2 Rotary slide valve 6 continues to be switched in the third switching position, so that material to be conveyed continues to be ejected from the first delivery cylinder 2 into the delivery line 17.
- the other rotary slide valve 7 is in the second switching position, so that the material sucked in can be pre-compressed in the second delivery cylinder 3.
- the assigned rotary slide 7 is switched to the third switching position, as can be seen from FIG.
- material to be conveyed is expelled simultaneously from the first delivery cylinder 2 and the second delivery cylinder 3.
- the pump 1 can continuously convey delivery material via the two delivery cylinders 2, 3 Pump the delivery line 17.
- the rotary valves 6, 7 close the three connection openings 14, 15, 16 in the three described switching positions via the valve members 12, 13 rotatably arranged in the slide housings 8, 9 and optionally release them again, so that each delivery cylinder 2, 3 cyclically between Suction, pre-compression and pumping changes.
- the pre-compression in the delivery cylinders 2, 3 is thereby easy to accomplish, so that a continuous delivery of material to be conveyed into the delivery line 17 can be maintained without pressure fluctuations.
- the rotary slide valves 6, 7 Thanks to the mutually independent switchability of the rotary slide valves 6, 7, they can be switched during the suction, pre-compression and pumping of the assigned delivery cylinder 2, 3 in such a way that a continuous delivery of material to be conveyed into the delivery line 17 via the two delivery cylinders 2, 3 is permanently ensured.
- a control is also provided, which is set up in such a way that the delivery cylinder 2, 3 performs a suction process when the assigned rotary slide valve 6, 7 is switched to the first switching position.
- the control ensures the pre-compression in the delivery cylinder 2, 3 by correspondingly controlling the piston movement in the delivery cylinder 2, 3.
- the control ensures in one Pumping process for ejecting the conveyed material through the delivery piston 4, 5.
- the continuous conveying of conveyed material into the conveying line 17 is based in particular on the fact that the conveyed material is pre-compressed in the conveying cylinder 2, 3, which has last sucked in conveyed material, before the conveying cylinder 2 , 3 takes over the conveying of the conveyed material into the conveying line 17 from the previously conveying conveying cylinder 2, 3.
- both delivery cylinders 2, 3 pump in parallel for a short period of time. During this period, the two rotary valves 6, 7 are switched to the third switching position.
- the period of time in which the two delivery cylinders 2, 3 deliver in parallel into the delivery line 17 is preferably compensated for in that a delivery piston 4, 5 is moved at a higher speed during suction than a delivery piston 4, 5 when the delivery material is ejected.
- the assigned delivery cylinders 2, 3 can be used accordingly for continuous pumping operation.
- the independent switching of the two rotary valves 6, 7 is particularly simplified in that each rotary valve 6, 7 is assigned its own actuator 19, 20 for switching.
- the actuator 19, 20 can preferably be designed as a fly hydraulic motor. Alternatively, hydraulic cylinders, rack and pinion drives or the like could also be used as the actuator 19, 20.
- the actuators 19, 20 are also controlled via the control.
- FIGS. 9 to 11 once again illustrate the process sequence which is repeated cyclically for both delivery cylinders when the pump 1 is in operation.
- the two delivery cylinders 2, 3 of the pump 1 are shown schematically in a top view. Between the delivery cylinders 2, 3 and the delivery line 17 are the two rotary valves 6, 7 assigned to the delivery cylinders 2, 3.
- FIG. 11 again shows the phase in which the two
- Rotary slide valves 6, 7 are switched to the third switching position at the same time and therefore conveyed material is simultaneously conveyed into the conveying line 17 by both conveying pistons 4, 5 of the conveying cylinders 2, 3.
- FIG. 12 shows a sectional view of the rotary slide 6, 7.
- the valve member 12, 13, which is rotatable about an axis of rotation 10, 11 in the slide housing 8, 9, closes the outlet opening 15 to the delivery line 17.
- This switching position which corresponds to the first switching position
- the filling opening 16 to the filling funnel 18 and the inlet opening 14 to the feed cylinder 2, 3 are open.
- Both the filling opening 16 and the closed outlet opening 15 have wear rings 21, 22.
- Wear rings 21, 22 are designed to be pressed against the valve member 12, 13 in each case via an elastic sealing ring 23, 24 in the closed position.
- the sealing ring 23, 24 can be acted upon by a fluid, which expands the elastic sealing ring 23, 24 and thus generates a contact pressure, which the wear ring 21, 22 in
- Closing position presses against the valve member 12, 13.
- the wear rings 21, 22 of the connection openings 15, 16 can be expanded independently of one another via the separate control.
- the wear ring 21 of the outlet opening should be pressed against the valve member 12, 13, while the wear ring 22 on the
- FIG. 15 shows a detailed view of the wear ring 21, 22.
- the elastic sealing ring 23, 24 is located in a chamber 29 which is formed by the wear ring 21, 22 and the slide housing 8, 9. By applying fluid, the sealing ring 23, 24 can be expanded and thereby presses the wear ring 21, 22 in the closed position against the valve member 12, 13.
- FIGS. 16 to 18 show sectional views of a rotary slide valve 6, 7 with a displaceable sealing part 25, 26. While FIG. 16 shows the valve member 12, 13 in the first switching position, FIG. 17 shows the second switching position. FIG. 18 shows a representation which shows the third switching position of the valve member 12, 13.
- the valve member 12, 13 has a sealing part 25, 26 which can be displaced radially away from the axis of rotation 10, 11.
- This sealing part 25, 26 can be displaced in the closed position against the connection opening 15, 16 to be closed in order to seal it tightly.
- the outlet opening 15 is sealed off from the delivery line 17, so that no material to be conveyed can sink back from the delivery line 17.
- a chamber 30 indicated in FIG. 17 between the valve member 12, 13 and the sealing part 25, 26 can be acted upon with fluid.
- the sealing part 25, 26 When fluid is applied, the sealing part 25, 26 is pressed against the filling opening 16 and the outlet opening 15 and closes them tightly for the pre-compression.
- the sealing part 25, 26 which is displaced against the filling opening 16 reliably seals off access to the filling funnel 18 during the pumping process by means of the assigned delivery cylinder 2, 3.
- the contact pressure can be adapted to the respective situation.
- the sealing part 25, 26 can be pressed against the connection opening 15, 16 by applying fluid with an increased contact force in order to achieve the best possible seal.
- the pressure of the fluid should be reduced so that the valve member 12, 13 can be pivoted on the sealing part 25, 26 with little force and little wear. Nevertheless, a minimum pressure must be maintained depending on the pressure in the delivery line 17 during the switching process in order to ensure an adequate seal during the switching process.
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Abstract
Die Erfindung betriff eine Pumpe (1) mit mindestens zwei Förderzylindern (2, 3) mit darin beweglichen Förderkolben (4, 5), wobei jedem Förderzylinder (2, 3) jeweils ein Drehschieber (6, 7) zugeordnet ist, der ein Schiebergehäuse (8, 9) und ein darin um eine Drehachse (10, 11) drehbares Ventilglied (12, 13) aufweist, wobei das Schiebergehäuse (8, 9) mindestens drei Anschlussöffnungen (14, 15, 16) aufweist, die das Ventilglied (12, 13) wahlweise verschließt oder freigibt, nämlich eine Einlassöffnung (14), die mit dem Förderzylinder (2, 3) verbunden ist, eine Auslassöffnung (15), die mit einer Förderleitung (17) verbunden ist, und eine Einfüllöffnung (16), die mit einem Einfülltrichter (18) verbunden ist, wobei jeder Drehschieber (6, 7) mindestens drei Schaltstellungen aufweist. Die Erfindung schlägt vor, dass die Drehschieber (6, 7) unabhängig voneinander zwischen den Schaltstellungen umschaltbar sind. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Pumpe (1).
Description
Kontinuierlich fördernde Kolbenpumpe Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit mindestens zwei Förderzylindern mit darin beweglichen Förderkolben, wobei jedem Förderzylinder jeweils ein Drehschieber zugeordnet ist, der ein Schiebergehäuse und ein darin um eine Drehachse drehbares Ventilglied aufweist, wobei das Schiebergehäuse mindestens drei Anschlussöffnungen aufweist, die das Ventilglied wahlweise verschließt oder freigibt, nämlich eine Einlassöffnung, die das Schiebergehäuse mit dem Förderzylinder verbindet, eine Auslassöffnung, die das Schiebergehäuse mit einer Förderleitung verbindet, und eine Einfüllöffnung, die das Schiebergehäuse mit einem Einfülltrichter verbindet, wobei jeder Drehschieber mindestens drei Schaltstellungen aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Pumpe.
