DE19611567C2 - Kolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenpumpe, insbeson­ dere für schlecht ansaugfähige Medien nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, Schlämme und andere dickflüssige Medien mit Hilfe von Kolbenpumpen zu fördern. Der Pumpenkolben wird von mindestens einem Hydraulikzylinder angetrieben und saugt das Medium über einen quer zur Förderrichtung angeordneten Einlaßkanal an. Über einen Auslaßkanal wird das Medium z. B. in eine Förderleitung gepumpt. Es ist auch bekannt, zwei derartige Kolbenpumpen nebeneinander anzu­ ordnen und gemeinsam auf einer Förderleitung arbeiten zu lassen. Bezüglich der Ansaug- und der Druckphase arbeiten die Pumpen taktversetzt. Eine Ventilanordnung sorgt dafür, daß zumindest während der Ansaugphase ein Abschluß zur Förderleitung hin erfolgt.

Ist das zu fördernde Material nicht geeignet, um in aus­ reichender Weise vom Pumpenkolben angesaugt zu werden, erfolgt eine Förderung in den Pumpenzylinder hinein mit Hilfe eines geeigneten Fördermittels, beispielsweise einer Schnecke. Dadurch wird der Aufwand für die Kolbenpumpe er­ höht. Außerdem ist es nicht möglich, mit einem derartigen Zuführförderer sperrige Fremdteile zuzuführen, die sich zuweilen im Medium befinden. Außerdem besteht die Gefahr, daß derartige Schneckenförderer oder dergleichen von Fremdteilen beschädigt werden.

Da das in den Pumpenzylinder eingetragene Volumen häufig den Pumpenzylinder nicht völlig ausfüllt, ist der Fül­ lungsgrad der Kolbenpumpe oft unzureichend. Alternativ enthält das zu verpumpende Medium relativ viel Wasser. Das Wasser erleichtert zwar die Förderfähigkeit des Mediums, verschlechtert jedoch den Wirkungsgrad. Außerdem ist beim Fördern von verunreinigten Medien eine Aufbereitung des Wassers erforderlich, bevor es in die Umwelt entlassen werden kann. Ein derartiges Verfahren ist ebenfalls rela­ tiv aufwendig.

Aus DE-A-32 15 817 ist eine Pumpvorrichtung bekanntgeworden, insbesondere für Beton, bei der ein Leitzylinder mit Hilfe eines Verstellzylinders zwischen einer vorgeschobenen Position innerhalb eines Fülltrichters und einer zurück­ gezogenen Position außerhalb des Fülltrichters verstellbar ist und in dem der Pumpenkolben geführt ist, der seinerseits von einem Verstellzylinder betätigt wird. Im Betrieb wird zunächst der Leitzylinder in den Fülltrichter gefahren und anschließend der Pumpenkolben betätigt, um den Beton vorzutreiben.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kolbenpumpe, insbeson­ dere für schlecht ansaugfähige Medien, zu schaffen, die mit einem hohen Füllungsgrad betrieben werden kann und auch Medien fördert, die ein stark redu­ ziertes Fließverhalten haben.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist der Pumpenzylinder auf einem stationären Führungsrohr koaxial zum Pumpenkolben verschiebbar gelagert. Er wird mit mindestens einem weiteren Hydraulikzylinder verstellt, und zwar zwischen einer zurückgezogenen, den Einlaß freigebenden Füllposition und einer vorgeschobenen, den Einlaß über­ deckenden Förderposition.

In der zurückgezogenen Position kann das zu fördernde Material in den Einlaß eingefüllt werden, beispielsweise über einen Trichter mit Hilfe eines geeigneten Fördergerätes. Das zu fördernde Material wird anschließend durch Vorschieben des Pumpenzylinders auf dem Führungsrohr erfaßt und eingeschlossen. An­ schließend erfolgt die Betätigung des Pumpenkolbens, der das Material kompri­ miert und über den Auslaß herauspreßt.

Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe weist etliche Vorteile auf. Das zu fördernde Medium braucht nicht saugfähig zu sein, d. h. flüssig oder breiig, da es nicht ange­ saugt wird. Die Kolbenpumpe ist in der Lage, relativ steife und sogar feste Medien zu fördern, z. B. Sedimente in einem Gewässer. Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe ist auch in der Lage, wechselnde Materialien und Stoffe unter­ schiedlicher Zusammensetzung und Konsistenz aufzunehmen und zu fördern. Fremdteile, wie Holz, Kunststoffe Steine oder dergleichen werden ebenfalls geför­ dert oder lassen sich, da der Einlaß völlig frei ist, problemlos entfernen. Das Füh­ rungsrohr sorgt für einen einwandfreien Betrieb und schützt den ersten Hydrau­ likzylinder, vor allem beim Betrieb unter Wasser.

Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe, die für große und sehr große Nennweiten gebaut werden kann, erlaubt das Fördern mit sehr hohen Drücken, so daß große Widerstände in der Förderleitung überwunden werden können, z. B. eine große Hubhöhe oder eine große Entfernung.

