DE112019004380T5

DE112019004380T5 - System zur Überwachung von Betonpumpsystemen

Info

Publication number: DE112019004380T5
Application number: DE112019004380.3T
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2021-06-10
Also published as: US11248599B2; CA3113428A1; CA3113428C; US20210310482A1; WO2020068667A1

Abstract

System zur Überwachung einer Doppelzylinder-Betonpumpvorrichtung und eines Übergangsventils betätigt von einem Aktuator. Das System enthält Positionssensoren, um die Position der Kolben in dem Doppelzylinder und des Aktuators zu erfassen. Zusätzliche Sensoren können verschiedene Aspekte der Betonpumpvorrichtung überwachen. Ein Prozessor empfängt Informationen von den Sensoren und überträgt die Daten an einen Monitor. Wenn die Sensordaten außerhalb der vorgegebenen Parameter liegen, sendet der Prozessor eine Warnmeldung und eine Momentaufnahme der Systemleistung an den Monitor.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überwachungssystem für Betonpumpen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Überwachungssystem für hydraulische Mehrzylinder-Betonpumpen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mehrzylinder-Kolbenpumpen sind seit Jahrzehnten der Standard für das Pumpen großer Mengen von flüssigem Beton. Eine typische Mehrzylinderpumpe verwendet zwei Zylinder, die jeweils abwechselnd Beton aus einer Füllkammer durch eine entsprechende Einlassöffnung ziehen und dann den Beton durch eine einzige Auslassöffnung drücken. Ein Kolben saugt flüssigen Beton aus der Füllkammer oder dem Trichter in einen Zylinder, während der andere Kolben gleichzeitig seinen Beton in die Auslassrohre hinausdrückt. Während der eine füllt, entleert der andere und umgekehrt. Ein Ventil bestimmt, welcher Zylinder zum Betontrichter und welcher zum Abflussrohr geöffnet ist. Das Ventil verfügt über ein Ventilelement, das jedes Mal die Position wechselt, wenn die Kolben ihre voreingestellten Endpunkte erreichen und der Prozess fortgesetzt wird, wobei der erste Zylinder nun entleert und der zweite frischen Beton aus dem Trichter zieht. Im Allgemeinen wechselt das Ventilelement seine Position durch Hin- und Herschaukeln oder durch Hin- und Zurückwechseln zwischen den Positionen in Reaktion auf die Wirkung eines Aktuators und wird daher allgemein als Übergangsventil bezeichnet. Solche Übergangsventile können Kippventile, S-Rohre usw. umfassen. Ein Beispiel für ein typisches Übergangsventil ist in der U. S. Patentschrift 4,057,373 zu finden, die hierin durch Bezugnahme faktisch mit enthalten ist.
Die Doppelzylinder der oben beschriebenen typischen Betonpumpe arbeiten gleichzeitig, wobei sich die Kolben synchron bewegen. Wenn im System ein Problem besteht, kann dies dazu führen, dass die Kolben nicht mehr synchron zueinander laufen. Dies führt letztendlich zu einem Ausfall der Pumpe, dessen Behebung kostspielig und zeitaufwendig sein kann.
Die vorliegende Erfindung stellt ein System bereit, das das Betonpumpensystem überwacht und den Benutzer auf ein Problem aufmerksam macht, bevor es zu einem kritischen Ausfall des Systems kommt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein System zur Überwachung einer Betonpumpvorrichtung.
In einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein System von Positionssensoren zur Überwachung einer Doppelzylinder-Betonpumpvorrichtung.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein System zur Überwachung verschiedener Komponenten einer Doppelzylinder-Betonpumpe und zur Benachrichtigung eines Bedieners, wenn eine Komponente außerhalb programmierter Parameter arbeitet.
In noch einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein System, das an bestehenden Betonpumpensystemen nachgerüstet werden kann, um die Komponenten zu überwachen und einen Bediener zu benachrichtigen, wenn eine Komponente außerhalb von Parametern betrieben wird.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervor, wobei auf die Figuren in den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
Figurenliste

1 ist eine Prinzipansicht des Systems einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Prinzipansicht des Systems einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zunächst wird in 1 das Überwachungssystem der vorliegenden Erfindung in Bezug auf eine typische Zweizylinder-Betonpumpe gezeigt. Es wird deutlich, dass bestimmte Merkmale der Betonpumpe, z.B. Hydraulikleitungen, elektrische Leitungen, mechanische Verbindungen, Dichtungen, Lager usw., nicht dargestellt sind, aber dem Fachmann gut bekannt sein dürften.
