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Pumpe Die Erfindung bezieht sich auf Pumpen mit hin und her gehenden
Kolben, die zum Fördern von breiigen, halbflüssigen und von pulverförmigen Stoffen
und ähnlichen Mässen dienen. Sie betrifft insbesondere eine Pumpe mit einem hohlen,
axial beweglichen Zylinder mit einem offenen Ende, dessen Rand bei der axialen Vorwärtsbewegung
des Zylinders in die Masse oder den Stoff, der gepumpt werden soll, einschneidet,
so daß der Zylinder eine Füllung des Materials in sich aufnimmt. Ein innerhalb des
Zylinders beweglicher Kolben stößt die Füllung oder Ladung aus dem offenen Ende
aus und drückt sie durch eine Auslaßöffnung der Pumpe hinaus. Hierauf werden der
Zylinder und der Kolben gemeinsam zur Vorbereitung eines neuen Arbeitsganges zurückgezogen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Pumpe zu schaffen, die in die zu
fördernde Masse des breiigen, halbflüssigen oder pulverförmigen Fördergutes od.
dgl. hineingesenkt werden kann und die einen freien Fluß dieser Stoffe zum Zylinder
ermöglicht.
Die Pumpe nach der Erfindung umfaßt einen ersten Teil,
in dem der an einem Ende offene Zylinder angebracht ist. Der Zylinder ist axial
in eine vorgeschobene Stellung zur Aufnahme einer Ladung des zu pumpenden Stoffes
verschiebbar. In einem zweiten Teil ist die Auslaßöffnurig der Pumpe untergebracht.
Der zweite Teil ist an dem ersten in einem bestimmten Abstand befestigt, so daß
nach dem Ausstoß einer Ladung des Stoffes durch den Arbeitskolben aus dem an einem
Ende offenen Zylinder und anschließender Zurückziehung des Arbeitskolbens zusammen
mit dem Zylinder der von dem letzteren freigegebenen Raum wieder von dem Stoff ausgefüllt
wird, in dem sich die Pumpe befindet.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung mehrerer
in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele.
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Fig. i zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform; Fig. 2
ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II der Fig. i ; Fig. 3 ist ein Längsschnitt
einer anderen Ausführungsform; Fig. 4 zeigt einen Schnitt in größerem Maßstabe durch
einen Teil der Ausführungsform der Fig. 3; Fig. 5 ist ein teilweiser Längsschnitt
durch eine weitere Ausführungsform; Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch einen Teil
der Ausführungsform nach Fig. 5 und Fig.7 einen Längsschnitt durch eine weitere
Ausführungsform.
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Gemäß Fig. i und 2 ist an dem einen Teil i der Pumpe ein weiterer
Teil 2 mit Hilfe einer Anzahl von Abstandsstangen 3 befestigt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich,
sind drei Abstandsstangen 3 jeweils in einem Winkel von i2o° um die Achse des an
einem Ende offenen Zylinders 4 verteilt. Sie liegen parallel zu dieser Achse. Der
Pumpenteil i umfaßt einen festen Zylinder 5, der koaxial zum Zylinder 4 angeordnet
ist, jedoch einen größeren Durchmesser hat als dieser. In dem zweiten Zylinder 5
ist ein Kraftkolben 6 verschiebbar, an dem der Zylinder 4 starr mit seinem dem offenen
Ende gegenüberliegenden Ende befestigt ist. Der Zylinder 4 ist in einem an dem einen
Ende des Zylinders 5 angeordneten Lager 7 verschiebbar, der an diesem Ende mit dem
Flansch 8 zur Aufnahme der Enden der Abstandsstangen 3 versehen ist. Die Abstandsstangen
3 sind an dem Flansch 8 angeschraubt und ragen durch Öffnungen in der Anschlagplatte
9, an der das Ende des Zylinders 5 anliegt. Der zweite Pumpenteil ,:2 besteht aus
einer Platte io, in der die Auslaßöffnung i i der Pumpe angeordnet ist. Die Öffnung
i1 hat einen etwas geringerenDurchmesser als das offene Ende des Zylinders 4. Die
Platte io ist an den Abständsstangen 3 angeschraubt, wobei der Abstand zwischen
der Platte io und der Anschlagplatte 9 durch die Flansche oder Bunde i2 an den Enden
der Abstandsstangen 3 bestimmt wird. Die Beilagscheiben 13 von beliebiger Stärke
können wahlweise dazwischen angeordnet werden. Die Platten io und 9 sind zueinander
parallel. Ihr Abstand ist zweckmäßig gleich dem Hub des an einem Ende offenen Zylinders
4 bei seiner axialen Bewegung. Der Rand am offenen Ende des Zylinders 4 legt sich
beim Herausschieben aus dem ersten Pumpenteil i auf einen festen ringförmigen Sitz
14, der in dem zweiten Pumpenteil 2 um die Auslaßöffnung i i herum angeordnet ist.
