-
Betonpumpe für Einsatz bei tiefen Temperaturen
-
Die Neuerung betriffe eine Betonpumpe in selbstfahrender oder stationärer
Ausführung mit Einrichtungen für die Betriebsfähigkeit bei Temperaturen bis - 500
C.
-
Es sind Betonpumpen in selbstfahrender Ausführung mit Förderrohrausleger
und stationäre Betonpumpen in verschiedener Ausführung, die Details betreffend,
bekannt.
-
Alle diese Pumpen arbeiten zuverlässig im Temperaturbereich + 50 bis
- 100 C.
-
Für die Arbeit im Bereich niedriger als - 100 C sind bislang nur temperaturi
solierte Förderleitungen bekannt. Die Pumpen selbst wurden innerhalb eines beheizbaren
Raumes aufgestellt, sie müssen als stationäre Pumpen angesehen werden.
-
Die Rüstzeiten sind damit beträchtlich, oft höher als die Arbeits-
bzw.
-
Pumpkosten, so daß sich der Einsatz einer Pumpe nur bei Massenbetonbaustellen
bzw. dort lohnt, wo eine Pumpe über längere Zeit von einigen Wochen eine größerc
Betonmenge zu fördern hat. Bei ständig wechselndem Einsatz einer Betonpumpe von
Baustelle zu Baustelle und Arbeitszeiten von wenigen Stunden oder Tagen kommen Wärmeschutzumbauten
nicht infrage.
-
Ein besonderes Problem stellt der Förderrohrausleger bei einer Mobilpumpe
dar, der es ermöglicht, den Beton in Höhen bis ca. 30 m und Tiefen ebenfalls bis
ca. 30 m zu fördern. Bei einem Wärmeschutzumbau müßte also dieses Volumen überdacht
werden. Außerdem wäre der Innenraum für die Bewegungsfähigkeit des Auslegers freizuhalten.
Beides ist bei geringen Massen des zu fördernden Betons nicht möglich. Wenn nicht
der Beton mit anderen Geräten eingebracht wird, kommt in diesem Fall nur eine stationäre
Pumpe mit weitgehend stationärer Förderleitung infrage.
-
Die Forderung besteht nun darin, eine Betonpumpe zu schaffen, vorzugsweise
eine selbstfahrende Betonpumpe, deren Betriebsbereits chaft und Betriebssicherheit
bis - 500 C gewährleistet ist, wobei die Rüstzeiten geringstmöglich sind und alle
Mittel, welche die Betriebsbereitschaft und Betrichtssicherheit garantieren, mitgeführt
werden.
-
Die neuerungsgemäßen Mittel und Maßnahmen sind nicht beschränkt auf
selbstfahrende Betonpumpen, sondern sie können auch für stationäre Betonpumpen angewandt
werden.
-
Zur Verdeutlichung und zur Abgrenzung soll noch erwähnt werden, daß
bei der Arbeit mit einer Betonpumpe bei sehr niedrigen Temperaturen einige fundamentale
Richtlinien beachtet werden müssen.
-
1. Alle betonführenden Bauteile der Anlage müssen vor der Beschickung
auf Betriebstemperatur gebracht werden.
-
Das betrifft den Betonaufgabetrichter, das Schiebergehäuse, die Förderrohrleitung
mit Endverteiler schlauch und natürlich alle mechanisch hochbeanspruchten Teile
und gewisse Steuerelemente.
-
Es muß nämlich verhindert werden, daß der gewöhnlich mit einer Temperatur
von + 300 C zugeführte Beton auf unterkühlten Stahlflächen sofort anfriert.
-
2. Wasseranwendung muß für die Arbeit und zum Säubern nach der Arbeit
weitgehendst vermieden werden.
-
3. Die Betriebstemperatur muß während der Arbeit gehalten werden.
-
Sie kann nach dem Pump- und Reinigungslauf wieder abfallen.
-
4. Für das Erreichen der Betriebsbereitschaft der kompletten Pumpe
soll eine Zeit von 30 - 60 min nicht überschritten werden.
