PUMP FOR VISCOUS SUBSTANCES, IN PARTICULAR CONCRETE PUMP

Abstract: 1. A slush pump, in particular a concrete pump, with several alternating delivery cylinders, with each of which a three-way valve (12, 13) is associated for controlling the flow between supply tank, delivery cylinder (5, 6) and delivery line (11), and with a combinational shift connecting the drives of the delivery cylinders (5, 6) and of the three-way valves (12, 13), which shifts the drive of the delivery cylinder (5 or 6) between the latter's suction and delivery strokes to a compression stroke, whereupon the discharge into the delivery line (11) is obstructed, characterised in that the three-way valves (12, 13) for controlling the flow between supply tank, delivery cylinders (5, 6) and delivery line (11) feature swivelling pipes (14, 15) known per se, to each of which a sliding plate (29, 30) is secured which in the central position of the swivelling pipes covers delivery cylinder openings (22, 23), and in that the intake openings (14a and 15a) of the swivelling pipes (14, 15) are sealed on the wall (3) of the valve housing (1) in the suction position.

Description: Dickstoffpumé, insbesondere Betonpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine Dickstoffpumpe, insbesondere eine Betonpumpe, mit mehreren abwechselnd arbeitenden Förderzylindern, denen je ein Dreiwegeventil zur Flusssteuerung zwischen Vorfüllbehälter, Förderzylinder und Förderleitung zugeordnet ist, und mit einer die Antriebe der Förderzylinder und der Dreiwegeventile verbindenden Verknüpfungsschaltung, welche den Antrieb jedes Förderzylinders zwischen dessen Ansaua,- und Fördertakt auf einen Kompressionshub schaltet, bei dem der Abfluss in die Förderleitung verschlossen ist. Solche Pumpen dienen nicht nur zur Förderung von Beton durh waage rechte bis senkrechte Rohrleitunqen, welche auch an Verteilermasten angebracht sein können, sondern sind auch zur Förderung von schlammigen bis breiigen Massen venvendbar. Sie eignen sich vor zugsweise für ein Fördergut, das Luft oder andere Gase enthält. Denn der Kompressionshub der Pumpe sorgt für eine Verdichtung des Materials und damit auch der mitgerissenen CasC, bevor das Gut in die Förderleitung gedrückt wird. Das führt zu einer Verbesserung des volumetrischen Wirkungsgrades der Pumpe und zu einer Vergleichmässigung des Förderflusses. Der Verschluss der Förderleitung während des Schaltvorganges des Dreiwegeventils und während des Kompressionshubes sorgt dafür, dass während des Umschaltens der Dreiwegeventile nicht bereits verdichtetes Fördergut aus der Förderleitung in den Vorfüllbehälter zurückströmen kann und verbessert dadurch den volumetrischen Wirkungsgrad der Pumpe weiter. Es ist eine Dickstoffpumpe gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches bekannt (DE-AS 20 10 112), bei welcher als Verschluss der Förderleitung ein weiteres Dreiwegeventil in einer Verbindungsleitung zwischen den Ansaugwegen der Förderzylinder und der Förderleitung vorgesehen ist. Dieses Dreiwegeventil muss daher einen eiqenen Antrieb seines Ventilkörpers besitzen. Die Pumpen- steuerung, die an sich schon durch die in die Bewegung der Förderkolben eingeschalteten Kompressionshübe relativ kcmpliziert aufgebaut sein muss, wird dadurch weiter kompliziert. Da bei der Dickstoffpumpe das zur Steuerung der Förderleitung beim Kompressionshub vorgesehene Dreiwegeventil als Klappenventil ausgeführt und in einem Abzweig eines Hosenrohres angeordnet ist, das die Förderleitung mit den Förderzylindern verbindet, muss dieses Klappenventil zwanqsläufig beim Umschalten Fördergut, insbesondere komprimiertes Förderaut, verdrängen. Dies ist in einem insgesamt gefüllten und unter Druck stehenden Hosenrohr kaum möglich, wenn das Fördermedium grobkörnig ist, wie beispielsweise Beton. Ausserdem wird während des Umschaltens des Klappenventils im Hosenrohr zwangsläufig eine Stellung durchfahren, in welcher bei grobkörnigem Fördermedium keiner der beiden Förderkolben arbeiten kann, weil die restlichen Querschnitte zwischen der Klappe und je einer Seite des Hosenrohres nicht ausreichzad sind. Zu diesem Zeitpunkt kann also nicht gefördert werden. Eine pulsationsfreie Förderung ist dann nicht möglich. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Frfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein drittes Dreiwegeventil mit zusätzlichem Antrieb zu vermeiden, das einerseits ein Zurückfliessen des Fördermediums während des Schaltvorganges verhindert und andererseits während des jeweiligen Kompressionshubes die Förderleitung verschliesst. Es sind zwar bereits Schwenkrohrventile bekannt (DE-PS 12 85 319), welche bei Zweizylinderkolbenpumpen als Vierwegeventile zur Flusssteuerung zwischen Vorfüllbehälter, je einem der Förderzylinder und der Förderleitung dienen. Die Schwenkrohrventile haben allerdings wie andere Mehrwegeschieber den gemeinsamen Nachteil, dass sie während des Uberfahrens der Zylinderöffnungen kurzzeitig einen Kurzschluss zwischen Vorfüllbehälter und Förderleitung herbeiführen, was zu einem Druckabfall in der Förderleitung führen muss, insbesondere wenn sich in dieser bereits komprimiertes Fördergut befindet, wie dies bei der erfindungsgemässen PumPe vorge- sehen ist. Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen in einer wesentlichen Vereinfachung der Dickstoffpumpe, weil insgesamt nur z > ni Mebruegeventile zur Fluss steuerung zwischen Vorfüllbehälter, Förderzylinder und Förderleitung einerseits und für den Kanpressionshub andererseits benötigt werden. Man kann also eine exakte Steuerung der Kompressionshübe bewerkstelligen und den Kurzschluss der Schwenkrohre zu beseitigen und erfül]t damit die wesentlichen Voraussetzungen für eine pulsationsfreie Förderung. Ferner kann die Anordnung so getroffen werden, dass in der Saugstellung jedes Mehrwegeschiebers die Schieberplatte zwischen der Förderzylincleröffnunq und der Eintrittsöffnung des Schwenkrohres liegt. Auf diese Weise hat die Schieberplatte eine doppelte Funktion, Pfeil sie während des Schaltvorganges ein Zurückfliessen des Fördermediums verhindert und während des KoCpressionshubes als Abschlussorgan des Förderzylinders wirkt. Vorzugsweise wird die Anordnung so getroffen, dass die Schwenk rohre mit ihren jeweiligen Eintrittsöffnungen in der Saugstellung zwischen den Förderzylindern abdichten und die Schieber- platten an den einander abgewandten Seiten der Schwenkrohre angebracht sind. Die Schieberplatten können nierenförmig ausgebildet sein. Im folgenden wird die Erfindung anhand der lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeit Figur 1 in Draufsicht und unter Fortlassung der Verknüpfungs schaltung sowie weiterer, an sich bekannter Teile der Pumpe die Förderzylinder und die im Anschluss an die Förderzylinder angeordneten Wegeventile in einer ersten Arbeitsphase, Figur 2 bis 6 weitere Arbeitsphasen in der Figur 1 entsprechender Darstellung und Figur 7 einen Schnitt längs der Linie A-B der Figur 1. Unter einem vorzugsweise trichterförmig und gegebenenfalls mit einem Rührwerk versehenen Vorfüllbehälter befindet sich ein im wesentlichen rechteckiges Ventilgehäuse 1. In einer seiner längeren Wände 2 befinden sich öffnungen 3 bzw. 4, hinter denen Förder zxlinc1cr 5 bzw. G angeflanscht sind. In jedem Förderzylinder läuft ein Kolben 7 bzw. 8 an einer kolbenstange 9 bzw. 10. Zur Fluss steuerung zwischen dem erwähnten Vorfüllbehälter und je einem der Förderzylinder 5 bzw. 6, sowie einer Förderleitung 11 dient je ein Dreiwegeventil, wobei die Dreiwegeventile allgemein mit 12 bzw. 13 bezeichnet sind. Diese beiden Dreiweqeventile haben ein gemeinsames Geiäuse, das mit dem Gehäuse 1 identisch ist. Jedes der Drciweneventile 12 bzw. 13 hat einen Ventilkörper, der aus einem Schwenkrohr 14 bzw. 15 