DE2159560A1

DE2159560A1 - Pumpe für fließfähige Stoffe, beispielsweise Beton

Info

Publication number: DE2159560A1
Application number: DE19712159560
Authority: DE
Inventors: Denis Henry Dudley Worcestershire Ashworth (Grossbritannien)
Original assignee: Simon Engineering Dudley Ltd., Dudley, Worcestershire (Grossbritannien)
Priority date: 1970-12-05
Filing date: 1971-11-26
Publication date: 1972-06-15
Also published as: FR2117283A5; GB1360800A

Description

Simon Engineering Dudley Ltd.,
Queens Cross, Dudley, Worcestershire, England

Pumpe für fließfähige Stoffe, "beispielsweise Beton

Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden britischen Anmeldung No* 57905/70 vom 5. Dezember 1970 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe für fließfähige Stoffe, beispielsweise Beton oder Zement. Sie besteht aus zwei als Kolben-Zylinder-Anordnungen ausgebildeten Pumpen, die abwechselnd den fließfähigen Stoff aus einer Vorratsquelle unter Druck in eine Auslaßleitung fördern derart, daß die eine Pumpe ansaugt, während die andere Pumpe fördert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe solcher Art so auszubilden, daß eine ununterbrochene stetige Förderung des Betons aus der Auslaßleitung gewährleistet ist.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäS dadurch gelöst, daß der Ansaug- oder Rückhub jedes Pumpenkolbens schneller erfolgt als der Pump- oder Vorwärtshub, und daß während einer bestimmten Zeitdauer der Anfang des Pumpenhubes des einen Kolbens mit dem Ende des Pumpenhubes des anderen Kolbens überlagert ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß jeder Pumpenzylinder mit einem zwischen einer Verbindungsstellung zur Vorratsquelle und einer Verbindungsstelle zur Auslaßleitung verstellbaren Klappenventil ausgerüstet ist, und daß Steuerorgane vorgesehen sind, die das Ventil in di erste Stellung beim Saughub und in die zweite Stellung beim Pumpenhub verstellen. . j

Weiter kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß die j Summe der Geschwindigkeiten der beiden Kolben beim gemein-, samen Pumphub gleich ist der Geschwindigkeit eines allein ' pumpenden Kolbens, wobei die Ausstoßgeschwindigkeit des ge-tpumpten Stoffes bei kontinuierlichem Betrieb ohne Unter- ' brechung praktisch konstant ist.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß die Pumpekolben durch eine doppelt wirkende hydraulische Presse wechsel- · weise betätigbar sind. . !

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Die Erfindung besteht weiter darin, daß die der hydraulischen Presse zugeführte Druckflüssigkeit während des gemeinsamen Pumpens beider Kolben zwischen diesen proportional geteilt ist, so daß die gesamte Fördermenge durch die Austrittsleitung von beiden Pumpzylindern gleich oder praktisch gleich ist der Fördermenge eines allein pumpen- | den Zylinders, !

Weiter ist von Bedeutung, daß jeder Kolben am Beginn seines Pumphubes graduell beschleunigt wird, während der andere Pumpkolben am Ende seines Pumphubes graduell verlangsamt wird.

Schließlich ist noch wesentlich, daß die doppelt wirkende hydraulische Presse mit federbelasteten Plungern versehen ist, die die Bewegungen der Kolben der hydraulischen Presse abtasten und hierbei die Klappenventile und in den Leitungen der Druckflüssigkeit liegende Steuerventile betätigen und hierdurch die ArbeLtsweise der Pumpe steuern. j

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe, und es bedeutet :;

schematische Darstellung der Pumpe im Querschnitt,

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Fig. 2 Darstellung eines Arbeitskreislaufes der Pumpe als Diagramm.

Die Pumpe besitzt ein Paar von Zylindern 10:, 11 mit Kolben 12, 13. Die Kolben 12, 13 sind über Kolbenstangen 14 und 1! mit weiteren Kolben 16 und 17 verbunden, die in den Zylindern 18 und 19 einer doppelt wirkenden hydraulischen Presse verschiebbar sind. Die Zylinder 18 und-19 sind mit Leitungen 21 und 22 für die Druckflüssigkeit der hydraulischen! Presse versehen; die Leitungen 20 und 21 werden von den Pumpen 22 und 23 mit Druckflüssigkeit versorgt über Ventile 24 und 25.