Bei der Förderung von beispielsweise Beton werden Pumpen eingesetzt, die regelmäßig aus Kolbenpumpen gebildet werden, die zwei Förderzylinder mit jeweils einem Kolben aufweisen. Die Zylinder beziehen die zu fördernde breiige Masse in einem Saughub aus einem Einfülltrichter und fördern danach die angesaugte breiige Masse in einem Pumphub in eine an die Kolbenpumpe angeschlossene Förderleitung. Dabei werden die Kolben der beiden Zylinder gegenläufig betrieben, um möglichst gleichmäßig breiige Masse in die Förderleitung zu fördern. Die Förderleitung einer solchen Pumpvorrichtung kann eine beachtliche Länge annehmen. Häufig ist sie Teil eines Kranauslegers und dient zur Förderung der breiigen Masse von dem Standort der Pumpvorrichtung
zu entlegenen Enden der Baustelle. Die Länge der Förderleitung bringt mit sich, dass bereits kleinste Unterbrechungen des Förderflusses der breiigen Masse aufgrund der Massenträgheit zu erheblichen Schwenkbewegungen der Förderleitung führen. Man ist deshalb seit langem bestrebt, Pumpen und Verfahren zu entwickeln, die eine kontinuierliche Förderung der breiigen Masse erlaubt.
Die US 3,749,525 A offenbart eine Pumpe nach eingangs beschriebener Bauart, die zur Förderung von einem Fördergut unter Druck ausgebildet ist. Hierfür verfügt die Pumpe über jeweils den Förderzylindern zugeordnete Drehschieber, an denen drei Anschlussöffnungen wahlweise freigegeben oder geschlossen werden. Bei den drei Anschlussöffnungen handelt es sich um eine Einlassöffnung, die mit dem Förderzylinder verbunden ist, eine Auslassöffnung, die mit einer Förderleitung verbunden ist, und eine Einfüllöffnung, die mit einem Einfülltrichter verbunden ist. Die Drehschieber weisen mindestens drei Schaltstellungen auf und werden von einem Aktor simultan gegenläufig zueinander geschaltet. Während des gleichzeitigen Verschlusses von Einfüllöffnung und Auslassöffnung durch die beiden Drehschieber wird der kontinuierliche Förderstrom aus den Förderzylindern unterbrochen. Ein hierdurch hervorgerufener Druckabfall wird von einem Ausgleichszylinder ausgeglichen, der eine kontinuierliche Förderung in der Förderleitung auch beim periodischen Richtungswechsel der Förderkolben in den Förderzylindern sicherstellt. Nachteilig an einer solchen Lösung sind zum einen der aufwändige Aufbau mit einem dritten Zylinder und die komplizierte Ansteuerung der drei Zylinder, um eine kontinuierliche Förderung in der Förderleitung aufrechtzuerhalten.
In der US 3,279,383 A wird eine Pumpe beschrieben mit mindestens zwei Förderzylindern mit darin beweglichen Förderkolben, wobei jedem Förderzylinder jeweils ein Drehschieber zugeordnet ist, der ein
Schiebergehäuse und ein darin um eine Drehachse drehbares Ventilglied aufweist, wobei das Schiebergehäuse mindestens drei Anschlussöffnungen aufweist. Bei den drei Anschlussöffnungen handelt es sich um eine
Einlassöffnung, die mit dem Förderzylinder verbunden ist, eine Auslassöffnung, die mit einer Förderleitung verbunden ist, und eine Einfüllöffnung, die mit einem
Einfülltrichter verbunden ist. Das Ventilglied verschließt oder gibt die Einfüllöffnung oder die Auslassöffnung in zwei Schaltstellungen wahlweise frei.
Mittels Koordination der Bewegungen der zwei in den Förderzylindern beweglichen Förderkolben soll eine kontinuierliche Förderung von Fördergut in der Förderleitung aufrechterhalten werden. Da über die lediglich zwei Schaltstellungen der Drehschieber keine Vorkomprimierung des Förderguts in den Förderzylindern möglich ist, kommt es bei Öffnung der vollen Förderzylinder vor dem Pumpvorgang zu Unterbrechungen des Förderflusses der breiigen Masse, die aufgrund der Massenträgheit zu erheblichen Schwenkbewegungen der Förderleitung führen.
Weitere Bestrebungen, eine kontinuierliche Förderung von Fördergut bei einer Zwei-Zylinder-Kolbenpumpe zu erreichen sind in EP 2 387 667 B1 offenbart. Hier ist jedem Förderzylinder ein Einlassschieber und ein Auslassschieber zugeordnet. Die hier beschriebene Lösung hat den Vorteil, dass die Schieber sich unter optimalen Druckbedingungen öffnen und schließen lassen. Nachteilig ist die aufwändige Konstruktion. So muss jeder der vier Schieber über einen eigenen Antrieb angesteuert werden, um eine kontinuierliche Förderung von Fördergut zu erreichen.
Auch die EP 3 282 124 A1 offenbart eine Lösung für eine kontinuierliche Förderung von Fördergut bei einer Zwei-Zylinder-Kolbenpumpe. Hier ist jedem Förderzylinder ein Einlassschieber zugeordnet, und es ist ein Auslassschieber vorgesehen, der in drei Schaltstellungen geschaltet werden kann, wobei in einer mittleren Stellung eine gleichzeitige Förderung über die beiden Förderkolben in den Förderzylinder möglich ist. Nachteilig an der hier beschriebenen Lösung ist der hohe Verschleiß und die große und schwere Konstruktion.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Pumpe anzugeben, die eine einfache, fehlerunanfällige und gleichmäßige, kontinuierliche Förderung von einem Fördergut ermöglicht. Insbesondere soll eine vereinfachte Konstruktion geschaffen werden, die eine kontinuierliche Förderung von Fördergut bei einer Pumpe mit gegenläufig arbeitenden Förderkolben in zwei Förderzylindern bietet. Außerdem soll ein vereinfachtes Verfahren angegeben
werden für den Betrieb einer solchen Pumpe zur kontinuierlichen Förderung von Fördergut.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 12.