Es versteht sich, daß auf der gegenüberliegenden Seite des Einlasses ein Rohr­ stück oder dergleichen vorgesehen ist, mit dem der Pumpenzylinder dichtend in Eingriff gelangt, damit sichergestellt ist, daß beim Vortrieb des Pumpenkolbens kein Material seitlich nach außen gelangt.

Da ein Ansaugen bei der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe nicht stattfindet, ist im Prinzip auch kein Ventil für die Ansaugphase erforderlich. Es kann jedoch geschehen, daß aufgrund des statischen Drucks in der Förderleitung das zu fördernde Material zurückfließt. Daher ist es erfindungs­ gemäß zweckmäßig, wenn dem Auslaßkanal ein Ventil zugeord­ net ist. Als Absperrorgan kann z. B. ein Schieber dienen, der von einem geeigneten Hydraulikzylinder angetrieben wird. Wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Doppelanordnung von Kolbenpumpen verwendet, dann kann ein geeignetes Ventil in Form einer Verschlußplatte oder dergleichen vorgesehen werden, um wahlweise den Auslaß ei­ nes Pumpenzylinders zu sperren bzw. freizugeben im Takt der Förderung. Das Verschlußorgan kann auch so ausgebildet sein, daß es eine Mittenstellung einnimmt, in der beide Auslässe gesperrt sind. Schließlich ist nach einer Ausge­ staltung der Erfindung auch vorteilhaft, wenn mit der Öff­ nung des Absperrorgans und der Förderleitung ein Verb in­ dungsabschnitt angeordnet ist, der flexibel ausgebildet und/oder gelenkig mit der Verschlußplatte und der Förder­ leitung verbunden ist.

In vielen Fällen kann das Eintragen von Wasser mit dem zu fördernden Medium nicht verhindert werden. Daher sieht ei­ ne Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Pumpenzylinder in dem in Förderrichtung hinteren Bereich kleinere Durch­ lässe für Wasser bzw. ruft aufweist. In der ersten Phase kann dann der Pumpenkolben das zu fördernde Material kom­ primieren, wobei Wasser und/oder ruft entweichen. Es ver­ steht sich, daß während der Kompressionsphase das Absperr­ organ am Auslaß geschlossen ist. Alternativ kann auch das Absperrorgan luft- bzw. flüssigdurchlässig ausgebildet sein, um während der Kompressionsphase Flüssigkeit und/ oder Gas passieren zu lassen. Zu diesem Zweck kann z. B. ein Schieber oder dergleichen doppelwandig ausgebildet sein, wobei die dem Pumpenzylinder zugewandte Wand durch­ lässig ist und die dahinter liegende undurchlässig. Ab­ fließendes Wasser oder Gas kann dann dem Schieber seitlich entnommen werden.

Der Betrieb einer derartigen Pumpe erfordert naturgemäß eine entsprechende Steuervorrichtung. Diese kann nach ei­ ner Ausgestaltung der Erfindung so ausgebildet sein, daß sie eine Druckmeßvorrichtung enthält zur Messung des Drucks im Hydraulikzylinder, der den Pumpenkolben betä­ tigt. Das Absperrorgan im Auslaß wird erst dann geöffnet, wenn der Druck im Hydraulikzylinder einen vorgegebenen Wert erreicht. Dadurch wird sichergestellt, daß zunächst eine Komprimierung des zu fördernden Gutes stattfindet, bevor es dann tatsächlich abgefördert wird.

Es gibt zahlreiche Anwendungsfälle, in denen erwünscht ist, Schichten von Gewässerböden aufzunehmen und aus dem Gewässer zu entfernen. Dies ist z. B. der Fall, wenn be­ lastete und nicht belastete Sedimentschichten im Gewässer vorhanden sind. Die Aufnahme von Sediment führt häufig zu Verwirbelungen. Dadurch gelangt belastendes Material in das Wasser zurück, das dann nicht entfernt werden kann. Ferner erfolgt der Abtrag bei bekannten Verfahren zumeist unter Zuhilfenahme von Wasser, das dann ebenfalls belastet wird und aufwendig aufbereitet werden muß (Spülverfahren).

Daher liegt der Erfindung die weitere Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der Material von einem Gewässerboden schichtweise abgetragen werden kann, ohne das Gewässer zu verwirbeln oder Wasser zur Förderung zu benötigen.

Dies geschieht erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung, bei der das erfindungsgemäße Pumpengehäuse an einem in der Höhe und seitlich schwenkbaren Ausleger gelagert ist, der seinerseits von einem Wasserfahrzeug ausgeht. Der Einlaß­ kanal ist seitlich am Pumpengehäuse vorgesehen, und der Pumpenauslaß ist über eine Leitung mit einem Bereich ober­ halb der Wasserlinie verbunden.

