DE102018132704A1

DE102018132704A1 - Vorrichtung zur Förderung von Dickstoff

Info

Publication number: DE102018132704A1
Application number: DE102018132704.8A
Authority: DE
Inventors: Waldemar Klassen; Michael Kordus
Original assignee: Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Current assignee: Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2020-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Förderung von Dickstoff, mit mindestens einer Pumpkammer (2, 2a), die den zu fördernden Dickstoff aufnimmt, einer Befülleinrichtung (3), die die Pumpkammer (2, 2a) durch eine die Befülleinrichtung (3) mit der Pumpkammer (2, 2a) verbindende Befüllöffnung (4, 4a) mit zu förderndem Dickstoff befüllt, und einer Kolbenpumpe (5), die mindestens einen plungerartigen Förderkolben (6, 6a) zum Fördern des Dickstoffs aus der Pumpkammer (2, 2a) in eine druckseitig an die Vorrichtung (1) angeschlossene Förderleitung (7) umfasst, wobei der Förderkolben (6, 6a) dazu ausgebildet ist, zur Förderung des Dickstoffs in die Pumpkammer (2, 2a) einzudringen und den in der Pumpkammer (2, 2a) aufgenommenen Dickstoff aus der Pumpkammer (2, 2a) zu verdrängen und in die Förderleitung (7) zu verpressen, mit einem Absperrschieber (8), der die Befüllöffnung (4, 4a) in einer Offenstellung, die der Absperrschieber (8) während der Befüllung der Pumpkammer (2, 2a) mit Dickstoff einnimmt, freigibt und die Befüllöffnung (4, 4a) in einer Schließstellung, die der Absperrschieber (8) während des Verpressens des aufgenommen Dickstoffs in die Förderleitung (7) einnimmt, verschließt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Förderung von Dickstoff, mit mindestens einer Pumpkammer, die den zu fördernden Dickstoff aufnimmt, einer Befülleinrichtung, die die Pumpkammer durch eine die Befülleinrichtung mit der Pumpkammer verbindende Befüllöffnung mit zu förderndem Dickstoff befüllt, und einer Kolbenpumpe, die mindestens einen plungerartigen Förderkolben zum Fördern des Dickstoffs aus der Pumpkammer in eine druckseitig an die Vorrichtung angeschlossene Förderleitung umfasst, wobei der Förderkolben dazu ausgebildet ist, zur Förderung des Dickstoffs in die Pumpkammer einzudringen und den in der Pumpkammer aufgenommenen Dickstoff aus der Pumpkammer zu verdrängen und in die Förderleitung zu verpressen.
Eine solche Vorrichtung ist aus DE 42 28 806 A1 und DE 43 41 607 A1 bekannt. Nachteilig an den hier beschrieben Vorrichtungen ist, dass die Pumpkammer beim Verdrängen von Dickstoff durch den Förderkolben und beim Verpressen des Dickstoffs in die Förderleitung nicht verschlossen ist. So kann beim Fördervorgang wiederum Dickstoff aus der Pumpkammer in die Befülleinrichtung entweichen, solange der plungerartige Förderkolben die Befüllöffnung nicht verschlossen hat. Erst, wenn der Förderkolben die Befüllöffnung verschließt, kann der Dickstoff nicht mehr aus der Befüllöffnung zurück in die Befülleinrichtung entweichen. Für einen effektiven Fördervorgang muss der Förderkolben daher bis in die Austrittsöffnung der Pumpkammer eintauchen. Beim Zurückfahren des Förderkolbens aus der Austrittsöffnung entsteht in der Förderleitung so ein Totraum, der beim erneuten Befüllen der Pumpkammer mit zu förderndem Dickstoff nur teilweise aufgefüllt wird. Damit ergibt sich ein relativ geringer Füllungsgrad, der die mögliche Gesamtpumpleistung reduziert.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zur Förderung von Dickstoff anzugeben, welche die beschriebenen Nachteile behebt und eine effektive und gleichmäßige Förderung von Dickstoff ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Dadurch, dass einen Absperrschieber vorgesehen ist, der die Befüllöffnung in einer Offenstellung, die der Absperrschieber während der Befüllung der Pumpkammer mit Dickstoff einnimmt, freigibt und die Befüllöffnung in einer Schließstellung, die der Absperrschieber während des Verpressens des aufgenommen Dickstoffs in die Förderleitung einnimmt, verschließt, kann auf einfache Weise verhindert werden, dass Dickstoff beim Verdrängen aus der Pumpkammer und beim Verpressen in die Förderleitung aus der Pumpkammer über die Befüllöffnung in die Befülleinrichtung austritt. Damit ist eine effektive und gleichmäßige Förderung von Dickstoff möglich. In der Offenstellung des Absperrschiebers wird die Befüllöffnung einfach freigegeben, um die Befüllung der Pumpkammer über die Befülleinrichtung zu ermöglichen. Verfährt der Absperrschieber hingegen in die Schließstellung wird die Befüllöffnung wirksam verschlossen, sodass der in der Pumpkammer aufgenommene Dickstoff effektiv in die Förderleitung verpresst werden kann. Mit dem Verschluss der Befüllöffnung während des Verpressens des in der Pumpkammer aufgenommenen Dickstoffs in die Förderleitung kann die Gesamtpumpleistung einfach gesteigert werden, da der Dickstoff nicht wieder über die Befüllöffnung in die Befülleinrichtung austreten kann. Insbesondere schwer pumpbare Dickstoffe, die beispielsweise sehr zäh sind, wie etwa Watte, Kreide oder Ton oder ähnliches, lassen sich mit der hier vorgeschlagenen Vorrichtung effizient fördern.