Dadurch, dass die Drehschieber unabhängig voneinander zwischen den Schaltstellungen umschaltbar sind, kann eine Pumpe realisiert werden, die eine gleichmäßige, kontinuierliche Förderung ermöglicht und eine einfache und fehlerunanfällige Konstruktion bietet. Über die unabhängige Schaltung der beiden Drehschieber kann die Pumpe über die zwei Förderzylinder mit den darin beweglichen Förderkolben kontinuierlich Fördergut in die Förderleitung pumpen. Flierzu verschließen die Drehschieber unabhängig voneinander über die im Schiebergehäuse angeordneten Ventilglieder die drei Anschlussöffnungen in mindestens drei Schaltstellungen wahlweise und geben diese wahlweise wieder frei. Hierdurch lässt sich sehr einfach eine Vorkomprimierung in den Förderzylindern realisieren, die eine kontinuierliche Förderung einfach möglich macht. Eine solche Pumpe lässt sich relativ kompakt konstruieren und ist mit nur zwei Schiebern und zwei Förderzylindern gegenüber derzeit bekannten Lösungen deutlich leichter, was den mobilen Einsatz vereinfacht. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ventilglied in einer ersten Schaltstellung die Einfüllöffnung und die Einlassöffnung gleichzeitig freigibt, wobei das Ventilglied in einer zweiten Schaltstellung mindestens zwei Anschlussöffnungen verschließt und mindestens eine Anschlussöffnung freigibt, wobei das Ventilglied in einer dritten Schaltstellung die Einlassöffnung und die Auslassöffnung freigibt und die Einfüllöffnung verschließt. Ein derartig schaltbarer Drehschieber ermöglicht in
der ersten Schaltstellung, in welcher das Ventilglied die Einfüllöffnung und die Einlassöffnung gleichzeitig freigibt, die Ansaugung von zu förderndem Gut durch den zugeordneten Förderzylinder über eine entsprechende Ansaugbewegung des darin beweglichen Förderkolbens. Flierdurch lässt sich Fördergut aus dem Einfülltrichter über den Drehschieber in den Förderzylinder ansaugen. In der zweiten Schaltstellung, in welcher mindestens zwei Anschlussöffnungen verschlossen sind und mindestens eine der drei Anschlussöffnungen geöffnet ist, kann eine Vorkomprimierung des angesaugten Gutes im zugeordneten Förderzylinder erfolgen. Die Vorkomprimierung sieht eine Druckerhöhung in dem zugeordneten Förderzylinder vor, sodass das angesaugte Fördergut an die Druckverhältnisse des in der Förderleitung befindlichen Fördergutes angepasst wird. Mit der dritten Schaltstellung des Ventilglieds kann die Einlassöffnung und die Auslassöffnung freigegeben werden, während die Einfüllöffnung verschlossen ist. In dieser Schaltstellung kann der zugeordnete Förderzylinder das Fördergut in die Förderleitung ausstoßen. Zusammen mit der unabhängigen Schaltung der Drehschieber in die drei Schaltstellungen kann eine kontinuierliche Förderung des Fördergutes in der Förderleitung sichergestellt werden, indem die Drehschieber in der zweiten Schaltstellung mindestens zwei der Anschlussöffnungen des Drehschieber verschließen und so eine Vorkomprimierung im zugeordneten Förderkolben ermöglichen. Über die Vorkomprimierung in dem Förderzylinder können die Druckverhältnisse in dem Förderzylinder zwischen dem Ansaugvorgang, in welchem das Gut angesaugt wird, und dem Pumpvorgang, in welchem das Gut in die Förderleitung ausgestoßen wird, an die Druckverhältnisse in der Förderleitung angepasst werden. Hierdurch ist eine kontinuierliche Förderung von Fördergut ohne Druckschwankungen in der Förderleitung möglich.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass das Ventilglied in der zweiten Schaltstellung die Einfüllöffnung und die Auslassöffnung verschließt und die Einlassöffnung freigibt. Mit dem Verschluss der Einfüllöffnung und der Auslassöffnung ist eine Vorkomprimierung des zu fördernden Gutes in dem zugeordneten Förderzylinder möglich. Die verschlossene Einfüllöffnung verhindert, dass bei der Vorkomprimierung zu förderndes Gut in den Einfülltrichter zurückgepumpt wird, während die verschlossene Auslassöffnung ein Zurücksacken von zu förderndem Gut aus
der Förderleitung verhindert. Über die geöffnete Einlassöffnung erfolgt die Vorkomprimierung des zu fördernden Gutes sowohl in dem zugeordneten Förderzylinder als auch in dem Schiebergehäuse. Flierdurch werden die Druckverhältnisse in Förderzylinder und Schiebergehäuse an die Druckverhältnisse in der Förderleitung angepasst. Damit ist eine kontinuierliche Förderung von Fördergut ohne Druckschwankungen in der Förderleitung möglich.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung bezieht sich darauf, dass das Ventilglied in der zweiten Schaltstellung die Einfüllöffnung und die Einlassöffnung verschließt und die Auslassöffnung freigibt. Mit dem Verschluss der Einfüllöffnung und der Einlassöffnung ist ebenfalls eine Vorkomprimierung des zu fördernden Gutes in dem zugeordneten Förderzylinder möglich. Die verschlossene Einfüllöffnung verhindert, dass bei der Vorkomprimierung zu förderndes Gut in den Einfülltrichter zurückgepumpt wird, während die verschlossene Einlassöffnung den Förderzylinder für die Vorkomprimierung des zu fördernden Gutes abschließt. Über die geöffnete Auslassöffnung herrschen in dem Schiebergehäuse die gleichen Druckverhältnisse wie in der Förderleitung. An diese Druckverhältnisse wird das im verschlossenen Förderzylinder komprimierte Fördergut angepasst. Hierdurch ist eine kontinuierliche Förderung von Fördergut ohne Druckschwankungen in der Förderleitung möglich.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das Ventilglied in der zweiten Schaltstellung die Einlassöffnung und die Auslassöffnung verschließt und die Einfüllöffnung freigibt. Mit dem Verschluss der Einlassöffnung und der Auslassöffnung ist ebenfalls eine Vorkomprimierung des zu fördernden Gutes in dem zugeordneten Förderzylinder möglich. Die verschlossene Einlassöffnung riegelt den Förderzylinder für die Vorkomprimierung des zu fördernden Gutes ab, während die verschlossene Auslassöffnung ein Zurücksacken von zu förderndem Gut aus der Förderleitung verhindert. Über die geöffnete Einfüllöffnung herrschen in dem Schiebergehäuse die gleichen Druckverhältnisse wie in dem Einfülltrichter. Es lassen sich aber auch in dieser Stellung durch die Vorkomprimierung im zugeordneten Förderzylinder die Druckverhältnisse im Zylinder an die Druckverhältnisse in der
Förderleitung anpassen. Hierdurch ist eine kontinuierliche Förderung von Fördergut ohne Druckschwankungen in der Förderleitung möglich.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht eine Steuerung vor, die so eingerichtet ist, dass der Förderzylinder bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers in die erste Schaltstellung einen Ansaugvorgang vollzieht, dass der Förderzylinder bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers in die zweite Schaltstellung eine Vorkomprimierung vollzieht, und dass der Förderzylinder bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers in die dritte Schaltstellung einen Pumpvorgang vollzieht. Mit einer derartig eingerichteten Steuerung lässt sich die Schaltung der Drehschieber optimal auf die Ansaugvorgänge, die Vorkomprimierung und die Pumpvorgänge der Förderkolben in den zugeordneten Förderzylindern abstimmen, sodass eine kontinuierliche Förderung von Fördergut ohne Druckschwankungen in der Förderleitung möglich ist. In der ersten Schaltstellung, in welcher das Ventilglied die Einfüllöffnung und die Einlassöffnung gleichzeitig freigibt, ist die Ansaugung von zu förderndem Gut durch den zugeordneten Förderzylinder über einen entsprechenden Ansaugvorgang möglich. Die zweite Schaltstellung, in welcher mindestens zwei Anschlussöffnungen von dem Ventilglied verschlossen sind und mindestens eine der drei Anschlussöffnungen geöffnet ist, ermöglicht über die Ansteuerung des Förderkolbens im Förderzylinder eine Vorkomprimierung des angesaugten Gutes. Die Vorkomprimierung sieht eine Druckerhöhung in dem zugeordneten Förderzylinder vor, sodass das angesaugte Fördergut an die Druckverhältnisse des in der Förderleitung befindlichen Fördergutes angepasst wird. Die dritte Schaltstellung des Ventilglieds öffnet die Einlassöffnung und die Auslassöffnung, während die Einfüllöffnung verschlossen ist. In dieser Schaltstellung kann der zugeordnete Förderzylinder das Fördergut über einen von der Steuerung eingeleiteten Pumpvorgang in die Förderleitungen ausstoßen. Vorzugsweise ist die Steuerung dazu eingerichtet, die Drehschieber zwischen den Schaltstellungen umzuschalten. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass jedem Drehschieber jeweils ein Aktor zur Umschaltung des Drehschiebers zwischen den Schaltstellungen zugeordnet ist. Mit einem separaten Aktor, jeweils zur Umschaltung der beiden Drehschieber, können die beiden Drehschieber in die