Der Ausleger ist z. B. höhenverstellbar an einem Trägerpon­ ton angebracht, der seinerseits mit Pfählen ausgerüstet ist, um mit Hilfe von Seilwinden schrittweise Schwenkbe­ wegungen auszuführen, wie bei einem Schneidkopfsaugbagger. Durch eine stufenlose Höhenverstellung des Auslegers ist es auch möglich, schräg geneigte Flächen schichtweise in unterschiedlichen Stärken abzutragen, insbesondere, wenn das Pumpengehäuse seinerseits schwenkbar am Ausleger ge­ lagert ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird keine mecha­ nische Lösevorrichtung, wie z. B. Schneidkopf oder Schneid­ rad, benötigt. Die Sedimentaufnahme erfolgt mithin verwir­ belungsfrei. Das Material wird kontinuierlich ohne zusätz­ liche Wasseraufnahme in der anstehenden Konsistenz abge­ schält und der Kolbenpumpe zugeführt. Das Material wird von der Kolbenpumpe über die Rohrleitung z. B. in neben dem Ponton liegende Schuten bzw. über eine schwimmende Rohr­ leitung zu einer landseitigen Übergabestation gefördert. Da die Pumpe mit sehr großem Durchmesser ausgelegt werden kann, ist die Förderung des Materials weitgehend unanfäl­ lig gegen Fremdstoffe, wie Steine, Holz oder dergleichen. Sollten dennoch größere Fremdteile in die Pumpenkammer ge­ raten, so kann durch beiderseitiges Öffnen der Kammer die­ se Behinderung problemlos beseitigt werden.

Eine alternative Erfindungslösung für eine Vorrichtung zum schichtweisen Abtragen von Material von einem Gewässer­ boden sieht vor, daß das an einem schwenkbaren Ausleger gehalterte Pumpengehäuse eine nach vorn geöffnete Einlaß­ kammer aufweist. Nach vorn meint die Anordnung der Ein­ laßkammer vor dem Ausgang des Pumpenzylinders. Ein Aus­ laßkanal ist zum Beispiel als Rohr von oben in die Ein­ laßkammer hineingeführt, wobei sein vom Eintrittsende der Einlaßkammer fortgerichtetes Ende mit dem Pumpenzylinder ausgerichtet ist. Dem Auslaßkanal ist darüber hinaus ein Verschlußglied zugeordnet. Wird das Pumpengehäuse so pa­ rallel zum Gewässerboden geführt, daß in einer gewissen Schichttiefe das Gehäuse versenkt ist, tritt bei entspre­ chender Bewegungsrichtung das Material über das Eintritts­ ende in die Einlaßkammer hinein und bewegt sich an dem in der Einlaßkammer befindlichen Auslaßkanalabschnitt vorbei bis zur Pumpenzylindereinheit. Wird nunmehr der Pumpenzy­ linder in Richtung Auslaßkanalende vorgeschoben, schließt er das in diesem Bereich befindliche Material ein, und die Förderung erfolgt in der bereits beschriebenen Art und Weise.

Es können auch zwei oder mehr Pumpenzylindereinheiten ne­ beneinander angeordnet werden, wobei diese modulartig aus­ gebildet sind. Da zwischen ihnen naturgemäß ein Zwischen­ raum besteht, muß verhindert werden, daß das Material aus der Einlaßkammer in den Zwischenraum tritt. Daher ist die Einlaßkammer zwischen den Pumpenzylindereinheiten durch eine entsprechende Wand verschlossen. Jeder Pumpenzylin­ dereinheit ist ein Auslaßkanalabschnitt zugeordnet. Die Auslaßkanalabschnitte können oberhalb des Pumpengehäuses separat zu einem Schwimmkörper geführt oder zu einer ge­ meinsamen Leitung vereinigt werden, die dann nach oberhalb des Schwimmkörpers geführt ist.

Die Einlaßkammer ist vorzugsweise eine gewisse Strecke über den Auslaßkanalabschnitt nach vorn erstreckt und wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung mit einer um eine horizontale Achse schwenkbaren Klappe ausgestattet. Die Klappe wird von einem geeigneten Verstellantrieb, bei­ spielsweise einem Hydraulikzylinder, in einer vorgegebenen Winkellage gehalten. Mit Hilfe der Klappe, die als soge­ nannte Fischbauchklappe ausgeführt sein kann, ist es mög­ lich, die abzutragende Schichtdicke einzustellen. Das Maximum der abzutragenden Schichtdicke ergibt sich aus der Höhe der Einlaßkammer.

Die Förderung ist durch die hydraulisch angetriebene Pumpe mengen- und druckreguliert. Dadurch wird ein hoher Fest­ stoffanteil bzw. eine optimale Konsistenz erreicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aufgrund ihrer Abmessun­ gen und ihres Gewichts bzw. aufgrund ihrer Zerlegbarkeit sowohl im Binnen- als auch im Außenbereich eingesetzt wer­ den. Im Binnenbereich bietet sich der Einsatz auf Flüssen, Wasserstraßen, Kanälen, Häfen, Liegeplätzen, Seen, Stau­ seen, Polder usw. an. Im Außenbereich kann sie in tiefen Gewässern von Großwasserstraßen, Liegestellen, Seehäfen, Werften-Dockgruben, Stau- und Wattbereichen usw. einge­ setzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch im Schnitt eine Kolbenpumpe nach der Erfindung in der Befüllphase.

Fig. 2 zeigt die Kolbenpumpe nach Fig. 1 nach dem Ab­ schließen des Pumpenraums.

Fig. 3 zeigt die Kolbenpumpe nach Fig. 1 am Ende des För­ derhubs.

Fig. 4 zeigt die Kolbenpumpe nach Fig. 1 in Draufsicht.