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 die Befülleinrichtung mindestens eine Förderschnecke zur Förderung von Dickstoff in die mindestens eine Pumpkammer aufweist. Mit einer Förderschnecke in der Befülleinrichtung kann die Befüllung der Pumpkammer über die Befüllöffnung auf einfache Weise vollzogen werden. Mit der Förderschnecke lässt sich die Pumpkammer hervorragend mit Dickstoff befüllen, um eine effektive Förderung mittels des Förderkolbens in die Förderleitung zu erreichen. Es können auch mehrere Förderschnecken vorgesehen sein, um die Pumpkammer über die Befüllöffnung mit Dickstoff zu befüllen. Vorzugsweise sind zwei kombiniert miteinander arbeitende Förderschnecken vorgesehen, die gemeinsam die Befüllung der Pumpkammer über die Befüllöffnung sicherstellen.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass die Förderrichtung der mindestens einen Förderschnecke rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des mindestens einen Förderkolbens verläuft. Mit der rechtwinkligen Anordnung zwischen der Förderrichtung der Förderschnecke und der Bewegungsrichtung des Förderkolbens kann der zu fördernden Dickstoff direkt, also ohne Umlenkung und ohne Ventile von der Befülleinrichtung in die Pumpkammer geleitet werden. Hierdurch lässt sich die Pumpkammer sehr einfach und annähernd vollständig füllen, sodass der Dickstoff nach Verschluss der Befüllöffnung durch den Absperrschieber effektiv in die Förderleitung gepresst werden kann.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung bezieht sich darauf, dass die Befülleinrichtung einen Aufgabebehälter aufweist, wobei die Förderschnecke den Dickstoff aus dem Aufgabebehälter in die mindestens eine Pumpkammer fördert. Mit einem solchen Aufgabebehälter lässt sich die Befülleinrichtung einfach mit zu förderndem Dickstoff versorgen, um die Förderung über die Vorrichtung vorzunehmen.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass der mindestens eine Förderkolben zwischen zwei Endstellungen verfahrbar ist, wobei der Förderkolben in der ersten Endstellung aus der Pumpkammer vollständig herausgefahren ist und wobei der Förderkolben in der zweiten Endstellung vor einer die Pumpkammer mit der Förderleitung verbindenden Austrittsöffnung stoppt. In der ersten Endstellung des Förderkolbens kann die Pumpkammer bei Öffnung der Befüllöffnung durch den Absperrschieber einfach und annähernd vollständig mit zu förderndem Dickstoff durch die Befülleinrichtung befüllt werden. Dadurch, dass der Förderkolben in der ersten Endstellung vollständig aus der Pumpkammer herausgefahren ist, kann diese befüllt werden, ohne dass der Förderkolben das Aufnahmevolumen der Pumpkammer einschränkt. In der zweiten Endstellung beendet der Förderkolben das Verpressen von zu förderndem Gut aus der Pumpkammer in die Förderleitung vor der Austrittsöffnung. Dadurch, dass der Förderkolben vor der Austrittsöffnung stoppt und nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, in die Förderleitung über die Austrittsöffnung eintaucht, kann ein Totraum in der Förderleitung verhindert werden, der bei dem anschließenden Befüllen der Pumpkammer von der Befülleinrichtung nicht ausreichend mit Dickstoff ausgefüllt werden kann.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die mindestens eine Pumpkammer in einem Pumpkammergehäuse gebildet ist, wobei der mindestens eine Förderkolben über einen außerhalb des Pumpkammergehäuses angeordneten Hydraulikantrieb der Kolbenpumpe angetrieben wird, der über eine Kolbenstange mit dem Förderkolben gekoppelt ist. Über die Kopplung des außerhalb des Pumpkammergehäuses angeordneten Hydraulikantriebs mittels einer Kolbenstange kann die Pumpkammer ausreichend weit von dem Hydraulikantrieb separiert werden, um bei Austritt von Hydrauliköl aus dem Hydraulikantrieb eine Vermischung mit dem zu fördernden Dickstoff zuverlässig zu verhindern.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, die mindestens eine im Bereich der Befüllöffnung angeordnete Flüssigkeitsdüse vorsieht, die eine Flüssigkeit in die Pumpkammer hinein abgibt. Mittels der Flüssigkeitsdüse kann die Pumpfähigkeit des in die Pumpkammer aufgenommenen Dickstoffes verbessert werden. Hierzu wird die Flüssigkeitsdüse vorzugsweise nach dem Schließen der Befüllöffnung durch den Absperrschieber und bevor der Förderkolben mit dem Verpressen des Dickstoffes in die Förderleitung beginnt, aktiviert. Vorzugsweise sind mehrere Flüssigkeitsdüsen im Bereich der Befüllöffnung vorgesehen. Die Düsen werden vorzugsweise umlaufend jeweils kurzzeitig aktiviert. Auf diese Weise werden die Flüssigkeitsdüsen nacheinander geöffnet. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass beim Öffnen der Düsen jeweils die gleiche Flüssigkeitsmenge abgegeben wird. Bei gleichzeitiger Öffnung der parallel geschalteten Düsen könnte nicht zuverlässig sichergestellt werden, dass jede Düse die gleiche Flüssigkeitsmenge abgibt. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind insgesamt sechs Flüssigkeitsdüsen an der Befüllöffnung umlaufend angeordnet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Absperrschieber als Flachschieber ausgebildet ist. Mit einem solchen Flachschieber lässt sich die Befüllöffnung zwischen Befülleinrichtung und Pumpkammer einfach und schnell verschließen und freigeben.