Schaltstellung unabhängig voneinander eingestellt werden. Vorzugsweise werden die Aktoren über die oben und im Folgenden näher beschriebene Steuerung angesteuert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine Anschlussöffnung einen Verschleißring umfasst, der dazu ausgebildet ist, über einen elastischen Dichtungsring in Verschlussstellung des Ventilgliedes gegen das Ventilglied gepresst zu werden. Mit der Anpressung des Verschleißrings an das Ventilglied kann über den elastischen Dichtungsring eine hervorragende Abdichtung der Anschlussöffnung durch das Ventilglied erreicht werden. Der Verschleißring wird in Verschlussstellung fest gegen das Ventilglied gepresst. Hierzu übt der Dichtungsring in Verschlussstellung eine Anpresskraft auf den Verschleißring aus, wodurch diese auf das Ventilglied aufgepresst wird. Vorzugsweise wird die vom elastischen Dichtungsring auf den Verschleißring ausgeübte Vorspannkraft über Schrauben eingestellt. An der Einfüllöffnung, d.h. im Einfülltrichter, herrscht nur geringer Druck. Deshalb wird vorgeschlagen, zumindest an der Einlassöffnung einen Verschleißring vorzusehen, der über einen elastischen Dichtungsring gegen das Ventilglied gepresst wird. Auch an der Auslassöffnung könnte ein entsprechender Verschleißring vorgespannt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der elastische Dichtungsring mittels Fluidbeaufschlagung expandierbar ist. Über die Expandierung des elastischen Dichtungsringes kann sehr einfach mittels Fluidbeaufschlagung eine Anpresskraft erzeugt werden, über die der Verschleißring in Verschlussstellung gegen das Ventilglied gepresst wird. Bei dem Fluid kann es sich um eine Flüssigkeit, beispielsweise Hydrauliköl, oder alternativ ein Gas, beispielsweise Luft, handeln. Für die Fluidbeaufschlagung weist der elastische Dichtungsring vorzugsweise mindestens eine beaufschlagbare Kammer auf. Vorzugsweise kann der Beaufschlagungsdruck bei der Fluidbeaufschlagung jeweils so angepasst werden, dass der Verschleißring in Verschlussstellung fest gegen das Ventilglied gepresst wird, um eine hervorragende Abdichtung zu erhalten, während bei einem Schaltvorgang des Ventilgliedes der Druck der Fluidbeaufschlagung kurzfristig
reduziert wird, um einen geringeren Verschleiß am Verschleißring durch eine geringere Anpresskraft zu erhalten.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass mindestens zwei Anschlussöffnungen Verschleißringe umfassen, die dazu eingerichtet sind, separat angesteuert und expandiert zu werden. Über die separate Ansteuerung der Verschleißringe können die zugeordneten Dichtungsringe unabhängig voneinander situationsabhängig expandiert werden. Damit kann die Expandierung der Dichtungsringe abhängig von der Stellung des Ventilglieds erfolgen und nur in Verschlussstellung des Ventilgliedes der Verschleißring fest gegen das Ventilglied gepresst werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das Ventilglied ein radial von der Drehachse weg verlagerbares Dichtteil aufweist, wobei das Dichtteil in Verschlussstellung gegen die zu verschließende Anschlussöffnung verlagert wird, um diese dichtend zu verschließen. Mit der Verlagerung des Dichtteils gegen die zu verschließende Anschlussöffnung kann eine hervorragende Abdichtung des Ventilglieds gegenüber der Anschlussöffnung realisiert werden. Vorzugsweise ist das Dichtteil aktiv steuerbar gegen die zu verschließende Anschlussöffnung verlagerbar. Auf diese Weise kann die Anpresskraft des Dichtteils gegen die Anschlussöffnung an die jeweilige Situation angepasst werden. So kann bei Stillstand des Ventilglieds die Anpresskraft durch Verlagerung des Dichtteils gegen die Anschlussöffnung erhöht werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Dichtteil durch Beaufschlagung mit einem Fluid gegen die Anschlussöffnung verlagert. Hierzu wird vorzugsweise ein Hydrauliköl in eine zwischen Ventilglied und Dichtteil angeordnete Kammer eingeleitet. Die Zufuhr von Hydrauliköl kann über ein Hydraulikventil gesteuert werden. Für einen Schaltvorgang des Ventilglieds kann der Hydraulikdruck über das Hydraulikventil dosiert werden, damit das Dichtteil mit weniger Kraft und geringerem Verschleiß verschwenkt werden kann. Während des Schaltvorgangs ist ein gewisser Mindestdruck abhängig vom Druck in der Förderleitung notwendig, damit während des Schaltvorgangs des Ventilglieds die Dichtheit einer Anschlussöffnung gewährleistet ist. In dieser Ausgestaltung kann vorzugsweise auf Verschleißringe mit elastischem Dichtring an der Einfüllöffnung und der Auslassöffnung verzichtet werden.
Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer bereits und im Folgenden näher beschriebenen Pumpe, umfassend folgende zyklisch durchlaufene Schritte:
Ansaugung von zu förderndem Gut aus dem Einfülltrichter mittels eines ersten Förderzylinders bei Schaltung des diesem zugeordneten Drehschiebers in die erste Schaltstellung und gleichzeitiges Ausstößen von zu förderndem Gut in die Förderleitung mittels eines zweiten Förderzylinders bei Schaltung des diesem zugeordneten Drehschiebers in die dritte Schaltstellung,
Vorkomprimierung des angesaugten Gutes mittels des ersten Förderzylinders bei Schaltung des diesem zugeordneten Drehschiebers in die zweite Schaltstellung und gleichzeitiges Ausstößen des Gutes in die Förderleitung mittels des zweiten Förderzylinders bei Schaltung des diesem zugeordneten Drehschiebers in die dritte Schaltstellung,
Ausstößen des Gutes in die Förderleitung mittels des ersten und des zweiten Förderzylinders gleichzeitig bei Schaltung beider Drehschieber in die dritte Schaltstellung,
Ausstößen des Gutes in die Förderleitung mittels des ersten Förderzylinders bei Schaltung des diesem zugeordneten Drehschiebers in die dritte Schaltstellung und gleichzeitige Ansaugung von zu förderndem Gut aus dem Einfülltrichter mittels des zweiten Förderzylinders bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers in die erste Schaltstellung,
Ausstößen des Gutes in die Förderleitung mittels des ersten Förderzylinders bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers in die dritte Schaltstellung und gleichzeitige Vorkomprimierung des angesaugten Gutes mittels des zweiten Förderzylinders bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers in die zweite Schaltstellung,
Ausstößen des Gutes in die Förderleitung mittels des ersten und des zweiten Förderzylinders gleichzeitig bei Schaltung der zugeordneten Drehschieber in die dritte Schaltstellung. Über die beschriebene unabhängige Schaltung der beiden Drehschieber während des Ansaugvorganges, der Vorkomprimierung und dem Ausstoß von Fördergut durch den zugeordneten Förderzylinder kann die Pumpe über die zwei Förderzylinder mit den darin beweglichen Förderkolben kontinuierlich Fördergut in die Förderleitung pumpen. Flierzu verschließen die Drehschieber
über die im Schiebergehäuse angeordneten Ventilglieder die drei Anschlussöffnungen in drei Schaltstellungen wahlweise und geben diese wahlweise wieder frei, sodass jeder Förderzylinder zyklisch zwischen Ansaugvorgang, Vorkomprimierung und Pumpvorgang wechselt. Hierdurch lässt sich sehr einfach eine Vorkomprimierung in den Förderzylindern realisieren, die eine kontinuierliche Förderung möglich macht. Über die voneinander unabhängige Schaltung der Drehschieber können diese abhängig von Ansaugung, Vorkomprimierung und Pumpvorgang des zugeordneten Förderzylinders so geschaltet werden, dass eine kontinuierliche Förderung von Fördergut in die Förderleitung über die beiden Förderzylinder dauerhaft gewährleistet ist. Die kontinuierliche Förderung von Fördergut beruht insbesondere darauf, dass das Fördergut in dem Förderzylinder der zuletzt Fördergut angesaugt hat, vorkomprimiert wird, bevor der Förderzylinder die Förderung des Förderguts in die Förderleitung von dem zuvor fördernden Förderzylinder übernimmt. Vorteilhafterweise fördern beide Förderzylinder für einen kurzen Zeitraum parallel. In diesem Zeitraum sind beide Drehschieber in der dritten Schaltstellung geschaltet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Förderkolben bei der Ansaugung mit einer höheren Geschwindigkeit verfahren wird als beim Ausstößen. Der Zeitraum, in dem die beiden
Förderzylinder parallel in die Förderleitungen fördern, kann ausgeglichen werden, indem der Förderkolben bei der Ansaugung mit einer höheren Geschwindigkeit verfahren wird als der Förderkolben beim Ausstößen des Förderguts. Mit der unabhängigen Schaltung der beiden Drehschieber können die zugeordneten Förderzylinder entsprechend für einen kontinuierlichen Pumpbetrieb genutzt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Förderkolben bei gleichzeitigem Ausstößen mittels beider Förderzylinder mit einer gegenüber dem Ausstößen mittels nur eines einzelnen Förderzylinders reduzierter, vorzugsweise mit halber Geschwindigkeit verfahren werden. Über die reduzierte Geschwindigkeit mit der die Förderkolben der Förderzylinder bei paralleler Förderung beider Förderzylinder verfahren werden, kann eine gleichmäßige Förderung von Fördergut in die Förderleitung gewährleistet werden. Hierzu
werden die Verfahrgeschwindigkeiten der Förderkolben vorzugsweise steuerungstechnisch aufeinander abgestimmt. In einer einfacheren Ausgestaltung werden die Förderkolben der Förderzylinder während des gleichzeitigen Ausstoßes von Fördergut einfach mit halber Geschwindigkeit verfahren.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Figur 1 : erfindungsgemäße Pumpe in perspekti- vischer Seitenansicht,
Figur 2: perspektivische Detailansicht der Pumpe, Figuren 3-8: schematische Schnittansicht der Pumpe, Figuren 9-11 : schematische Draufsicht der Pumpe,
Figuren 12-14: Schnittansicht des Drehschiebers mit
Verschleißringen,
Figur 15: Detailansicht des Verschleißrings und Figuren 16-18: Schnittansicht des Drehschiebers mit verlagerbarem Dichtteil.