-
5. Das T emperaturgefälle zwischen Beton-Aufnahmetemperatu r und Betonabgabetemperatur
soll auch bei Umgebungstemperaturen von bis - 500 C und starkem Wind von bis 15
m/sec geringstmöglich und nicht größer als ca. 50 C sein.
-
Während die Temperaturhaltung innerhalb der Förderleitung leicht zu
beherrschen ist, gelingt das an der Ubergabestelle, dem Aufnahmetrichter weniger
leicht.
-
Die Forderungen an eine Betonpumpe für Einsatz bei niederen Temperaturen
werden durch die Neuerung entsprechend den Schutzansprüchen optimal erfüllt.
-
Die mitgeführten Heizaggregate, vorzugsweise durch Dieselöl oder Druckgas
betrieben, sind so bemessen und angeordnet, daß sie die einzelnen Mas chinenteile
entsprechend ihrem Kälte speicher vermögen, also ihrer Masse, in Verbindung mit
funktionstechnischen Erfordernissen thermisch beeinflussen.
-
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Förderleitung und das Pumpenaggregat
wärmetechnisch als 2 getrennte Heizkreise zu verstehen, die gleichzeitig wirken,
um die Rüstzeiten zu verkürzen.
-
Dabei ist es gleichgültig, ob beide Heizkreise je ihren eigenen Wärmeerzeuger
haben oder ob ein einziger, leistungsfähiger Wärmeerzeuger eingesetzt wird, dessen
Abgabeenergie über Klappen regelbar ist.
-
Getrennte Wärmegeneratoren haben den Vorteil, daß die Temperaturregelung
einfacher ist.
-
Ein besonderer Vorteil wird bei der Neuerung darin gesehen, daß die
Abwärme am Beton-Förderleitungsende nicht frei ausströmt, sondern zum Wärmeerzeuger
zurückgeführt und hier wieder aufgeladen wird.
-
Der Betonaufnahmebehälter, dessen Oberfläche naturgemäß einige m2
umfaßt, wird als doppelwandiger Isolierkörper mit einer Isolierabdeckung ausgeführt.
-
Der Endverteilerschlauch mit einer Länge von ca. 5 - 7 m in Gummiausführung
muß während des Betriebes seine Elastizität und Beweglichkeit behalten, damit das
Einbaupersonal nicht physisch mehr belastet wird. Das wird neuerungsgemäß erreicht
dadurch, daß der Schlauch elektrisch beheizt wird, wobei die Elektroenergie einem
vom Fahrzeugmotor getriebenen Generator entnommen wird.
-
Die Beton-Förderleitung ist auf bekannte Weise thermisch voll isoliert.
-
Lediglich an Kuppelstellen ist diese Isolation unterbrochen.
-
Die Heizaggregate sind so auf dem Fahrgestell angeordnet, daß nur
eine geringe Wärmeabstrahlung auf nicht funktionswichtige Teile erfolgt. Zu diesem
Zweck sind sie in einer Wärmedämmkapsel eingebaut.
-
Um dem Personal die Arbeit zu erleichtern, soll die Umstellung von
Vorbereitungs- auf Arbeitssituation geringstmöglich sein. Hierfür ist lediglich
a) der End-Verteilerschlauch mit der Ansaugöffnung eines Heizgenerators zu verbinden
und b) ein Heizungsvorlauf mit dem Anfang der Förderleitung.
-
In den folgenden Darstellungen ist ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, es zeigen: Fig. 1 eine selbstfahrende Betonpumpe mit Verteilermast
in Transportstellung von der Seite, Fig. 2 in der Draufsicht.
-
Fig. 3 das Heizaggregat und seine Zuordnung zum Pumpenaggregat im
Längsschnitt, Fig. 4 im Querschnitt.
-
Fig. 5 Lage und Stellung der Betonförderrohre nach dem Schieber in
Betriebsstellung, in Vorderansicht und Draufsicht.
