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Drehkolbenpumpe, insbesondere für Dickstoff und Beton Die Erfindung
bezieht sich auf Drehkolbenpumpen, insbesondere zur Förderung von mit festen Teilen
durchsetzten Dickstoffen, wie Zementbrei, Beton, Schlamm od. dgl.. und zwar auf
solche Pumpen. die konzentrisch umlaufende, schwingend angeordnete Kolbenflügel
aufweisen, deren Schwingbewegung zwangsläufig gesteuert wird.
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Es ist bekannt, die Schwingbewegung mittels exzentrisch zur Drehachse
gelegener Steuerkurven und entsprechender Führungsteile zu steuern, wobei jedoch
bei den bekannten Pumpen sämtliche Führungsteile im Innern der Pumpe angebracht
sind und mit dem Arbeitsraum unmittelbar in Verbindung stehen. Infolgedessen eignen
sie sich nicht zur Förderung von mit festen Teilen durchsetzten Dickstoffen, weil
das Fördergut sich in die im Innern der Pumpe liegenden Führungsnuten einlagern
kann, was zu einem starken Verschleiß und zu Betriebshemmungen führt.
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Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile. indem erfindIungsgemäß
vorgeschlagen wird. daß die Steuerung außerhalb des Pumpenarbeitsraumes mittels
einer Steuerkurve erfolgt, mit welcher die Schwingbewegung der Kolbenflügel außerhalb
des Arbeitsraumes mitmachende Schwinghebel zusammenwirken. Die Kolbenflügel und
die Schwinghebel können starr auf gemeinsamen Achsen befestigt sein, welche mindestens
eine der Seitenwände des Arbeitsraumes durchdringen, wobei die Seitenwände gemeinsam
mit den
Kolbenflügeln und den Schwinghebeln umlaufen. Da die Schwinghebel
die gleiche Schwingbewegung ausführen wie die Kolbenflügel, ist dafür Sorge getragen.
daß die zwangsläufige Steuerbewegung der Schwinghebel sich unmittelbar auf die Kolbenflügel
überträgt. Die außerhalb des Arbeitsraumes liegenden Steuermittel sind deshalb bei
einfachem Aufbau besonders gut geeignet für eine erfindungsgemäß nach dem Verdrängerprinzip
arbeitende Drehkolbenpumpe, die sich vor allem für die Bauindustrie zur Förderung
von Grob- und Feinbeton bestens eignet.
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Es empfiehlt sich, daß in den. festen Seitenwänden des Pumpengehäuses
Steuerkurven vorzugsweise in Form von exzentrisch angeordneten, kreisförmigen Steuernuten
eingearbeitet sind, in welche die Schwinghebel mit Führungsstiften, Führungsrollen
od. dgl. eingreifen. Auf diese Weise kommt die Zwangssteuerung der als Verdrängerkoll)en
wirkenden Kolbenflügel zustande, ohne daß das Fördergut mit dem Steuermechanismus
in Berührung kommen- kann.
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Zweckmäßig werden die Kolbenflügel an Armen oder Speichen eines mit
den den Arbeitsraum abschließenden-Seitenwänden gemeinsam umlaufenden Rotors in
taschenartigen Aussparungen schwingbar befestigt. Es ist aber auch möglich, daß
die Kolbenflügel mit Segmentstücken zusammenarbeiten, die die Schwingbewegung der
Kolbenflügel begrenzen und mit diesen zusammen taschenartige Saug- und Druckräume
bilden, wobei sie gleichzeitig als Abstreifer dienen. In beiden Fällen ist die Form
der Kolbenflügel eine derartige, daß ein dichtendes Gleiten innerhalb der Taschen
bei entsprechender Begrenzung der Dichtflächen gewährleistet wird.