In den Figuren ist mit dem Bezugszeichen 1 insgesamt eine erfindungsgemäße Pumpe dargestellt. Die Pumpe 1 verfügt über zwei Förderzylinder 2, 3 in denen jeweils ein Förderkolben 4, 5 beweglich aufgenommen ist. Jedem Förderzylinder 2, 3 ist ein Drehschieber 6, 7 zugeordnet, der durch ein Schiebergehäuse 8, 9 und ein darin um eine Drehachse 10, 11 drehbares Ventilglied 12, 13 gebildet ist. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Schiebergehäuse 8, 9 der beiden Drehschieber 6, 7 direkt nebeneinander, unterhalb des Einfülltrichters 18
angeordnet. Das Schiebergehäuse 8, 9 der beiden Drehschieber 6, 7 kann auch aus einem gemeinsamen, einheitlichen Bauteil gefertigt sein. Das Schiebergehäuse 8, 9 weist für jeden Drehschieber 6, 7 mindestens drei Anschlussöffnungen 14, 15, 16 auf, die das Ventilglied 12, 13 wahlweise verschließt oder freigibt. Bei den Anschlussöffnungen 14, 15, 16 des Schiebergehäuses 8, 9 handelt es sich um eine Einlassöffnung 14, die den Förderzylinder 2, 3 mit dem jeweiligen Drehschieber 6, 7 verbindet. Außerdem ist eine als Auslassöffnung 15 vorgesehene Anschlussöffnung mit der Förderleitung 17 verbunden, die gemäß Figur 2 an die Pumpe 1 angeschlossen werden kann. Die dritte Anschlussöffnung 16 des Schiebergehäuses 8, 9 bildet eine Einfüllöffnung 16, die mit dem Einfülltrichter 18 der Pumpe 1 verbunden ist. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Einlassöffnung 15 für jeden der beiden Drehschieber 6, 7 durch zwei Durchlassöffnungen gebildet, von denen die zwei Durchlassöffnungen 27 für den linken Förderzylinder 2 im Einfülltrichter 18 zu erkennen sind. Mit den zwei Durchlassöffnungen 27 kann der Querschnitt der Einfüllöffnung 16 vergrößert werden. Dies führt zu einem verbesserten Ansaugverhalten während des Ansaugvorganges. Über die zweite Durchlassöffnung 27 kann die Einfüllöffnung 16 vergrößert werden, ohne dass hierfür der Schwenkwinkel der Ventilglieder 12, 13 der Drehschieber 6, 7 vergrößert werden muss. Dazu sind die Durchlassöffnungen 27 zu den Schaltstellungen des Ventilglieds 12, 13 parallel angeordnet. Die Drehschieber 6, 7 weisen drei Schaltstellungen auf, in welche sich die Drehschieber 6, 7 unabhängig voneinander schalten lassen.
Über die unabhängige Schaltung der beiden Drehschieber 6, 7 kann die Pumpe 1 über die zwei Förderzylinder 2, 3 mit den darin beweglichen Förderkolben 4, 5 kontinuierlich Fördergut in die in Figur 2 gezeigte Förderleitung 17 pumpen. Die Drehschieber 6, 7 verschließen hierzu unabhängig voneinander über die im Schiebergehäuse 8, 9 angeordneten Ventilglieder 12, 13 die drei
Anschlussöffnungen 14, 15, 16 in den drei Schaltstellungen. Die einzelnen Schaltstellungen werden im Folgenden näher erläutert. Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist die Förderleitung 17 über eine Rohrweiche 28 mit der Auslassöffnung 15 des Schiebergehäuses 8, 9 verbunden.
Aus Figur 3 geht eine schematische Schnittansicht der Pumpe 1 gemäß Figur 1 und 2 hervor. In dieser Schnittdarstellung ist der erste Förderzylinder 2 der Pumpe 1 geschnitten dargestellt, wobei der Schnitt gemäß dieser Schnittansicht auch durch den zugeordneten Drehschieber 6 und den daran angeschlossenen Einfülltrichter 18 verläuft. Schematisch angedeutet ist zudem die über die Auslassöffnung 15 am Schiebergehäuse 8 angeschlossene Förderleitung 17. Die Förderleitung 17 ist auch mit einem schematisch dargestellten Drehschieber 7 verbunden, der dem zweiten, in dieser Darstellung schematisch angedeuteten, Förderzylinder 3 zugeordnet ist. Die Darstellung gemäß Figur 3 zeigt den Drehschieber 6 des ersten Förderzylinders 2 in einer ersten Schaltstellung. In dieser ersten Schaltstellung werden die Einfüllöffnung 16 und die Einlassöffnung 14 gleichzeitig freigegeben. Das Ventilglied 12 verschließt in dieser Darstellung die Auslassöffnung 15 zur Förderleitung 17. Bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers 6 in die erste Schaltstellung kann von dem ersten Förderzylinder 2 zu förderndes Gut in einem Ansaugvorgang aus dem Einfülltrichter 18 angesaugt werden. Der schematisch dargestellte zweite Drehschieber 7 ist gleichzeitig in eine dritte Schaltstellung geschaltet, sodass der zweite Förderzylinder 3 das aufgenommene Fördergut in die Förderleitung 17 ausstößt. In dieser dritten Schaltstellung gibt das Ventilglied 13 die Einlassöffnung 14 und die Auslassöffnung 15 frei und verschließt die Einfüllöffnung 16. Flierdurch kann während des Ansaugvorgangs im ersten Förderzylinder 2 gleichzeitig Fördergut aus dem zweiten Förderzylinder 3 ausgestoßen werden.
Die Figur 4 zeigt die Pumpe 1 gemäß Figur 3 während der Vorkomprimierung im ersten Förderzylinder 2. Hierzu ist der dem ersten Förderzylinder 2 zugeordnete Drehschieber 6 in eine zweite Schaltstellung geschaltet, welche die
Einfüllöffnung 16 und die Auslassöffnung 15 verschließt. In dieser Darstellung ist dabei die Einlassöffnung 14 freigegeben. Durch Schaltung des zugeordneten Drehschiebers 6 in die zweite Schaltstellung kann eine Vorkomprimierung des im ersten Förderzylinder 2 angesaugten Fördergutes erfolgen. Der Verschluss der Einfüllöffnung 16 und der Auslassöffnung 15 ermöglicht die
Vorkomprimierung des zu fördernden Gutes in dem ersten Förderzylinder 2. Die verschlossene Einfüllöffnung 16 verhindert, dass bei der Vorkomprimierung im ersten Förderzylinder 2 zu förderndes Gut in den Einfülltrichter 18 zurückgepumpt wird, während die verschlossene Auslassöffnung 15 ein
Zurücksacken von zu förderndem Gut aus der Förderleitung 17 verhindert. Über die geöffnete Einlassöffnung 14 erfolgt die Vorkomprimierung des zu fördernden Gutes sowohl in dem zugeordneten Förderzylinder 2 als auch in dem Schiebergehäuse 8. Alternativ zu der hier dargestellten zweiten Schaltstellung kann das Ventilglied 12, 13 in der zweiten Schaltstellung auch die Einfüllöffnung 16 und die Einlassöffnung 14 verschließen und die Auslassöffnung 15 freigeben. Eine weitere Alternative für die zweite Schaltstellung ist der Verschluss der Einlassöffnung 14 und der Auslassöffnung 15 und die Freigabe der Einfüllöffnung 16. In jedem Fall müssen mindestens zwei Anschlussöffnungen 14, 15, 16 verschlossen sein, damit eine Vorkomprimierung in dem zugeordneten Förderzylinder 2, 3 möglich ist. Während in dem ersten Förderzylinder 2 bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers 6 in die zweite Schaltstellung eine Vorkomprimierung erfolgt, wird über den zweiten Förderzylinder 3 und den zugeordneten Drehschieber 7, geschaltet in der dritten Schaltstellung, weiterhin zu förderndes Gut ausgestoßen.