Die allgemein als 10 dargestellte Betonpumpe schließt einen ersten und einen zweiten Zylinder 12 bzw. 22 ein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zylinder 12 und 22 jeweils in zwei Kammern 12A und 12B bzw. 22A und 22B, 10 unterteilt. Bezogen auf den Zylinder 12 ist in der Kammer 12A zunächst der Kolben 14 angeordnet. Der Kolben 14 ist mit einem Ende der Kolbenstange 16 verbunden, die sich in die Kammer 12B erstreckt und an ihrem anderen Ende mit dem Stößel 18 verbunden ist. In ähnlicher Weise ist in der Kammer 22A der Kolben 24 mit einem Ende der Kolbenstange 16 verbunden, die dann mit dem Stößel 28 in der Kammer 22B verbunden ist. Die Pumpe 25 pumpt hydraulisches Fluid über Leitungen 27 bzw. 29 in die Kammern 12A und 22A. Die Kammern 12A und 22A sind außerdem durch die Hydraulikleitung 20 miteinander verbunden. So kann sich hydraulisches Fluid zwischen den Kammern 12A und 22A bewegen, um abwechselnd die Kolben 14 bzw. 24 anzutreiben. Es versteht sich, dass die genaue Konfiguration der Pumpen und Hydraulikleitungen in einer Weise variieren kann, die dem Fachmann hinreichend bekannt ist. Während die Pumpe 25 beispielsweise Fluid zu beiden Kammern 12A und 22A pumpt, könnten die Kammern jeweils über eine separate Pumpe verfügen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Wasserkasten 30 zwischen den Kammern 12A und 12B sowie zwischen 22A und 22B angeordnet. Der Wasserkasten 30 steht in offener Verbindung mit den Kammern 12B und 22B. Das Wasser aus dem Wasserkasten 30 fließt somit in die Kammern 12B und 22B und dient zur Schmierung und Kühlung der Stößel 18 und 28.
Ein Trichter H ist am Ende der Zylinder 12 und 22 angeordnet. Der Trichter H bildet eine Kammer 23, in die der Beton eingebracht wird. Es gibt einen ersten und einen zweiten Einlass 32 und 34 in die Kammer 23, durch die der Beton in die Zylinder 12 bzw. 22 gezogen wird, sowie einen einzigen Auslass 36, durch den der Beton verteilt wird. Der Auslass 36 kann an ein anderes Mittel zum Transport von Beton angeschlossen werden, z. B. an eine Auslegerpumpe. Ein allgemein als 40 dargestelltes Übergangsventil verbindet abwechselnd den ersten und zweiten Einlass 32 und 34 mit dem Auslass 36. Das Übergangsventil 40 schließt ein Ventilelement 42 mit einem Durchgang 44 ein, der sich durch dieses hindurch erstreckt.
Das Ventilelement ist so dargestellt, dass sich der Durchgang 44 vom Einlass 32 zum Auslass 36 erstreckt. Die andere Position des Ventilelements 42, die den Einlass 34 mit dem Auslass 36 verbindet, ist in Phantomform dargestellt.
Der Aktuator 46 ist mit dem Ventilelement 42 verbunden und dient dazu, das Ventilelement 42 zwischen seinen beiden Positionen hin und her zu bewegen. Wie dargestellt, umfasst der Aktuator 46 einen Kolbenzylinder 48, der einen Kolben 50 und eine Kolbenstange 52 beherbergt. Die Kolbenstange 52 ist exzentrisch mit einem Gelenk 54 verbunden, das wiederum mit einer Welle 60 verbunden ist, die fest mit dem Ventilelement 42 verbunden ist. Fluid von der Speicherpumpe 70 fließt durch die Hydraulikleitung 72, um den Kolben 50 im Zylinder 48 zu bewegen. Obwohl die Details nicht dargestellt sind, ist es für Fachleute verständlich, dass die lineare Bewegung des Kolbens 50 im Zylinder 48 durch das Verbindungsglied 54 in eine Rotationsbewegung der Welle 60 und damit des Ventilelements 42 umgesetzt wird. Es versteht sich, dass die spezifischen Merkmale und Verbindungen zwischen dem Aktuator 46 und dem Ventilelement 42 in einer dem Fachmann bekannten Weise variieren können.