-
Fig. 6 Lage der Betonförderleitung, insbesondere Endverteilerschlauch
und Wärme-Zuführschlauch zwischen Wärmeerzeuger und Beginn der Förderleitung nach
dem Schieber, jeweils in Vorderansicht und Draufsicht.
-
Fig. 7 den Endverteilerschlauch mit Beheizung schematisch und Fig.
8 im Querschnitt.
-
Auf einem Standard-LKW-Ghassis 1 wird das Pumpenaggregat, bestehend
aus Verteilergetriebe 2 für die Hydraulikpumpen 3:, den Hydraulikzylindern 4 , Förderzylindern
5 , Steuerblock 6 , Ölbehälter 7 , Schiebergehäuse mit Schieber 8 und Schieberbetätigung
9 Aufgabetrichter 10 mit Rührwerk 11 montiert.
-
Der Bedienstand für Pumpe und Ausleger, mit 13 gekennzeichnet, ist
auf einer der beiden Konsolplattformen 14 angeordnet.
-
Der Ausleger, bestehend aus Drehgelenkbock 15 , den Auslegerteilen
16, der hydraulischen Betätigung 17 , den ausschwenkbaren, hydraulisch anstellbaren
Stützfüßen 18 wird zwischen Fahrerhaus und Pumpenaggregat auf dem Fahrzeugrahmen
montiert.
-
Der oder die Wärmeerzeuger 20 sind mittig über den Förderzylindern
5 zweckmäßigerweise in Länsrichtung angebaut. Diese Wärmeerzeuger bestehen wiederum
aus einem elektromotorisch angetriebenen Gebläse und der Brennkammer 21 , dem Ansaugrohr
22 und dem Abförderrohr 23 sowie dem Abgasführungsrohr 24.
-
Einer der Wärmeerzeuger 20 versorgt den Raum um die Betonförderzylinder
5.. Ein Gehäuse 25 umgibt die Förderzylinder seitlich, oben und unten. Der Wärmestrom
wird über das Zuführungsrohr 23 in der Nähe des Steuerblockes 6 zugeführt, durchströmt
das Gehäuse 25 und beaufschlagt den Bereich der Hydraulikzylinder 4 nach oben, sowie
den unteren Teil des Schiebergehäuses mit Schieberdrehlagerung 27, indem der Heißluftstrom
durch Bleche 28 geführt wird. Die Warmluft verläßt bei d die Maschine.
-
In Erweiterung dieser Beheizungsanordnung ist vorgesehen, einen Heißluft-Teilstrom
bis in den Bereich des Drehgelenkbockes 15 zu führen, um dort hochbeanspruchte Bauteile
und das Drehgelenk vorzuwärmen.
-
Der Wärmebedarf an dieser Stelle kann auch von der Fahrerhausheizung,
der Batterieheizung oder von einem eigenen IIeizaggregat gedeckt werden.
-
Uber das Abgasrohr 24 wird der Heizraum 29 , begrenzt durch thermisch
isolierte Deckbleche 30 und Seitenwände 31 , Abschlußwand 32 hinten und Ölbehälter-Stirnwand
33, erwärmt. Die Ansaugöffnung 22 durchdringt die Abschlußwand 32.
-
Der zweite Heizkreis wirkt wie folgt: Die Ansaugöffnung 35 des gleichartigen
Wärmeerzeugers 20 ist seitlich angebracht. Hier wird der Endverteilerschlauch 36
gekuppelt.
-
Die Vorlaufleitung 37 hat außerhalb der Stirnwand 32 eine Kuppelmöglichkeit
38 für einen Heißluft- Verbindungsschlauch 39. Eine fest verlegte Betonförderleitung
42 , bestehend aus Rohrstücken 43 , Bogenstücken 44, jeweils thermisch isoliert,
mündet im Anschlußstück 45 des Schiebergehäuses 8. hier wird nun die Kupplung 46
abgenommen, die Kupplung 47 gelöst, der Rohrbogen 44 ca 900 nach oben geschwenkt
und der Heißluft-Verbindungsschlauch 39 zwischen Anschluß 38 und Förderrohrbogen
44 eingebaut. Bei dem Schlauch 39 handelt es sich um einen leichten, thermisch isolierten,
flexiblen Kunststoff oder Stahls chlauch.