Die Figur 5 zeigt die beiden Drehschieber 6, 7 in der dritten Schaltstellung. Hier wird Fördergut von den beiden Förderzylindern 2, 3 gleichzeitig in die Förderleitung 17 ausgestoßen. Bei dem gleichzeitigen Ausstoß von Fördergut über die beiden Förderzylinder 2, 3 können die Förderkolben 4, 5 der beiden Förderzylinder 2, 3 mit reduzierter, vorzugsweise mit halber Geschwindigkeit verfahren werden. Flierdurch ist eine gleichmäßige und kontinuierliche Förderung von Fördergut in der Förderleitung 17 möglich.
In Figur 6 wird mittels des ersten Förderzylinders 2 das Fördergut in die Förderleitung 17 ausgestoßen. Hierfür befindet sich der zugeordnete Drehschieber 6 weiterhin in der dritten Schaltstellung. Gleichzeitig wird über den zweiten Förderzylinder 3 das Fördergut aus dem Einfülltrichter 18 in den zweiten Förderzylinder 3 eingesaugt. Hierzu befindet sich der dem zweiten Förderzylinder 3 zugeordnete Drehschieber 7 in der ersten Schaltstellung, sodass die Einfüllöffnung 16 und die Einlassöffnung 14 gleichzeitig freigegeben sind.
Aus Figur 7 geht eine weitere Phase für den Betrieb der Pumpe 1 hervor. In diesem Verfahrensschritt ist der dem ersten Förderzylinder 2 zugeordnete
Drehschieber 6 weiterhin in der dritten Schaltstellung geschaltet, sodass weiterhin Fördergut aus dem ersten Förderzylinder 2 in die Förderleitung 17 ausgestoßen wird. Zum gleichen Zeitpunkt befindet sich der andere Drehschieber 7 in der zweiten Schaltstellung, sodass eine Vorkomprimierung des angesaugten Gutes in dem zweiten Förderzylinder 3 erfolgen kann.
Nach der Vorkomprimierung im zweiten Förderzylinder 3 wird der zugeordnete Drehschieber 7 in die dritte Schaltstellung geschaltet, wie aus Figur 8 ersichtlich. In dieser Phase wird Fördergut gleichzeitig aus dem ersten Förderzylinder 2 und dem zweiten Förderzylinder 3 ausgestoßen. Über die in den Figuren 3 bis 8 angedeutete Schaltung der beiden Drehschieber 6, 7 während des Ansaugvorganges, der Vorkomprimierung und dem Ausstoß von Fördergut durch den jeweils zugeordneten Förderzylinder 2, 3 kann die Pumpe 1 über die beiden Förderzylinder 2, 3 kontinuierlich Fördergut in die Förderleitung 17 pumpen. Die Drehschieber 6, 7 verschließen hierzu über die in den Schiebergehäusen 8, 9 drehbar angeordneten Ventilglieder 12, 13 die drei Anschlussöffnungen 14, 15, 16 in den drei beschriebenen Schaltstellungen wahlweise und geben diese wahlweise wieder frei, sodass jeder Förderzylinder 2, 3 zyklisch zwischen Ansaugvorgang, Vorkomprimierung und Pumpvorgang wechselt. Die Vorkomprimierung in den Förderzylindern 2, 3 ist hierdurch einfach zu bewerkstelligen, sodass eine kontinuierliche Förderung von Fördergut in die Förderleitung 17 ohne Druckschwankungen aufrechterhalten werden kann. Dank der voneinander unabhängigen Schaltbarkeit der Drehschieber 6, 7 können diese bei der Ansaugung, Vorkomprimierung und Pumpvorgang des zugeordneten Förderzylinders 2, 3 so geschaltet werden, dass eine kontinuierliche Förderung von Fördergut in die Förderleitung 17 über die beiden Förderzylinder 2, 3 dauerhaft gewährleistet ist. Flierzu ist eine Steuerung vorgesehen, die so eingerichtet ist, dass der Förderzylinder 2, 3 bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers 6, 7 in die erste Schaltstellung einen Ansaugvorgang vollzieht. Bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers 6, 7 in die zweite Schaltstellung sorgt die Steuerung für die Vorkomprimierung im Förderzylinder 2, 3 durch entsprechende Ansteuerung der Kolbenbewegung im Förderzylinder 2, 3. Befindet sich der zugeordnete Drehschieber 6, 7 hingegen in der dritten Schaltstellung sorgt die Steuerung in einem
Pumpvorgang für das Ausstößen des angesaugten Fördergutes durch den Förderkolben 4, 5. Die kontinuierliche Förderung von Fördergut in die Förderleitung 17 beruht insbesondere darauf, dass das Fördergut in dem Förderzylinder 2, 3, der zuletzt Fördergut angesaugt hat, vorkomprimiert wird, bevor der Förderzylinder 2, 3 die Förderung des Förderguts in die Förderleitung 17 von dem zuvor fördernden Förderzylinder 2, 3 übernimmt. Vorteilhafterweise pumpen beide Förderzylinder 2, 3 für einen kurzen Zeitraum parallel. In diesem Zeitraum sind die beiden Drehschieber 6, 7 in die dritte Schaltstellung geschaltet. Der Zeitraum, in dem die beiden Förderzylinder 2, 3 parallel in die Förderleitung 17 fördern, wird vorzugsweise dadurch ausgeglichen, dass ein Förderkolben 4, 5 bei der Ansaugung mit einer höheren Geschwindigkeit verfahren wird als ein Förderkolben 4, 5 beim Ausstößen des Förderguts. Mit der unabhängigen Schaltung der beiden Drehschieber 6, 7 können die zugeordneten Förderzylinder 2, 3 so entsprechend für einen kontinuierlichen Pumpbetrieb genutzt werden. Die unabhängige Schaltung der beiden Drehschieber 6, 7 wird insbesondere dadurch vereinfacht, dass jedem Drehschieber 6, 7 ein eigener Aktor 19, 20 zur Umschaltung zugeordnet ist. Der Aktor 19, 20 kann vorzugsweise als Flydraulikmotor ausgebildet sein. Alternativ könnten als Aktor 19, 20 auch Hyd raulikzylinder, Zahnstangenantriebe oder ähnliches verwendet werden. Die Aktoren 19, 20 werden ebenfalls über die Steuerung angesteuert.
Mit den Figuren 9 bis 11 soll noch einmal der sich für beide Förderzylinder zyklisch wiederholende Verfahrensablauf bei Betrieb der Pumpe 1 dargestellt werden. Flierzu sind die beiden Förderzylinder 2, 3 der Pumpe 1 schematisch in einer Draufsicht dargestellt. Zwischen den Förderzylindern 2, 3 und der Förderleitung 17 befinden sich die beiden den Förderzylindern 2, 3 zugeordneten Drehschieber 6, 7.
In Figur 9 ist der Drehschieber 6 des oberen Förderzylinders 2 in die erste Schaltstellung geschaltet. Hierdurch sind die Einfüllöffnung 16 zum Einfülltrichter 18 und die Einlassöffnung 14 zum oberen Förderzylinder 2 geöffnet. Über den angedeuteten Ansaugvorgang wird so Fördergut aus dem Einfülltrichter 18 in den oberen Förderzylinder 2 angesaugt. Der Drehschieber 7 des anderen, unteren Förderzylinders 3 hingegen ist in die dritte Schaltstellung geschaltet,
sodass die Einlassöffnung 14 und die Auslassöffnung 15 geöffnet sind und die Einfüllöffnung 16 hingegen verschlossen ist. In dieser Schaltstellung vollzieht der untere Förderzylinder 3 einen Pumpvorgang und fördert das Fördergut aus dem Förderzylinder 3 in die Förderleitung 17. Die Figur 10 zeigt die Phase der Vorkomprimierung im oberen Förderzylinder 2. Flierzu ist der zugeordnete Drehschieber 6 in die zweite Schaltstellung geschaltet und verschließt mindestens zwei Anschlussöffnungen 14, 15, 16 des Schiebergehäuses 8. Gleichzeitig pumpt der andere, untere Förderzylinder 3 weiterhin Fördergut in die Förderleitung 17. Mit Figur 11 ist noch einmal die Phase verdeutlicht, in welcher die beiden
Drehschieber 6, 7 gleichzeitig in die dritte Schaltstellung geschaltet sind und daher eine gleichzeitige Förderung von Fördergut in die Förderleitung 17 durch beide Förderkolben 4, 5 der Förderzylinder 2, 3 erfolgt.
