DE3742938A1 - Kolbenpumpe und verfahren zur steuerung derselben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, mit wenigstens einem einen Förderkolben aufweisenden Zylinder, an dem wenigstens ein Einlaßventil und ein Auslaßventil für das zu fördernde Medium angeordnet ist sowie ein Verfahren zur Steuerung dieser Kolbenpumpe.

Derartige Kolbenpumpen saugen bei der Kolbenbewegung in die eine Richtung das zu fördernde Medium über ein Einlaß­ ventil an und stoßen es während der Kolbenbewegung in der entgegengesetzten Richtung über ein Auslaßventil aus. Es sind auch doppeltwirkende Anordnungen bekannt, bei denen bei jeder Kolbenbewegung gleichzeitig auf einer Seite des Kolbens angesaugt und auf der anderen Seite des Kolbens ausgestoßen wird. Schließlich sind auch Anord­ nungen bekannt, bei denen mehrere, insbesondere zwei Zylin­ der im Gegentakt arbeiten, um einen möglichst kontinuier­ lichen Fluß des zu pumpenden Mediums zu erreichen. Die als Zweizylinderpumpen ausgebildeten Förderpumpen können wiederum einfachwirkend oder doppeltwirkend ausgelegt sein. Eine derartige Kolbenpumpe ist beispielsweise aus der EP-A 00 80 385 bekannt.

Die bekannten Kolbenpumpen weisen gewöhnlich ein gemein­ sames Gehäuse auf, das einen oder mehrere Zylinder sowie die Ventile aufnimmt oder beinhaltet. Der Nachteil der bekannten Kolbenpumpen besteht daher insbesondere darin, daß für jede Betriebsart, jede Anwendung und jede räum­ liche Anordnung ein besonderes Gehäuse erforderlich ist, das hierdurch wenig variabel und infolge der jeweils ge­ ringen Stückzahlen aufwendig und teuer ist.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Kolbenpumpe der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die nur aus wenigen standardisierten Bauteilen besteht, die einen variablen Zusammenbau als Ein- oder Mehrzylinderpumpe gestattet und die variable Anschlüsse und Betriebsarten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein an wenigstens einem Ende des Zylinders lösbar anbring­ bares Verzweigungsstück vorgesehen ist, das wenigstens zwei mit dem Einlaßventil und dem Auslaßventil verbindbare Flanschanschlüsse aufweist.

Die Vorteile bestehen darin, daß sich aus lediglich drei standardisierten Bauteilen, nämlich dem Verzweigungsstück, dem Zylinder und dem Ventil, beliebige ein- oder mehr­ zylindrige Kolbenpumpen aufbauen lassen, die einfach- oder doppeltwirkend ausgelegt werden können und bei denen die Zufluß- und Abflußleitungen variabel anschließbar sind. Derart zusammengesetzte Kolbenpumpen sind daher einfach und billig realisierbar und können in großer Variabilität zusammengesetzt bzw. umgebaut werden.

Durch die in den Unter- und Nebenansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Kolbenpumpe möglich.

Werden an beiden Enden des Zylinders identische Verzweigungs­ stücke angebracht, wobei eine den Förderkolben antreibende Kolbenstange im zusammengesetzten Zustand durch ein Ver­ zweigungsstück hindurchverläuft, so können entweder an beiden Verzweigungsstücken Ventile angebracht werden, so daß ein doppeltwirkender Betrieb möglich ist, oder an dem von der Kolbenstange durchdrungenen Verzweigungs­ stück wird ein Flüssigkeitsbehälter, insbesondere Wasser­ behälter, angebracht, um eine Spülung und Reinigung zu gewährleisten.

Das Verzweigungsstück weist vorzugsweise an wenigstens der dem Zylinder im zusammengesetzten Zustand zugewandten Seite einen Dichtungssitz auf, so daß beispielsweise zwei Verzweigungsstücke an den beiden Enden des Zylinders durch eine Spannvorrichtung auf einfache Weise dichtend anbringbar sind.

Eine leichte Zugänglichkeit zum Kolben wird dadurch er­ reicht, daß der Zylinder wenigstens in das von der Kolben­ stange durchsetzte Verzweigungsstück einschiebbar ausge­ bildet ist und daß eine das Einschieben verhindernde, lösbare Fixiervorrichtung vorgesehen ist. Durch Lösen dieser Fixiervorrichtung und Einschieben des Zylinders in das Verzweigungsstück tritt der Kolben am Zylinder­ ende hervor, nachdem zuvor das zweite Verzweigungsstück gelöst worden ist, so daß beispielsweise der Kolben selbst oder seine Kolbendichtungen ausgewechselt werden können.

