CN104769281A - 用于产生连续的高浓物质流的高浓物质泵以及用于运行用于产生连续的高浓物质流的高浓物质泵的方法 - Google Patents

用于产生连续的高浓物质流的高浓物质泵以及用于运行用于产生连续的高浓物质流的高浓物质泵的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于产生连续的高浓物质流的高浓物质泵，所述高浓物质泵具有：至少两个以泵送运行和抽吸运行交替的泵单元(1，2)；抽吸管道(4)，所述抽吸管道具有与泵单元分开作用的、用于主动地引起高浓物质压缩的增压装置(3)；输送管道(5)和用于在泵单元(1，2)之间切换的切换装置(7)，其中在第一运行状态下为了输送高浓物质通过切换装置(7)，至少一个第一泵单元(1)在泵送运行中与输送管道(5)连接并且至少一个第二泵单元(2)在抽吸运行中与抽吸管道(4)连接，其中在第二运行状态下通过切换设备(7)，至少一个第一泵单元(1)在抽吸运行中与输送管道(5)连接并且至少一个第二泵单元(2)在泵送运行中与抽吸管道(4)连接，以及增压装置(3)切换成不作用。

Description

用于产生连续的高浓物质流的高浓物质泵以及用于运行用于产生连续的高浓物质流的高浓物质泵的方法
技术领域
本发明涉及用于产生连续的高浓物质流的高浓物质泵以及用于运行用于产生连续的高浓物质流的高浓物质泵的方法。
背景技术
根据现有技术的高浓物质泵由两个以泵送运行和抽吸运行交替的泵单元、输送管道、抽吸管道和用于在泵单元之间切换的切换装置，所述抽吸管道具有连接在其上的、与泵单元分开作用的、用于主动地引起高浓物质压缩的增压装置。为了通过输送通道输送高浓物质，一个泵单元在泵送运行中与输送管道连接并且一个泵单元在抽吸运行中与抽吸管道连接，并且增压装置补偿抽吸的缸的效率损失并且压缩高浓物质。以该方式，桥接切换过程进而避免泵送过程的中断。
这种高浓物质泵例如在EP 1235 982 A1或EP 1 599 672 A1中描述。
在这种泵中，从输送管道的输入端直至其输出端部产生连续的、定向的高浓物质流。这表示显著的技术进步，因为相对于至今为止的解决方案能够表现出能量节约以及显著地降低功率需求。
此外，强烈地主要在管道中避免磨损。最后，取消加速工作，所述加速工作在常规的泵中必须在一分钟内应用直至30次以便克服管道中的显著的负担。
不那么重要的事实是，也取消作用在管道和管道承载件上的加载和卸载装置，所述管道和管道承载件连接到泵上，所述加载和卸载装置引起不受控的运动和振动进而导致工作非安全性和导致过早的材料疲劳。
要泵送的高浓物质通常至少在较长地中断泵过程时不保留在泵系统中。通常，这是具有水的弥散物，所述弥散物被干燥和固化。在绝大多数情况下，泵送混凝土。混合的水泥和水进行化学反应，所述化学反应能够将高浓物质已经在短的时间之后硬化。因此必须在更长的中断期间或在泵送时间结束时将混凝土从整个系统中移除，从抽吸管道至输送管道的端部处。
在已知的高浓物质泵中通过将分离元件、例如用于密封的橡胶球引入到输送管道中来排空输送管道，在所述分离元件后方借助于泵单元朝输送管道的出口的方向再挤压水柱或压缩空气垫，使得内含物经由此被排空并且能够清洁管道。
然而，在输送管道的输出端部处的混凝土-水混合物的所需要的清理能够是不期望的。在这些情况下，于是使用所提出的、在其他方面极其有利的高浓物质泵系统不是容易可行的。
另外的问题也从高浓物质混凝土的特点中得出。为了能够泵送混凝土，必须遵守适当的配方。尽管如此发生分解，使得部分体积不再表现该组分。材料的压缩和楔入引起“堵塞”。
为了实际使用，主要在泵送混凝土时不能够放弃治理这种问题。
发明内容
因此，本发明的目的是，进一步改进所述泵系统，使得克服上述问题。
所述目的通过具有权利要求1的特征的高浓物质泵来实现。
根据上述类型，用于产生连续的高浓物质流的高浓物质泵包括：至少两个以泵送运行和抽吸运行交替的泵单元；抽吸管道，所述抽吸管道具有与泵单元分开作用的、用于主动地引起高浓物质压缩的增压装置；输送管道和用于在泵单元之间切换的切换装置，其中在第一运行状态下，通过切换装置，至少一个第一泵单元在泵送运行中与输送管道连接并且至少一个第二泵单元在抽吸运行中与抽吸管道连接。根据本发明，在第二运行状态下，通过切换设备，至少一个第一泵单元在抽吸运行中与输送管道连接并且至少一个第二泵单元在泵送运行中与抽吸管道连接，并且增压装置切换成不作用。