Die Figur 12 zeigt eine Schnittansicht des Drehschiebers 6, 7. Das in dem Schiebergehäuse 8, 9 um eine Drehachse 10, 11 drehbare Ventilglied 12, 13 verschließt in dieser Darstellung die Auslassöffnung 15 zur Förderleitung 17. In dieser Schaltstellung, die der ersten Schaltstellung entspricht, sind die Einfüllöffnung 16 zum Einfülltrichter 18 und die Einlassöffnung 14 zum Förderzylinder 2, 3 geöffnet. Sowohl die Einfüllöffnung 16 als auch die verschlossene Auslassöffnung 15 weisen Verschleißringe 21 , 22 auf. Diese
Verschleißringe 21 , 22 sind dazu ausgebildet, jeweils über einen elastischen Dichtungsring 23, 24 in Verschlussstellung gegen das Ventilglied 12, 13 gepresst zu werden. Hierzu kann der Dichtungsring 23, 24 mit einem Fluid beaufschlagt werden, welches den elastischen Dichtungsring 23, 24 expandiert und so eine Anpresskraft erzeugt, welche den Verschleißring 21 , 22 in
Verschlussstellung gegen das Ventilglied 12, 13 drückt. Über die separate Ansteuerung können die Verschleißringe 21 , 22 der Anschlussöffnungen 15, 16 unabhängig voneinander expandiert werden. In der gezeigten ersten Schaltstellung sollte der Verschleißring 21 der Auslassöffnung gegen das Ventilglied 12, 13 gedrückt sein, während der Verschleißring 22 an der
Einfüllöffnung 16 in der Schaltstellung nicht gegen das Ventilglied 12, 13
gedrückt werden sollte, um bei Schaltung des Ventilgliedes 12, 13 den Verschleiß an dem Verschleißring 21 , 22 zu reduzieren.
Hierdurch ist eine verschleißarme Schaltung des Drehschiebers 6, 7 in die in Figur 13 gezeigte, zweite Schaltstellung möglich. Nach Schaltung des Ventilgliedes 12, 13 in Verschlussstellung gegenüber der Einfüllöffnung 16 kann der elastische Dichtungsring 24 den Verschleißring 22 auch hier durch Fluidbeaufschlagung gegen das Ventilglied 12, 13 pressen und so eine hervorragende Abdichtung ermöglichen.
Mit der in Figur 14 angedeuteten dritten Schaltstellung des Ventilgliedes 12, 13 kann der Fluiddruck auf den Dichtungsring 23 an der Auslassöffnung 15 reduziert werden, da hierdurch eine einfache und verschleißarme Schaltung des Ventilglieds 12, 13 in eine andere Schaltstellung möglich ist.
Die Figur 15 zeigt eine Detailansicht zu dem Verschleißring 21 , 22. Wie hieraus ersichtlich, befindet sich der elastische Dichtungsring 23, 24 in einer Kammer 29, die von dem Verschleißring 21 , 22 und dem Schiebergehäuse 8, 9 gebildet ist. Durch Fluidbeaufschlagung kann der Dichtungsring 23, 24 so expandiert werden und drückt dadurch den Verschleißring 21 , 22 in Verschlussstellung gegen das Ventilglied 12, 13.
Die Figuren 16 bis 18 zeigen Schnittansichten zu einem Drehschieber 6, 7 mit einem verlagerbarem Dichtteil 25, 26. Während die Figur 16 das Ventilglied 12, 13 in erster Schaltstellung zeigt, geht aus Figur 17 die zweite Schaltstellung hervor. Mit Figur 18 ist eine Darstellung gegeben, welche die dritte Schaltstellung des Ventilglieds 12, 13 zeigt.
In der Ausführung gemäß Figur 16 weist das Ventilglied 12, 13 ein von der Drehachse 10, 11 radial weg verlagerbares Dichtteil 25, 26 auf. Dieses Dichtteil 25, 26 kann in Verschlussstellung gegen die zu verschließende Anschlussöffnung 15, 16 verlagert werden, um diese dicht abzuschließen. In der hier gezeigten Darstellung wird die Auslassöffnung 15 zur Förderleitung 17 abgedichtet, sodass kein Fördergut aus der Förderleitung 17 zurücksacken kann.
Hierzu kann eine in Figur 17 angedeutete Kammer 30 zwischen Ventilglied 12, 13 und Dichtteil 25, 26 mit Fluid beaufschlagt werden. Mit der
Fluidbeaufschlagung wird das Dichtteil 25, 26 gegen die Einfüllöffnung 16 und die Auslassöffnung 15 gedrückt und verschließt diese für die Vorkomprimierung dicht.
Mit der in Figur 18 gezeigten dritten Schaltstellung dichtet das gegen die Einfüllöffnung 16 verlagerte Dichtteil 25, 26 den Zugang zum Einfülltrichter 18 während des Pumpvorgangs durch den zugeordneten Förderzylinder 2, 3 zuverlässig ab. Durch aktive Steuerungen der Bewegung des Dichtteils 25, 26 gegenüber der Anschlussöffnung 15, 16 kann die Anpresskraft an die jeweilige Situation angepasst werden. In einer Schaltstellung kann das Dichtteil 25, 26 so durch Fluidbeaufschlagung mit einer erhöhten Anpresskraft gegen die Anschlussöffnung 15, 16 gepresst werden, um eine möglichst gute Abdichtung zu erzielen. Für den Schaltvorgang zwischen den Schaltstellungen sollte der Druck des Fluids reduziert werden, damit das Ventilglied 12, 13 mit geringer Kraft und geringem Verschleiß am Dichtteil 25, 26 verschwenkt werden kann. Dennoch muss während des Schaltvorgangs ein Mindestdruck abhängig vom Druck in der Förderleitung 17 aufrechterhalten bleiben, um während des Schaltvorgangs eine ausreichende Abdichtung zu gewährleisten.
- Bezugszeichenliste -
Bezuaszeichenliste
1 Pumpe
2 Erster Förderzylinder
3 Zweiter Förderzylinder
4 Erster Förderkolben
5 Zweiter Förderkolben
6 Erster Drehschieber
7 Zweiter Drehschieber
8 Erstes Schiebergehäuse
9 Zweites Schiebergehäuse
10 Erste Drehachse
11 Zweite Drehachse
12 Erstes Ventilglied
13 Zweites Ventilglied
14 Einlassöffnung (Anschlussöffnung)
15 Auslassöffnung (Anschlussöffnung)
16 Einfüllöffnung (Anschlussöffnung)
17 Förderleitung
18 Einfülltrichter
19 Erster Aktor
20 Zweiter Aktor
21 Erster Verschleißring
22 Zweiter Verschleißring
23 Erster Dichtungsring
24 Zweiter Dichtungsring
25 Erstes Dichtteil
26 Zweites Dichtteil
27 Durchlassöffnungen
28 Rohrweiche
29 Erste Kammer
30 Zweite Kammer
Claims
1. Pumpe (1 ) mit mindestens zwei Förderzylindern (2, 3) mit darin beweglichen Förderkolben (4, 5), wobei jedem Förderzylinder (2, 3) jeweils ein Drehschieber (6, 7) zugeordnet ist, der ein Schiebergehäuse (8, 9) und ein darin um eine Drehachse (10, 11 ) drehbares Ventilglied (12, 13) aufweist, wobei das Schiebergehäuse (8, 9) mindestens drei Anschlussöffnungen (14, 15, 16) aufweist, die das Ventilglied (12, 13) wahlweise verschließt oder freigibt, nämlich eine Einlassöffnung (14), die mit dem Förderzylinder (2, 3) verbunden ist, eine Auslassöffnung (15), die mit einer Förderleitung (17) verbunden ist, und eine Einfüllöffnung (16), die mit einem Einfülltrichter (18) verbunden ist, wobei jeder Drehschieber (6, 7) mindestens drei Schaltstellungen aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehschieber (6, 7) unabhängig voneinander zwischen den Schaltstellungen umschaltbar sind.
2. Pumpe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Ventilglied (12, 13) in einer ersten Schaltstellung die Einfüllöffnung (16) und die Einlassöffnung (14) gleichzeitig freigibt, wobei das Ventilglied (12, 13) in einer zweiten Schaltstellung mindestens zwei Anschlussöffnungen (14, 15, 16) verschließt und mindestens eine Anschlussöffnung (14, 15, 16) freigibt, wobei das Ventilglied (12, 13) in einer dritten Schaltstellung die Einlassöffnung (14) und die Auslassöffnung (15) freigibt und die Einfüllöffnung (16) verschließt.
3. Pumpe (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (12, 13) in der zweiten Schaltstellung die Einfüllöffnung (16) und die Auslassöffnung (15) verschließt und die Einlassöffnung (14) freigibt.