Eine Magnetverteiler oder -bank 80 mit mehreren Magnetventilen 82 ist mit verschiedenen Komponenten des Systems in einer dem Fachmann wohlbekannten Weise verbunden. Der Magnetverteiler 80 steuert den Fluss des hydraulischen Fluids zu den verschiedenen Komponenten des Systems 10 in einer dem Fachmann wohlbekannten Weise. Auch hier sind die spezifischen Rohrleitungen, Dichtungen und dergleichen bekannte Komponenten und in 1 nicht dargestellt.
Darüber hinaus kann der Magnetventilverteiler 80, obwohl er mit vier Magnetventilen 82 dargestellt ist, je nach Bedarf des jeweiligen Pumpensystems 10 weitere Ventile 82 oder weniger Ventile 82 einschließen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Magnetventilverteiler 80 ein ferngesteuerter Schlauchpeitschen-Magnetventilverteiler.
Im Betrieb wird flüssiger Beton von einem Betonfahrzeug oder einem anderen, dem Fachmann bekannten Träger in den Trichter H gegossen. Der Beton wird aus dem Trichter H durch einen der Einlässe 32 und 34 gezogen. Wie in 1 dargestellt, befindet sich das Ventilelement 42 in der Position A, so dass der Beton aus dem Trichter H durch den Einlass 34 in die Kammer 22B gezogen wurde. Der Aktuator 46 bewegt dann das Ventilelement 42 in die Position B, die in der Figur dargestellt ist. In Position B verbindet der Durchgang 44 den Einlass 34 mit dem Auslass 36. Die Kolben-Zylinder-Anordnungen 12 und 22 wechseln dann ihre Positionen. Der Stößel 28 drückt den Beton in der Kammer 22B durch den Durchgang 44 und durch den Auslass 36 in ein dem Fachmann wohlbekanntes Verteilersystem, z.B. einen Betonausleger. Während der Stößel 28 den Beton durch den Durchgang 44 nach außen drückt, wird mehr Beton aus dem Trichter H in die Kammer 12B gezogen. Wenn die Stößel 18 und 28 das Ende ihrer jeweiligen Hübe erreicht haben, wird der Aktuator 46 betätigt, um das Ventilelement 42 in seine erste, in 1 gezeigte Position zurückzustellen. Der Stößel 18 drückt dann den Beton durch den Einlass 32, durch den Durchgang 44 und durch den Auslass 36 heraus. Während der Stößel 18 den Beton herausdrückt, wird der flüssige Beton aus dem Trichter H wieder in die Kammer 22B gezogen. Der Zyklus wiederholt sich dann. Es wird deutlich, dass die obige Beschreibung ein allgemeines Beispiel für ein typisches Doppelzylinder-Betonpumpsystem ist.
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass die Kolben 14 und 24 und damit die Stößel 18 und 28 für einen ordnungsgemäßen Betrieb einander diametral gegenüberstehend verbleiben müssen. Wenn der Kolben 14 und der Stößel 18 ganz nach rechts stehen, müssen der Kolben 24 und der Stößel 28 ganz nach links stehen. Die synchrone Bewegung der Kolbenanordnungen 12 und 22 ermöglicht ein nahezu konstantes Abpumpen des Betons aus dem Trichter H durch den Auslass 36. Wenn im System ein Problem vorliegt, kann dies dazu führen, dass die Kolben 14 und 24 nicht mehr synchron zueinander laufen. Dies führt letztlich zu einem Pumpenausfall, dessen Behebung gefährlich, kostspielig und zeitaufwendig sein kann.
Die vorliegende Erfindung bietet ein System zur Überwachung der Leistung eines Betonpumpensystems und zur Erkennung von Problemen, bevor diese zu Systemausfällen führen. Die Positionssensoren 100, 102, 104 und 106 sind betriebsmäßig mit den Kammern 12A und 22A verbunden und an den Prozessor P angeschlossen. Die Sensoren befinden sich an den äußeren Enden der Verfahrwege der Kolben 14 und 24. Die Sensoren 100 und 106 liegen einander diametral gegenüber. Ebenso liegen sich die Sensoren 102 und 104 diametral gegenüber. Die Positionssensoren erfassen die Position der Kolben 14 und 24. Wenn ein Kolben einen Sensor erreicht, sendet der jeweilige Sensor ein Signal an den Prozessor P. Wenn die Pumpe ordnungsgemäß funktioniert, sind die Kolben 14 und 24 synchron und somit senden die Sensoren 100 und 106 gleichzeitig Signale, und die Sensoren 102 und 104 senden ebenfalls gleichzeitig Signale.