Die der mit dem Dichtungssitz versehenen Seite gegenüber­ liegende Seite des Verzweigungsstücks ist vorzugsweise mit einem weiteren Dichtungssitz versehen, an dem entweder ein weiterer Zylinder, ein als separates Teil ausgebildeter, anpreßbarer Flanschanschluß oder eine anpreßbare Antriebs­ vorrichtung für die Kolbenstange anbringbar ist. Die Spann­ vorrichtung kann dabei zweckmäßigerweise am anpreßbaren Flanschanschluß auf der einen Seite und an der am gegenüber­ liegenden Verzweigungsstück angeordneten Antriebsvorrichtung angreifen. Auf diese Weise kann die Variabilität des Bau­ kastensystems noch weiter erhöht werden.

Wenigstens zwei fest, insbesondere einstückig, mit dem Verzweigungsstück verbundene Flanschanschlüsse sind gegen­ überliegend und senkrecht oder schräg zur Längsachse des Zylinders im zusammengesetzten Zustand angeordnet. Hierdurch können die beiden jeweils benötigten Ventile variabel an diesen Flanschanschlüssen oder am anpreßbaren Flansch­ anschluß angebracht werden. Weitere fest oder anpreßbar ausgebildete Flanschanschlüsse können noch zusätzlich vorgesehen sein.

Bei einer Zwei-Zylinder-Kolbenpumpe mit gegensinnig über hydraulische, doppeltwirkende Antriebszylinder steuerbaren Förderkolben besteht das Problem, daß im Umschaltzeitpunkt, also wenn der eine Förderkolben seine Förderbewegung und der andere Kolben seine Saugbewegung beendet hat, eine kurzzeitige Förderunterbrechung eintritt, die zu einem Ruck oder Schlag führt. Der Grund dafür ist der, daß das angesaugte Medium, das gewöhnlich von Gasen durchsetzt ist, einen Unterdruck aufweist, der zunächst bei Beginn der Förderbewegung wieder kompensiert werden muß. Während dieser Zeit ist der Fördervorgang unterbrochen, so daß der beschriebene Ruck oder Schlag entstehen kann. Es ist daher ein besonderes Anliegen der Erfindung, diesen Nachteil zu beseitigen.

Eine vorteilhafte Lösung besteht darin, daß die gegensinnig mit einem Arbeitsdruck beaufschlagten, an den Antriebs­ zylindern angeschlossenen Druckleitungen sowie eine weitere, die jeweils anderen Zylinderenden miteinander verbindende Druckleitung wenigstens teilweise zusätzlich mit einer zweiten, asymmetrische Bewegungen der Förderkolben gestatten­ den Drucksteuervorrichtung verbunden sind.

Auf diese Weise können voreilende Bewegungen des ansaugenden Förderkolbens erzeugt werden, so daß dieser seine Anschlag­ position zu einem Zeitpunkt erreicht, zu dem der andere, fördernde Förderkolben noch in Bewegung ist. Der Förder­ kolben, der seinen Ansaugvorgang beendet hat, kann daher bereits mit seiner Förderbewegung beginnen, während der andere Förderkolben immer noch fördert. Auf diese Weise kann eine Förderunterbrechung durch optimiertes, asymme­ trisches Steuern der beiden Förderkolben vollständig ver­ mieden werden. Hierzu ist lediglich eine zusätzliche Druck­ steuervorrichtung erforderlich.

Der Arbeitsdruck in der zweiten Drucksteuervorrichtung wird geringer als der in der ersten Drucksteuervorrichtung eingestellt, so daß die den Unterdruck im zu fördernden Medium kompensierende Förderbewegung automatisch zum richti­ gen Zeitpunkt einhält.

Die zweite Drucksteuervorrichtung weist zweckmäßigerweise die Bewegung der Förderkolben erfassende Sensoren auf, um die asymmetrische Bewegung im optimalen Zeitpunkt ein­ leiten zu können. Dies kann sowohl positionsabhängig als auch geschwindigkeitsabhängig erfolgen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine einfachwirkende, baukastenartig zusammenge­ setzte Ein-Zylinder-Pumpe in einer Seitenansicht,

Fig. 2 dieselbe Kolbenpumpe in einer schematisierten Darstellung mit geänderten Eingangs- und Ausgangs­ anschlüssen,

Fig. 3 eine doppeltwirkende Ein-Zylinder-Pumpe,

Fig. 4 eine doppeltwirkende Zwei-Zylinder-Pumpe,

Fig. 5 eine Zwei-Zylinder-Pumpe mit übereinander angeord­ neten Zylindern,

Fig. 6 eine Zwei-Zylinder-Pumpe mit nebeneinander angeord­ neten Zylindern,

Fig. 7 eine Zwei-Zylinder-Pumpe mit zwischen den Zylindern angeordneter Zuführung,