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schieberblatt des Flachschiebers eine zu der Befüllöffnung korrespondierende Durchlassöffnung aufweist. Die mit der Befüllöffnung korrespondierende Durchlassöffnung in dem Schieberblatt des Flachschiebers ermöglicht eine einfache Freigabe der Befüllöffnung durch den Flachschieber. In der Öffnungsstellung des Absperrschiebers kann der zu fördernde Dickstoff so einfach von der Befülleinrichtung durch die Durchlassöffnung in die Pumpkammer gefüllt werden. Die mit der Befüllöffnung korrespondierende Durchlassöffnung bietet in der Öffnungsstellung des Absperrschiebers einen verschleißarmen Durchlass für den zu fördernden Dickstoff in dem Absperrschieber.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass das Schieberblatt in einem Schiebergehäuse geführt ist, wobei das Schieberblatt in der Durchlassöffnung befindlichen Dickstoff beim Wechsel von der Offenstellung in die Schließstellung in das Schiebergehäuse und beim Wechsel aus der Schließstellung zurück in die Offenstellung in die Befüllöffnung überführt. Ein wesentlicher Aspekt bei der Konstruktion des Absperrschiebers zwischen der Befülleinrichtung und der Pumpkammer ist, dass der Flachschieber beim Verschliessen der Befüllöffnung den Dickstoff, der schon mit einem relativ hohen Druck von der Befülleinrichtung in die Pumpkammer gepresst wurde, nicht verdrängen muss. Beim Absperren der Befüllöffnung zieht der Absperrschieber einen Teil des Dickstoffes mit der Durchlassöffnung in das Schiebergehäuse. Der Dickstoff wird quasi von der Durchlassöffnung aus dem Förderstrom zwischen Befülleinrichtung und Pumpkammer herausgeschnitten, damit der Absperrschieber mit dem Schieberblatt die Befüllöffnung in der Verschlussstellung verschließen kann. Beim Öffnen wird die mit Dickstoff gefüllte Durchlassöffnung des Absperrschiebers wieder zwischen die Befülleinrichtung und die Pumpkammer geschoben, so dass die Befüllöffnung freigegeben wird und die Befülleinrichtung die Pumpkammer in Offenstellung des Absperrschiebers wieder mit Dickstoff befüllen kann. Für den Öffnungsvorgang des Absperrschiebers ist nur ein geringer Kraftaufwand notwendig, weil der Flachschieber keinen Dickstoff verdrängen muss.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung bezieht sich darauf, dass das Schieberblatt in der Schließstellung gegenüber der Pumpkammer über mindestens einen Dichtungsring abgedichtet ist. Zur Abdichtung des Flachschiebers kommt vorzugsweise ein von Betonpumpen bekanntes Dichtungsringprinzip zum Einsatz. Der Dichtungsring ist als ein umlaufender Gummiring ausgebildet, der einen metallischen Gleit- bzw. Schneidring mit einer Vorspannung auf den Absperrschieber presst.
Der Dichtungsring ist vorzugsweise als Automatikring ausgebildet, wie er beispielsweise auch aus dem Bereich der Betonpumpen bekannt ist. Bei einem Automatikdichtring ist der Gummiring so ausgebildet, dass in der Schließstellung der Förderdruck des zu fördernden Dickstoffes auf den Gummiring drückt und der Gummiring hierdurch den metallischen Gleit- bzw. Schneidring mit einer zusätzlichen Anpresskraft, die stärker als die durch die Vorspannung ausgeübte Kraft, auf den Absperrschieber presst. Damit der Gleit- und Schneidring auch beim Öffnungs- und Schliessvorgang des Absperrschiebers ebenfalls eine Abdichtung bewirkt, übt der Gummiring auch im unbelasteten Zustand eine definierte Vorspannung auf den Gleit- und Schneidring aus, welche den Gleit- und Schneidring gegen das Schieberblatt des Flachschiebers drückt.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht zwei Pumpkammern vor, denen jeweils eine Befüllöffnung zugeordnet ist, und zwei jeweils einer Pumpkammer zugeordnete Förderkolben, wobei die Förderkolben im Gegentakt arbeiten und wobei der Absperrschieber die Befüllöffnungen der beiden Pumpkammern abwechselnd freigibt bzw. verschließt. Die Befülleinrichtung fördert den zu fördernden Dickstoff hier in Richtung der beiden Pumpkammern. Der Absperrschieber sorgt dafür, dass die Befüllöffnungen zu den Pumpkammern abwechselnd geöffnet und verschlossen werden. Während ein Förderkolben den Dickstoff aus der einen Pumpkammer in die Förderleitung presst, wird die andere Pumpkammer von der Befülleinrichtung mit Dickstoff aufgefüllt. Hierdurch lässt sich mit der abwechselnden Freigabe bzw. dem abwechselnden Verschluss der Befüllöffnungen durch den Absperrschieber auf einfache Weise ein annähernd kontinuierlicher Fördervorgang des Dickstoffes mit der Vorrichtung erzielen.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass der Absperrschieber die Durchlassöffnung des Schieberblattes zwischen den beiden Befüllöffnungen hin und her bewegt. Besonders einfach lassen sich die beiden Befüllöffnungen dadurch abwechselnd öffnen und schließen, dass die Durchlassöffnung des Schieberblattes zwischen den beiden Befüllöffnungen hin und her bewegt wird. Hier dient die gleiche Durchlassöffnung des einen Absperrschiebers zur abwechselnden Freigabe der Befüllöffnungen und das Schieberblatt des Absperrschiebers verschließt die Befüllöffnungen abwechselnd, um ein Zurückströmen des zu fördernden Dickstoffes in die Befülleinrichtung zu verhindern.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass die Befülleinrichtung einen Trichter umfasst, der den Dickstoff auf die beiden Pumpkammern aufteilt. Mit einem solchen Trichter lassen sich die Pumpkammern abwechselnd von der Befülleinrichtung befüllen.