Prozessor P ist mit Monitor M verbunden. Monitor M ist eine beliebige Schnittstelle, ein Bildschirm oder eine Anzeige, auf der der Endbenutzer die Daten von Prozessor P betrachten kann. Monitor M kann ein Vor-Ort-Überwachungssystem sein und/oder ein oder mehrere entfernte mobile Geräte wie z. B. ein Telefon oder Tablet. Der Prozessor P kann mit dem Monitor M auf verschiedene Arten kommunizieren, die dem Fachmann bekannt sind, einschließlich über Festkabel, Funksignal, Wi-Fi, Bluetooth ™, usw.
Wie oben erwähnt, sollte jeder Positionssensor in einem Paar, 100/106 und 102/104, Signale im Wesentlichen zur gleichen Zeit senden. Wenn einer der Sensoren in einem Paar, 100/106 oder 102/104, ein Signal zu einer anderen Zeit als der andere Sensor im Paar sendet, dann sind die Kolben nicht synchronisiert. Dies zeigt ein Problem im System an. Der Prozessor P ist so programmiert, dass er erkennt, wenn die Signale der Sensorpaare 100/106 und 102/104 außerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters liegen. Die Positionssensoren 100 und 106 müssen innerhalb von 10 Sekunden, vorzugsweise innerhalb von 5 Sekunden, mehr bevorzugt innerhalb von 1 Sekunde, noch mehr bevorzugt innerhalb von 0,75 Sekunden und am meisten bevorzugt innerhalb von 0,5 Sekunden Signale abgeben. Die Positionssensoren 102 und 104 müssen innerhalb von 10 Sekunden voneinander Signale abgeben, vorzugsweise innerhalb von 5 Sekunden voneinander, mehr bevorzugt innerhalb von 1 Sekunde voneinander, noch mehr bevorzugt innerhalb von 0,75 Sekunden voneinander und am meisten bevorzugt innerhalb von 0,5 Sekunden voneinander.
Wenn die Signale außerhalb des zulässigen Zeitfensters liegen, sendet der Prozessor P eine Warnung oder einen Hinweis an den Monitor M, der mit einem Bediener/Endbenutzer besetzt ist. Die Warnung kann eine einfache Fehlermeldung oder eine Warnung einschließen. Der Bediener kann dann das System untersuchen und bestimmen, welche Schritte unternommen werden sollten, um die Situation zu beheben. Das System der vorliegenden Erfindung kann konfiguriert werden, um eine visuelle Warnung auszugeben, z. B. durch blinkende Lichter, um eine akustische Warnung auszugeben oder sogar um über mobile Geräte zu warnen. In einer bevorzugten Ausführungsform steuert der Prozessor P keine Funktionen der Betonpumpe. Falls gewünscht, kann der Prozessor P jedoch so programmiert werden, dass er die Betonpumpe abschaltet, wenn der Prozessor P Signale außerhalb der zulässigen Parameter erkennt.
Das System der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um verschiedene Teile des Systems zusätzlich zu den Kolben 14 und 24 zu überwachen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Positionssensoren 120 und 122 funktionell mit dem Aktor 46 verbunden, um die Position des Kolbens 50 zu erfassen. Wenn etwas dazu führt, dass der Kolben 50 langsamer wird oder stehen bleibt, befindet sich das Ventilelement 42 des Ventils 15 nicht mehr in Übereinstimmung mit den Einlässen 32 / 34, wenn die Stößel 18 / 28 den Beton hindurchdrücken. Wenn sich die Kolben 14 und 24 zwischen ihren jeweiligen Endanschlägen befinden, sollte der Kolben 50 an einem seiner Endanschläge verbleiben. Mit anderen Worten: Während sich die Kolben 14 und 24 bewegen, steht der Kolben 50 still und umgekehrt. Somit wird zu jedem Zeitpunkt mindestens einer der drei Kolben 14, 24 und 50 von einem Positionssensor 20 erfasst.