Fig. 8 eine neben einer Zuführungsvorrichtung angeord­ nete Zwei-Zylinder-Pumpe mit übereinander angeord­ neten Zylindern,

Fig. 9 eine unter einer Zuführungsschnecke angeordnete Zwei-Zylinder-Pumpe mit nebeneinander angeord­ neten Zylindern,

Fig. 10 eine Zwei-Zylinder-Pumpe mit zwischen den Zylin­ dern angeordneter Zuführungsschnecke,

Fig. 11 eine hinter einer Zuführungsschnecke angeordnete Ein- oder Zwei-Zylinder-Pumpe und

Fig. 12 eine Zwei-Zylinder-Pumpe mit zwei Drucksteuer­ vorrichtungen zur asymmetrischen Bewegung der Antriebszylinder.

Die in Fig. 1 dargestellte Ein-Zylinder-Kolbenpumpe besteht im wesentlichen aus einem langgestreckten Zylinder 10, an dessen beide Enden je ein identisches Verzweigungsstück 11 angesetzt ist. Jedes der Verzweigungsstücke 11 weist vier miteinander verbundene Anschlüsse auf: ein als Dich­ tungssitz 12 ausgebildeter, am Zylinder 10 anliegender Anschluß, ein diesem gegenüberliegender, ebenfalls als Dichtungssitz 13 ausgebildeter Anschluß, ein (gemäß der Anordnung in der Figur) oberer Flanschanschluß 14 und ein diesem gegenüberliegender unterer Flanschanschluß 15. Die Öffnungen der vier Anschlüsse sind dabei jeweils zueinander um 90° versetzt.

An dem nach außen weisenden Dichtungssitz 13 des linken Verzweigungstücks 11 ist ein Antriebszylinder 16 angesetzt, der vorzugsweise als hydraulischer, doppeltwirkender An­ triebszylinder ausgebildet ist, wie im Zusammenhang mit Fig. 12 noch näher erläutert wird. Von diesem dichtend an das linke Verzweigungsstück 11 angesetzten Antriebs­ zylinder 16 aus erstreckt sich eine Kolbenstange 17 ins Innere des Zylinders 10 und weist an ihrem Ende einen Förderkolben 18 auf.

An dem nach außen weisenden Dichtungssitz 13 des rechten Verzweigungsstücks 11 ist ein als separates Teil ausge­ bildeter Flanschanschluß 19 angesetzt, der mit einem Auslaß­ ventil 20 verbunden, insbesondere verschraubt ist. Der nach oben weisende feste Flanschanschluß 14 ist mit einem Einlaßventil 21 auf entsprechende Weise verbunden, an das ein Zuführungstrichter 22 angeschlossen ist. In diesen Zuführungstrichter 22 kann das zu fördernde Medium einge­ füllt werden, wobei die Zuführung zum Einlaßventil 21 durch ein im Zuführungstrichter 22 angeordnetes Rührwerk 23 erleichtert wird, insbesondere dann, wenn es sich bei dem zu fördernden Medium um einen Stoff mit schlechten Fließeigenschaften handelt. Es kann sich hierbei um einen Klärschlamm, einen Hüttenschlamm oder eine andere schlecht fließende Suspension handeln.

Die beiden Ventile 20, 21 sind im wesentlichen identisch aufgebaut, jedoch jeweils entgegengesetzt angeschlossen, so daß bei einer Ausbildung als Rückschlagventil das eine als Einlaßventil und das andere als Auslaßventil arbeitet. Anstelle der dargestellten Schrägsitzventile können auch Klappenventile, Kegelventile, Tellerschrägsitzventile, Eckventile od.dgl. treten. Anstelle von Rückschlagventilen können auch hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch ge­ steuerte Ventile treten.

Der nach oben weisende Flanschanschluß 14 des linken Ver­ zweigungsstücks 11 ist mit einem Wasserbehälter 24 ver­ bunden, der selbstverständlich auch eine andere Flüssigkeit enthalten kann. Der Wasserbehälter 24 kann auch als Druck­ behälter ausgebildet sein und eine Sperrflüssigkeit zur Entlastung der Kolbendichtung enthalten.

Die beiden nach unten weisenden Flanschanschlüsse 15 der beiden Verzweigungsstücke 11 sind jeweils mit einem Blind­ flansch 25 verschlossen und an einem die gesamte Pumpe haltenden Ständer 26 befestigt.