Fig. 5 zeigt äußerst schematisch den Endbereich einer Doppelkolbenpumpe nach der Erfindung.

Fig. 6 zeigt äußerst schematisch den Pumpenzylinder einer Kolbenpumpe nach der Erfindung.

Fig. 7 zeigt äußerst schematisch den Pumpenzylinder mit einem Absperrorgan nach der Erfindung.

Fig. 8 zeigt äußerst schematisch eine Doppelkolbenpumpe nach der Erfindung mit einem gemeinsamen Absperr­ organ.

Fig. 9 zeigt eine Vorrichtung zum Abtragen von Sedimenten mit einer Kolbenpumpe nach der Erfindung.

Fig. 10 zeigt die Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 9.

Fig. 11 zeigt die Vorderansicht der Vorrichtung nach Fig. 10 in Richtung Pfeil 11.

Fig. 12 zeigt vergrößert in Draufsicht die Aufnahmevor­ richtung der Vorrichtung nach Fig. 9 und 10.

Fig. 13 zeigt die Vorderansicht der Aufnahmevorrichtung nach Fig. 12 in Richtung Pfeil 13.

Fig. 14 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 12 in Richtung Linie 14-14.

Fig. 15 zeigt schematisch in Seitenansicht eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Abtragen von Sedimenten mit einer Kolbenpumpe nach der Erfin­ dung.

Fig. 16 zeigt in Einzelheiten das Pumpengehäuse nach Fig. 15 in Seitenansicht bei fortgelassener Seitenwand.

Fig. 17 zeigt die Draufsicht auf das Pumpengehäuse nach Fig. 16 bei fortgelassener Deckenwand.

Fig. 18 zeigt die Rückansicht der Anordnung nach Fig. 16 in Richtung Pfeil 18.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Kolbenpumpe weist ein Pumpengehäuse 10 auf, das einen nach oben weisenden Trich­ ter 12 besitzt. Im Gehäuse ist ein Führungsrohr 14 ange­ ordnet, auf dem gleitend und dichtend ein Pumpenzylinder 16 verschiebbar ist. Der Pumpenzylinder 16 wird von zwei auf gegenüberliegenden Seiten angeordneten Hydraulikzylin­ dern 18, 20 betätigt (Fig. 4).

Unterhalb des Trichters 12 befindet sich ein Füllraum 22. In der zurückgezogenen Füllposition grenzt der Pumpen­ zylinder 16 an den Füllraum 22 an. Der Pumpenzylinder steht nur geringfügig über das Führungsrohr 14 über. In diesem Bereich ist der Pumpenkolben 24 angeordnet, der mithin den Füllraum in diesem Bereich abschließt. Der Pumpenkolben 24 wird von einem Hydraulikzylinder 26 be­ tätigt, der am Gehäuse fest angelenkt ist. Auf der dem Kolben 24 gegenüberliegenden Seite des Füllraums 22 be­ findet sich ein rohrförmiger Auslaßkanal 28, der mit einem Abschnitt 30 in den Füllraum 12 hineinsteht. Ein mit dem Auslaßkanal 24 verbundener Stutzen 32 ist an eine nicht gezeigte Förderleitung anschließbar. Im Auslaßkanal 28 kann ein geeignetes Absperrorgan angeordnet werden, bei­ spielsweise in Form eines Schiebers, um den Auslaßkanal wahlweise abzusperren.

Die gezeigte Kolbenpumpe arbeitet wie folgt. Zu förderndes Material wird über den Trichter 12 eingefüllt und füllt den Füllraum 22 mehr oder weniger aus (Fig. 1). An­ schließend wird mit Hilfe der Zylinder 18, 20 der Pumpen­ zylinder 16 vorgeschoben (Fig. 2). Er schließt daher den unteren Bereich des Füllraums 22 ab und Material ein. Der Pumpenzylinder 16 wirkt dabei mit dem Abschnitt 30 zusam­ men, um an dieser Stelle eine Abdichtung zu bilden. An­ schließend wird der Hydraulikzylinder 26 betätigt und schiebt den Pumpenkolben 24 vor, wie dies in Fig. 3 darge­ stellt ist. Dadurch wird das sich im Pumpenzylinder 16 be­ findliche Material über den Auslaßkanal 28 herausgedrückt und in eine nicht gezeigte Förderleitung hinein. Außer während des Förderbetriebs wird der Auslaßkanal 28 vor­ zugsweise geschlossen, um zu verhindern, daß Material aus der Förderleitung in den Füllraum 22 zurückfließt.