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:

1 erfindungsgemäße Vorrichtung,
2 Vorrichtung ohne Schiebergehäuseabdeckung und Pumpkammergehäuse,
3 Vorrichtung gemäß 3 bei freigegebener Befüllöffnung,
4 Schnittdarstellung der Vorrichtung mit horizontaler Teilung,
5 Schnittdarstellung der Vorrichtung mit vertikaler Teilung,
6 Schnittdarstellung der Vorrichtung mit vertikaler Teilung bei verschlossener Befüllöffnung,
7 Absperrschieber in Einzelansicht,
8 weitere Schnittdarstellung der Vorrichtung mit vertikaler Teilung,
9 Automatikringe,
10 Vorrichtung mit zwei Pumpkammern,
11 weitere Ansicht auf Vorrichtung gemäß 10 und
12 vergrößerte Schnittdarstellung mit horizontaler Teilung.

In der 1 mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt. Die Vorrichtung 1 gemäß 1 verfügt über eine Pumpkammer 2 (2), die von einem Pumpkammergehäuse 14 umgeben ist.
Bei der Förderung von Dickstoff durch die Vorrichtung 1 nimmt die Pumpkammer 2 (2) den zu fördernden Dickstoff auf. Eine Befülleinrichtung 3 der Vorrichtung 1 befüllt hierzu die Pumpkammer 2 (2) durch eine Befüllöffnung 4 (2) im Pumpkammergehäuse 14. Die in 1 von außen sichtbare Kolbenpumpe 5 der Vorrichtung 1 verfügt über einen Förderkolben 6 (2) zum Fördern des Dickstoffs aus der Pumpkammer 2 (2) in eine druckseitig an die Vorrichtung 1 angeschlossene Förderleitung 7. Der Förderkolben 6 wird hierzu über den in 1 ersichtlichen Hydraulikantrieb 15 angetrieben. Durch den Antrieb des Förderkolbens 6 (2) dringt dieser zur Förderung des Dickstoffs in die Pumpkammer 2 (2) ein und verdrängt den in der Pumpkammer 2 (2) aufgenommenen Dickstoff aus der Pumpkammer 2 (2), sodass der Dickstoff in die Förderleitung 7 verpresst wird. An der Vorrichtung 1 ist ein Absperrschieber 8 (2) vorgesehen, der in dem in 1 ersichtlichen Schiebergehäuse 20 geführt ist. Dieser Absperrschieber 8 (2) gibt die Befüllöffnung 4 (2) in einer Offenstellung frei, sodass die Befülleinrichtung 3 die Pumpkammer 2 (2) mit Dickstoff befüllen kann. In einer Schließstellung verschließt der Absperrschieber 8 (2) die Befüllöffnung 4 (2), sodass während des Verpressens des aufgenommenen Dickstoffs in die Förderleitung 7 kein Dickstoff über die Befüllöffnung 4 (2) aus der Pumpkammer 2 (2) austreten kann. In der Darstellung auch zu erkennen ist ein Auslassschieber 23, mit dem die Förderleitung 7 verschlossen werden kann. Der Auslassschieber 23 an der Austrittsöffnung 13 (4) der Pumpkammer 2 (2) kann verwendet werden, um das Zurückfließen des Dickstoffs von der Förderleitung 7 in die Pumpkammer 2 (2) zu verhindern, während der Förderkolben 6 (2) zurückfährt. Bei sehr zähem, schwer pumpbaren Dickstoff, der nicht zurückfließt, wird dieser Auslassschieber 23 nicht benötigt.
