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Schaltgerät für Gülle-Kolbenpumpen Jede Querschnittverengung in Druckleitungen
von Kolbenpumpen führt innerhalb der Pumpe zu unerwünschten Drucksteigerungen. Diese
können zu Beschädigungen, ja zur Zerstörung der Pumpe führen, wenn nicht das Vorhandensein
entsprechender Sicherungsvorrichtungen dafür Sorge trägt, solche Druckerhöhungen
und Druckstöße unwirksam zu machen.
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Es gibt mehrere Einrichtungen, die sich mit der Verhinderung von Druckstößen
bei Güllepumpen befassen. Die bekannteste ist folgende Einrichtung: Hinter dem Druckstutzen
einer Kolbenpumpe befindet sich eine gewichtsbelastete Membran; in Verbindung mit
dem Hub, den diese Membran bei einer auftretenden Drucksteigerung macht, ist ein
Gestänge angeordnet, das eine Riemengabel betätigt und den Antriebsriemen der Pumpe
von der Vollauf- zur Leerlaufscheibe führt. Bei plötzlichem Schluß oder überhaupt
beim Schließen der Druckleitung überträgt sich die damit auftretende Drucksteigerung
innerhalb der Druckleitung zunächst auf die hinter dem Druckstutzen angebrachte
Membran. Diese bekannte Einrichtung hat aber eine Reihe von Mängeln. Das Gestänge,
das mit der Membran in Verbindung steht, und das Gewicht, mit dessen Hilfe der Auslösungsdruck
der Membran eingestellt wird, ist schwer und muß schwer sein. Die Membran hat also
erhebliche Gegenkräfte zu überwinden
bevor es zur Überleitung des
Riemens von der Voll- zur Leerlaufscheibe kommt. Im Augenblick des Stillsetzens
der Pumpe hört die Förderung plötzlich auf, die Druckwassersäule steht, und der
Flüssigkeitsdruck innerhalb der Druckleitung wirkt sich direkt auf den Pumpenkörper
aus. ' Da die Membran in direkter Verbindung mit der Druckleitung steht, wird ihre
Funktion von jeder Druckveränderung beeinflußt. Der Vorgang ist folgender: Die meisten
Gülle-Kolbenpumpen stehen in Verbindung mit langen und steilen, gewöhnlich aus Schnellkupplungsrohren
bestehenden Leitungen. Bei der geringsten Undichtigkeit innerhalb der Druckleitung
(und solche Undichtigkeiten sind gang und gäbe) fällt die Membran etwas zurück,
das schwere Gewicht übermittelt der Riemengabel die Bewegung zum Eindrücken des
Riemens auf die Vollscheibe. Es beginnt zunächst ein Schleifen des Riemens auf der
Vollscheibe, so lange, bis endlich der Riemen vollständig auf der Vollscheibe ist
und die Pumpe gegen den vollen Leitungsdruck anläuft. Ist die Leitung noch geschlossen,
dann wird der maximale Druck innerhalb der Druckleitung nach wenigen Umdrehungen
der Pumpe wieder erreicht sein, der Automat schaltet aus, und die Pumpe steht wieder
still. So kommt es, daß sich durch die kurzen Schaltzeiten ein Schwingen innerhalb
der Druckleitung ergibt. Die Stöße, die auf die Membran und damit auf das schwere
Gestänge übertragen «-erden, führen zwangsläufig zu einer Zerstörung des Riemens
und zu Erschütterungen der gesamten Pumpanlage.
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Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung besteht in dem Umstand, daß
das Abbrechen unerwünschter Druckhöhen mit einer Stillsetzung der Pumpe verbunden
ist. Zum einen werden durch eine solche Stillsetzung die in der Druckleitung vorhandenen
Schwebestoffe an den Ventilen der Pumpe abgelagert. Tritt die Pumpe wieder in Tätigkeit,
dann kann man häufig beobachten, daß die Ventile durch die inzwischen eingetreteneAnlagerung
von Fremdstoffen aller Art verstopft sind und erst wieder gereinigt werden müssen.
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Zum anderen muß die Pumpe beim Wiedereinrücken gegen den vollen Säulendruck
der Druckleitung arbeiten, was sich sehr nachteilig für die Antriebsmaschine auswirkt.
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Gegenüber diesen bestehenden Einrichtungen bringt die Erfindung eine
Reihe von Verbesserungen. Die Neuerung besteht hauptsächlich in dem Umstand, daß
die Pumpe nach eingetretener Betätigung des Schaltgerätes nicht etwa stillgesetzt
wird, sondern unter drucklosem Zustand weiterläuft. (Infolgedessen kann die Leerlaufscheibe
und die Riemenrückvorrichtung in Wegfall kommen.) Dadurch ergeben sich für den Betrieb
von Güllepumpen erhebliche Vorteile. Zunächst soll jedoch die Einrichtung des Schaltgerätes
beschrieben werden.
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Es ist a der Druckstutzen einer Pumpe. Die Flüssigkeit hat die von
dem Pfeil gekennzeichnete Richtung. Sie fließt über ein Rückschlagventil b zur Druckleitung,
die mit dem Flansch c in Verbindung steht. Im Gehäuse, in welchem sich die Rückschlagklappe
befindet, ist ein Schaltmechanismus eingebaut. Es ist d die Kurbelwelle der Pumpe
und e ein exzentrisch zur Kurbelwelle angebrachter Zapfen. Mit diesem Zapfen in
Verbindung steht eine Schubstange f, die in ihrem unteren Ende in g geführt ist.