Der Beton wird aus einem,unter- atmosphärischem Druck ste-

henden Vorratsbunker 26 abwechselnd in die Pumpzylinder 10 j und 11 über getrennte Auslässe 2? und 28 und Klappenventile ■k j 29 und 30 abgesaugt. Die Klappenventile 29y 30 sind so

ausgebildet und angeordnet, daß der Beton unter.Druck aus · j einem oder beiden Pumpenzylindern 10 und 11 in einen Auslaß, 31 gefördert wird. ~ ■

■ In den Zylindern 18 und 19 der hydraulischen Presse sind , ι fedejbelastete, der Ventilbetätigung dienende Plunger 32, 33) 34, 35» 36 und 37 angeordnet.

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In der I¹Ig. 2, die durch die folgende BeSchreibung der Arbeitsweise der Pumpe verständlicher wird, ist in Form eines Diagramms der Bewegungsablauf Jedes Zylinders 18, der hydraulischen Presse, bezeichnet mit A und B, während eines vollständigen Arbeitskreislaufes gezeigt; im vorliegenden Falle beträgt dieser Arbeitskreislauf acht Se-. künden.

Nachstehend wird der Bewegungsablauf der Kolben 16 und 17 der hydraulischen Zylinder 18 und 19 beschrieben, wobei zu berücksichtigen ist, daß diese Kolben 16 und Ϊ7 unmit* telbar, d.h. formschlüssig, mit den Kolben 12 und 13 der Zylinder 10 und 11 der Pumpe verbunden sind, so daß die Kolben 12 und 13 exakt die genauen Bewegungen durchführen wie die Kolben 16 und 17.

Am Beginn eines Arbeitskreislaufes befinden sich die. Teile der Pumpe in der in Fig. 1 gezeigten Stellung. Der Pumpenhub eines jeden Kolbens wird in fünf Sekunden durchgeführt, während der Bück- oder Saughub in drei Sekunden abläuft.

Von der Pumpe 23 wird über das Ventil 25 die Druckflüssigkeit gleichmäßig verteilt den Zylindern 18 und 19 der hydraulischen Presse zugeführt. Auf diese Weise wird durch

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die beiden Zylinder 10 und 11 der Beton über die Austrittsjöffnung 31 ausgepumpt, wobei jeder der beiden Zylinder 10 und 11 mit seiner halben normalen Pumpgeschwindigkeit arbeitet.

Nach einer Sekunde hat der Kolben 17 das Ende seines Pumphubes erreicht und tritt mit dem Plunger 35 in Kontakt, der einen nicht dargestellten Umschaltemechanismus des * Klappenventils 30 betätigt, das aus der in ausgezogenen Linien gezeigten Stellung in die in gestrichelten Linien gezeigte Stellung verstellt wird. Gleichzeitig betätigt der Plunger 35 auch die Ventile 25 und 24· zu dem Zweck, j die gesamte Druckflüssigkeit von der Pumpe 23 auf den Zy- j

linder 18 zu übertragen und die Druckflüssigkeit aus der Pumpe 22 dem Zylinder 19 zuzuführen·

Während der folgenden drei Sekunden verschiebt sich der Kolben 17 in die voll zurückgezogene Saugstellung, wobei der Zylinder 11 mit Beton gefüllt wird, und der Kolben 16 wird mit der normalen Hubgeschwindigkeit nach vorn verschoben, um den im Pumpzylinder 10 befindlichen Beton zur Austrittsöffnung 31 zu fördern.