将第一运行状态理解为其中通过输送管道朝其输出端部的方向泵送高浓物质的运行状态。这是常规的泵送运行，在所述泵送运行中将高浓物质体积、例如混凝土体积泵送到其特定位置处。
第二运行状态是输送管道被排空的运行状态。在此，输送管道通过反转切换设备由这两个泵设备排空。特别地，输送管道被泵空。在第一和第二运行状态之间的往复切换也能够松动输送管道中的“堵塞物”进而又实现第一运行状态下的常规的泵送运行。
根据本发明，在第二运行状态下重要的是：增压装置切换成不作用以便实现泵作用的无问题的反转。
优选地，切换装置的挡板的位置能够被转换以用于在第一和第二运行状态之间转换。换而言之，能够通过切换装置的挡板的反转的运行、即在第二运行状态下相对于第一运行状态相移180°的运行实现这两个运行状态之间的切换。然而在此，增压装置在第二运行状态下能够切换成不作用，相反其在第一运行状态下用于主动地引起高浓物质压缩。
优选地，为了在第一和第二运行状态之间转换，能够转换至少一个第一和第二泵单元的运转方向，其中转换优选能够通过切换相应的泵单元的相应的驱动缸的运转方向来执行。
有效的是，增压装置通过与储备容器连接能够以切换成不作用的方式构成，其中增压装置优选通过打开闸板而能够与储备容器连接。
优选地，增压装置包括驱动缸/输送缸单元。
增压装置能够通过如下方式切换成不作用：增压装置的输送缸的活塞封闭输送缸的输出端部并且在第二运行状态下保持在那里。以该方式防止：在第二运行状态下增压装置降低泵效率。
优选地，能机械、液压、气动或电操作的开关元件设置用于影响泵单元的和增压装置的功能，其中用于操作开关元件的信号优选能够中断。
优选地，在第二运行状态下，输送管道的、泵单元的和抽吸管道的高浓物质内含物能够泵送到储备容器中。以该方式能够实现系统到可容易接近的区域中的可靠的排空。
管道延长部能够连接到抽吸管道的输入端部上，优选在储备容器之内。在此，优选地，在第二运行状态中能够经由管道延长部泵送输送管道的内含物。
有利地，在紧急运行中，第一泵单元能够在泵送运行中与输送管道连接并且第二泵单元能够在抽吸运行中与抽吸管道连接，而没有接入增压装置的作用。通过本发明的该构成方案能够实现：即使在增压装置失效时能够实现可靠的泵送运行。
此外所述目的通过具有权利要求12的特征的方法来实现。方法的有利的设计方案在从属权利要求中说明。
附图说明
下面，当前公开的实施方式根据附图详细阐明，其中：
图1示意地示出第一运行状态下的当前公开的高浓物质泵；
图2示出第二运行状态下的图1的高浓物质泵的示意图；
图3示出第二运行状态的替选设计方案的图1的高浓物质泵的示意图；和
图4示出在对抗火灾的情况下使用高浓物质泵的示意图。
具体实施方式
下面，详细地描述在附图中示出的实施方式。在此，相同的附图标记表示相同的或类似的构件并且能够放弃重复描述所述构件，以便避免冗繁。
在图1中示出高浓物质泵的第一运行状态，即通常在泵送混凝土时发生的情况。
在此，在图1中示出用于产生连续的高浓物质流的泵设备。第一泵单元1经由切换装置7与输送管道5连接。第二泵单元2与抽吸管道4和构建在其上的增压装置3连接。泵单元1、2的所需要的连接能够交替地经由切换装置7的挡板17的相应的位置来建立。
同样法兰式连接在抽吸管道4上的储备容器9借助于闸板8能够与抽吸管道4分开。
输送管道5典型地是输送管道系统，其由配管装置、配料杆或在安装现场上的固定布设的管道构成。
第一泵单元1将高浓物质压入到输送管道5中。在挡板8打开时，第二泵单元2和增压装置3将高浓物质从储备容器9中抽吸，直到抽吸的泵单元2的输送缸12的活塞超出切换点10。
切换点10促使挡板8关闭并且激活完全填充的增压装置3，所述增压装置将高浓物质相对于闭合的闸板8挤压进而挤压到抽吸的泵单元2中这么远，直到增压装置3尽可能或完全地被填充、位于其中的高浓物质被压缩并且输送活塞12达到其具有切换点11的最终位置。
通过所述切换点11操作切换装置7。第一泵单元1现在与抽吸管道4连接并且第二泵单元2与输送管道5连接。
在该阶段期间，增压装置3进一步直接挤压到输送管道5中，以便关闭所形成的输送空隙。
一旦增压装置3完全地被排空并且所述增压装置经过切换点6，那么闸板8打开。增压装置3被切换并且连同位于抽吸运行中的泵单元2一起将高浓物质从储备容器9中抽吸。在此，所描述的工作循环在第一运行状态下然后继续从前面开始。
