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Die Erfindung betrifft einen Durchflußsteuerschieber
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für Dickstoff-, beispielsweise Schlammpumpen mit einem Zylindergehäuse
und einem auf einer um die Zylinderachse schwenkbaren Welle festen Drehschieber
mit zwei Stellungen zur Steuerung von drei Wegen, für die getrennte Anschlüsse am
Steuergehäuse angebracht sind, deren Mehrzahl auf dem Zylindermantel angeordnet
ist.
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Solche Durchflußsteuerschieber dienen dazu, entsprechend der vorgegebenen
Pumpensteuerung die Ansaug- und Förderwege mit einem oder mehreren Pumpenzylindern
zu verbinden und die Saug- bzw. Druckströme entsprechend umzulenken. Gegenüber Steuerungen
mit Hilfe von Sitzventilen haben Drehschieber den Vorteil, daß die Strömungswiderstände
entfallen, welche der im Förderstrom befindliche Ventilkörper hervorruft.
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Drehschieber dieser Art sind u. a. aus der Förderung von Beton bekannt
(DT-GM 1 780 902). Der bekannte Drehschieber steuert eine Doppelkolbenpumpe und
ist daher einer 4/2-Schieber. Er besitzt zwei kongruente Ausnehmungen für jeweils
zwei Wege, deren Anschlüsse sämtlich auf dem Mantel des zylindrischen Steuergehäuses
angeordnet sind. Nachteilig ist die starke Belastung der Welle quer zur Achse des
Steuergehäuses. Schwierigkeiten ergeben sich hieraus für die Lagerung der Welle.
Weitere Schwierigkeiten treten bei der Abdichtung des jeweiligen Saugkanales gegen
den benachbarten Druckkanal auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für die Steuerung
eines Pumpenzylinders geeigneten Durchflußsteuerschieber zu schaffen, welcher günstiger
belastet
ist und eine in jeder Stellung des Schiebers wirksame Spaltüberdeckung
zwischen Saug- und Druckseite ermöglicht.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß einer der
Wegeanschlüsse an der Stirn seite des Steuergehäuses angeordnet ist und der Drehschieber
eine Ausnehmung aufweist, die bogenförmig von der dem stirnseitigen WegeanschluB
zugekehrten Stirnfläche bis zur Mantelfläche des auf einem Teil seiner Länge kolbenförmigen
Drehschiebers läuft.
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Die. Umlenkung des Förderstromes durch die Ausnehmung läßt sich strömungsgünstig
ausführen,weil man der Ausnehmungeine einem Rohrknie bzw. -bogen entsprechende Form
geben kann. Außerdem ermöglicht die Erfindung eine sogenannte positive Schaltüberdeckung.
Hierunter versteht man, daß ein in der Steuerung vorgesehener Weg erst dann eröffnet
wird, wenn der vorausgehende Weg vollständig geschlossen ist. Außerdem wird durch
die Erfindung eine Druckentlastung der Welle erreicht, weil die Biegebelastungen
infolge der axialen Belastung fortfaden.
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Wenn das Fördergut abrasiv wirkende Teile enthält, wie sie beispielsweise
durch die Zuschläge bei Beton gegeben sind, kann man die Reibung des Drehschiebers
und den darauf beruhenden Verschleiß derjenigen Teile, zwischen die sich die abrasiv
wirkenden Körper des Fördergutes setzen können, durch eine entsprechen& Härtung
oder durch Einlegen von Verschleißteilen ausgleichen.
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Vorzugsweise und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
ist
die Mündung der Ausnehmung an der Stirnfläche des Drehschiebers als Kreis ausgebildet,
dessen Durchmesser dem eines Pumpenzylinders entspricht. Man kann jedoch die Ausnehmung
auch vergrößern und hat dann den Vorteil, daß die aufeinanderreibenden Flächen von
Drehschieber und Gehäuse verkleinert werden. Bei einer solchen Ausführungsform der
Erfindung ist die Ausnehmung als offene Rinne mit U-förmig abgerundetem Querschnitt
ausgebildet.
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Die auf den Drehschieber wirkenden Kräfte lassen sich als Druckkräfte
hydraulisch oder durch ein Axiallager, z.B. Kugellager übertragen.
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Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen anhand
der Figuren in der Zeichnung; es zeigen Fig. 1 im Längsschnitt eine Einzylinderkolbenpumpe
mit dem erfindungsgemäß und teilweise ebenfalls im Schnitt wiedergegebenen Durchflußsteuerschieber
in Seitenansicht gemäß einer ersten Ausführungsform und in einer der beiden Stellungen,
Fig. 2 eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung in der Fig. 1 entsprechender
Darstellung, jedoch in der anderen der beiden Stellungen, Fig. 3 in der Fig. 1 entsprechender
Darstellung und Stellung des Drehschiebers eine ab geänderte AusfUhrungsform der
Erfindung,
Fig. 4 die Ausführungsform des Drehschiebers nach Fig.