Die 2 zeigt die Vorrichtung 1 gemäß 1, wobei hier zur Erläuterung Teile des Schiebergehäuses 20 (1) und Teile des Pumpkammergehäuses 14 (1) weggelassen sind. Hierdurch ist ein Blick in die Pumpkammer 2 der Vorrichtung 1 möglich und der Absperrschieber 8 ist mit seinem Schieberblatt 18 gut erkennbar. Außerdem gut zu erkennen ist der plungerartige Förderkolben 6, der in der gezeigten Stellung zumindest teilweise in die Pumpkammer 2 eingedrungen ist. Das Schieberblatt 18 des Absperrschiebers 8 ist in die Schließstellung verschoben, sodass die Befüllöffnung 4 im Pumpkammergehäuse 14 verschlossen ist. Wie aus 2 ersichtlich, wird das Schieberblatt 18 des Absperrschiebers 8 über zwei seitlich angreifende Hydraulikzylinder zwischen Offenstellung und Schließstellung im Schiebergehäuse verschoben. Im Bereich der Befüllöffnung 4 sind umlaufend sechs Flüssigkeitsdüsen 17 angeordnet, die eine Flüssigkeit, beispielweise Wasser, oder eine andere, mit dem zu fördernden Dickstoff kompatible Flüssigkeit, in die Pumpkammer 2 hinein abgeben. Mittels der Flüssigkeitsdüsen 17 kann die Pumpfähigkeit des in die Pumpkammer 2 aufgenommenen Dickstoffes verbessert werden. Hierzu werden die Düsen 17 vorzugsweise umlaufend jeweils kurzzeitig aktiviert. Auf diese Weise werden die Düsen 17 nacheinander geöffnet. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass beim Öffnen der Düsen 17 jeweils die gleiche Flüssigkeitsmenge abgegeben wird.
Mit 3 ist die Vorrichtung gemäß 2 gezeigt, wobei hier das Schieberblatt des Absperrschiebers in Offenstellung gezeigt ist. Der von den beiden seitlichen angreifenden Hydraulikzylindern 24 in Offenstellung verschobene Absperrschieber 8 gibt die Befüllöffnung 4 frei, sodass die zwei Förderschnecken 9 der Befülleinrichtung 3 durch die Befüllöffnung 4 zu sehen sind. Für die Freigabe der Befüllöffnung 4 in der Offenstellung verfügt das Schieberblatt 18 des Absperrschiebers 8 über eine Durchlassöffnung 19 (7), die mit der Befüllöffnung 4 korrespondiert, wie in 3 zu erkennen ist. So kann die Befülleinrichtung 3 bei dem Absperrschieber 8 in Offenstellung ungehindert zu fördernden Dickstoff in die Pumpkammer 2 füllen.
Die 4 zeigt die Vorrichtung 1 gemäß der 1-3 in einer Schnittdarstellung, wobei der Schnitt die Vorrichtung horizontal teilt. Mit dieser Schnittdarstellung ist ein Blick in die Befülleinrichtung 3 möglich, sodass die beiden Förderschnecken 9 zur Förderung des Dickstoffs in die Pumpkammer 2 gut zu erkennen sind. Über die Rotation der beiden Förderschnecken 9 um ihre Rotationsachsen wird der zu fördernde Dickstoff in der als Blockpfeil angedeuteten Förderrichtung 10 von der Befülleinrichtung 3 über die Befüllöffnung 4 in die Pumpkammer 2 gefüllt. Hier wird der in der Pumpkammer 2 aufgenommene Dickstoff bei der Förderung durch den Förderkolben 6, welcher in die Pumpkammer 2 eindringt, verdrängt und in die Förderleitung 7 verpresst. Die hierbei vollzogene Bewegung 11 des Förderkolbens 6, welche ebenfalls als Blockpfeil angedeutet ist, ist rechtwinklig zur Förderrichtung 10 der Förderschnecken 9 orientiert. Mit der rechtwinkligen Orientierung der Förderrichtung 10 zur Bewegungsrichtung 11 des Förderkolbens 6 lässt sich die Pumpkammer 2 auch mit sehr zähem Dickstoff optimal befüllen. Die rechtwinklige Orientierung der Bewegungsrichtung 11 des Förderkolbens 6 zur Förderrichtung 10 der Befülleinrichtung 3 ermöglicht eine optimale Positionierung des aufgenommenen Dickstoffs in der Pumpkammer 2, um diesen durch das Eindringen des Förderkolbens 6 aus der Pumpkammer 2 zu verdrängen und in die Förderleitung 7 zu verpressen. Der Förderkolben 6 ist hier in der ersten Endstellung gezeigt, wo der plungerartige Förderkolben 6 vollständig aus der Pumpkammer 2 herausgefahren ist. Hierdurch kann die Pumpkammer 2 optimal von der Befülleinrichtung 3 befüllt werden. Nach dem Pumpvorgang durch Bewegung des Förderkolbens 6 in der eingezeichneten Bewegungsrichtung 11 stoppt der Förderkolben 6 in einer zweiten Endstellung vor der Austrittsöffnung 13 (12), welche die Pumpkammer 2 mit der Förderleitung 7 verbindet.