Zwei Zugstangen 27, die am Flanschanschluß 19 einerseits und an einem Flansch 28 am Antriebszylinder 16 andererseits angreifen, halten die gesamte Anordnung in Längsrichtung dichtend zusammen. Selbstverständlich kann hierfür auch eine noch größere Anzahl von Zugstangen verwendet werden. Der Zylinder 10 ist am dem linken Verzweigungsstück 11 zugewandten Ende so ausgebildet, daß er in dieses Verzwei­ gungsstück 11 eingeschoben werden kann. Im Betriebszustand wird ein derartiges Einschieben durch ein den Zylinder 10 umfassendes Anschlagstück 29 verhindert, das am linken Verzweigungsstück 11 anliegt.

Die Montage der dargestellten Kolbenpumpe kann in der folgenden Reihenfolge stattfinden: Zunächst werden bei fixiertem Anschlagstück 29 die beiden Verzweigungsstücke 11 zu beiden Seiten des Zylinders 10 angesetzt. Danach wird von der linken Seite her der Antriebszylinder 16 angesetzt, wobei der Förderkolben 18 in den Zylinder 10 eingeschoben wird. Dieser kann selbstverständlich auch schon zuvor eingeschoben sein. Danach wird der Flansch­ anschluß 19 angelegt und die so angeordneten Teile mittels der Zugstangen 27 gegeneinander verspannt, so daß eine Fixierung erfolgt. Nun können die beiden Ventile 20, 21, der Wasserbehälter 24, die beiden Blindflansche 25 und der Ständer 26 angeschraubt werden. Schließlich wird noch der Zuführungstrichter 22 angeschraubt.

Der Fördervorgang erfolgt dadurch, daß das im Zuführungs­ trichter 22 eingefüllte Fördergut bei einer Bewegung des Förderkolbens 18 nach links durch das sich öffnende Einlaß­ ventil 21 in den Zylinder 10 eingesaugt wird, wobei zu diesem Zeitpunkt das Auslaßventil 20 geschlossen ist. Gleichzeitig wird links des Kolbens im Zylinder 10 befind­ liches Wasser in den Wasserbehälter 24 zurückgepumpt. Bei der darauffolgenden Kolbenbewegung nach rechts schließt das Einlaßventil 21, und das Auslaßventil 20 öffnet sich, so daß das angesaugte Medium nunmehr durch das Auslaßventil 20 herausgedrückt und seinem Bestimmungsort zugeführt wird. Dabei wird wiederum links des Förderkolbens 18 Wasser in den Zylinder 10 angesaugt. Hierdurch erfolgt eine ständi­ ge Reinigung des Zylinders 10.

Muß der Förderkolben 18 oder Teile von ihm, z.B. Kolben­ dichtungen, erneuert werden, so wird nach Entspannung der Zugstangen und Demontage des Anschlagstücks 29 der Zylinder 10 in das linke Verzweigungsstück 11 eingeschoben und der Förderkolben 18 ausgefahren. Dieser kann dadurch aus dem Zylinder 10 heraustreten und wird auf einfache Weise zugänglich.

Wie leicht zu erkennen ist, können die Ventile 20, 21 auch vertauscht oder an einem anderen Flanschanschluß befestigt werden. Die Anschlüsse können dadurch sehr variabel an die jeweiligen Verhältnisse angepaßt werden. Es ist auch möglich, anstelle des Wasserbehälters 24 und des Blindflansches 25 am linken Verzweigungsstück 11 zwei weitere Ventile anzubringen, so daß die Kolbenpumpe dann als doppeltwirkende Kolbenpumpe arbeitet. Auch diese Mög­ lichkeit zeigt die große Variabilität dieser baukastenartig aufgebauten Kolbenpumpe und die verschiedenen Möglichkeiten des Einsatzes und der Anpassung. Dabei werden jeweils neben dem Zylinder 10 und dem Antriebszylinder 16 für die eigentliche Funktion nur untereinander identische Verzweigungsstücke und Ventile benötigt. Die verschiedenen Möglichkeiten des Aufbaus und des Einsatzes werden anhand der folgenden Figuren anhand schematisierter Darstellungen gezeigt. Gleiche oder gleichwirkende Bauteile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen und nicht nochmals für sich beschrieben.

In Fig. 2 ist eine Kolbenpumpe gemäß Fig. 1 dargestellt, bei der das Auslaßventil 20 am oberen Flanschanschluß 14 des rechten Verzweigungsstücks 11 und das Einlaßventil 21 am unteren Flanschanschluß 15 angeordnet ist. Der als separates Bauteil ausgebildete Flanschanschluß 19 ist durch einen Blindflansch 25 verschlossen.