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Für den Fall, daß die Kolbenflügel nicht an einem umlaufenden Rotor
gelagert sind, sondern mit SegmentstÜcken zusammenarbeiten, hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, daß der im Arbeitsraum innerhalb der Kolbenflügel und der Segmentstücke
liegende Hohlraum mit vorzugsweise durch die Antriebswelle zugeführtem Drucköl angefüllt
ist. Auf diese Weise pflanzt sich der Förderdruck, der bei der Al)streifbewegung
voll auf einem Kolbenflügel lastet, gleichmäßig auf sämtliche Kolbenflügel fort,
da im inneren Hohlraum auch während der Pumparbeit keinerlei Volumenveränderung
eintritt.
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Män kann gleichzeitig einen waagerechten und einen senkrechten Pumpeneinlauf
vorsehen, von denen jeweils einer wahlweise mittels eines gleichen Abschlußdeckels
verschlossen ist.
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Es empfiehlt sich, am Pumpeneinlauf eine vorzugsweise mit Hartmetall
bestückte Widerstandsfläche zur Zerkleinerung stückigen Materials vorzusehen. Auch
ist es zweckmäßig, daß das Pumpen gehäuse am zylindrischen Innenumfang ganz oder
teilweise mit verschleißfestem Material ausgekleidet ist, wobei das verschleißfeste
Material vorzugsweise auf einer Zwischenschicht von Gummi liegt. Schließlich kann
man auch noch die Spitzen der Segmente an den Dichtflächen, wo das verdrängte Fördergut
aus den Taschen abgestreift wird, mit Hartmetall bestücken. In dier Zeichnung ist
die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt Fig. i einem
Längsschnitt durch die Pumpe, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig.
i, Fig.3 eine Innenansicht des abgenommenen Steuerdeckels mit der Führungsnut, Fig.
4 eine andere Ausführungsform der Pumpe im Längsschnitt, Fig.5 einen Schnitt nach
der Linie V-V in Fig. 4 und Fig. 6 den abgenommenen Steuerdeckel von innen gesehen.
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In einem im Gehäuse i der Pumpe angeordneten Rotor 2, der etwa die
Form eines Speichenrades besitzt, sind an den äußeren Enden der Speichen um Anlenkachsen
3 Kolbenflügel 4 schwingbar gelagert, die in bekannter Anordnung eine solche Länge
aufweisen, daß sie bei ihrer Schwingbewegung mit ihrer Stirnfläche ständig an der
ihr zugekehrten Fläche der benachbarten Speiche dichtend anliegen. An dem Rotor
2 sind seitlich Deckel 5 befestigt, die in dem Pumpengehäuse auf Kugeln 6 lagern
und mit dem Rotor umlaufen. Eine mit der Nabe des Rotors verkeilte Welle 7 dient
zum Antrieb der Pumpe.
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Die Anlenkachsen 3 der Kolbenflügel 4 durchdringen die Seitenwände
5, wobei sie auf der einen Seite über die Wand 5 hinausragen und daselbst Schwinghebel
8 tragen, die mit einem an dem freien Ende vorgesehenen Führungsstift g in eine
Steuernut io einer mit dem Gehäuse i fest verbundenen Wand iö eingreifen. Die Steuernut
io hat die Form eines Kreises und liegt exzentrisch zur Drehachse des Rotors 2,
wodurch in bekannter Weise die Schwingbewegungen der Kolbenflügel 4 bewirkt werden.
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Das Fördergut tritt durch einen Einlauf i i in die Pumpe und wird
bei dem Umlauf des Rotors von den durch die Speichen 2 und den Kolbenflügeln 4 gebildeten
Taschen mitgenommen und verläßt die Pumpe du2ch den Auslauf 12, indem es von den
in diesem Teil der Pumpe nach außen schwingenden Kolbenflügeln4 aus dem Taschen
verdrängt wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 bis 6 ist das Speichenrad durch
Rotorsegmente 2' ersetzt, die zwischen. den umlaufenden Seitenwänden 5 liegen und
an diesen befestigt sind. Die auf Rollenlagern 6' laufenden Wände 5 werden einerseits
von einer Anfiriebswelie 7 und andererseits von einer Steckachse 13 getragen, die
in den beiderseits der Pumpe außen. befestigten, die Steuernut io aufweisenden Wänden
iö' gelagert sind. Durch das Fehlen einer Nabe im Rotor wird ein innerhalb der Kolbenflügel
4 liegender durchgehender Hohlraum gebildet, der mit einer Flüssigkeit gefüllt wird.