Die Positionssensoren der vorliegenden Erfindung können von verschiedenen Typen sein. Zum Beispiel können die Sensoren 100, 102, 104, 106, 120 und 122, einen Näherungssensor umfassen. Nicht einschränkende Beispiele für Näherungssensoren schließen kapazitive, induktive, magnetische, etc. ein. Es ist auch bekannt, dass die Positionssensoren eine Vorrichtung wie einen Endschalter, einen Reed-Schalter usw. umfassen können. Im Allgemeinen kann jede Vorrichtung verwendet werden, die das Vorhandensein des Kolbens erkennen kann, wenn sich der Kolben in Übereinstimmung mit der Vorrichtung befindet.
In einer bevorzugten Ausführungsform überwachen zusätzliche Sensoren, auf die im Folgenden näher eingegangen wird, die Leistung und kommunizieren mit dem Prozessor P. Der Wasserstandssensor 130 ist betriebsmäßig mit dem Wasserkasten 30 verbunden und erkennt, wenn der Wasserstand im Wasserkasten 30 zu niedrig wird. Der Wasserstand muss oberhalb des Niveaus der Kolbenstangen liegen. Der Wasserstandssensor im Wasserkasten 30 kann von verschiedenen Typen sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen Schwimmerschalter, einen Lasersensor oder jeden anderen Typ, der ein Signal sendet, wenn das Wasser ein bestimmtes Niveau erreicht.
Der Drucksensor 140 ist betriebsmäßig mit der Leitung 72 verbunden und erfasst den Druck in der Leitung 72. Der Druck in der Leitung 72 muss zwischen 150 und 200 bar liegen. Der Drucksensor 140 kann ein Druckmessumformer, Drucktransmitter, Drucksender, Druckanzeiger, Piezometer, Manometer usw. sein.
Die Durchflussmesser 155 und 160 sind mit den Pumpen 25 und 70 wirkverbunden. Vorzugsweise sind die Durchflussmesser 155 und 160 mit den Gehäuseabflüssen 26 und 71 der Pumpen 25 bzw. 70 verbunden und überwachen den Durchfluss des Fluids durch die Gehäuseabflüsse. Wie der Fachmann weiß, sollte kein Fluid durch die Gehäuseabflüsse fließen. Eine solche Strömung kann auf eine Schwächung der internen integralen Komponenten hinweisen, die einen Ausfall der Pumpe verursachen kann. Die Pumpen des Typs im System 10 haben eine maximale Durchflussmenge. Im Allgemeinen sollte der Fluidstrom durch einen Gehäuseablass nicht mehr als 2 % der maximalen Durchflussrate der jeweiligen Pumpe betragen. Die Durchflussmesser 155 und 160 melden dem Prozessor P jeden Durchfluss durch die Rohrabläufe. Wenn der Durchfluss 0,25 % der maximalen Durchflussrate überschreitet, erzeugt der Prozessor P die oben beschriebene Warnung und Meldung. In einer bevorzugten Ausführungsform geschieht dasselbe, wenn der Durchfluss 0,5%, 0,75% und 1,0% der maximalen Durchflussrate überschreitet. Dadurch kann der Benutzer die Verschlechterung des Systems verfolgen und besser bestimmen, wann Reparaturen durchgeführt werden sollten. Die Durchflussmesser 155 und 160 können Turbinen-Durchflusssensoren, Ultraschall-Durchflusssensoren, Wirbel-Durchflusssensoren, Verdränger-Durchflusssensoren, Venturi-Durchflussmesser, elektromagnetische Durchflusssensoren, Rotameter usw. sein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Durchflussmesser 155 und 160 Turbinen-Durchflusssensoren.