In Fig. 3 ist ein Zusammenbau als doppeltwirkende Kolben­ pumpe dargestellt. Anstelle des Wasserbehälters 24 und des Blindflansches 25 am linken Verzweigungsstück 11 sind hier ein weiteres Auslaßventil 20 und ein weiteres Einlaß­ ventil 21 angeschlossen. Bei jeder Bewegung des Förder­ kolbens in eine Bewegungsrichtung wird gleichzeitig an einem der Verzweigungsstücke 11 angesaugt und am anderen gefördert. Durch Verbindung der Einlaßöffnungen der Einlaß­ ventile miteinander und der Auslaßöffnungen der Auslaß­ ventile miteinander kann eine quasi kontinuierliche Förde­ rung erreicht werden. Dies wird im Zusammenhang mit Fig. 12 noch näher erläutert.

In Fig. 4 ist ein Aufbau als doppeltwirkende Zwei-Zylinder- Pumpe dargestellt. Zwei Pumpen, wie sie in Fig. 3 darge­ stellt sind, werden nebeneinander angeordnet, wobei sich die Einlaßöffnungen der Einlaßventile jeweils gegenüber­ stehen, so daß zwischen den beiden Zylindern die Zuführung des zu fördernden Guts erfolgen kann. Selbstverständlich ist dies prinzipiell auch umgekehrt möglich. Die beiden hydraulischen Antriebszylinder 16 sind an einem Ende mitein­ ander über eine Druckleitung 30 verbunden, so daß bei einer Druckbeaufschlagung des einen Antriebszylinders 16 der zugeordnete Kolben ausfährt, während der Kolben des anderen Antriebszylinders 16 gleichzeitig dadurch eingefahren wird. Die Druckbeaufschlagung ist jeweils durch Doppelpfeile dargestellt, die den Fluß des hydrau­ lischen Mediums in die beiden Arbeitsrichtungen zeigen soll.

Es ist auch möglich, zwei Pumpen gemäß Fig. 2 miteinander gemäß Fig. 4 zu kombinieren, so daß eine einfachwirkende Zwei-Zylinder-Pumpe entsteht. In allen diesen Fällen er­ folgt der Aufbau der verschiedenen Pumpen mit jeweils denselben standardisierten Bauteilen.

In den Fig. 5 bis 11 sind verschiedene mögliche Anordnungen von Zwei-Zylinder-Pumpen dargestellt, die als doppelt­ wirkende Pumpen gemäß Fig. 4 oder selbstverständlich auch als einfachwirkende Pumpen ausgebildet sein können.

Gemäß Fig. 5 sind zwei Zylinder 10 übereinander angeordnet, wobei der Pumpeneingang von links her über eine sich ver­ zweigende Zuleitung 31 erfolgt, die an zwei mit Verzweigungs­ stücken 11 verbundenen Einlaßventilen 21 mündet. Der Pumpen­ ausgang erfolgt über zwei Auslaßventile 21, die mit einer im wesentlichen der Zuleitung entsprechenden Ausgangsleitung 32 verbunden sind.

In Fig. 6 ist eine ähnliche Anordnung dargestellt, bei der die Zylinder 10 nebeneinander angeordnet sind und die Zuleitung von unten her erfolgt, während die Ausgangs­ leitung 32 oben angeschlossen ist.

Gemäß Fig. 7 ist ein Zuführungstrichter 33 unten mit einem Verteiler 34 versehen, an dem an gegenüberliegenden Seiten zwei Zylinder 10 angeschlossen sind.

In Fig. 8 ist eine ähnliche Anordnung dargestellt, bei der der mit einem Rührwerk versehene Zuführungstrichter 33 unten einen Verteiler 35 mit zwei übereinander angeord­ neten Anschlüssen aufweist, die mit zwei übereinander angeordneten Zylindern 10 verbunden sind.

Gemäß Fig. 9 sind zwei nebeneinander angeordnete Zylinder 10 unterhalb eines Verteilers 36 angeordnet, der eine Zuführungsschneckenanordnung 37 aufweist. Die Pumpenausgänge weisen dabei nach unten.

Gemäß Fig. 10 ist ein ähnlicher Verteiler 38 mit einer Zuführungsschneckenanordnung zwischen zwei Zylindern 10 angeordnet, wobei die Pumpenausgänge jeweils nach außen weisen.