Am Ende der vierten Sekunde berührt daher der Kolben 17 den Plunger 37» und der Kolben. 16 tritt mit dem Plunger

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^: ■ in -Berührung. Die Plunger "bewirken, daß das Klappenventil : 30 in die in ausgezogenen Linien dargestellte Stellung zurückkehrt, und betätigen das Ventil 25, so daß die Dreukflüssigkeit aus der Pumpe 23 wieder gleichmäßig zwischen den Zylindern 18 und 19 verteilt wird. Während der

-■· folgenden Sekunde, d.h. der fünften Sekunde des Arbeits- . kreislaufes, beginnt der Kolben 17 mit seinemPumphub und der Kolben 16 nähert sich dem Plunger 33· In dieser Zeit arbeiten die Zylinder 10 und 11 wieder jeder mit der Hälftfc seiner normalen Pumpgeschwindigkeit.

Am Ende der fünften Sekunde hat der Kolben 16 das Ende seines Pumphubes erreicht und tritt mit dem Plunger 33 in ^l_ Berührung, der den nicht dargestellten Umschaltemechanis- ; mus des Klappenventils 29 betätigt, das in die in der ^; Zeichnung mit gestrichelten Linien gezeigte Stellung übergeht* Zur gleichen Zeit betätigt der Plunger 33 auch die Ventile 25 und 24- zu dem Zweck, die gesamte Druckflüssig-"·;' keit aus der Pumpe 23 auf den Zylinder 19 zu übertragen und aus der Pumpe 22 den Zylinder 18 zu speisen. '■

Während der folgenden drei Sekunden geht der Kolben 16 in · die voll zurückgezogene Stellung, in der der Pumpzylinder 30 vollständig mit Beton gefüllt' ist, und der Kolben 17 wird vorgeschoben, wobei der Kolben des Pumpzylinder 11

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mit der normalen vollen Geschwindigkeit den Beton zu dem Auslaß 31 fördert. -

Am Ende der achten Sekunde tritt der Kolben 16 mit dem Plunger 36 in Kontakt, und der Kolben 17 tritt mit dem Plunger 34· in Berührung. Die Plunger bewirken, daß das Klappenventil 29 in die in ausgezogenen Linien dargestellte Stellung zurückkehrt und betätigen das Ventil 25, durch das die Druckflüssigkeit aus der Pumpe 23 wieder gleich- i mäßig zwischen den Zylindern 18 und 19 geteilt wird. Somit ist der Arbeitskreislauf vollständig, unedle Teile der Pum+· pe sind in ihre in der Fig. 1 gezeigten Stellungen zurückgekehrt. Darauf beginnt der,nächste Kreislauf, wobei die Arbeitsweise der Pumpe gleichmäßig fortlaufend ist.

In Pig. 2 stellen die Kurven" A und B die Bewegung der Kolben 12 und 13 bzw. 16 und 17 dar mit ihrer zeitlichen Verschiebung. .-.-"-" . ■

Auf der Abszisse beginnt bei der Ziffer Null der Hub des Kolbens, wenn dieser Kolben vollkommen zurückgezogen und ; der entsprechende Pumpzylinder voll gefüllt ist. Die Ziffer 1 der Abszisse,zeigt die Stellung.des Kolbens nach ' Vollführung seines Hubes,■ wenn."er also sichln vorgeschobener Stellung sich befind* und der entsprechende Pumpzylinder entleert ist*. Die Neigung der Kurve gibt in jeder

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Stellung des Kolbens die Geschwindigkeit wieder, mit der dieser Kolben arbeitet.

Während der ersten und der fünften Sekunde jedes Arbeitskreislaufes arbeiten beide Pumpenzylinder gleichzeitig mit halber Geschwindigkeit und während der folgenden drei Sekunden arbeitet immer ein Zylinder allein mit der normalen vollen Geschwindigkeit, während der andere Zylinder gefüllt wird. Hierbei, wird der Beton mit einer praktisch konstanten Geschwindigkeit ohne Unterbrechung aus der Auetritt soffnung 31 während der Arbeit der Pumpe gefördert.

