DE3103942A1 - Verstopferanzeige und automatische loeseeinrichtung eines verstopfers insbesondere bei betonpumpen - Google Patents

Description

• Verstopferanzeige und automatische Löseeinrichtung eines Verstopfers
• insbesondere bei Betonpumpen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung bei hydraulischen Pumpen für schwierige Fördergüter, etwa Betonpumpen, zu dem Zweck, die Gefahr eines Verstopfers bzw. eines sich bereits entwickelten Verstopfers anzuzeigen und automatisch rückgängig zu machen.
• Verantwortlich für die Entstehung eines Verstopfers beim pumpen etwa von Beton in einer Förderleitung sind folgende Faktoren: Verhältnis Grobkorn zum Rohrinnen-, Strömungsgeschwindigkeit, Radien der Rohrbögen, Konsistenz oder Beweglichkeit des Betons sowie die Beschleunigungskurve beim Anschieben der Betonsäule. In der Praxis entstehen Verstopfer hauptsächlich während des FUllens der Rohrleitung und bei Zement bzw. Feinstoffarmen Betonen mit niedrigem und hohem W/Z-Faktor.
• Ist ein Verstopfer aufgetreten, so sollte er unverzüglich rückgängig gemacht werden3 weil sonst die Materialsäule erst recht verkeilt wird.
• Zunächst wird die Betonsäule durch Rücksaugen wieder in Bewegung gebracht und meist lösen sich Verstopfer auf diese Weise leicht. Hat sich jedoch die Betonsäule durch mehrmaliges aufbringen von Drücken, die gewöhnlich durch ein Hydraulik-Oberdruckventil begrenzt werden (ca. 300 bar), so stark verkeilt, daß ein Lösen des Pfropfens durch Rücksuagen nicht mehr möglich ist, so muß nach abschalten der Betonpumpe, abklopfen der Förderleitung die Verstopferstelle lokalisiert und die Leitung dort entleert werden.
• Da ein Verstopfer innerhalb von Sekunden entsteht, hängt die Vermeidung vom Reaktionsvermögen des Bedienenden ab. Plötzlich verstärktes Geräusch der Antriebsanlage (Dieselmotor und Hydraulikpumpe) kündigt die Bildung eines Verstopfers an. Häufig ist nun der Bedienende, etwa durch eine Fahrzeugeinweisung oder Nebenarbeit, nicht in der Lage schnell genug zu reagieren, d.h. die Pumpe auf Rücksaugen umzustellen.
• Die Entfernung von verkeilten Materialströmen in der Förderleitung ist eine mühsame, zeit- und kostenaufwendige sowie gefürchtete Arbeit.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die die Verstopfergefahr anzeigt sowie Vorgänge selbsttätig einleitet, welche der Verstopfergefahr vorbeugen bzw. welche Anfangsverstopfer wieder rückgängig macht.
• Dabei dient der Druckanstieg im hydraulischen System der Betonpumpe als Kriterium.
• Steigt hier der Förderdruck über einen bestimmten Wert, der am Druckschalter (Druckwächter) einstell- und ablesbar ist hinaus an, so wird auf bekannte Weise ein optisches oder akustisches Warnsignal gegeben.
• Erfindungsgemäß ist nun parallel zu diesem Signalgeber ein Zeitglied geschaltet, welches dann einen Impuls an die elektrische Steuerung der Betonpumpe weitergibt, wenn der Uberdruck länger als eine bestimmte Zeit, etwa 2 sec, ansteht.
• Dieser zweite Schaltimpuls löst ein sofortiges Umschalten der Betonpumpe auf Rücksaugen aus. Gleichzeitig läuft ein zweites 7eitglied an, welches nach Ablauf einer vorgegebenen Rücksaugzeit übcr die elektrische Steuerung der Pumpe wieder auf Fördern umschaltet. Es hat sich nämlich gezeigt, daß ein Verstopfer nach 2 - 5 Saughüben oder 5 - 10 - 15 sec Rücksaugzeit rückgängig gemacht ist.
• Die Impulsgabe zwischen Druckmeßgerät (Druckwächter) und Pumpensteuerung kann elektrisch oder hydraulisch erfolgen, dementsprechend werden elektrische oder hydraulische oder elektrohydraulische Maß- und Schaltgeräte zur Anwendung kommen.
• Die elektrische Grundsteuerung enthält die beiden Zeitglieder Z 1 und Z 2, eine Taste um Rücksaugen auch manuell einleiten zu können und zusätzlich einen Wahl schalter. Bei Einstellung des Wahl schalters auf Automatik wird der Schaltimpuls über die Zeitglieder der Hydrauliksteuerung weitergegeben.
• Bei Anlagen mit Direktsteuerung (ohne Fernsteuerung) ist das optische oder akustische Signal ebenfalls in der Pumpen-Grundsteuerung enthalten.
• Eine etwa durch Steckverbindung kuppelbare Fernsteuerung enthält ebenfalls die optische und/oder akustische Signaleinrichtung sowie die manuelle Rücksaugtaste.