Schließlich können gemäß Fig. 11 auch ein oder mehrere Zylinder 10 parallel zueinander in Verlängerung eines eine Zuführungsschneckenanordnung aufweisenden Verteilers 39 angeordnet sein. Hierbei erfolgt die Zuführung des zu fördernden Mediums stirnseitig über den Flanschanschluß 19 bzw. den Dichtungssitz 13 (siehe Fig. 1). Der Pumpen­ ausgang weist hierbei nach oben. Die Verteiler 36, 38 und 39 werden zweckmäßigerweise ebenfalls mit einem Zu­ führungstrichter verbunden. Dies ist durch einen vertikal nach unten weisenden Pfeil gekennzeichnet.

Weitere Anordnungen sind durch das erfindungsgemäße Bau­ kastensystem in vielfältiger Weise möglich. Dabei können die Verzweigungsstücke 11 selbstverständlich auch abweichend von der in Fig. 1 dargestellten Form ausgebildet sein. So können beispielsweise auch alle Flansche Festflansche oder alle Flansche als separate Teile ausgebildet sein. Die Zahl der Flanschanschlüsse kann dabei bis zu sechs betragen. Auch schräggestellte Flanschanschlüsse sind dabei prinzipiell möglich.

In Fig. 12 ist eine einfachwirkende Zwei-Zylinder-Pumpe schematisch dargestellt, gleiche oder gleichwirkende Teile sind wiederum mit denselben Bezugszeichen versehen und nicht nochmals beschrieben.

Eine erste Drucksteuervorrichtung für die beiden Antriebs­ zylinder 16 besteht aus drei 3/2-Wegeventilen 50 bis 52. Dabei ist eine mit einem Druckmittelbehälter 53 verbundene Pumpe 54 über das Ventil 50 alternativ mit den beiden Antriebszylindern 16 verbindbar, wobei die das Ventil 50 mit den Antriebszylindern 16 verbindenden Druckleitungen 55, 56 jeweils an den von den Zylindern 10 abgewandten Enden der Antriebszylinder 16 angeschlossen sind. Über die beiden anderen Ventile 51, 52 sind die beiden Druck­ leitungen 55, 56 sowie die Druckleitung 30 mit einer Rückfluß­ leitung 57 zum Druckmittelbehälter 53 alternativ verbindbar.

Eine zweite Drucksteuervorrichtung besteht aus einem 3/2- Wegeventil 58 sowie drei 2/2-Wegeventilen 59-61. Das 3/2-Wegeventil 58 dient zusammen mit einer Druckmittel vom Druckmittelbehälter 53 heranführenden Pumpe 62, einem Druckschalter 63 und einem Druckbehälter 64 zur Einstellung eines Arbeitsdrucks in der zweiten Drucksteuervorrichtung, der unter dem Arbeitsdruck in der ersten Drucksteuervor­ richtung liegt. Hierzu bleibt das Ventil 58 so lange geöff­ net, bis der Arbeitsdruck im Druckbehälter 64 den gewünsch­ ten Wert erreicht hat und der Druckschalter 63 anspricht. Hierdurch wird das Ventil 58 in die dargestellte Stellung versetzt, bei der das zugeführte Druckmittel unmittelbar wieder zum Druckmittelbehälter 53 zurückgeführt wird. Erst wenn der Druck wieder unter den gewünschten Wert abfällt, wird das Ventil 58 wieder geöffnet.

Über die drei Ventile 59-61 kann der im Druckbehälter 63 vorliegende Arbeitsdruck zusätzlich den Druckleitungen 30, 55 und 56 zugeführt werden.

Die individuelle Steuerung der Ventile, die alle als Magnet­ ventile ausgebildet sind, erfolgt über ein elektronisches Steuergerät 65 über nicht im einzelnen dargestellte Leitungen. Selbstverständlich ist prinzipiell auch eine pneumatische Steuerung möglich. Zwei Sensoren 66, 67 sind im Bereich der beiden Kolbenstangen 17 angeordnet und können dadurch die Position und/oder die Geschwindigkeit dieser Kolben­ stangen 17 bzw. der zugeordneten Förderkolben 18 erfassen und als Signale dem elektronischen Steuergerät 65 zuführen.