Alle vorgenannten Sensoren senden während des gesamten Betriebs des Systems 10 Signale an den Prozessor P. Der Prozessor P ist so programmiert, dass er die Signale sammelt und die Messungen mit den oben für jeden Sensor angegebenen Parametern vergleicht. Wenn der Prozessor P ein Signal empfängt, das außerhalb eines dieser Betriebsparameter liegt, wird eine Warnung erzeugt. In einer bevorzugten Ausführungsform sendet der Prozessor P zusätzlich zur Warnmeldung einen vollständigen Statusbericht und eine Momentaufnahme des Systems an die Überwachungseinheit M. Wenn also z. B. der Kolben 24 langsamer wird, erhält der Bediener eine Momentaufnahme des Systems und sieht, dass der Kolben 24 langsamer geworden ist, aber auch, ob der Wasserstand im Wasserkasten 30 ausreichend ist, ob der Kolben 50 im Aktuator 46 richtig positioniert ist, ob ausreichend Druck in der Hydraulikleitung 72 vorhanden ist und ob Fluid durch die Pumpengehäuseabflüsse 26 und 71 fließt. Die Momentaufnahme des Systems kann in Form einer Liste oder Tabelle von Parametern, eines Bildes oder Schemas des Systems, einer interaktiven Darstellung des Systems oder einer anderen Form erfolgen, in der die umfassenden Informationen über das System dem Bediener leicht zugänglich gemacht werden können. Diese umfassende Momentaufnahme des Pumpensystems ermöglicht es dem Bediener, die Quelle eines Problems im System sofort zu lokalisieren, und beugt auch zukünftigen Problemen vor. Zusätzlich speichert der Prozessor P die Daten und kann je nach Wunsch des Endanwenders jährliche, monatliche, wöchentliche usw. Berichte erstellen.
Zusätzlich zu den oben genannten Sensoren, die eine Warnung und einen Augenblicksbericht durch Prozessor P auslösen, gibt es einen Drucksensor 150, der mit dem Magnetventilverteiler 80 verbunden ist. Jedes Mal, wenn sich eines der Magnetventile 82 öffnet, wird der Druck in der Leitung vom Drucksensor 150 gemessen. Die Signale des Drucksensors 150 werden an den Prozessor P gesendet. Während die Signale des Drucksensors 150 keine Warnung oder Augenblicksbericht auslösen, werden die Signalinformationen in jeden Momentaufnahmebericht eingeschlossen, der ausgelöst wird, wenn einer der anderen Sensoren ein Signal außerhalb der festgelegten Parameter erkennt. Der Drucksensor 150 kann ein Druckwandler, Drucktransmitter, Drucksender, Druckanzeiger, Piezometer, Manometer, usw. sein.
Übergehend zur 2 ist zu verstehen, dass die gleichen Teile wie in 1 mit den gleichen Bezugsnummern versehen sind wie in 1. 2 zeigt ein System 20 mit zusätzlichen Komponenten. Wie bereits erwähnt, kann der Auslass 36 an einen Betonausleger angeschlossen werden. In einer solchen Situation kann der Bediener des Betonpumpensystems die Überwachung der Auslegerpumpe mit dem System der vorliegenden Erfindung wünschen. Dementsprechend ist in 2 eine Auslegerpumpe 180 dargestellt, die den Beton durch einen Ausleger (nicht dargestellt) zu einer Platte, einem Fundament oder einer anderen Stelle pumpt, die den Beton benötigt. Die Auslegerpumpe 180 hat einen Gehäuseablass 182 und einen Durchflussmesser 184. Wie bei den Gehäuseabflüssen 26 und 71 bzw. den Durchflussmessern 155 und 160 misst der Durchflussmesser 184 den Durchfluss durch den Gehäuseabfluss 182 und sendet die Durchflussinformationen an den Prozessor P. Wenn der Durchfluss 0,25 % der maximalen Durchflussrate für die Pumpe 180 überschreitet, erzeugt der Prozessor P die Warnung und den Bericht, wie oben in 1 beschrieben, und schließt die Informationen über die Auslegerpumpe 180 in den Momentaufnahmebericht ein. In einer bevorzugten Ausführungsform geschieht dasselbe, wenn der Durchfluss 0,5 %, 0,75 % und 1,0 % der maximalen Durchflussrate überschreitet. Auf diese Weise kann der Benutzer die Verschlechterung des Systems verfolgen und besser bestimmen, wann Reparaturen vorgenommen werden sollten. Der Durchflussmesser 184 kann ein Turbinen-Durchflusssensor, ein Ultraschall-Durchflusssensor, ein Wirbel-Durchflusssensor, ein Verdrängungs-Durchflusssensor, ein Venturi-Durchflussmesser, ein elektromagnetischer Durchflusssensor, ein Rotameter usw. sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Durchflussmesser 180 ein Turbinen-Durchflusssensor.