• Damit ist manuelles Rücksaugen an der Pumpen-Grundsteuerung oder an der Fernsteuerung möglich.
• Die automatische Verstopferanzeige und Verstopferlösung kann erfindungsgemäß auch nachrüstbar ausgeführt sein derart, daß zwischen Druckwächter einerseits und Pumpengrundsteuerung andererseits Steckvorrichtungen für den Zusatzschaltkasten mit Zeitgliedern Z 1 und Z 2 sowie Hand/ Automatik-Umschalter vorgesehen werden.
• Anstelle eines zweiten Zeitgliedes kann auch ein Hubzähler zur Anwendung kommen, der nach einer enstellbaren Hubzahl, etwa 2 - 5 Hübe, den Impuls für eine Weiterförderung gibt.
• Vorzugsweise ist vorgesehen, bei geringer und hoher Förderleistung -die über Motordrehzahländerung oder Hydraulikpumpen-Fördermengenregelung proportional oder in Stufen erreichbar ist - die Schaltzeiten Z 1 und Z 2 gleich zu halten.
• Es ist jedoch möglich, die Schaltzeiten beim langsamen Pumpen (geringe Förderleistung) proportional zu reduzieren.
• In einer Abwandlung des Erfindungsgedankens kann der Anlauf des Zeitgliedes Z 2 auch mit Z 1 zusammenfallen, d.h. es kann ein Zeitglied mit zwei Abschaltzeitpunkten angewandt werden.
• Die 3 Abbildungen Fig. 1, 2 und 3 zeigen schematisch und stark vereinfacht die erfindungsgemäße Einrichtung und die Funktion, und zwar: Fig. 1 eine Lösung, bei welcher die Zeitschalter und die Manual-Rücksaugtaste mit evtl. Wahlschalter und die Signalgeräte in die Grundsteuerung integriert sind. Im Steuerkasten der ortsbeweglichen Fernsteuerung wiederholen sich die Signalgeräte mit Manual-Rücksaugknopf, d.h. sie sind parallelgeschaltet.
• Diese Zuordnung der Zeitglieder macht es möglich, die transportable Fernsteuerung und das Verbindungskabel leichter auszubilden.
• Fig. 2 eine Lösung, bei welcher die Zeitglieder zu einer eigenen Zusatzsteuereinheit zusammengefaßt und steckbar mit dem Druckbegrenzer und der Grundsteuerung verbunden sind.
• Fig. 3 zeigt den Zusammenhang anhand von Druckverlaufskurven.
• Die Druckölpumpe 1 fördert aus dem Ulbehälter 2 gegen den hydraulischen Steuerblock 3 der von der elektrischen Grundsteuerung 4 beeinflußt wird. Dieser Steuerblock steht mit den beiden hydraulischen Pumpzylindern 5/6 und den Verstellzylindern 7/8 für die Rohrweiche 9 in Verbindung.
• In der Pumpen-Druckleitung 10 befindet sich der veränderliche Druckwächter und -anzeiger 11 der wiederum mit einem optischen 12 oder akustischen 13 oder einem kombinierten Signalgerät in der Grundsteuerung 4 in Verbindung steht.
• Zwischen Druckwächer 11 und der elektrischen Steuerung 4 besteht eine Wahl verbindung über die Zeitglieder Z 1 und Z 2 und eine direkte Verbindung. Im Normalfall (Automatikbetrieb) - Stellung des Wahl schal ters 14 auf Automatik - gibt das Zeitglied Z 1 nach ca. 2 sec Impuls für Rücksaugen und Start des Zeitgliedes Z 2 . Nach Beseitigung der Verstopfergefahr gibt Z 2 Impuls für Weiterfördern. Bei Stellung des Wahlschalters 14 auf Hand werden die Zeitglieder Z 1/Z 2 umgangen und der Verstopfer-Lösevorgang wird manuell mittels Taste 15 eingeleitet.
• Die transportable Fernsteuerung 18 ist über Steuerleitung 19 steckbar an der Grundsteuerung 4 angeschlossen und enthält parallelgeschaltet die Signalgeräte 12/13 sowie die Manualtaste 15 für Rücksaugen.
• In Fig. 3 ist der normale Druckverlauf N beim Fördern ausgezogen gezeichnet.
• Steigt derFörderdruck plötzlich an, etwa nach V weil ein Verstopfer sich anbahnt, so wird bei Punkt P 1 der zulässige Druck erreicht, der nur kurze Zeit Z 1 anstehen darf, d.h. bei P 2 wird auf Rücksaugen geschaltet. Erst nach einer ebenfalls festlegbaren Rücksaugzeit Z 2 wird bei P 3 wieder-auf Fördern zurückgeschaltet.
• Zweckmäßigerweise liegen die einstellbaren Schaltpunkte P 1/P 2 bei PD niedriger als der durch Dberdruckventil eingestellte Maximaldruck P0.
