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Pumpe zum Fördern von dickflüssigen Stoffen, wie Schlamm od. dgl.,
mit einem axial in einem Zylinder beweglichen Kolben Die Erfindung bezieht sich
auf Pumpen, insbesondere zum Fördern von dicken, halbflüssigen Stoffen, wie Schlamm,
Bauxitrückständen, Papiermasse, _Mni-iissern, Jauche, Zementschlamm, flüssigem Beton,
Ölrückständen, Filterkuchen, Brei, Ton, Schlick Teigen, Ziegelsteinfertigungsmasse
od. dgl., die sich unter normalen Temperaturen und Drücken in plastischem Zustand
befinden.
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Derartige dicke, halbflüssige Stoffe werden im folgenden als Schlamm
bezeichnet. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpe zu schaffen, mit der Schlamm
von verschiedenem Feuchtigkeitsgehalt, und zwar vom flüssigen. bis zum steifen und
plastischen Zustand, gefördert «-erden kann.
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Die Pumpe nach der Erfindung umfaßt eine Kammer zur :Aufnahme des
Schlammes, einen an einem l-nde offenen und durch die Kammer axial beweglichen Zylinder,
einen ringförmigen Anschlag am Deckel der Kammer für das offene Ende des Zylinders,
wobei der Anschlag die Auslaßöffnung im Deckel umgibt. Ein Antriebsmittel bewegt
den Zylinder axial auf den Anschlag zu und von diesem weg. Das Antriebsmittel bewegt
ferner einen Kolben axial innerhalb des beweglichen Zylinders.
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Die Kammer ist vorzugsweise von teilzylindrischer Form. Sie hat eine
offene Einlaßöffnung, einen Deckel und einen Boden. Der bewegliche Zylinder ist
koaxial zu dem teilzylindrischen Teil der Kammer angeordnet und im Boden der Kammer
gleitbar gelagert.
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Der Arbeitshub des an einem Ende offenen Zylinders ist im wesentlichen
gleich dem Abstand z,%i-isclien dein Boden und dem Deckel der Kammer.
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)er Antrieb für den axial auf den :'nschlag zu und von ihm «-eg beweglichen Zylinder
umfaßt in weiterer Ausgestaltung der Erfindung einen zweiten, festen Zylinder, einen
zweiten, im festen Zylinder axial 1)eweglichen Kolben, eine starre Verbindung zwischen
dem zweiten Kolben und dem beweglichen Zylinder. eine Einrichtung, um Druckflüssigkeit
abwechselnd den beiden Seiten des zweiten Kolbens zuzuführen, und eine Einrichtung,
um die Seite des zweiten Kolbens, die gegenüber der mit dem Einlaß der Preßflüssigkeit
verbundenen Seite liegt, mit dem Auslaß zu verbinden.
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Der Antrieb für den beweglichen Zylinder und den in ihm axial beweglichen
Kolben umfaßt den zweiten in dem festen Zylinder axial beweglichen Kolben die starre
Verbindung zwischen dem zweiten Kolben und dein beweglichen Zylinder, einen dritten
im festen Zylinder axial beweglichen Kolben, eine starre -#,"erl)indung zwischen
dem dritten und dein ersten Kol=ben, eine Einrichtung, um Druckflüssigkeit nacheinander
der einen Seite des zweiten Koll;ens, der einen Seite des dritten Kolbens und der
anderen Seite des zweiten Kolbens zuzuführen, und eine Einrichtung, um den Auslaß
nacheinander mit der anderen Seite des zweiten Kolbens, der anderen Seite des dritten
Kolbens und mit der zuerstgenannten Seite des dritten Kolbens zu verbinden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Fig. i, 2 und 3 zeigen die Pumpe im Querschnitt, und zwar die Kolben
und Zylinder in verschiedenenArbeitsstellungen Fig. .1 ist eine Endansicht durch
die Linie 4-4 der in Fig. i dargestellten Pumpe; Fig. 5 ist ein Teilquerschnitt
durch eine weitere Ausführungsform.
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Der Rahmen i trägt die Kammer 2 von teilzyIindriscber Form. Der zu
pumpende Schlamm fließt von dem Trichter 3 in die Kammer. Der Deckel .4 der Kammer
2 hat eine Öffnung 5, an die das konische Rohr 6 angeschlossen ist. Mit diesem ist
das Ablaufrohr 7 über das automatische Rückschlagventil 8 verbunden. An der Innenseite
des Deckels q. ist der ringförmige Anschlag g für das Offene Ende io des axial beweglichen
Zylinders io kreisförmig um die Öffnung 5 angeordnet.