Hierdurch wird beim Pumpvorgang hinter der Austrittsöffnung 13 kein Totraum geschaffen, der sich nur schwer über die Befülleinrichtung 3 befüllen ließe, da der Dickstoff hier von den Förderschnecken 9 um einen rechten Winkel herum geleitet werden müsste. In der Schnittdarstellung gemäß 4 ist auch gut zu erkennen, dass der Hydraulikantrieb 15 der Kolbenpumpe 5 über eine Kolbenstange 16 mit dem Förderkolben 6 gekoppelt ist. Der Hydraulikantrieb 15 ist außerhalb des Pumpkammergehäuses 14 angeordnet, sodass eine Vermischung von austretendem Hydrauliköl mit dem Dickstoff wirksam verhindert wird.
Aus 5 geht eine Schnittdarstellung der Vorrichtung 1 gemäß 3 mit einem vertikalen Schnitt durch die Vorrichtung 1 hervor. Der Absperrschieber 8 befindet sich hier, wie in 3, in Offenstellung, sodass die Befüllöffnung 4 von der Durchlassöffnung 19 (7) im Schieberblatt 18 (7) des Absperrschiebers 8 freigegeben ist. Die Förderschnecken 9 der Befülleinrichtung 3 können so die Pumpkammer 2 mit Dickstoff befüllen, der über den Aufgabebehälter 12 in die Befülleinrichtung 3 eingeführt werden kann.
In 6 ist eine Schnittdarstellung mit einem vertikalen Schnitt durch die Vorrichtung 1 gemäß 2 gezeigt. Der Absperrschieber 8 befindet sich hier in Schließstellung, sodass die Befüllöffnung 4 verschlossen ist und in der Pumpkammer 2 aufgenommener Dickstoff nicht zurück in die Befülleinrichtung 3 strömen kann, wenn der plungerartige Förderkolben 6 in die Pumpkammer 2 eindringt.
Die 7 zeigt eine Einzelansicht auf den Absperrschieber 8, welcher als Flachschieber ausgebildet ist und ein Schieberblatt 18 aufweist, in das die Durchlassöffnung 19 eingelassen ist. Die Durchlassöffnung 19 korrespondiert in Offenstellung mit der Befüllöffnung 4 (3) in dem Pumpkammergehäuse 14 (1) und ist hierzu entsprechend ausgeformt.
Aus 8 geht die Schnittdarstellung gemäß 6 aus einer anderen Perspektive hervor. Zu erkennen ist, dass der Absperrschieber 8 in Schließstellung mit dem Schieberblatt 18 die Befüllöffnung 4 zwischen Befülleinrichtung 3 und Pumpkammer 2 des Pumpkammergehäuses 14 verschließt. In der Durchlassöffnung 19 des Absperrschiebers 8 befindet sich schraffiert dargestellter Dickstoff, welcher beim Wechsel des Absperrschiebers 8 von der Offenstellung in die Schließstellung in das Schiebergehäuse 20 überführt wurde. Der hier befindliche Dickstoff wurde zur Anordnung des Schieberblattes 18 in der Schließstellung aus dem Förderstrom des Dickstoffs zwischen Befülleinrichtung 3 und Pumpkammer 2 von dem Absperrschieber 8 herausgeschnitten. Beim Wechsel aus der Schließstellung zurück in die Offenstellung wird der schraffiert dargestellte Dickstoff zurück in die Befüllöffnung 4 überführt. Hierdurch muss der Absperrschieber 8 beim Wechsel zwischen Offenstellung und Schließstellung den Dickstoff nicht verdrängen. Aus der Darstellung gemäß 8 sind zudem zwei Dichtungsringe 21, 21 a erkennbar, die in Schließstellung das Schieberblatt 18 gegenüber der Pumpkammer 2 und gegenüber der Befülleinrichtung 3 abdichten. Die Dichtungsringe 21, 21a bestehen beispielsweise aus einem Gummiring 25, 25a und einem metallischen Gleit- und Schneidring 26, 26a, wobei der beispielsweise als Rechteckprofil ausgebildete Gummiring 25,25a den Gleit- und Schneidring 25, 25a mit einer Vorspannung auf den Absperrschieber 8 presst.
Die Dichtungsringe 21, 21a verhindern, dass Fördergut in den Spalt zwischen der Abschieberplatte 18 und die Abschieberplattenführung 27 eindringt.
Die Dichtungsringe 21, 21a können auch als Automatikringe 21, 21a ausgebildet sein, wie aus der Detailansicht gemäß 9 besser zu erkennen ist. Die Automatikringe 21, 21a sind als umlaufende Gummiringe 25, 25a zusammen mit metallischen Gleitringen 25, 25a ausgebildet, wobei der Förderdruck des Dickstoffes auf die Gummiringe 21, 21a wirkt. Bei dem linken Automatikring 21 wird der Förderdruck des Dickstoffs durch die Befülleinrichtung 3 erzeugt, was bedeutet, dass der Automatikring 21 besonders beim Befüllen der Pumpkammer 2 durch die Befülleinrichtung 3 wirksam ist. Der rechte Automatikring 21a wird durch den Förderdruck, der durch den in die Pumpkammer 2 eindringenden Förderkolben 6 erzeugt wird abgedichtet. Hierzu presst der Gummiring 25, 5a einen metallischen Gleit- und Schneidring 26, 26a auf den Absperrschieber 8. Damit der Gleit- und Schneidring 26, 26a auch beim Öffnungs- und Schliessvorgang des Absperrschiebers 8 ebenfalls eine Abdichtung bewirkt, übt der Gummiring 25, 25a auch im unbelasteten Zustand eine definierte Vorspannung auf den Gleit- und Schneidring 25, 25a aus, welche den Gleit- und Schneidring 26, 26a gegen das Schieberblatt 18 des Flachschiebers 18 drückt. Der Vorteil des Automatikrings besteht darin, dass der Anpressdruck und damit der Verschleiß beim Öffnen und Schließen des Absperrschiebers 18 eher gering, ist aber während des Fördervorganges des Förderkolbens 2 insbesondere auf der Seite der Pumpkammer 2 eine sehr gute Abdichtung des Spaltes zwischen dem Absperrschieber 18 und der Absperrschieberführung 27 erzielt wird.