• Die vorgeschlagene Signal- und Steuereinrichtung trägt insbesondere bei Betonpumpen daiu bei, auf kürzes-teln Wege, in Abhängigkeit vom anstehenden Förderdruck bzw. Fötderwiderstand ein lockern des Fördergutstromes durch kurzzeitiges Rücksaugen zu veranlassen, mit nachfolgendem Umschalten auf weiterfördern. Die Reaktionszeit ist bei einer derartig ausgelegten Funktionssteuerung bei weiten geringer als bei manuellem Betrieb. Damit ist die Gefahr von Verstopfern bereits während ihrem Entstehen reduziert.
• Die Anwendung dieser automatischen Verstopferlösung ist nicht begrenzt auf Betonpumpen. Sie kann auch angewandt werden beim Pumpen von beliebigen schwer förderbaren Medien, etwa in der chemischen Industrie, dem Transport von schädlichen Schlämmen im Umweltschutz usw.
• Positionsübersicht 1 Druckölpwnpe 2 Ulbehalter 3 Hydraulik-Steuerblock 4 elektrische Grundsteuerung 5 hydraulische Pumpzylinder 6 hydraulische Pumpzylinder 7 Verstellzylinder Rohrweiche 8 Verstellzylinder Rohrweiche 9 Rohrweiche 10 Pumpen-Druckleitung 11 Druckwächter (Einsteller/Anzeiger) 12 optisches Signal gerät 13 akustisches Signal gerät 14 Wahl schalter Hand/Automatik 15 Manual taste Rücksaugen Grundsteuerung 16 Zeitglied Z 1 17 Zeitglied Z 2 18 Fernsteuereinheit steckbar 19 Steuerleitung 20 Zusatzsteuereinheit mit Z 1/Z 2 steckbar Po = Maximaldruck Hydraulik-Oberdruckventil PD = eingestellter Druck am Druckbegrenzer P 1 = Schaltpunkt Zeitglied Z 1 Verzögerungszeit P 2 = Schaltpunkt Rücksaugen P 3 = Schaltpunkt Weiterfördern N = Druckverlauf normales Fördern V = Druckanstieg bei Verstopferentwicklung R = Druckverlauf Rücksaugen

Claims (6)

1. Patent- und Hilfsgebrauchsmuster-Anmeldung Schutzanprüche e Einrichtung zur Verhinderung von Verstopfern in Förderleitungen von Hydr<iulikpumpen für schwer fließfähige Medien, wie etwa Beton, dadurch gekennzeichnet daß über einen Druckwächter (11) durch Signalgeräte (12/13) das Erreichen eines einem Verstopfer vorausgehenden Druckanstieges vorzugsweise optisch oder akustisch angezeigt wird und parallel zu dieser Anzeige mindestens ein Zeitglied (Z 1) zwischen Hydraulikpumpe und Grundsteuereinrichtung vorgesehen ist, welches bei Erreichen eines einstellbaren Grenzdruckes (Pg) die Förderbewegung der Pumpe selbsttätig abschaltet, eine Rücksaugbewegung im Fördergutstrom automatisch einleitet und nach einer einstellbaren Zeit (Z 2) wieder auf Förderbewegung umstellt, und daß dieser automatischen Verstopferlösung ein Hand/Automatik-Vorwahlschalter (14) und eine manuelle Verstopferlösung (15) parallelgeschaltet ist.
2. 2. Einrichtung zur Verhinderung von Verstopfern in Förderleitungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied Z 1) im Bereich von 1 - 5 sec einstellbar ist, das Zeitglied (Z 2) im Bereich von 2 - 15 sec und diese Zeitglieder in die elektrische Grundsteuerung (4) der Pumpe integriert sind.
3. 3. Einrichtung zur Verhinderung von Verstopfern in Förderleitungen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Signal geräte (12/13) und die Zeitglieder (Z 1/Z 2) in die vorzugsweise flexible Fernsteuereinheit (18) der Hydraulikpumpe integriert ist/sind, wobei dieser Verstopferlösautomatik auch hier eine manuell zu betätigende Verstopferlösung (15) parallelgeschaltet ist.
4. 4. Einrichtung zur Verhinderung von Verstopfern in Förderleitungen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal- und/oder Verstopferlösautomatik als Zusatzeinrichtung (20) anzusehen und zwischen Druckwächter (11) und Grundsteuerung (4) steckbar vorgesehen ist.
5. 5. Einrichtung zur Verhinderung von Verstopfern in Förderleitungen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß bei reduzierter Förderleistung die Laufzeiten der Zeitglieder (Z EZ 2) proportional reduziert werden.
6. 6. Einrichtung zur Verhinderung von Verstopfern in Förderleitungen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltzeitpunkt (Z 2) mit (Z 1) zusammenfällt, d.h. daß für beide Zeitglieder 1 Einschaltimpuls (P1) vom Druckwächter (11) gegeben wird.