In dem zweiten Zylinder 5 und dem Kraftkolben 6 für den Zylinder 4 gegenüber ist
ein zweiter Kraftkolben 15 angeordnet, der mit Hilfe einer . Kolbenstange 16 mit
einem dritten Kolben, dem Arbeitskolben 17, verbunden ist, der in dem an einem Ende
offenen Zylinder 4 untergebracht ist. In der in Fig. i gezeigten Stellung ist der
-Kraftkolben 6 von dem ,Lager 7 durch Abstandsstücke 18 in einem bestimmten Abstand
gehalten. Zusätzlich sind die Kräftkolben 6 und 15 in ihrer einander genäherten
Stellung durch das Abstandsstück i9, das an dem Kraftkolben 15 angebracht
ist, auseinander gehalten (Fig. i).- Die Kraftkolben 6 und 15 werden in dem Zylinder
5 durch den Druck eines flüssigen oder gasförmigen Mittels bewegt.. Es sind ferner
Einlaß-und Auslaßstutzen 2o bis 25 am Zylinder 5 für das Druckmittel vorgesehen.
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Im Betrieb wird die Pumpe mit zurückgezogenem Zylinder 4 und Arbeitskolben
17 (Fig. 7) in. die zu pumpende Masse gesenkt. Der Zylinder 4, der durch die Wirkung
des durch den Anschlußstutzen 2o zugeleiteten Druckmittels auf die eine Fläche des
Kraftkolbens 6 zurückgezogen wurde, wird nun und unter gleichzeitigem Abfluß der
Druckflüssigkeit durch den Anschlußstutzen 2o durch den Druck des durch den Anschlußstutzen
21 zugeleiteten Druckmittels auf die andere Fläche des Kraftkolbens 6 (Fig. 7) nach
vorn gedrückt, um eine Ladung des zu pumpenden.Stoffes in sich aufzunehmen. Der
Rand des vorderen Endes des Zylinders 4 bewegt oder schneidet sich dabei in das
Material, so daß dieses in das offene Ende des Zylinders 4 eintritt. Sobald der
Kraftkolben 6 an den Anschlägen i8 anliegt und wenn das vordere Ende des Zylinders
4 auf dem ringförmigen Sitz 14 um die Auslaßöffnung i i des zweiten Pumpenteils
2 aufliegt, wird der Kraftkolben 15, der vorher mit dem Kraftkolben 6 (Fig. 7) zurückgenommen
worden war, durch das durch den Anschluß 22 zugeführte Druckmittel bewegt. Dabei
wird der Arbeitskolben 17 nach vorn geschoben, der das vom Zylinder 4 aufgenommene
Material durch die Öffnung i i, das Auslaßrohr 24 am zweiten Pumpenteil 2 und durch
ein nicht gezeigtes Rückschlagventil am vorderen Ende des Rohres 24 ausstößt. Bei
diesem Arbeitsgang findet der Auslaß der Druckflüssigkeit aus dem Zylinder 4 durch
den Anschluß 23 statt.
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Sobald der an einem Ende offene Zylinder 4 wieder zurückgezogen ist,
wobei der Auslaß der Druckflüssigkeit vom Zylinder 5 durch den Anschluß 22 erfolgt,
füllt die Stoffmasse wieder frei den Raum aus, den vorher der Zylinder 4 in seiner
nach vorn geschobenen Stellung einnahm, so daß der Zylinder 4 bei dem nächsten Arbeitshub
eine neue Ladung von Material aufnehmen kann.
Es ist nicht unbedingt
erforderlich, den ringförmigen Sitz 14 am zweiten Pumpenteil :2 zur Anlage des offenen
Endes des Zylinders 4 zu verwenden. Bei anderen Ausführungsformen der Pumpe wird
der Zylinder 4 mit seinem offenen Ende von der Auslaßöffnung im zweiten Pumpenteil
2 aufgenommen.
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Bei der in Fig.3 und 4 dargestellten Ausführungsform ist die Auslaßöffnung
i i von einem innen konischen Teil 25 des Auslaßrohres 24 umgeben. Das offene Ende
des Zylinders 4 hat eine entsprechende außen konische Form (Fig.4).
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Der außen konische Teil kann sich an den konischen Teil 25 des Auslaßrohres
24 legen. Es ist auch eine Anordnung möglich (Fig. 4), bei der sich der konische
Teil 25 nicht ganz anlegt, so daß feste Teile keine Hemmung zwischen dem Ende des
Zylinders 4 und dem konischen Teil 25 bilden können. Der nach außen gerichtete Hub
des an einem Ende offenen Zylinders 4 wird dabei durch die Anschlagstücke 18 begrenzt,
die aus demLager 7 herausragen und an die der Kraftkolben 6 anschlägt.