besteht. Förderleitungsseitig sind die Enden 16 bzw. 17 in Geleken gelagert, welche ihrerscits an der Gehäusewand 19 befestigt sind, die in einer zur Wand 2 parallelen Ebene verläuft. Hinter den Gelenken befindet sich ein Hosenrohr 19 als Abfluss in die Förderleitung 11. Wie Fig. 7 erkennen lässt, dichtet in der in Fig. 1 wiedergegebenen Phase das Scbwenkrohr 1 L mit seiner dem Zylinder 5 zugeordneten öffnung 14a auf der Wand 2 im Bereich 21 zwischen den Öffnungen 22 bzw. 23 für die Zylinder 5 bzw. 6 ab. Dagegen fluchtet in dieser Stellung die Öffnung 15a des Schwenkrohres 15 mit der Öffnung 23 des Zylinders 6. Wie ein Vergleich der Fig. 1 mit den Fis. 2-6 erkennen lässt, kann die Öffnung 15a (Fig. 5) des Schwenkrohres 15 ebenfalls a-f dem Bereich 21 der Ventilgehäusewand 3 abdichten, wenn die entsphechende Phase geschaltet ist. An den einander abgewandten Seiten 27 bzw. 28 der beiden Schwenkrohre 14, 15 sind nach Figur 7 Schieberplatten 29 und 30 befestigt. Die Schieberplatten haben einen nierenförmigen Grundriss, dessen längere Krümmungen 31 bzw. 32 aus dem Schwenkradius folgen, während die kürzeren Krümmungen 33 bzw. 34 der Krümmung der Öffnungen 22 bzw. 23 entsprechen. Dadurch können die Schieber- platten 29, 30 auf den Öffnungen 22, 23 abdichten. Diese Schieberplatten sind an den zugehörigen Schwenkrohren befestigt. Der Funktionsablauf der Puppe, der durch die erwähnte und an sich bekannte Verknüpfungsschaltung gesteuert wird, führt zu der nachfolgend beschriebenen Arbeitsweise In der aus Figur 1 ersichtlichen Stellung hat das Dreiwegeventil 12 den Fluss aus dem Vorfüllbehälter in den Zylinder 5 freigegeben, wobei jedoch die förderzylinderseitige Öffnung 14a des Schwenkrohres 14 auf der Ventilgehäusewand 3 abdichtet. Dadurch wird ver- hindert, da > aus der Förderleitung 11 komprimiertes Fördergut in das Ventilgehäuse 1 bzw. in den Vorfüllbehälter zurückf liessen kann. In der in Fiq-. 1 wiedergegebenen Stellunq zur Ventilkörper verbindet das Dreiwegeventil 13 den Förderzylinder 6 über das Hosenrohr 19 mit der Förderleitunq 11, und der Ko]ben 8 läuft in Förderrichtung, um vorkoniprimiertes Fördergut in die Leitung 11 zu drucken. Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen Phase ist der Förderhub des Kolbens 8 noch nicht beendet, jedoch hat die Verknüpfungs- schaltung bereits dafür gesorgt, dass das Schwenkrohr 14 des Dreiwegeventils 12 die Schieberplatte 29 auf deren Sitz vor der Öffnung des Förderzylinders 5 gebracht hat, so dass diese Öffnung abgedichtet ist. Der Kolben 7 läuft entsprechend dem Pfeil in Förderrichtung und führt einen Kcmpressionshub aus. Bei der in Figur 3 wiedergegebenen Phase hat der Förderkolben 7 die Endstellung des Kompressionshubes im Zylinder 5 erreicht. Bei der in Figur 4 gezeigten Phase hat der Kolben 8 seine Endstellung im Zylinder 6 erreicht, wobei sich das Wegeventil 13 noch in seiner aus den vorausgehenden Darstellungen ersichtlichen Pumpstellung befindet. Das Wegeventil 12 ist jedoch weitergeschaltet worden, so dass die Schieberplatte 29 die öffnung des Zylinders 5 freigeben kann. Da die Schieberplatte 29 an dem förderzylinderseitigen Ende des Schwenkrohres 14 befestigt ist, was auch für die Schieberplatte 30 in Bezug auf das Schwenkrohr 15 gilt, ist beim Ubergang aus der Stellung der Figur 3 in die Stellung nach Figur 4 jeder Kurzschluss aus dem Inneren des Schwenkrohres 14 in den Vorfüllbehälter 1 vermieden worden Die schliesslich erreichte Endstellung, die aus Figur 4 ersichtlich ist, verbindet den Zylinder 5 mit der Förderleitung 11, so dass die Verknüpfungsschaltung den Kolben 7 des Zylinders 5 in Richtung des Pfeiles nach vorne in bewehrung setzen kann und der Förderhub beginnt. In der in Figur 5 wiedergegebenen Phase ist die Stellung des Schwenkrohres 14 unverändert geblieben und der Kolben 7 fordert weiter aus dem Zylinder 5 in Richtung des Pfeiles vorverdichtetes