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Gegenüber dem Deckel .4 und koaxial zum teilzylindrischen Teil der
Kammer 2 liegt ein zweiter und fest angeordneter Zylinder 12, der an der Kammer
2 nach außen ragt. Ein beweglicher, an einem Ende offener Zylinder i i ist in einem
Lager 13 abgestützt, das im Vorderende des testen Zylinders 12 und innerhalb einer
Öffnung im Boden 14 der Kammer 2 gegenüber dem Deckel d. untergebracht ist. Der
Zylinder i i ist aus einer Stellung innerhalb des festen Zylinders 12 (Fig. i) in
eine Stellung verschiebbar, in der sein offenes Ende io am ringförmigen Anschlag
g anliegt (Fig. 2 und 3). Der -Mittelpunkt der Öffnung 5 liegt dabei auf der Längsachse
der Zylinder i i und 12.
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Im beweglichen Zylinder ii befindet sich ein erster Kolben i5. Der
bewegliche Zylinder. ii ist mit einem zweiten Kolben ili verbunden, der in dem festen
Zylinder 1 2 verschiebbar ist. Die Kolhenstange 17, die den ersten Kolben 15 trägt,
führt durch eine 13)ohrung 1,9 des zweiten Kolbens 16 und ist mit einem dritten
Kolben ig verbunden, der in dem festen Zylinder 12 beweglich ist.
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Der zweite Kolben 16 und der dritte Kolben ic) sind in ihrer am meisten
einander genäherten Stellung durch das Abstandsstück 2o. das am Kolben i g angebracht
ist, in einem bestimmten Abstand voneinander gehalten.
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Der zwischen dem zweiten Kolben 16 und dem dritten Kolben ig durch
den Abstand:--i vorhandene Raum in der Stelluiil;, in der der bewegliche Zylinder
i i und der erste Kolben 1,3 ganz vom ringförmigen Anschlag g weggezogen'sin:d (Fig.
i @. kann über eine Anschlußöffnung 22 von einem durch ein `'entil gesteuerten Betätiungsmittel
beaufschlagt werden. Der Raum .23' zwischen dem zweiten Kolben 16 und dem Lager
13 ist über eine Anschlußöffnung 2.4. mit einem durch ein Ventil gesteuerten Einlal-,i
und Auslaß eines Betätigungsmittels verbunden. Der Raum 25 zwischen dem zweiten
Kolben i6 und dem dritten Kolben ig in der Stellung, in der das Ende io des beweglichen
Zylinders i i am Anschlag g anliegt, ist durch ein Rohr 26 mit einem durch ein Ventil
gesteuerten Auslaß für das Betätigungsmittel verbunden (Fig. 3). Der Raum 27 hinter
dem dritten Kolben ig ist durch die Öffnung 28 in dein geschlossenen Boden 29 des
Zylinders 12 mit einem durch ein -Tentil gesteuerten Einlaß und Auslaß für das Betätigungsmittel
verbunden.
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Bei Beginn der Arbeit wird der bewegliche Zylinder i i und sein Kolben
15 in dem festen Zylinder 1-r nach links zurückgeschoben (Fig. i). Der Schlamm fließt
aus dem Trichter 3 in die Kammer 2. Das Betätigungsmittel wird sodann über die Anschlußöffnung
22 in den Raum 21 zwischen dein zweiten Kolben 16 und dem dritten Kolben ig gedrückt,
wodurch der zweite Kolben 16 vorwärts bewegt und der mit ihm verbundene bewegliche
Zylinder i i in die Kammer 2 hineingeschoben wird, bis dessen offenes Ende io am
Anschlag g anliegt (Fig. 2).
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Die Zufuhr des Druckmittels wird dann abgestellt. Es wird nun über
den Einlaß 28 dem Raum 27 hinter dem dritten Kolben ig zugeführt, und der Raunt
2; zwischen dein zweiten Kolben 16 und dem dritten Kolben ig wird über das Rohr
26 mit dem Aushiß verbunden. Der dritte Kolben ig bewegt sich vorwärts und schiebt
den ersten Kolben 15 in den beweglichen Zylinder i i. Der erste Kolben i,5 preßt
den Schlamm durch die Öffnung 5 und das konische Rohr 6 über das automatische Rückschlagventil
8 in das Auslaßrohr 7.