Zu diesem Zweck ist die Steckachse 13 mit einerLängsbohrung 13' versehen, durch
die die Flüssigkeit, insbesondere C51, eingefüllt werden kann. Da bei den Schwingbewegungen
der Kolbenflügel 4 keine Volumenveränderung des Hohlraumes eintritt, kann die Flüssigkeit
wie ein. Kolben auf die Flügel 4 einwirken und damit die Abstreifbewegung
unterstützen.
Die Einfüllöffnung der Bohrung 13' wird durch ein nicht dargestelltes Ventil verschlossen.
Zur Vermeidung von Ölverlusten ist die auf der feststehenden Steckachse 13 sich
drehende Seitenwand 5 mit einer Dichtung 14 versehen. Ferner sind die Kolbenflügel
¢ an den mit den Seitenwänden 5 in Berührung stehenden Flächen durch eine Dichtung
4 abgedichtet.
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Die Rotorsegmente 2' sind an ihren Greifkanten 2" mit Hartmetalleinsätzen
ausgerüstet, um beim Einlauf des Fördergutes etwaige sich festklemmende Festkörper
zu zerschlagen und zu zerkrümeln. In dem Gehäuse i sind an den am meisten der Abnutzung
unterliegenden, reibenden Stellen Platten 15 aus einem verschleißfesten Material
vorgesehen. Durch eine elastische Lagerung dieser Platten auf Gummiplatten 16 wird
eine Milderung des Verschleißes bewirkt.
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Die Pumpe desAusführungsbeispieles nach Fig.4 bis 6 besitzt sowohl
einen senkrechten Einlauf ii als auch einen waagerechten Einlauf i i', die je nach
Bedarf in Benutzung genommen werden können. Durch einen mittels Schrauben 18 befestigten
Dekkel 17 wird die nicht benutzte Einlauföffnung verschlossen.
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Eine nach der Erfindung hergestellte Pumpenausführung schließt es
aus, daß sich das Fördergut in den Führungsnuten oder anderen Steuerteilen festsetzen,
dort verschleißend wirken oder den Lauf der Pumpe hemmen kann. Durch die Anordnung
der empfindlichen Steuerteile außerhalb der Pumpe wird jede Hemmungsgefahr beseitigt
und gleichzeitig durch das gemeinsame Rotieren der Seitenwände mit dem Rotor bzw.
den Kolbenflügeln die Reibung und der Verschleiß erheblich vermindert.
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Obwohl die neue Pumpe in erster Linie für Dickstoffe bestimmt ist,
die feste Teile enthalten, läßt sie sich auch für andere Materialien verwenden,
insbesondere auch für mehr oder weniger reine Flüssigkeiten. Es können also nicht
nur Medien von dicker und plastischer Konsistenz mit Sand. Steinen oder anderen
kleinen Festkörpern mit dem Fördergut durchgepumpt, sondern auch Flüssigkeiten gefördert
«-erden.
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Der einfache Steuermechanismus gewährleistet eine fließende und kontinuierliche
Förderung. Da die Pumpe robust gebaut ist und weder Federn noch Ventile besitzt,
ist die Wartung einfach bei langer Haltbarkeit. Eine Verstopfung während des Betriebes
ist ausgeschlossen, weil die Pumpe sich infolge des Verdrängerprinzips auf Grund
der Zwangssteuerung der Kolbenflügel selbsttätig während der Pumpenarbeit reinigt.