Dadurch, daß mit der erfindungsgemäßen Pumpe eine konstante und gleichmäßige Förderung des Betons erreicht wird, wirL die Notwendigst der Verwendung von Zylindern mit einen langen Pumpenhub überflüssig, die dort gegeben ist, wo das Pumpen intermittierend bei jeder Umkehr der Kolbenbewegung unterbrochen wird. Es ergibt sich somit ein zusätzlicher. Vorteil insoweit, als bei der erfindungsgemäßen Pumpe die Abmessungen der Pumpe gegenüber den bekannten erforderlichen Pumpen verringert werden können.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern erstreckt sich auf alle Abwandlungen, die im Rahmen des Erfindungsgedan-

kens liegen. /_Λη

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- ίο - ;

Beispielsweise können die Kolben 12 und 13 indirekt, also kr aft schlüssig, mit den Kolben 16 und 17 auf beliebige j Weise verbunden werden. '

Anstelle der gezeigten Ausführungsform, bei der während der Überlagerung der Pumpbewegungen beider Pümpkolben der j

Flüssigkeitsdruck auf die beiden entsprechenden Zylinder der hydraulischen Presse gleichmäßig verteilt ist, können auch die Volumina der während dieser Perioden den beiden Zylindern augeführten Druckflüssigkeit unterschiedlich sein derart, daß der Kolben des einen Zylinders am Anfang seines Pumphubes beschleunigt, während der Kolben des anderen Zylinders am Ende seines Pumphubes entsprechend verlangsamt wird. ,

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Claims

- 11 :- Patentansprüche

1.jPumpe für fließfähige Stoffe, beispielsweise Beton, bestehend aus zwei als Kolben-Zylinder-Anordnungen ausgebildete Pumpen, die abwechselnd den fließfähigen Stoff aus einer Vorratsquelle unter Druck in eine Auslaßleitung fördern derart, daß die eine Pumpe ansaugt, während die andere Pumpe fördert, dadurch gekennzeichnet , daß der Ansaug- oder Bückhub jedes Pumpenkolbans schneller erfolgt als der" Pump- oder Vorwärtshub, und daß während einer bestimmten Zeitdauer der Anfang des Pump^/ihubes des einen Kolbens mit dem Ende des Pumpjf^ihubes des anderen Kolbens überlagert ist.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder ■ Pumpenzylinder mit einem zwischen einer Verbindungsstellung zur. Vorratsquelle und einer Verbindungsstelle zur Auslaßleitung verstellbaren Klappenventil ausgerüstet ist, und! daß Steuerorgane vorgesehen sind, die das Ventil in die erste Stellung beim Saughub und in die zweite Stellung beim Pumphub verstellen.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß .;

die Summe der Geschwindigkeiten der beiden Kolben beim - . 209825/0772 .../12

gemeinsamen Pumphub gleich, ist der Geschwindigkeit eines allein pumpenden Kolbens, wobei die Ausstoßgeschwindigkeit j

des gepumpten Stoffes bei kontinuierlich em Betrieb ohne j Unterbrechung praktisch konstant ist. ι

4·. Pumpe nach Anspruch 2 oder 3i dadurch gekennzeichnet, daß i

die Pumpkolben durch eine doppelt wirkende hydraulische j

Presse wechselweise betätigbar sind. :

5. Pumpe nach Anspruch 3 und 4-, dadurch gekennzeichnet, daß ■ die der hydraulischen Presse zugeführte -Druckflüssigkeit während des gemeinsamen Pumpens beider Kolben zwischen diesen proportional geteilt ist, so daß die gesamte Fördermenge durch die Austrittsleitung von beiden Pumpzylindern gleich oder praktisch gleich ist der Fördermenge eines allein pumpenden Zylinders.

6. Pumpe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kolben am Beginn seines Pumpehubes graduell beschleunigt wird, während der andere Pumpkolben am Ende seines Pumphubes graduell verlangsamt wird.

7. Pumpe nach Anspruch 4-, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelt wirkende hydraulische Presse mit federbelasteten Plungern versehen ist, die die Bewegungen der

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Kolben der hydraulischen Presse abtasten und hierbei die Klappenventile und in den Leitungen der Druckflüssigkeit liegende Steuerventile betätigen und hierdurch die Arbeitsweise der Pumpe steuern.

Patentanwälte

Seiler u. Pfenning

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