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Bei einer anderen, in Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsform ist die
Auslaßöffnung i i groß genug, um eine Dichtung, z. B. aus Leder, oder einen Hartgummiring
26 aufzunehmen, der L-förmigen Querschnitt hat und zwischen der Platte 1o und dem
Ring 27 eingeklemmt ist (Fig. 6). Am Ende des nach außen gerichteten Hubes wird
das offene vordere Ende des Zylinders 4 gleitend in dem Teil 28 der Dichtung oder
des Ringes 26, der dem Querbalken des L entspricht, aufgenommen, bis der Kraftkolben
6 an den Anschlägen 18 anliegt.
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Der übrige nicht gezeigte Teil der Pumpe nach Fig. 5 kann ähnlich
dem in Fig. 3 sein. Das offene Ende des Zylinders 4 (Fig. 5 und 6) wird nicht nur
in der Auslaßöffnung i i aufgenommen, sondern dichtet darin auch ab. Bei dieser
Ausführungsform hat der Zylinder 4 an seinem offenen Ende einen gleichmäßigen äußeren
Durchmesser, innen läuft er jedoch nach dem offenen Ende konisch zu. Die inneren
und äußeren konischen Verjüngungen des Zylinders 4 (Fig. 3 und 4) ergeben verhältnismäßig
scharfe Kanten, so daß der Zylinder 4 seinen Weg durch das zu pumpende Material
gut schneiden kann. Diese inneren und äußeren konischen Verjüngungen des Zylinders
4 an seinem offenen Ende sind jedoch nicht unbedingt erforderlich. Falls keine äußere
Verjüngung an dem Zylinder 4 vorhanden ist (Fig. 3 und 4), kann der Zylinder 4 an
dem innen konischen Teil25 auf einer Linie zur Anlage kommen.
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Die Teile in Fig. 3 und 5, die denen in Fig. i ähnlich sind, haben
gleiche Bezugszeichen.
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Bei der Ausführung gemäß Fig. 7 ist eine Anzahl verhältnismäßig großer
Bohrungen 30 in dem Teil des Kraftkolbens 6 ringförmig angeordnet, der innerhalb
des Umfanges des Zylinders 4 liegt. Die Anordnung der Bohrungen 3o ermöglicht die
Verminderung der Menge des Druckmittels, die nötig ist, um den nach außen gerichteten
Hub des Kraftkolbens 6 bei dem Füll- oder Schneidhub des an einem Ende offenen Zylinders
4 durchzuführen. In Fig. 7 sind die Anschlagstücke 18 weggelassen, da ihr Zweck
auch durch den Anschlag des offenen Endes des Zylinders 4 an dem Sitz 14 erreicht
wird. In anderen Einzelheiten ist die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform im wesentlichen
ähnlich der in Fig. i gezeigten. In den Fig. i und 7 sind die gleichen Bezugszeichen
verwendet. Die Bohrungen 3o der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform sind auch bei
den in Fig. i bis 6 gezeigten Ausführungsformen verwendbar.
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Der Arbeitsablauf der Pumpe nach der Erfindung kann von einem einzigen
Drehventil gesteuert werden. Wahlweise kann der Arbeitsablauf der Pumpe auch durch
Kolbenventile geregelt werden, wobei ein Kolbenventil für jede Pumpenbewegung vorgesehen
ist. DieKolbenventile können in der Reihenfolge des Arbeitsablaufs mit Hilfe von
Kontakten gesteuert werden, die am Ende jeder Pumpenbewegung geschlossen werden.
Diese Kontakte können mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch arbeiten.
Während der an einem Ende offene Zylinder 4 und der die Ladung herausdrückende Arbeitskolben
17 beim gezeigten Beispiel durch Druckflüssigkeit, die auf die Kraftkolben 6, 15
in dem Zylinder 5 einwirkt, gesteuert werden, sind auch Vorrichtungen denkbar, die
die Kraftkolben 6, 15 mechanisch oder elektrisch steuern. Die Bewegungsfolge kann
ebenfalls mechanisch oder elektrisch gesteuert werden.
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Beispiele breiiger und halbflüssiger Stoffe, die mit der Pumpe nach
der Erfindung gefördert werden können, sind Schlick, Bauxit-Rückstände, Papierstoff,
Schlammwasser, Zementbrühe, Betonmörtel, Ölrückstände, Filterkuchen, Kot, Ton, Fließsand,
Teig und für die Ziegelherstellung vorbereitetes Material. Als Beispiel für pulverförmige
Stoffe kann feinkörnige Kohle dienen.