In 2 ist auch die Speicherpumpe 190 dargestellt, die den Wirkungsgrad der Pumpen 25 und 70 verbessert. Die Speicherpumpe 190 hat einen Gehäuseablass 192 und einen Durchflussmesser 194. Der Durchflussmesser 194 misst den Durchfluss durch den Gehäuseablass 192 und sendet die Durchflussinformationen an den Prozessor P. Wenn der Durchfluss 0,25 % der maximalen Durchflussrate für die Speicherpumpe 190 überschreitet, erzeugt der Prozessor P die Warnung und den Bericht, wie oben in 1 beschrieben, und schließt die Informationen zur Speicherpumpe 190 in den Momentaufnahmebericht ein.
In einer bevorzugten Ausführungsform geschieht dasselbe, wenn der Durchfluss 0,5 %, 0,75 % und 1,0 % der maximalen Durchflussrate überschreitet. Dadurch kann der Benutzer die Verschlechterung des Systems verfolgen und besser bestimmen, wann Reparaturen vorgenommen werden sollten. Der Durchflussmesser 194 kann ein Turbinen-Durchflusssensor, ein Ultraschall-Durchflusssensor, ein Wirbel-Durchflusssensor, ein Verdrängungs-Durchflusssensor, ein Venturi-Durchflussmesser, ein elektromagnetischer Durchflusssensor, ein Rotameter usw. sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Durchflussmesser 194 ein Turbinen-Durchflusssensor.
In jeder anderen Hinsicht ist das System von 2 das gleiche wie das von 1 und die Details werden nicht wiederholt.
Das System der vorliegenden Erfindung bietet mehrere Vorteile für die Betonpumpenindustrie. Das System kann an bestehenden Pumpensystemen nachgerüstet werden. Das umfassende Überwachungs- und Warnsystem verhindert Störungen und reduziert dadurch Maschinenstillstandszeiten, senkt die Kosten, verbessert die Sicherheit und verlängert die Gesamtbetriebsdauer des Pumpensystems.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen der Erfindung hierin detailliert beschrieben sind, dient dies ausschließlich der Erläuterung der verschiedenen Aspekte der Erfindung und soll den Umfang der Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist, nicht einschränken. Der Fachmann versteht, dass die gezeigte und beschriebene Ausführungsform beispielhaft ist, und verschiedene andere Substitutionen, Änderungen und Modifikationen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf jene Konstruktionsalternativen, die speziell hierin erörtert sind, in der Praxis der Erfindung vorgenommen werden können, ohne von ihrem Umfang abweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4057373 [0002]

Claims

In einem Pumpsystem für Schlämme, wobei das System eine Füllkammer für den Schlamm aufweist, wobei die Kammer einen ersten und einen zweiten Einlass und einen Auslass aufweist, wobei eine erste Kolben-Zylinder-Anordnung mit dem ersten Einlass verbunden ist und eine erste Kolben-Endposition aufweist, wobei eine zweite Kolben-Zylinder-Anordnung mit dem zweiten Einlass verbunden ist und eine zweite Kolben-Endposition aufweist, wobei ein Ventil mit einem Ventilelement in der Kammer montiert ist, wobei das Ventilelement einen Durchgang dadurch aufweist, wobei das Ventilelement zwischen einer ersten Position, in der der Durchgang mit dem ersten Einlass und dem Auslass ausgerichtet ist, und einer zweiten Position, in der der Durchgang mit dem zweiten Einlass und dem Auslass ausgerichtet ist, beweglich ist, wobei ein Aktuator betriebsmäßig mit dem Ventil verbunden ist, um das Ventilelement zwischen der ersten und der zweiten Position zu bewegen, wobei wenn die erste Kolben-Zylinder-Anordnung den Schlamm in den ersten Zylinder zieht, sich das Ventilelement in der zweiten Position befindet, und wenn die erste Kolben-Zylinder-Anordnung den Schlamm durch das Ventilelement pumpt, sich das Ventilelement in der ersten Position befindet, eine Verbesserung umfassend ein Überwachungssystem, das betriebsmäßig mit dem Pumpsystem verbunden ist, wobei das Überwachungssystem Folgendes umfasst: einen ersten Positionssensor zum Bestimmen, wann sich der erste Kolben in der ersten Kolbenendposition befindet, und zum Erzeugen eines ersten Signals; einen zweiten Positionssensor zum Bestimmen, wann sich der zweite Kolben in der zweiten Kolbenendstellung befindet, und zum Erzeugen eines zweiten Signals; einen dritten Positionssensor zur Bestimmung, wann der Aktuator das Ventilelement in die erste Position bewegt hat, und zur Erzeugung eines dritten Signals; und einen vierten Positionssensor zum Bestimmen, wann der Aktuator das Ventilelement in die zweite Position bewegt hat, und zum Erzeugen eines vierten Signals; einen Prozessor zum Empfangen des ersten, zweiten, dritten und vierten Signals, wobei der Prozessor bestimmt, ob die Signale innerhalb eines vorbestimmten Zeitfensters voneinander erzeugt werden, und, wenn eines der Signale außerhalb des vorbestimmten Zeitfensters liegt, der Prozessor eine Warnung und einen Bericht erzeugt; einen Monitor, der betriebsfähig ist, den Bericht zu empfangen und ihn einem Endbenutzer anzuzeigen.