加载装置3相应地消除高浓物质流的中断，使得产生沿一个方向、即输送方向的连续的高浓物质流。
图2示出第二运行状态下的图1中的高浓物质泵，所述第二运行状态用于排空输送管道5或用于在输送管道5中施加振荡的高浓物质运动。
切换装置7被切换或反转，经由所述切换装置进行泵单元1、2的连接。由此，现在，位于抽吸运行中的第一泵单元1与输送管道5连接。处于泵送运行中的第二泵单元2相应地与抽吸管道4连接。
为了位于第二泵单元2中的高浓物质内含物经由抽吸管道4能到达储备容器9中，必须打开闸板8。
同时，为了高浓物质泵在第二运行状态下的有效的运行连同转换切换装置7，增压装置3必须切换成不作用。对此，在所示出的实施方式中，增压装置3的输送缸的输送活塞14移动到其输出端部18上并且在第二运行状态下在高浓物质泵的运行状态期间保持在那里，以便封闭增压装置3的输送缸的输出端部18。然而，已经通过打开闸板8将增压装置3切换成不作用。
因此，增压装置3的输送缸被排空并且必须在清洁过程中不再被考虑。
为了实现进一步排空输送管道5，切换装置7类似地继续运行，仅相对于其在第一运行状态下的运行刚好大约相移180°。相应地，在下一工序中现在处于抽吸运行中的第二泵单元2与输送管道5连接。处于泵送运行的第一泵单元1相应地与抽吸管道4连接。以该方式能够泵空整个输送管道5。
储备容器9中的抽吸管道4的输入开口具有用于延长管道16的连接件15，经由所述延长管道能够将输送管道5的内含物继续引导，例如引导到搅拌运输车或回收设备中。
消除增压装置3的作用经由开关元件来实现。所述开关元件能够机械、液压、气动或电地并且还有通过光和磁波来操作。在一些情况下能够有意义的是，用于操作开关元件的信号设计成能够中断。
泵系统1、2、3包括抽吸管道4和输送管道5在内必须在更长中断时或者在泵送运行结束时被排空。如果这经由输送管道5的输出端部而不是可行的，那么泵系统的包括输送管道在内的内含物必须至少能够被泵送到储备容器9中。如果由输送管道5、泵系统1、2、3和抽吸管道4构成的系统中的高浓物质体积不过大，那么储备容器9通常能够容纳这些量。在那里，高浓物质能够短期地保留，处理或则从那里清除。
如果高浓物质体积更大，那么将延长部16安置到抽吸管道在储备容器9中的输入端部15上，所述延长部允许将内含物泵入到更大的容器中、例如所提供的搅拌车辆中。
为了松动所谓的“堵塞物”，连续的高浓物质流是有妨碍的。需要从泵送运行短暂地切换到抽吸运行上并且相反，即短暂地从第一运行状态切换到第二运行状态下并且相反。因此，泵单元1、2到输送管道5或者抽吸管道4的相应的连接必须能够切换，而没有影响增压装置3的作用。
泵单元1、2的短暂的切换必须在输送缸中的活塞12、13的任何位置中是可行的。
在图3中示出的替选的实施方式中，切换装置7保持如在第一运行状态中的其位置和相位。泵单元1、2的功能的反转经由转换泵单元1、2的驱动缸21、22的运动方向来进行。换而言之，泵单元1、2在第二运行状态下的运行相对于第一运行状态反转或者大约相移180°。
由于转换泵单元1的运行而现在处于泵送运行中的第一泵单元1的内含物还与抽吸管道4连接，由此内含物通过打开的闸板8继续压入懂啊储备容器9中。
第二泵单元2相应地通过转换而置于抽吸运行中并且与输送管道5连接，由此抽吸所述输送管道。
因为泵单元1、2的交替的泵送和抽吸运行，处于第二泵单元2中的高浓物质经由抽吸管道4和打开的挡板8同样到达储备容器9中。
也在该过程中，增压装置3被切换成不作用，优选通过如下方式：增压装置的输送活塞13移动到增压装置3的输送缸的输出端部18上并且在第二运行状态下保持在那里以便封闭输出端部18。
在图4中示意地示出在对抗工业企业中的大火灾时或在冷却遇到灾难的电厂时使用可移动的高浓物质泵。在使用可移动的高浓物质泵时重要的是：将尽可能多的灭火剂和/或冷却液体在最短时间内有针对性地施加到火源和/或要冷却的区域上，而在此没有危害人员。针对这种应用而使用可移动的高浓物质泵因此是有意义的，因为可移动的高浓物质泵的杆能够有针对性地移动并且灭火剂和/或冷却剂的排出地点在杆的端部处与可移动的高浓物质泵的相应的操作者远离。