In Fig. 5 sind äußerst schematisch zwei Pumpenzylinder 16a, 16b dargestellte denen ein Pumpenkolben 24a bzw. 24b zugeordnet ist. Der Betrieb der Doppelkolbenpumpe nach Fig. 5 gleicht dem der Einzelkolbenpumpe, wobei jedoch Be­ füllung und Förderung einander abwechseln. Die Art der Be­ füllung ist in Fig. 5 fortgelassen. Am Ausgang der Pumpen­ zylinder ist eine Absperrplatte 34 angeordnet, die in Richtung des Doppelpfeils 36a verstellbar ist. Der zugehö­ rige Antrieb ist nicht gezeigt. In einer Öffnung der Plat­ te 34 ist ein Rohrstutzen 36 angeordnet, der mit einem flexiblen Leitungsabschnitt 38 verbunden ist, der seiner­ seits mit einer Förderleitung 40 verbunden ist. In der in Fig. 5 gezeigten Position fördert mithin der Kolben 24b Medium in die Förderleitung 40. Der Pumpenzylinder 16a ist zurückgefahren, während der Füllraum 22 durch die Absperr­ platte 34 gegen die Förderleitung 40 verschlossen ist. Mithin kann der Füllraum 22 gefüllt werden. Vor dem Rück­ hub des Kolbens 24b, wird die Absperrplatte 34 und der Pumpenzylinder 16a vorgeschoben, so daß nunmehr der Stutzen 36b zum Pumpenzylinder 16a ausgerichtet ist und der Kolben 24a in die Förderleitung 40 fördern kann. In dieser Zeit erfolgt die Befüllung des nicht gezeigten Füllraums für den Pumpenzylinder 16b.

In Fig. 6 ist ein einzelner Pumpenzylinder 16c darge­ stellt, der in Richtung des Doppelpfeils 42 verstellbar ist, wie dies anhand der Fig. 1 bis 4 erläutert wurde. Im vorgeschobenen in Fig. 6 dargestellten Zustand kann der Pumpenzylinder 16c durch einen Schieber 44 verschlossen werden, dessen Betätigung nicht gezeigt ist. In Fig. 6 ist zu erkennen, daß der Pumpenzylinder 16c im in Förderrich­ tung hinteren Bereich mit einer Reihe von Öffnungen 46 kleinen Durchmessers versehen ist. Die Öffnungen lassen Flüssigkeit und/oder Luft austreten, wenn der Förderkolben 24c in Förderrichtung bewegt wird. Wird während des ersten Hubwegs des Kolbens 24c der Schieber 44 geschlossen gehal­ ten, wird Luft und/oder Flüssigkeit aus dem zu fördernden Gut herausgepreßt, so daß das Gut mehr oder weniger stark komprimiert wird. Anschließend wird der Schieber 44 ge­ öffnet, so daß der Förderkolben 24c das Material in die Förderleitung drücken kann. Es können geeignete, nicht ge­ zeigte Vorkehrungen vorgesehen werden, um den Zeitpunkt zu bestimmen, an dem der Schieber 44 geöffnet wird. Bei­ spielsweise kann der Druck im Hydraulikzylinder für den Pumpenkolben 24c gemessen werden. Der Schieber 44 wird erst geöffnet, wenn der Druck einen vorgegebenen Wert er­ reicht. Es ist jedoch auch denkbar, den Weg des Pumpen­ kolbens 24c zu erfassen und den Schieber 44 wegabhängig zu messen. Auch eine zeitabhängige Betätigung des Schiebers 44 ist denkbar.

In Fig. 7 ist ein Pumpenzylinder 16d angedeutet (ohne Füllraum), mit dem ein Pumpenkolben 24d zusammenwirkt in der oben beschriebenen Art und Weise. Ein Schieber 44d ist doppelwandig ausgebildet mit einer ersten Wand 48 und einer zweiten Wand 50, die im Abstand zueinander ange­ ordnet sind. Der Schieber kann z. B. mit Hilfe einer nicht gezeigten Betätigungsvorrichtung seitlich betätigt werden, um den Pumpenzylinder 16d wahlweise freizugeben bzw. abzu­ schließen. Die Wand 48 ist mit Öffnungen 52 versehen, und der Zwischenraum 54 kann an eine geeignete Ablaßleitung für Luft bzw. Wasser angeschlossen sein. Mit Hilfe der be­ schriebenen Vorrichtung kann daher das zu fördernde Mate­ rial zunächst komprimiert werden, so daß Wasser und/oder Luft über die Öffnungen 52 in den Zwischenraum 54 gelan­ gen und anschließend abgeführt werden.

In Fig. 8 sind Doppelzylinder 16e bzw. 16f angedeutet, mit denen Pumpenkolben 24e bzw. 24f zusammenwirken. Beiden Pumpenzylindern 16e, 16f ist eine gemeinsame Schieber­ platte 44' zugeordnet mit einem Stutzen 36', der einer Öffnung in der Schieberplatte 44' zugeordnet ist. Die Schieberplatte 44' ist in Richtung des Doppelpfeils 56 mit Hilfe eines nicht gezeigten Verstellantriebs betätigbar. In Fig. 8a sind die Zylinder 16e, 16f beide abgeschlossen, und die Öffnung der Platte 44' befindet sich in Neutral­ stellung. In Fig. 8b ist der linke Pumpenzylinder 16e und in Fig. 8c der rechte Pumpenzylinder 16f mit der nicht ge­ zeigten Förderleitung verbunden. So läßt sich abwechselnd von einer Kolbenpumpe in die Förderleitung fördern, wäh­ rend die andere gefüllt wird bzw. das eingefüllte Material komprimiert.