Förderqut in die Leitung 11. Dagegen hat das Schwenkrohr 15 des Dreiwegeventiles 13 die Stellung überlaufen, in der die mit ihm verbundene Schieberplatte 30 auf der öffnung des Förderzylinders 6 abdichtet, und befindet sich nunmehr in der Stellung, in der seine Öffnung 15a auf der Ventilgehäusewand 3 abdichtet, so dass der Rückfluss aus der Förderleitung 11 verhindert wird. Auch während dieses Schaltvorganges war ein Zurückfliessen des Mediums nicht möglich. Die in dieser Stellung freigegebene Öffnung des Zylinders 6 ermöglicht die Verbindung zum Vorfüllbehälter und damit den übergang zum Ansaugtakt des Kolbens 8 im Zylinder 6. Diese Phase ist in Fig. 6 gezeichnet,wie der Pfeil im Zylinder 6 erkennen lässt. In dieser Phase ist die Stellung der verschiedenen Wegeventile die gleiche wie in Figur 5 und der Kolben 7 des Zylinders 5 setzt entsprechend der Pfeilrichtung seinen Förderweg fort. Die weiteren Vorgänge laufen dann analog zu den beschriebenen ab, so dass jeder Zylinder zunächst einen Kcmpressionshub und im Anschluss daran seinen Förderhub durchführt. Die gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel benutzten S- förmigen Schwenkrohre sind für die Verwirklichung der Erfindung nicht Voraussetzung. Sie können auch durch anders geformte, insbesondere an sich bekannte Schrenkrohre ersetzt werden. Dafür korrrten C-förmige, aber auch Schwenkrohre in Betracht, die eine vertikale Achse aufweisen und bei denen zwischen Zylinderende und Eintrittsöffnung in den Vorfüllbehälter Rohrbögen eingebaut sind. Die Schwenkrohre können ganz oder zum Teil in das Förderme.dium eintauchen. Es zenüqt, die Austrittsöffnung etwa bis zu der in Figur 7 angebrachten Iiörizontallinie mit dem Fördermedium zu über- decken. Auch die Venaendung eines gemoinsanen Gehäuses für beide Schwenkrohre ist für die Erfindunq nicht Voraussetzung. Es kann auch jedem Schwenkrohr ein gesondertes Gehäuse zugeordnet werden.

Claims: p a t e n t a n s p r ü c h e 1. Dickstoffpumpe, insbesondere Petonpumpe mit mehreren, abwechselnden Förderzylindern, denen je ein- Dreiwegeventil (12, 13) zur Flusssteuerung zwischen Vorfüllbehälter, Förderzylinder (5, 6) und Förderleitung (11) zugeordnet ist, und mit einer die Antriebe der Förderzylinder 5, 6) und der Dreiwege ventile (12, 13) verbindenden Verknüpfungsschaltung, , welche den Antrieb des Förderzylinders (5 bzw. 6) - zwischen dessen Ansaug- und Fördertakt auf einen Kompressionshub schaltet, bei dem der Abfluss in die Förderleitung (11) verschlossen ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Dreiwegeventile (12, 13) zur Flusssteuerung zwischen Vorfüllbehälter-, Förderzylinder (5, 6) und Förderleitung (11) Schwenkrohre (14, 151 aufweisen, an denen je eine Schieberplatte (29, 30) befestigt ist, und dass die Förderzylinderöffnungen (22, 23) in der Mittelstellung der Schwenkrohre von den Schieberplatten (29, 30) und die Eintritts öffnungen (14a und 15a) der Schwenkrohre (14, 15) in der Saugstellung auf der Wand (3) des Ventilgehäuses (1) abgedichtet sind. 2. DickstoffPumpe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e 1 c h n e t , dass in der Saugstellung jedes Dreiwegeventils (12, 13) die zugehörige SchieberPlatte (29, 30) zwischen der zugehörigen Zylinderöffnung (22, 23) und den Eintrittsöffnungen (14a, 15a) des Schwenkrohres liegt. 3. Dickstoffpumpe nach Anspruch¯1, dadurch a e k e n n z e i c h n e t , dass die Schwenkrohre (14r 15) zwischen den Öffnungen (22, 23) abdichten und die Schieberplatten an den ein- ander abgewandten Seiten (27, 28) der Schwenkrohre (14, 15) anqebracht sind. 4. Dickstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schieberplatten (29, 30) nierenförmig ausgebildet sind

Inventors: SCHWING, FRIEDRICH, DIPL.-ING., SCHWING, GERHARD, DIPL.-KAUFM.
Applicants: FRIEDRICH WILH. SCHWING GMBH
Application year: 1980
Main classification: F04B15
IPC codes: F04B7, F04B15