相应地，能够经由用于延长管道16的接口15，连接另一所述管道26a以用于与进一步隔开设置的灭火剂储存器和/或冷却剂储存器26连接。高浓物质泵能够以该方式用作为用于对燃烧物体灭火或用于冷却要冷却的物体的扩展的使用可行性，其中其能够以足够的精度输出不中断的射束和高的体积。在此实现的体积流由于具有增压装置3的高浓物质泵的结构而是均匀的并且与在没有增压装置的相同尺寸设计的设备相比明显更高——直至50％——。此外，能够通过恒定的流实现更高的目标精度，因为杆不执行不可预见的摆动运动。
如果冷却剂例如喷射到受灾的电厂上，那么所述冷却剂通常也必须再次被抽出。冷却剂或灭火剂典型地在底部上、在沉降部中或在下置的腔室中收集。冷却剂再次能够用不同的材料，例如放射性的同位素或者可被冷却剂溶解的材料加载。此外，在抽吸时也抽吸沙子、墙段或其他的固体和悬浮体。
在此提出的高浓物质泵能够在此经由可移动的高浓物质泵的杆再次泵出冷却剂，所述冷却剂被相应物质、尤其有害物质和固体和悬浮物质加载。特别地，被加载的冷却剂借助于同样连接在延长管道15上到管道25a泵入废水储存器25中。在此，相应的操作员不与废水接触。
在废水储存器25和冷却剂储存器或灭火剂储存器26之间的切换在所示出的实施例中通过相应的挡板24实现，所述挡板分别仅能够打开管道25a、26a。
由于高浓物质泵相对于借助相应液体输送的悬浮物质的不敏感性也能够考虑相应的冷却液体的多重应用，以便降低被加载的材料的总体积。对此，于是能够交替地从这两个储存器25、26中输送液体并且再次泵出。
附图标记列表
(1)    第一泵单元
(2)    第二泵单元
(3)    增压装置
(4)    抽吸管道
(5)    输送管道
(6)    增压装置的切换点
(7)    切换装置
(8)    闸板
(9)    储备容器
(10)   增压装置的切换点
(11)   泵单元的切换点
(12)   第一泵单元的输送活塞
(13)   第二泵单元的输送活塞
(14)   增压装置的输送活塞
(15)   用于抽吸管道(4)的输入端部处的延长管道的接口
(16)   延长管道
(17)   切换装置(7)的挡板
(18)   增压装置的输出端部
(21)   泵单元(1)的驱动缸
(22)   泵单元(2)的驱动缸
(23)   增压装置(3)的驱动缸
(24)   用于在这两个管道(25a)和(26a)之间切换的挡板
(25)   废水储存器
(25a)  到废水储存器(25)的管道
(26)   冷却剂/灭火剂储存器
(26a)  到冷却剂/灭火剂储存器(26)的管道

Claims (20)

1.一种用于产生连续的高浓物质流的高浓物质泵，所述高浓物质泵具有：至少两个以泵送运行和抽吸运行交替的泵单元(1，2)；抽吸管道(4)，所述抽吸管道具有与所述泵单元分开作用的、用于主动地引起高浓物质压缩的增压装置(3)；输送管道(5)和用于在所述泵单元(1，2)之间切换的切换装置(7)，其中在第一运行状态下，通过所述切换装置(7)，至少一个第一泵单元(1)在泵送运行中与所述输送管道(5)连接并且至少一个第二泵单元(2)在抽吸运行中与所述抽吸管道(4)连接，
其特征在于，
在第二运行状态下，通过所述切换设备(7)，至少一个第一泵单元(1)在抽吸运行中与所述输送管道(5)连接并且至少一个第二泵单元(2)在泵送运行中与所述抽吸管道(4)连接，以及所述增压装置(3)切换成不作用。
2.根据权利要求1所述的高浓物质泵，其特征在于，所述切换装置(7)的挡板(17)的位置能够被转换以用于在第一和第二运行状态之间转换。
3.根据权利要求1所述的高浓物质泵，其特征在于，为了在所述第一和第二运行状态之间转换，能够转换至少一个第一和第二泵单元(1，2)的运转方向，其中转换优选能够通过切换相应的所述泵单元(1，2)的相应的驱动缸(21，22)的运转方向来执行。
4.根据上述权利要求中任一项所述的高浓物质泵，其特征在于，所述增压装置(3)通过与储备容器(9)连接而能够切换成不作用，其中所述增压装置(3)优选通过打开闸板(8)而能够与储备容器(9)连接。
5.根据上述权利要求中任一项所述的高浓物质泵，其特征在于，所述增压装置(3)包括驱动缸/输送缸单元。
6.根据上述权利要求中任一项所述的高浓物质泵，其特征在于，所述增压装置(3)能够通过如下方式切换成不作用：所述增压装置(3)的所述输送缸的活塞(14)封闭所述输送缸的输出端部(18)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的高浓物质泵，其特征在于，能机械、液压、气动或电操作的开关元件设置用于影响所述泵单元(1，2)的和所述增压装置(3)的功能，其中用于操作开关元件的信号优选能够中断。