In den Fig. 9 bis 11 ist ein Ponton 60 dargestellt, der an einem Ende zwei höhenverstellbare Stelzen 62 aufweist. Der Ponton 60 weist eine Aussparung 64 auf, die z. B. dadurch gebildet sein kann, daß der Ponton aus zwei parallelen Schwimmkörpern besteht, die im hinteren Bereich durch eine Plattform verbunden sind. An dieser Plattform ist ein Ausleger 66 um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert. Er hängt am äußeren Ende über einen Seilzug 68 an einer Winde 70, so daß die Höhe des Auslegers 66 unter Wasser einstellbar ist. Mittels zweier Winden 72, 74 läßt sich der Ponton tangential um die Drehachse jeweils einer der abgesenkten Stelzen 62 in Richtung des Doppelpfeils 76 verschwenken, so daß durch wechselseitiges Heben und Sen­ ken der Stelzen 62 eine Schreitbewegung erzielt wird.

Am unteren Ende des Auslegers 66 ist eine Aufnahmevorrich­ tung 78 um eine horizontale Achse bei 80 schwenkbar gela­ gert. Mit Hilfe eines Verstellzylinders 82 läßt sich die Position der Aufnahmevorrichtung 72 verstellen. Mit der Aufnahmevorrichtung 78 ist eine Leitung 84 verbunden, die vom Ausleger 66 gehalten und zum Ponton 60 geführt ist. Dort ist sie mit einem geeigneten Abgabeabschnitt 86 ver­ bunden, der außerhalb des Pontons 60 kragt zwecks Befül­ lung einer Schute 88 neben dem Ponton 60.

Die Einzelheiten der Aufnahmevorrichtung 78 gehen aus den Fig. 12 bis 14 deutlicher hervor.

Die Aufnahmevorrichtung 78 weist ein Gehäuse 90 auf, in dem zwei Führungsrohre 92, 94 angeordnet sind für Pumpen­ zylinder 96, 98, wie in Verbindung mit den Fig. 1 bis 4 beschrieben. Sie werden mit Hilfe geeigneter Verstell­ zylinder 100 auf dem Führungsrohr 92, 94 verschoben. In jedem Pumpenzylinder 96, 98 sitzt ein Pumpenkolben 102 bzw. 104. In den Fig. 12 bis 14 sind die Pumpenzylinder 96, 98 in der zurückgezogenen Position dargestellt. Die Kolben 102, 104 werden mit Hilfe von Hydraulikzylindern 106 bzw. 108 betätigt. Seitlich am Gehäuse 90 sind Klappen 110 bzw. 112 schwenkbar angebracht (siehe auch Fig. 11), die nach unten abgesenkt werden können oder angehoben, je nach Betätigung durch eine nicht gezeigte Betätigungsvor­ richtung. Sie decken nach oben die seitlichen Einlässe zur Befüllung des Füllraums mit Sediment ab. Der Füllraum in Fig. 14 ist mit 114 bezeichnet. Im Anschluß an den Füll­ raum 114 ist ein Absperrschieber 116 oder dergleichen an­ geordnet mit einer Öffnung, mit der ein Rohrkrümmer 118 verbunden ist, der mit Hilfe eines nicht gezeigten An­ triebs wahlweise in die mit durchgezogener Linie gezeich­ nete Position oder in die gestrichelte Position ver­ schwenkbar ist, um wahlweise eine der beiden Pumpenzylin­ der 96, 98 mit der Leitung 84 zu verbinden, die im unteren Bereich einen flexiblen Abschnitt 120 aufweist.

Die gezeigte Vorrichtung nach den Fig. 9 bis 14 arbeitet wie folgt. Wird die Aufnahmevorrichtung 78 auf den Gewäs­ serboden abgesenkt und der Ponton 60 zur Seite ver­ schwenkt, wird Sediment in der vorgegebenen Tiefe durch die in Schwenkrichtung vordere Klappe abgeschält, während die hintere Klappe den Aufnahmeraum abschließt und somit zwangsweise das Sediment dem Pumpenraum zugeführt wird. Die Doppelkolbenpumpe wird in der Art und Weise betrieben, wie dies anhand der Fig. 1 bis 4 dargestellt ist. Mithin wird Sediment über die Leitung 84 zum Ponton 60 hochge­ pumpt und anschließend in die Schute 88 gefördert. Durch Schwenkbewegung wird wahlweise der eine Füllraum bzw. der andere Füllraum der Doppelkolbenpumpenanordnung gefüllt. Durch die stufenlose Höhenverstellung ist es möglich, auch schräg geneigte Flächen schichtweise in unterschiedlichen Stärken abzutragen.

In Fig. 15 ist ein Ponton 200 angedeutet, auf dem ein Bag­ ger 202 steht, der einen Ausleger 204 aufweist, an dessen Stiel bei 206 ein Pumpengehäuse 208 angelenkt ist. Das Pumpengehäuse kann um eine horizontale Achse verschwenkt werden über ein Hebelgestänge 210a, das von einem nicht ge­ zeigten Hydraulikzylinder betätigbar ist. Einzelheiten des Pumpengehäuses 208 gehen aus den Fig. 16 bis 18 hervor.