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Wenn der dritte Kolben ig seine äußerste Stellung erreicht hat (Fig.
3), wird die Zufuhr des Druckmittels zum Raum 27 abgestellt. Dieser Raum wird mit
dem Auslaß verbunden, während dem Raum 23 zwischen dem zweiten Kolben 16 und dem
festen Lager 13 über die Anschlußöffnung 2.1 Druckflüssigkeit zugeführt wird. Der
zweite
Kolben t(i und der dritte Kolben i9 werden dann zusammen
verschoben und nehmen den beweglichen Zylinder i i und den ersten Kolben 15 bis
zu ihrer äußersten Stellung innerhalb des festen Zylinders 1111t (Fig. 1).
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Es fließt nun eine weitere Ladung Schlamm in die Kammer 2 vor den
beweglichen Zylinder i i, und der Arbeitsablauf beginnt von neuem. Wenn der Trichter
mit Schlamm gefüllt ist, dann ist die Kammer 2 von der :-#ußenluft abgeschlossen,
so daß sich leim Zurückziehen des beweglichen Zylinders 1 i von der Öffnung 5 nach
der Entleerung des Inhalts ein teilweises Vakuum bildet und der Inhalt des Trichters
in die Kammer 2 nach unten gesaugt wird. Nach dieser Vorbereitung wird ein 'feil
des Schlammes durch die nächste Vorwärtsbewegung des Zylinders i i wieder abgeschnitten.
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Die Pumpe nach der Erfiildung bildet somit ein Förderorgan mit einer
maximalen Querschnittsfläche am Einlaß des 'Mediums. Der Boden des l:inlaßtrichters
der Kammer bildet das Einlaßventil der Pumpe. Da seine Fläche gleich der Fläche
des wirksamen Teiles des Zylinders ist, ist die Fläche des Einlaßventils ein Maximum.
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Der Arbeitsablauf ist in an sich bekannter Weise durch ein drehbares
Ventil steuerbar. Wahlweise können auch Kolbenschieber zur Steuerung des Arbeitsablaufes
benutzt werden, wobei jeder Bewegung der Pumpe je ein Kolbenventil zugeordnet ist.
Die Kolbenschieber können nacheinander mit Hilfe von Kontakten gesteuert werden,
die bei Beendigung einer jeden Bewegung der Pumpe ansprechen. Die Kontakte können
in an sich bekannter @N'eise mechanisch, elektrisch oder hydraulisch arbeiten.
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Die Schmierung an der Außenseite des beweglichen Zylinders und die
Einführung eines Schmierfilms zwischen dem zu pumpenden Schlamm und den Wandungen
des Auslaßrohres können durch Einführung einer geringen Menge der Druckflüssigkeit
in ringförmige Ausschnitte erreicht werden, die für diesen Zweck beispielsweise
in dem Lager 13 des beweglichen Zylinders i i und rings um die Auslaßöffnungen 5
angebracht sind. Wenn nötig, kann der Druck der benutzten Flüssigkeit zu diesem
Zweck mit Hilfe eines hydraulischen Verstärkers od. dgl. erhöht werden.
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:1n Stelle der Betätigung des beweglichen Zylinders und der Kolben
durch Druckflüssigkeit kann auch eine mechanische oder elektrische Betätigung treten.
Auch die Folge der Bewegungen kann elektrisch oder mechanisch gesteuert werden.
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I')ei der in Fig. 5 dargestellten weiteren Ausführungsform der Erfindung
ist die Anordnung « hnlich der in Fig. 1, 2, 3 und d. gezeigten Pumpe.
Der dritte Kolben 19 wird jedoch von einer Verlängerungsstange 30 getragen,
die an der Kolbenstange 17 angebracht ist, durch eine Öffnung 31 in deal geschlossenen
Boden 29 des Zylinders i2 hindurchtritt und in einem Außenlager 32 geführt ist.
Das freie Ende 33 der Verlängerungsstange 30 ist mit einem Nocken 3,4 oder
mit einer Stoßplatte zur Betätigung eines oder mehrerer Ventile, Schalter od. dgl.
zur Steuerung der Pumpe versehen.