-
Durch diese Maßnahme der Umlauferwärmung wird ein guter thermischer
Wirkungsgrad erreicht.
-
Die Strömungsrichtung der Heißluft ist jeweils durch Pfeile gekennzeichnet.
-
Der Endverteilerschlauch 36 besteht aus kunststoff- oder stahldrahtarmiertem
Spezialgummi. Er ist mittels Kupplung 50 am Rohrendstück 51 der an den Verteilermast
16 angebauten Betonförderleitung 52 befestigt und wird zusätzlich zur Aufheizung
von innen noch durch eine Widerstandsheizung erwärmt.
-
Zu diesem Zweck wird ein Drehstromaggregat 53 vom Fahrzeugmotor angetrieben.
Die 3 Phasen werden über ein Regelgerät 54 und Dioden zusammengefaßt und in Gleichstrom
umgeformt. Der Heizleiter 55 liegt nun spiralig und beweglich über dem Förderschlauch
36,und zwar bis etwa 500 mm zum Schlauchende (Maß a). Damit die Wärme nicht nach
außen abfließt, ist der Isoliermantel 56 etwa mit einer Stahldrahtspirale gehalten.
-
Damit ist trotz Heizung und Thermoisolation die Flexibilität des Endverteilers
chlauche s gewährleistet.
-
Als zweckmäßig halt sich erwiesen, den Heizungsbereich am Schlauchende
über eine Länge (b) zusätzlich gegen Schlag und Reibverschleiß in den Schalungen
mit einem Schutzmantel 58 zu versehen.
-
Anstelle einer Drehstromlichtmas chine ist selbstverständlich auch
eine Glei chstromlichtma s chine einsetzbar.
-
Der Aufgabetrichter 10 ist doppelschalig und mit Thermo-Isolierstoff
ausgeschäumt.
-
Als zweckmäßig hat sich erwiesen, einen Isolierdeckel 60 als oberen
Abschluß anzubringen, der evtl. nur mit einer kleinen Zuführöffnung versehen und
unter Feder- oder Gewichtsbelastung leicht zu öffnen ist.
-
Das Abgasrohr 24 dieses 2. Wärmeerzeugers ist ebenfalls im Inneren
des Schutzgehäuses verlegt und heizt hier den Raum mit auf.
-
Die Beheizung des Pumpenaggregates (Wärmeerzeuger 1) kann auch durch
elektrische Widerstandsheizung erfolgen.
-
Entsprechend der Neuerung ist vorgesehen, Wärmeenergie und Strömungsgeschwindigkeit
der Wärmeerzeuger mittels bekannter, nicht weiter erörterter Mittel regelbar zu
gestalten.
-
Ein nicht dargestellter Drucklufterzeuger stellt die Luft zum Auspressen
der Förderleitung nach Arbeitsschluß bereit. Er ist mittels Hydraulikmotor angetrieben.
-
Diese Einrichtungen ermöglichen ein Aufheizen aller funktionswichtigen
Details des Pumpenaggregates, und zwar wird die Wärme gezielt dort zugeführt, wo
durch die Teileausbildung ein Wärmeübergang auf weitere Teile sich ergibt.
-
Der seitlich angeordnete Bedienstand 13 mit Steuerpult 62 wird derart
mitbeheizt, als hier der Warmluftaustritt 63 vorgesehen ist.
-
Das System der Beheizung einer Betonpumpe entsprechend der Neuerung
ist nicht begrenzt auf ein selbstfahrendes Aggregat, sondern in gleicher Weise auch
auf eine stationäre Pumpenanlage anwendbar. Allerdings ist hier nicht der günstige
thermische Wirkungsgrad zu erreichen, weil eine Verbindung Betonförderrohrende -
Ansaugöffnung des Wärmeerzeugers nicht möglich ist, d. h. die Restenergie am Förderrohrende
verpufft.