System nach Anspruch 1 ferner umfassend: einen Wasserstandssensor, der betriebsmäßig mit einem Wasserkasten in dem Pumpensystem verbunden ist, um zu erfassen, wenn das Wasser in dem Wasserkasten auf einen bestimmten Pegel fällt, und um ein Wasserstandssignal zu erzeugen.
System nach Anspruch 1 ferner umfassend: einen Durchflussmesser, der betriebsmäßig mit einem Gehäuseabfluss einer Pumpe in dem Pumpensystem verbunden ist, um die Menge des Durchflusses durch den Gehäuseabfluss zu erfassen und ein Durchflusssignal zu erzeugen.
System nach Anspruch 1 ferner umfassend: einen Drucksensor, der betriebsmäßig mit einer Hydraulikleitung in dem Pumpensystem verbunden ist, um den Fluiddruck in der Hydraulikleitung zu erfassen und ein erstes Drucksignal zu erzeugen.
System nach Anspruch 1 ferner umfassend: einen Drucksensor, der betriebsmäßig mit einem Magnetverteiler in dem Pumpensystem verbunden ist, um Fluiddruck in dem Magnetverteiler zu erfassen und ein zweites Drucksignal zu erzeugen.
Systeme nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Prozessor programmiert ist, um die Signale zu empfangen und festzustellen, ob eines der Signale außerhalb eines vorbestimmten Satzes von Betriebsparametern liegt, und, wenn eines der Signale außerhalb der vorbestimmten Betriebsparameter liegt, der Prozessor einen Bericht erzeugt.
System nach Anspruch 6, wobei der Bericht auf dem Monitor angezeigt wird und alle Signale einschließt, die von allen Sensoren empfangen werden.
System nach Anspruch 1, wobei die Warnung aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus visuellen Warnungen, akustischen Warnungen und beidem.
System nach Anspruch 1, wobei der Bericht in Form einer Liste, einer Tabelle, eines Bildes, einer interaktiven Darstellung oder einer Kombination davon vorliegt.
System nach Anspruch 1, wobei der Monitor aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus einem Computerbildschirm, einem Mobiltelefon, einem Tablet und Kombinationen davon.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Durchflussmesser, der betriebsmäßig mit einem Gehäuseabfluss einer Auslegerpumpe in dem Pumpensystem verbunden ist, um die Menge des Durchflusses durch den Gehäuseabfluss der Auslegerpumpe zu erfassen und ein Durchflusssignal zu erzeugen.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Durchflussmesser, der betriebsmäßig mit einem Gehäuseabfluss einer Speicherpumpe in dem Pumpensystem verbunden ist, um die Menge des Durchflusses durch den Gehäuseabfluss der Speicherpumpe zu erfassen und ein Durchflusssignal zu erzeugen.
Systeme nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei der Prozessor programmiert ist, um die Signale zu empfangen und festzustellen, ob eines der Signale außerhalb eines vorbestimmten Satzes von Betriebsparametern liegt, und, wenn eines der Signale außerhalb der vorbestimmten Betriebsparameter liegt, der Prozessor einen Bericht erzeugt.
System nach Anspruch 13, wobei der Bericht auf dem Monitor angezeigt wird und alle Signale einschließt, die von allen Sensoren empfangen werden.
System nach Anspruch 13, wobei die Warnung aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus visuellen Warnungen, akustischen Warnungen und beidem.
System nach Anspruch 13, wobei der Bericht in Form einer Liste, einer Tabelle, eines Bildes, einer interaktiven Darstellung oder einer Kombination davon vorliegt.
System nach Anspruch 13, wobei der Monitor aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus einem Computerbildschirm, einem Mobiltelefon, einem Tablet und Kombinationen davon.