Durch die erste Drucksteuervorrichtung (Ventile 50-52) erfolgt in bekannter Weise eine symmetrische, gegensinnige Bewegung der Antriebszylinder 16 und damit der Förder­ kolben 18. Hierzu wird abwechselnd die Leitung 55 mit Arbeitsdruck beaufschlagt, während gleichzeitig die Druck­ leitung 56 mit der Rückflußleitung 57 verbunden ist. Die Kolbenstange 17 fährt aus, wobei Druckmittel über die Druckleitung 30 dem auf der rechten Seite dargestellten Antriebszylinder 16 zugeführt wird, dessen Kolbenstange 17 dadurch eingefahren wird. Durch gegensinnige Umschaltung der Ventile 50 und 51 wird hierdurch der Fördertakt einge­ stellt, wobei durch die Sensoren 66, 67 die jeweiligen Umschaltpunkte festgelegt werden können. Die Auswirkungen dieser gegensinnigen Pumpbewegungen auf das zu pumpende Medium wurden bereits eingangs näher beschrieben. Befinden sich beide Kolbenstangen bzw. Kolben in ihrer jeweils entgegengesetzten Anschlagstellung und beginnt dann ein neuer Arbeitshub, so muß das angesaugte, zu pumpende Medium, das sich gemäß der Darstellung im linken Zylinder 10 be­ findet, zunächst während einer ersten Arbeitsstrecke wieder komprimiert werden, da es infolge von es durchsetzenden Gasen nach dem Ansaugvorgang einen Unterdruck aufweist. Während dieser Arbeitsstrecke ist der Pumpvorgang unter­ brochen, so daß ein Ruck oder Schlag entsteht, der sich störend auf das Pumpverhalten und die Pumpe auswirkt. Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird schon vor Erreichen der Anschlagstellung über das Ventil 59 der zusätzliche Arbeitsdruck auf die Druckleitung 30 gegeben, so daß der einfahrende Kolben im Vergleich zum anderen schon früher seine Anschlagstellung erreicht. Das Ventil 59 wird dann wieder geschlossen. Nun wird das dem Antriebszylinder mit der eingefahrenen Kolbenstange zugeordnete Ventil der zweiten Drucksteuervorrichtung geöffnet, im dargestellten Zustand ist dies das Ventil 61. Die Kolbenstange des zugeord­ neten linken Antriebszylinders 16 setzt sich daraufhin wieder in der entgegengesetzten Richtung in Bewegung, nachdem das Ventil 52 umgeschaltet wurde, das nunmehr die Druckleitung 30 mit der Rückflußleitung 57 verbindet. Die beiden Förderkolben bewegen sich nun für eine kurze Zeit in derselben Richtung, wobei der in der Darstellung rechte Kolben noch fördert, während der in der Darstellung linke Kolben das angesaugte Medium vorkomprimiert, so daß er schon vor oder gleichzeitig mit dem Erreichen der ausgefahrenen Stellung des rechten Kolbens die Förderung aufnimmt. Auf diese Weise erfolgt die Förderung kontinuier­ lich, und ein Schlag oder Ruck durch eine unterbrochene Förderung wird vermieden.

Die beschriebene Umsteuerung des sich der eingefahrenen Anschlagstellung nähernden Kolbens erfolgt in Abhängigkeit der Signale des zugeordneten Sensors 66, der die Umsteuerung über das elektronische Steuergerät 65 in Abhängigkeit der Stellung und Geschwindigkeit der Kolbenstange 17 ver­ anlaßt. Die Schaltzeitpunkte für die Ventile in der be­ schriebenen Reihenfolge können dabei vorzugsweise durch Versuche oder auch durch Berechnung optimiert werden, um eine möglichst kontinuierliche Förderung zu erreichen.

Als Sensoren 66, 67 eignen sich insbesondere berührungslose Näherungsschalter, insbesondere magnetisch wirkende Näherungs­ schalter. Die erzeugten Signale dienen direkt als Positions­ signale, wobei durch Differentialbildung zusätzlich die Geschwindigkeit erfaßt werden kann.

Claims (20)

1. Kolbenpumpe, mit wenigstens einem einen Förderkolben aufweisenden Zylinder, an dem wenigstens ein Einlaßventil und ein Auslaßventil für das zu fördernde Medium angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein an wenigstens einem Ende des Zylinders (10) lösbar anbringbares Verzweigungs­ stück (11) vorgesehen ist, das wenigstens zwei mit dem Einlaßventil (21) und dem Auslaßventil (20) verbindbare Flanschanschlüsse (14, 15, 19) aufweist.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des Zylinders (10) identische Verzwei­ gungsstücke (11) anbringbar sind, wobei eine den Förder­ kolben (18) antreibende Kolbenstange (17) im zusammengesetz­ ten Zustand durch ein Verzweigungsstück (11) hindurchverläuft.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verzweigungsstück (11) an wenigstens der dem Zylinder (10) im zusammengesetzten Zustand zuge­ wandten Seite einen Dichtungssitz (12) aufweist.

4. Kolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwei Verzweigungsstücke (11) an den beiden Enden des Zylinders (10) fixierende Spannvorrichtung (27) vorge­ sehen ist.

5. Kolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (10) wenigstens in das von der Kolben­ stange (17) durchsetzte Verzweigungsstück (11) einschiebbar ausgebildet ist, und daß eine das Einschieben verhindernde, lösbare Fixiervorrichtung (29) vorgesehen ist.

6. Kolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixiervorrichtung (29) als den Zylinder (10) umfangs­ seitig wenigstens teilweise umfassendes und festhaltendes, als Anlage für das Verzweigungsstück (11) dienendes Anschlag­ stück ausgebildet ist.

7. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der mit dem Dichtungssitz (12) versehenen Seite gegenüberliegende Seite des Verzweigungs­ stücks (11) mit einem weiteren Dichtungssitz (13) versehen ist.

8. Kolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Dichtungssitz (13) mit einem als separates Teil ausgebildeten, anpreßbaren Flanschanschluß (19) und/ oder einer anpreßbaren Antriebsvorrichtung (16) für die Kolbenstange (17) verbindbar ist.

9. Kolbenpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (27) am anpreßbaren Flanschanschluß (19) und an der am gegenüberliegenden Verzweigungsstück (11) angeordneten Antriebsvorrichtung (16) angreift.

10. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei fest, insbe­ sondere einstückig mit dem Verzweigungsstück (11) verbundene Flanschanschlüsse (14, 15) gegenüberliegend und senkrecht zur Längsachse des Zylinders (10) im zusammengesetzten Zustand angeordnet sind.

11. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an das antriebsseitige Verzweigungsstück (11) ein Flüssigkeitsbehälter (24) anschließbar ist.

12. Kolbenpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter (24) als mit einer Sperrflüssig­ keit gefüllter Druckbehälter ausgebildet ist.

13. Kolbenpumpe, insbesondere Dickstoffpumpe für Klär­ schlämme, Hüttenschlämme od.dgl., mit wenigstens zwei jeweils einen Förderkolben aufweisenden Zylindern, an denen gegensinnig wirkende Einlaß- und Auslaßventile für das zu fördernde Medium angeordnet sind, und mit hydrau­ lischen, doppeltwirkenden Antriebszylindern für die Förder­ kolben, die jeweils an einem Zylinderende über Druckleitungen mit einer diese im wesentlichen gegensinnig mit einem Arbeitsdruck beaufschlagenden Drucksteuervorrichtung ver­ bunden sind, während die jeweils anderen Zylinderenden miteinander über eine weitere Druckleitung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitungen (55, 56, 30) wenigstens teilweise zusätzlich mit einer zweiten, asymme­ trische Bewegungen der Förderkolben (18) gestattenden Drucksteuervorrichtung (58-64) verbunden sind.

14. Kolbenpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsdruck in der zweiten Drucksteuervorrichtung (58-64) geringer als der in der ersten Drucksteuervorrich­ tung (50-52) ist.

15. Kolbenpumpe nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drucksteuervorrichtungen die Bewegungen der Förderkolben (18) erfassende Sensoren (66, 67), insbe­ sondere berührungslose Sensoren, aufweisen.

16. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Arbeitsdruckquelle (64) der zweiten Drucksteuervorrichtung (58-64) über drei steuer­ bare Zulaufventile (59-61) mit den Druckleitungen (30, 56, 55) verbunden ist.

17. Kolbenpumpe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst gegensinnig mit einer Zulaufventilanordnung (50) steuerbare Rücklaufventile (51, 52) der ersten Druck­ steuervorrichtung im geöffneten Zustand der jeweils zugeord­ neten Zulaufventile (59-61) der zweiten Drucksteuervorrich­ tung gesperrt sind.

18. Verfahren zur Steuerung einer Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils während der Rücklaufbewegung eines Förderkolbens (18) vor Erreichen der Endstellung mittels der zweiten Drucksteuer­ vorrichtung (58-64) Druckmittel der weiteren Druckleitung (30) zugeführt wird, und daß bei Erreichen der Endstellung durch diesen einen Förderkolben (18) noch vor Erreichen der entgegengesetzten Endstellung durch den anderen Förder­ kolben eine Richtungsumkehr des einen Förderkolbens durch Druckbeaufschlagung der entsprechenden Druckleitung (55) bzw. (56) erfolgt.

19. Kolbenpumpe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt der Druckbeaufschlagung der weiteren Druckleitung (30) in Abhängigkeit der als Sensorsignale erfaßten Kolbengeschwindigkeit und/oder Kolbenposition festgelegt wird.

20. Kolbenpumpe nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Richtungsumkehr in Abhängigkeit der als Sensorsignale erfaßten Kolbenposition gesteuert wird.