Mit 10 ist eine Vorrichtung mit zwei Pumpkammern 2, 2a gezeigt. Diese beiden Pumpkammern 2, 2a verfügen jeweils über eine Befüllöffnung 4, 4a über welche die Befülleinrichtung 3 die Pumpkammern 2, 2a mit zu förderndem Dickstoff befüllt. Hierzu verfügt die Befülleinrichtung 3 über einen Trichter 22, der den Dickstoff auf die beiden Pumpkammern 2, 2a aufteilt. Der Absperrschieber 8 bewegt die Durchlassöffnung 19 des Schieberblattes 18 ( 7) zwischen den beiden Befüllöffnungen 2, 2a hin und her, um die Befüllöffnung 4, 4a abwechselnd freizugeben bzw. zu verschließen. Hierdurch können die beiden den Pumpkammern 2, 2a zugeordneten Förderkolben 6, 6a im Gegentakt arbeiten und eine kontinuierliche Förderung von Dickstoff in die Förderleitung 7 bewirken.
Dies ist auch aus 11 ersichtlich, welche die wechselseitige Förderung des Dickstoffes aus den beiden Pumpkammern 2, 2a in die Förderleitung 7 verdeutlicht. Während der erste Förderkolben 6 sich in der zweiten Endstellung befindet und vor der Austrittsöffnung 13 stoppt, befindet sich der zweite Förderkolben 6a in der ersten Endstellung und ist vollständig aus der zweiten Pumpkammer 2a herausgefahren. Hierdurch kann über die vom Absperrschieber 8 freigegebene Befüllöffnung 4a (10) Dickstoff von der Befülleinrichtung 3 (10) in die zweite Pumpkammer 2a (10) gefüllt werden. Für den wechselseitigen Antrieb der beiden Förderkolben 6, 6a sind zwei Hydraulikantriebe 15, 15a vorgesehen, die jeweils über Kolbenstangen 16, 16a mit dem zugeordneten Förderkolben 6, 6a verbunden sind. An den Austrittsöffnungen 13 und 13a sind vorzugsweise Auslassschieber vorgesehen, die wechselseitig die Pumpkammern 2, 2a während der Befüllung durch die Befülleinrichtung 3 (10) von der Förderleitung 7 abtrennen.
12 zeigt eine vergrößerte horizontale Schnittdarstellung des Übergangsbereiches zwischen der Förderschnecke 6 und der Kolbenpumpe 5. Der Förderkolben 6 ist in dieser Ansicht in seinen zwei Endstellungen gezeigt, wobei der Förderkolben 6 in der zweiten Endstellung, nach Beendigung des Pumpvorganges, mit 6' bezeichnet ist. Hier ist gut sichtbar, dass die zwei parallel fördernden Förderschnecken 9, deren Förderbreite auf die Breite auf die Breite der Durchlassöffnung 19 abgestimmt ist, sehr nah an die Durchlassöffnung 19 heranreichen, um den Totraum vor der Durchlassöffnung 19 zu minimieren. Ferner ist erkennbar, dass der Förderweg des Förderkolbens 6 nur geringfügig größer als die Breite der Durchlassöffnung 19 ist. Das heißt beispielsweise bei einer Breite der Durchlassöffnung 19 von ca. 60 cm sollte der Förderweg des Förderkolbens 6 nicht mehr als 70 cm betragen, damit in der Pumpkammer 2 keine größeren Toträume seitlich der Durchlassöffnung 19 entstehen, die insbesondere das Befüllen der Pumpkammer 2 durch die Förderschnecke 9 erschweren würden, was bei sehr zähem Fördergut zu einem geringen Füllungsgrad der Pumpkammer 2 führen würde. Die Durchlassöffnung 19 kann, wie in 12 angedeutet, auch in Richtung der Pumpkammer 2 leicht trichterförmig aufgeweitet sein, um die Befüllung der Pumpkammer 2 weiter zu verbessern.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Pumpkammer, 2a zweite Pumpkammer
3: Befülleinrichtung
4: Befüllöffnung, 4a zweite Befüllöffnung
5: Kolbenpumpe
6: Förderkolben, 6a zweiter Förderkolben
7: Förderleitung
8: Absperrschieber
9: Förderschnecke
10: Förderrichtung
11: Bewegungsrichtung
12: Aufgabebehälter
13: Austrittsöffnung, 13a zweite Austrittsöffnung
14: Pumpkammergehäuse
15: Hydraulikantrieb, 15a zweiter Hydraulikantrieb
16: Kolbenstange, 16a zweite Kolbenstange
17: Flüssigkeitsdüse
18: Schieberblatt
19: Durchlassöffnung
20: Schiebergehäuse
21: Dichtungsring, 21a zweiter Dichtungsring
22: Trichter
23: Auslassschieber
24: Hydraulikzylinder
25: Gummiring, 25a zweiter Gummiring
26: Gleit- und Schneidring, 26a zweiter Gleit- und Schneidring
27: Absperrschieberführung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4228806 A1 [0002]