4. Pumpe (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (12, 13) in der zweiten Schaltstellung die Einfüllöffnung (16) und die Einlassöffnung (14) verschließt und die Auslassöffnung (15) freigibt.
5. Pumpe (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (12, 13) in der zweiten Schaltstellung die Einlassöffnung (14) und die
Auslassöffnung (15) verschließt und die Einfüllöffnung (16) freigibt.
6. Pumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Steuerung, die so eingerichtet ist, dass der Förderzylinder (2, 3) bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers (6, 7) in die erste Schaltstellung einen Ansaugvorgang vollzieht, dass der Förderzylinder (2, 3) bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers (6, 7) in die zweite Schaltstellung eine Vorkomprimierung vollzieht, und dass der Förderzylinder (2, 3) bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers (6, 7) in die dritte Schaltstellung einen Pumpvorgang zu vollzieht. 7. Pumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Drehschieber (6, 7) jeweils ein Aktor (19, 20) zur Umschaltung des Drehschiebers (6,
7) zwischen den Schaltstellungen zugeordnet ist.
8. Pumpe (1 ) nach einen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Anschlussöffnung (14, 15, 16) einen
Verschleißring (21 , 22) umfasst, der dazu ausgebildet ist, über einen elastischen Dichtungsring (23, 24) in Verschlussstellung des Ventilgliedes (12, 13) gegen das Ventilglied (12, 13) gepresst zu werden.
9. Pumpe (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Dichtungsring (23, 24) mittels Fluidbeaufschlagung expandierbar ist.
10. Pumpe (1 ) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Anschlussöffnungen (14, 15, 16) Verschleißringe (21 , 22) umfassen, die dazu eingerichtet sind separat angesteuert expandiert zu werden.
1 1 . Pumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (12, 13) ein radial von der Drehachse (10, 1 1 ) weg verlagerbares Dichtteil (25, 26) aufweist, wobei das Dichtteil (25, 26) in Verschlussstellung gegen die zu verschließende Anschlussöffnung (14, 15, 16) verlagert wird, um diese dichtend zu verschließen.
12. Verfahren zum Betrieb einer Pumpe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend folgende zyklisch durchlaufene Schritte:
Ansaugung von zu förderndem Gut aus dem Einfülltrichter (18) mittels eines ersten Förderzylinders (2) bei Schaltung des diesem zugeordneten Drehschiebers (6) in die erste Schaltstellung und gleichzeitiges Ausstößen von zu förderndem Gut in die Förderleitung (17) mittels eines zweiten Förderzylinders (3) bei Schaltung des diesem zugeordneten Drehschiebers (7) in die dritte Schaltstellung,
- Vorkomprimierung des angesaugten Gutes mittels des ersten
Förderzylinders (2) bei Schaltung des diesem zugeordneten Drehschiebers (6) in die zweite Schaltstellung und gleichzeitiges Ausstößen des Gutes in die Förderleitung (17) mittels des zweiten Förderzylinders (3) bei Schaltung des diesem zugeordneten Drehschiebers (7) in die dritte Schaltstellung,
- Ausstößen des Gutes in die Förderleitung (17) mittels des ersten und des zweiten Förderzylinders (2, 3) gleichzeitig bei Schaltung beider Drehschieber (6, 7) in die dritte Schaltstellung,
Ausstößen des Gutes in die Förderleitung (17) mittels des ersten Förderzylinders (2) bei Schaltung des diesem zugeordneten Drehschiebers (6) in die dritte Schaltstellung und gleichzeitige Ansaugung von zu förderndem Gut aus dem Einfülltrichter (18) mittels des zweiten Förderzylinders (3) bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers (7) in die erste Schaltstellung,
Ausstößen des Gutes in die Förderleitung (17) mittels des ersten Förderzylinders (2) bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers (6) in die dritte Schaltstellung und gleichzeitige Vorkomprimierung des angesaugten Gutes mittels des zweiten Förderzylinders (3) bei Schaltung des zugeordneten Drehschiebers (7) in die zweite Schaltstellung,
Ausstößen des Gutes in die Förderleitung (17) mittels des ersten
und des zweiten Förderzylinders (2, 3) gleichzeitig bei Schaltung der zugeordneten Drehschieber (6, 7) in die dritte Schaltstellung.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderkolben (4, 5) bei der Ansaugung mit einer höheren Geschwindigkeit verfahren wird als beim Ausstößen.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderkolben (4, 5) bei gleichzeitigem Ausstößen mittels beider Förderzylinder (2, 3) mit einer gegenüber dem Ausstößen mittels nur eines einzelnen Förderzylinders (2, 3) reduzierter, vorzugsweise mit halber Geschwindigkeit verfahren werden.
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3279383A (en) | 1965-01-06 | 1966-10-18 | Burnup And Sims Inc | Hydraulic powered mobile concrete pump assembly |
DE1817568A1 (de) * | 1968-12-31 | 1970-07-09 | Stetter Georg | Steuerung fuer eine Betonpumpe |
US3749525A (en) | 1970-08-03 | 1973-07-31 | D Hooper | Hydraulically operated fluid aggregate pump |
DE7715442U1 (de) * | 1977-05-14 | 1977-09-08 | Kuhlmann, Herbert, 4690 Herne | Steuerschieber fuer einzylinder- und zweizylinder-kolben-pumpen zum foerdern von beton |
WO1980001594A1 (en) * | 1979-02-01 | 1980-08-07 | K Schlecht | Twin-cylinder pump,in particular for pumping thick liquids |
DE102004009363A1 (de) * | 2004-02-26 | 2005-09-15 | Schwing Gmbh | Kolben-Dickstoffpumpe |
DE202008008060U1 (de) * | 2008-06-18 | 2008-10-02 | Leifert, Rudolf | Doppelkolbenpumpe |
EP2387667A1 (de) | 2009-01-16 | 2011-11-23 | Friedrich Schwing | Verfahren zur förderung breiiger massen und pumpvorrichtung zur förderung breiiger massen |
EP3282124A1 (de) | 2016-08-11 | 2018-02-14 | Putzmeister Engineering GmbH | Dickstoffpumpe |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE613820C (de) * | 1935-05-25 | Torkret Ges M B H | Betonpumpe | |
US2123591A (en) * | 1934-06-30 | 1938-07-12 | Chain Belt Co | Valve for concrete pumps |
GB1360800A (en) * | 1970-12-05 | 1974-07-24 | Simon Eng Dudley Ltd | Reciprocating pumps |
FR2177254A5 (de) * | 1972-03-24 | 1973-11-02 | Pichon Maurice | |
CN100357604C (zh) * | 2006-01-23 | 2007-12-26 | 三一重工股份有限公司 | 用于混凝土泵的分配阀 |
US9097354B2 (en) * | 2010-06-14 | 2015-08-04 | Thomas Middleton Semmes | Combined changeover and control valve |
-
2018
- 2018-10-23 DE DE102018126374.0A patent/DE102018126374A1/de not_active Withdrawn
-
2019
- 2019-09-27 WO PCT/EP2019/076262 patent/WO2020083605A1/de active Application Filing
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3279383A (en) | 1965-01-06 | 1966-10-18 | Burnup And Sims Inc | Hydraulic powered mobile concrete pump assembly |
DE1817568A1 (de) * | 1968-12-31 | 1970-07-09 | Stetter Georg | Steuerung fuer eine Betonpumpe |
US3749525A (en) | 1970-08-03 | 1973-07-31 | D Hooper | Hydraulically operated fluid aggregate pump |
DE7715442U1 (de) * | 1977-05-14 | 1977-09-08 | Kuhlmann, Herbert, 4690 Herne | Steuerschieber fuer einzylinder- und zweizylinder-kolben-pumpen zum foerdern von beton |
WO1980001594A1 (en) * | 1979-02-01 | 1980-08-07 | K Schlecht | Twin-cylinder pump,in particular for pumping thick liquids |
DE102004009363A1 (de) * | 2004-02-26 | 2005-09-15 | Schwing Gmbh | Kolben-Dickstoffpumpe |
DE202008008060U1 (de) * | 2008-06-18 | 2008-10-02 | Leifert, Rudolf | Doppelkolbenpumpe |
EP2387667A1 (de) | 2009-01-16 | 2011-11-23 | Friedrich Schwing | Verfahren zur förderung breiiger massen und pumpvorrichtung zur förderung breiiger massen |
EP3282124A1 (de) | 2016-08-11 | 2018-02-14 | Putzmeister Engineering GmbH | Dickstoffpumpe |
Also Published As
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---|---|
DE102018126374A1 (de) | 2020-04-23 |
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