8.根据上述权利要求中任一项所述的高浓物质泵，其特征在于，在所述第二运行状态下，所述输送管道(5)的、所述泵单元(1，2)的和所述抽吸管道(4)的高浓物质内含物能够泵送到储备容器(9)中。
9.根据上述权利要求中任一项所述的高浓物质泵，其特征在于，管道延长部(16)能够连接到所述抽吸管道(4)的输入端部(15)上，优选在储备容器(9)之内。
10.根据权利要求9所述的高浓物质泵，其特征在于，在所述第二运行状态下，所述输送管道(5)的内含物能够经由所述管道延长部(16)泵送。
11.根据上述权利要求中任一项所述的高浓物质泵，其特征在于，在紧急运行中，第一泵单元(1)能够在泵送运行中与所述输送管道(5)连接并且第二泵单元(2)能够在抽吸运行中与所述抽吸管道(4)连接，而没有接入所述增压装置(3)的作用。
12.一种用于运行用于产生连续的高浓物质流的高浓物质泵的方法，所述高浓物质泵具有：至少两个以泵送运行和抽吸运行交替的泵单元(1，2)；抽吸管道(4)，所述抽吸管道具有与所述泵单元分开作用的、用于主动地引起高浓物质压缩的增压装置(3)；输送管道(5)和用于在所述泵单元(1，2)之间切换的切换装置(7)，其中在第一运行状态下通过所述切换装置(7)将至少一个第一泵单元(1)在泵送运行中与所述输送管道(5)连接并且将至少一个第二泵单元(2)在抽吸运行中与所述抽吸管道(4)连接，
其特征在于，
在第二运行状态下通过所述切换设备(7)将至少一个第一泵单元(1)在抽吸运行中与所述输送管道(5)连接并且将至少一个第二泵单元(2)在泵送运行中与所述抽吸管道(4)连接，并且将所述增压装置(3)切换成不作用。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，能够转换所述切换装置(7)的挡板(17)的位置以用于在所述第一和第二运行状态之间转换。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述第二运行状态下相对于所述第一运行状态下的相应的位置反转地、优选180°相移地运行所述挡板(17)。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，为了在所述第一和第二运行状态之间转换，能够切换至少一个第一和第二泵单元(1，2)的运转方向，其中优选地切换相应的泵单元(1，2)的相应的驱动缸(21，22)的运转方向。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述增压装置(3)通过与储备容器(9)连接而能够切换成不作用，其中所述增压装置(3)优选通过打开闸板(8)而与所述储备容器(9)连接。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述增压装置(3)能够通过如下方式切换成不作用：所述增压装置(3)的所述输送缸的活塞(14)运动到所述输送缸的输出端部(18)上并且在所述输出端部所述第二运行状态下在那里保持封闭。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第二运行状态下，将所述输送管道(5)的、所述泵单元(1，2)的和所述抽吸管道(4)的高浓物质内含物泵送到储备容器(9)中。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的方法，其特征在于，将管道延长部(16)连接到所述抽吸管道(4)的输入端部(15)上，优选在储备容器(9)之内，并且在所述第二运行状态下，经由所述管道延长部(16)泵送所述输送管道(5)的内含物。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的方法，其特征在于，在紧急运行中，第一泵单元(1)在泵送运行中与所述输送管道(5)连接并且第二泵单元(2)能够在抽吸运行中与所述抽吸管道(4)连接，而没有接入所述增压装置(3)的作用。
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