Mit der Schubstange f verbunden ist eine in h gelagerte Klinke i. Während des Betriebs
der Pumpe macht die Schubstange feine ununterbrochene Auf- und Abwärtsbewegung.
Bei auftretenden Druckerhöhungen innerhalb der Leitung wird das auf einen bestimmten
Druck eingestellte Ventil k betätigt, das Ventil macht eine Bewegung nach oben,
zusammen mit dem mit ihm verbundenen Hebel L. Eine geringe Anhebung des Ventils
k hat zur Folge, daß der in in gelagerte Hebel L
ebenfalls eine Aufwärtsbewegung
macht. Dabei aber erhält die auf- und abwärtsgehende Klinke i die Möglichkeit, unter
die Nasen des Hebels L zu
greifen. Damit aber wird das Ventil k durch
die Schubstange f voll nach oben gehoben, in die durch Bild 2 dargestellte Stellung.
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Der unter dem Druck der Membran o stehende Stift p hält das Ventil
in der oberen Stellung fest, indem er unter die Nase q des Ventilschaftes
von k
einklinkt. Beim Hochheben des Ventils k sinkt der Pumpendruck. Die Flüssigkeit
in der Leitung fließt zurück und führt zu sofortigem Schluß des Rückschlagventils
b in die durch Bild -2. dargestellte Lage. Die Pumpe fördert jetzt über die Ventilöffnung
k zum Auslaß nach r. Der Auslaß r
ist zumeist mit der Güllestätte
verbunden, die Flüssigkeit läuft in diese zurück.
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Geht der Leitungsdruck auf eine vorgesehene Höhe zurück, z. B. durch
Öffnen des Absperrschiebers, dann kann die Membran o ebenfalls zurückgehen, und
der unter Federdruck stehende Stift p wird in seine Ausgangsstellung gebracht; damit
wird die Nase q des Ventils k ausgeklinkt. Das Ventil k wird in diesem Augenblick
unter Einwirkung des Gewichts s in die durch Bild i gekennzeichnete Lage zurückgehen.
Die bisher ohne Gegendruck arbeitende Pumpe steigert langsam den Betriebsdruck,
überwindet den Rückschlagdruck des Ventils b und fördert ohne Stöße in die Leitung
über Druckflansch c.
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Auf die Funktion der im Bild i und :2 dargestellten Feder t wird noch
hingewiesen. Bei der Lage nach Bild i befindet sich die Feder t in losem, ungespanntem
Zustand. Die Klinke i hat in diesem Zustand sogar noch das Bestreben, eine Bewegung
in Richtung gegen den Anschlag n des Hebels L zu machen. Beim Hochheben des Hebels
L durch den Zapfen e der Kurbelwelle, d wird die Federt gespannt,
und sobald das Ventil k durch den Stift p arretiert ist, wird durch die gespannte
Feder die Klinke i von dem Anschlag n freigegeben. Dadurch wird vermieden,
daß die Klinke i bei ihrer ständigen Auf- und Abwärtsbewegung den Anschlag n des
Hebels L in seiner oberen fixierten Stellung berührt. Andererseits wird bei der
Abwärtsbewegung des mit dem Ventil k verbundenen Hebels 1 dieser
nicht
von der Klinke festgehalten. Das Ventil k kann also ungehindert zurückfallen in
die Lage nach Bild t.
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Zweckmäßig wählt man für die Betätigung des Stiftes p einen möglichst
langen, durch Gegenfederdruck beeinflußten Schaltweg. Geringe Druckschwankungen,
die sich evtl. in der Leitung auswirken, bleiben ohne Einfluß auf die Freigabe der
Nase q des Ventils k. Erst kräftige Druckschwankungen werden die Auslösung bewirken.
Erscheinungen, die bei den bereits beschriebenen Ausführungsformen auftreten in
Form von Stößen innerhalb der Druckleitung, als Folge geringer Druckänderungen,
treten bei der neuen Einrichtung nicht mehr auf.
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Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsweise gestattet die Betätigung
des Auslöseventils k nicht nur von der Kurbelwelle aus, sondern auch durch Handbetätigung.
Außerdem kann man während des Pumpenbetriebs sowohl das Rückschlagventil
b wie auch das Auslöseventil k hochheben und kann so die Pumpe regelrecht
durchspülen und den Pumpeninhalt wie auch den der Druckleitung zur Grube zurück
entleeren.
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Wollte man bei den bisher bekanntgewordenen Pumpen mit dem beschriebenen
Membrandruckautomaten eine Pumpe und deren Ventile reinigen, so war hierfür das
Vorhandensein und die Betätigung eines Dreiwegeschiebers unerläßlich, der hinter
dem Druckstutzen und hinter dem Druckautomat angebracht war. Mittels des Dreiwegeschiebers
mußte zunächst die Leitung abgesperrt werden, wodurch die Flüssigkeit in eine durch
die Betätigung des Dreiwegeschiebers frei gewordene Öffnung abflaß.
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Das Vorhandensein eines Absperrschiebers oder eines Dreiwegeschiebers
ist bei der neuen Einrichtung nicht mehr notwendig. Die Reinigung der Ventile und
der Pumpe kann ohne einen solchen Absperrschieber durchgeführt werden, indem zunächst
die Pumpe abgestellt und das Sicherheitsventil k geöffnet wird, dadurch erfolgt
Druckablaß und Entleerung der Pumpe, der Säulendruck innerhalb der Leitung schließt
das Rückschlagventil b und trennt damit die Pumpe von der Druckleitung.