DE 4341607 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung (1) zur Förderung von Dickstoff, mit - mindestens einer Pumpkammer (2, 2a), die den zu fördernden Dickstoff aufnimmt, - einer Befülleinrichtung (3), die die Pumpkammer (2, 2a) durch eine die Befülleinrichtung (3) mit der Pumpkammer (2, 2a) verbindende Befüllöffnung (4, 4a) mit zu förderndem Dickstoff befüllt, und - einer Kolbenpumpe (5), die mindestens einen plungerartigen Förderkolben (6, 6a) zum Fördern des Dickstoffs aus der Pumpkammer (2, 2a) in eine druckseitig an die Vorrichtung (1) angeschlossene Förderleitung (7) umfasst, wobei der Förderkolben (6, 6a) dazu ausgebildet ist, zur Förderung des Dickstoffs in die Pumpkammer (2, 2a) einzudringen und den in der Pumpkammer (2, 2a) aufgenommenen Dickstoff aus der Pumpkammer (2, 2a) zu verdrängen und in die Förderleitung (7) zu verpressen, gekennzeichnet durch einen Absperrschieber (8), der die Befüllöffnung (4, 4a) in einer Offenstellung, die der Absperrschieber (8) während der Befüllung der Pumpkammer (2, 2a) mit Dickstoff einnimmt, freigibt und die Befüllöffnung (4, 4a) in einer Schließstellung, die der Absperrschieber (8) während des Verpressens des aufgenommen Dickstoffs in die Förderleitung (7) einnimmt, verschließt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befülleinrichtung (3) mindestens eine Förderschnecke (9) zur Förderung von Dickstoff in die mindestens eine Pumpkammer (2, 2a) aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderrichtung (10) der mindestens einen Förderschnecke (9) rechtwinklig zur Bewegungsrichtung (11) des mindestens einen Förderkolbens (6, 6a) verläuft.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befülleinrichtung (3) einen Aufgabebehälter (12) aufweist, wobei die Förderschnecke (9) den Dickstoff aus dem Aufgabebehälter (12) in die mindestens eine Pumpkammer (2, 2a) fördert.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Förderkolben (6, 6a) zwischen zwei Endstellungen verfahrbar ist, wobei der Förderkolben (6, 6a) in der ersten Endstellung aus der Pumpkammer (2, 2a) vollständig herausgefahren ist und wobei der Förderkolben (6, 6a) in der zweiten Endstellung vor einer die Pumpkammer mit der Förderleitung (6, 6a)) verbindenden Austrittsöffnung (13, 13a) stoppt.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Pumpkammer (2, 2a) in einem Pumpkammergehäuse (14) gebildet ist, wobei der mindestens eine Förderkolben (6, 6a) über einen außerhalb des Pumpkammergehäuses (14) angeordneten Hydraulikantrieb (15, 15a) der Kolbenpumpe (5) angetrieben wird, der über eine Kolbenstange (16, 16a) mit dem Förderkolben (6, 6a) gekoppelt ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine im Bereich der Befüllöffnung (4) angeordnete Flüssigkeitsdüse (17), die eine Flüssigkeit in die Pumpkammer (2, 2a) hinein abgibt.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrschieber (8) als Flachschieber (8) ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberblatt (18) des Flachschiebers (8) eine zu der Befüllöffnung (4, 4a) korrespondierende Durchlassöffnung (19) aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberblatt (18) in einem Schiebergehäuse (20) geführt ist, wobei das Schieberblatt (18) in der Durchlassöffnung (19) befindlichen Dickstoff beim Wechsel von der Offenstellung in die Schließstellung in das Schiebergehäuse (20) und beim Wechsel aus der Schließstellung zurück in die Offenstellung in die Befüllöffnung (4, 4a) überführt.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberblatt (18) in der Schließstellung gegenüber der Pumpkammer (2, 2a) über mindestens einen Dichtungsring (21, 21a) abgedichtet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (21, 21a) als Automatikring ausgeführt ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei Pumpkammern (2, 2a), denen jeweils eine Befüllöffnung (4, 4a) zugeordnet ist, und zwei jeweils einer Pumpkammer (2, 2a) zugeordnete Förderkolben (6, 6a), wobei die Förderkolben (6, 6a) im Gegentakt arbeiten und wobei der Absperrschieber (8) die Befüllöffnungen (4, 4a) der beiden Pumpkammern (2, 2a) abwechselnd freigibt bzw. verschließt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 13, wobei der Absperrschieber (8) die Durchlassöffnung (19) des Schieberblattes (18) zwischen den beiden Befüllöffnungen (4, 4a) hin und her bewegt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Befülleinrichtung (3) einen Trichter (22) umfasst, der den Dickstoff auf die beiden Pumpkammern (2, 2a) aufteilt.