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3 in der Fig. 2 entsprechender Darstellung und Fig. 5 einen Schnitt
längs der Linie III-Iflder Fig. 1 im rechten Teil und im Schnitt längs der Linie
IV-IV der Fig. 2 im linken Teil der Darstellung.
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Der allgemein mit 1 bezeichnete Durchflußsteuerschieber ist an einen
Pumpenzylinder 2 angeflanscht, was bei 3 wiedergegeben ist. In den Pumpenzylinder
läuft der Pumpenkolben 4, der von einer Kolbenstange 5 betätigt wird. Der Kolben
4 kann aus einem Fülltrichter 6 Dickstoffe, beispielsweise Schlamm, aber auch Mörtel
oder Beton in den Zylinder 2 saugen, wenn er sich gemäß der Darstellung in den Figuren
von links nach rechts bewegt. In der umgekehrten Bewegungsrichtung drückt der Kolben
4 die beim Saughub geförderte Füllung des Zylinders 2 dagegen in einen Krümmer 7,
an den bei 8 eine Förderleitung 9 angeflanscht ist.
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Es handelt sich also um einrnDurchflußsteuerschieber, der in zwei
Stellungen drei Wege steuert.
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Das Gehäuse 10 ist zylindrisch ausgebildet. In dem GEhäuse 10 befindet
sich ein kolbenförmiger Drehschieber 11, der auf einer Welle 12 befestigt ist, deren
Achse mit der Zylinderachse zusammenfällt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig.
1 ist die dem Drehschieber 11 abgewandte Stirnfläche 13 der Welle 12 hydraulisch
in einem Zylinder 14 ab gestützt, dem hydraulisches Druckmittel durch eine öffnung
15 zugeführt werden kann.
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Auf dem Zylindermantel des GEhäuses 10 sitzen bei allen Ausführungsbeispielen
der Erfindung der trichterförmige Anschluß 6 sowie der Anschluß für den Krümmer
7, und das Bylindergehäuse weist dementsprechend öffnungen bei 16 bzw. 17 auf.
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Der dritte Wegeanschluß ist an der Stirnseite 18 des Gehäuses 10 angeordnet,
dort, wo sich der Anschlußflansch 19 für den Pumpenzylinder 2 befindet.
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Der Drehschieber weist eine allgemein mit 20 bezeichnete Ausnehmung
auf, die bogenförmig vom stirnseitigen Wegeanschluß 18 bzw. 3, 19 ,d.h. der dort
befindlichen Stirnfläche 21 des Drehschiebers 11 bis zur Mantelfläche bei 22 verläuft.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Mündung der Ausnehmung einer Stirnfläche
21 als Kreis ausgebildet, dessen Durchmesser dem des Pumpenzylinders entspricht.
Infolgedessen verläuft die Ausnehmung ausgehend von der Mündung rohrförmig bis zu
einer ebenfalls kreisförmigen öffnung 24 auf der Mantelfläche des Drehschiebers.
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Wie die Schnittdarstellung der Fig. 5 erkennen läßt, kann man der
Hüllfläche 25 der Ausnehmung 20 einen strömungsgünstige Querschnittsform geben kann
und im übrigen die Ausnehmung so wählen, daß die eingangs beschriebene positive
Schaltüberdeckung zustande kommt.
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Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform
nach Fig. 1 nur durch die Lagerung an der Stirnseite 13 der Welle 12. Sie erfolgt
mit Hilfc eines Axiallagers27 anstelle der hydraulischen
Abstützung,
die bei 14 und 15 in Fig. 1 wiedergegeben ist.
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Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach den
Fig. 1 und 2 dadurch, daß die Ausnehmung 20 nicht mehr rohrförmig, sondern rinnenförmig
ausgebildet ist. Sie bildet eine einseitig offene Rinne, deren Ränder bei 31 wiedergegeben
sind und die einen U-förmig abgerundeten Querschnitt aufweist.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel
nach Fig. 3 wiederum durch die andersartige Abstützung der Welle auf einemAxiallager,
wie es in Fig. 2 wiedergegeben ist.
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In sämtlichen Ausführungsformen der Erfindung wird die positive Schaltüberdeckung
dadurch erreicht, daß die innere Mantelfläche des GEhäuses 10 zwischen Sauganschluß
6 und Druckanschluß 7 gleich oder größer als die radiale Austrittsöffnung 24 des
Drehkörpers 11 ist, wodurch Kurzschlüsse vermieden werden.
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Die Kanten der Ein- und Austrittsöffnungen können gehärtet sein. Außerdem
kann man die Kanten mit gehärteten Verschleißeinlegestücken auskleiden.