Wie erkennbar, ist eine im wesentlichen im Querschnitt rechteckige Einlaßkammer 210 gebildet, die am linken bzw. vorderen Ende offen und am anderen Ende durch Wandab­ schnitte 212 abgeschlossen ist. Über Öffnungen in den Wandabschnitten 212 erstrecken sich zwei Pumpenzylinder 214, 216, die auf gegenüberliegenden Seiten mittels Ver­ stellzylinder 218 auf Führungsrohren 220 bzw. 222 horizon­ tal verfahrbar sind. Im Pumpenzylinder 214 bzw. 216 befin­ det sich ein Pumpenkolben 224 bzw. 226, der von einem Hydraulikzylinder 228 bzw. 230 betätigt ist. Letztere sind bei 232 bzw. 234 an Lagerblechen angelenkt, die in einer Abschlußplatte für die Führungsrohre 220, 222 befestigt sind. Die Abschlußplatte ist mit 236 bzw. 238 bezeichnet.

Zwei Rohrkrümmer 240 bzw. 242 erstrecken sich von oben in das Gehäuse 208. Ihr in der Kammer 210 befindliches Ende 244 bzw. 246 ist mit dem Pumpenzylinder 214 bzw. 216 aus­ gerichtet. Die Krümmer 240 bzw. 242 sind durch ein Blech 248 unterhalb mit dem Boden der Kammer 210 verbunden. Im Be­ reich des Endes 244 bzw. 246 ist je ein Schieber 250 vorge­ sehen, der von einem Verstellzylinder 252 betätigbar ist, um das Ende wahlweise zu öffnen oder zu schließen. Die An­ lenkpunkte 206 bzw. 252 (siehe Fig. 15) sind auf einer Platte 254 befestigt, die auf dem Gehäuse 208 angebracht ist.

Der Eintrittsabschnitt 256 des Einlaßgehäuses 210 er­ streckt sich nach vorn weit über die Rohrkrümmer 240, 242 hinaus. In diesem Abschnitt 256 ist eine Fischbauchklappe 258 über einen Anlenkpunkt 260 im oberen Bereich der Ein­ laßkammer 210 schwenkbar gelagert. Die Fischbauchklappe 258 wird von mindestens einem Verstellzylinder (nicht ge­ zeigt) betätigt und kann zwischen der in Fig. 16 in durch­ gezogenen Linien gezeigten Position und einer vollständig angehobenen gestrichelt gezeichneten Position verschwenkt werden.

Die Rohrkrümmer 240, 242 können jeweils mit einer einzigen Leitung verbunden sein, die nach oben zum Schwimmkörper 200 geführt ist. Wahlweise können sie auch oberhalb des Gehäuses 208 zu einer gemeinsamen Leitung vereinigt sein, wie in Fig. 15 dargestellt. Die Rohrkrümmer münden in einen gemeinsamen Abschnitt, der mit einem flexiblen Lei­ tungsabschnitt 262 verbunden ist, der zu einer Leitung 264 oberhalb des Decks des Pontons 200 führt. Von dort aus kann zum Beispiel die Beladung einer nicht gezeigten Schute erfolgen.

Im Betrieb wird das Gehäuse 208 in Richtung Pfeil 266 vor­ bewegt. Dabei gelangt eine Schicht 268 auf dem Gewässer­ boden in die Einlaßkammer 210 an den Krümmern 240, 242 vorbei. Die Stellung der Fischbauchklappe 258 bestimmt die Dicke der Schicht, die mit Hilfe der beschriebenen Vor­ richtung abgetragen wird. In Fig. 15 ist die Fischbauch­ klappe 258 vollständig geöffnet. Wird sie nur teilweise geöffnet, ist die Dicke der Schicht 268 entsprechend ge­ ringer.

In der in Fig. 15 gezeigten Betriebsphase wird mindestens ein Pumpenzylinder 214, 216 oder auch beide nach vorn ge­ fahren in Richtung der Enden 244, 246, 240, 242, um das in der Einlaßkammer befindliche Material zu umschließen. An­ schließend wird es mit Hilfe der Kolben 224 in die Krümmer 240, 242 und anschließend in die Leitung 264 gedrückt. Um einen Rückfluß beim Öffnen der Zylinder 214, 216 zu ver­ meiden, werden die Schieber 250 geschlossen. Es versteht sich, daß die Pumpenzylindereinheiten auch nacheinander arbeiten können, um einen annähernd kontinuierlichen Ma­ terialfluß in der Leitung 264 zu erhalten.

Claims (21)

1. Kolbenpumpe, insbesondere für schlecht ansaugfähige Me­ dien, mit einem Gehäuse, mindestens einem Pumpenzylin­ der, einem von einem ersten Hydraulikzylinder betätig­ baren Pumpenkolben, einem Einlaß für die Zufuhr des Mediums zum Pumpenzylinder und einem Auslaßkanal, in den hinein der Pumpenkolben das Medium fördert, wobei der Pumpenzylinder koaxial zum Pumpenkolben verschieb­ bar gelagert ist und von mindestens einem weiteren Hy­ draulikzylinder verstellt wird zwischen einer zurück­ gezogenen, den Einlaß freigebenden Füllposition und einer vorgeschobenen, den Einlaß überdeckenden Förder­ position, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenzylin­ der (16, 96, 98) auf einem stationären, den ersten Hydraulikzylinder (26, 106, 108) aufnehmenden Führungs­ rohr (14, 92, 94) verschiebbar gelagert ist.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auslaßkanal (28) ein Absperrorgan zugeordnet ist.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Pumpenzylinder (16c) in dem in För­ derrichtung hinteren Bereich kleine Durchlässe (46) für Wasser bzw. Luft aufweist.

4. Kolbenpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Absperrorgan ein Schieber (44, 44d, 44', 116) vorgesehen ist.

5. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Doppelanordnung von Pumpenzylinder (16e, 16f, 96, 98), Pumpenkolben (24e, 24f, 102, 104) nebeneinander und Führungsrohr (92, 94) und durch eine Verschlußplatte (44', 116), die wahlweise einen der beiden Auslaßkanäle mit einer Förderleitung (40, 84) verbindet und den je­ weiligen anderen Auslaßkanal absperrt.

6. Kolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Öffnung und der Förderleitung (40, 84) ein Verbindungsabschnitt (38, 118) angeordnet ist, der flexibel ausgebildet ist und/oder gelenkig mit der Ver­ schlußplatte (34, 44', 116) und der Förderleitung (40, 84) verbindbar ist.

7. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß quer zur Förderrichtung vorgesehen ist, der sich über einen großen Teil der Länge des Förderzylinders (16) erstreckt, wenn er sich in Förderstellung befindet.

8. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (44d) doppelwan­ dig ist, wobei die dem Pumpenkolben zugewandte Wand (48) des Absperrorgans (44d) für Wasser und/oder Luft durchlässig ausgebildet ist und der Zwischenraum (54) zwischen den Wänden (48, 50) mit einer Abführung für Luft und/oder Wasser verbindbar ist.

9. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung zum Betrieb der Pumpe eine Druckmeßvorrichtung für den Druck im Hydraulikzylinder (26, 106, 108) mißt und das Absperr­ organ im Auslaßkanal öffnet, wenn der Druck einen vor­ gegebenen Wert erreicht.

10. Vorrichtung zum schichtweisen Abtragen von Material auf einem Gewässerboden mit einer Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (90) an einem in der Höhe und ggf. seitlich schwenkbaren Ausleger (66) gelagert ist, der seinerseits von einem Wasserfahrzeug (60) ausgeht und der Einlaßkanal seitlich am Pumpengehäuse (90) vorgesehen ist und der Pumpenauslaß (118) über eine Leitung (84) mit einem Bereich oberhalb der Wasser­ linie verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal durch eine Klappe (110, 112) oder dergleichen abschließbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils seitlich auf gegenüberliegenden Seiten ein Einlaßkanal vorgesehen ist, die wahlweise durch eine Klappe (110, 112) oder dergleichen verschließbar sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (90) um eine horizontale Achse am Ausleger (66) schwenkbar ge­ lagert ist und ein Betätigungsglied (82) zwischen Pumpengehäuse (90) und Ausleger (66) vorgesehen ist.

14. Vorrichtung zum Abtragen von Material auf einem Gewäs­ serboden mit einer Kolbenpumpe nach einem der Ansprü­ che 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpen­ gehäuse (208) an einem in der Höhe und ggf. seitlich verschwenkbaren Ausleger (204) gelagert ist, vor der Kolbenzylindereinheit eine nach vorn geöffnete Einlaß­ kammer (210) gebildet ist, der Auslaßkanal 240, 242 von oben in die Einlaßkammer (210) hineingeführt ist, wobei das vom Eintrittsende der Einlaßkammer (210) fort gerichtete Ende (244, 246) des Auslaßkanals auf den Pumpenzylinder (214, 216) ausgerichtet ist und dem Auslaßkanal (240, 242) ein Verschlußglied (250) zuge­ ordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Kolbenzylindereinheiten modul­ artig nebeneinander angeordnet sind, wobei die Einlaß­ kammer (210) zwischen den Zylinderkolbeneinheiten bzw. zur seitlichen Wandung hin durch jeweils eine Wand (212) abgeschlossen ist und zu jeder Zylinderkolben­ einheit ein Auslaßkanal (240, 242) in die Einlaßkammer (210) geführt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verschlußglied ein von einem Hydrau­ likzylinder (252) betätigbarer Schieber (250) ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (208) um eine horizontale Achse an dem Ausleger (204) schwenkbar ge­ lagert ist und mit Hilfe eines Hydraulikzylinders ver­ schwenkbar ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß sich die Einlaßkammer (210) über den Auslaßkanal (240, 242) nach vorn hinauser­ streckt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Eintrittsabschnitt (256) der Einlaßkammer (210) eine vertikal verschwenkbare Klappe (258) angeordnet ist, die mittels eines Hydraulikzylinders in eine vor­ gegebene Stellung einstellbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fischbauchklappe (258) vorgesehen ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Ende des Führungsrohrs (220, 222) ein Lagerbauteil (236, 238) befestigt ist, an dem der Hy­ draulikzylinder (228, 230) für den Pumpenkolben (224, 226) um eine horizontale Achse schwenkbar angelenkt ist.