EP0174535A1

EP0174535A1 - Rotating hose pump

Info

Publication number: EP0174535A1
Application number: EP85110578A
Authority: EP
Inventors: Horst Bender
Original assignee: Linnhoff & Thesenfitz Maschinen- und Anlagenbau GmbH
Current assignee: Linnhoff & Thesenfitz Maschinen- und Anlagenbau GmbH
Priority date: 1984-08-24
Filing date: 1985-08-22
Publication date: 1986-03-19
Also published as: DE3431188A1; YU133985A; ES8700392A1; ES546375A0

Abstract

A pasty mass is conveyed through a hose (2) by virtue of the fact that the hose is supported by its outer face against a housing (1) and a pair of rollers (9, 10), which are rotatably mounted at the ends of a rotatable arm and markedly reduce the inside diameter of the hose (2) in the region of contact, is guided over the inner face of the said hose. The supporting face is curved about the centre of rotation of the arm. The rollers (9, 10) rotate purely by virtue of the movement of the arm relative to the hose (2). The inlet (3) of the pasty mass into the hose (2) and the outlet (5) of the pasty mass from the hose (2) are parallel to one another and in opposite directions. <IMAGE>

Description

Rotationsschlauchpumpen zum Fördern pastöser Massen sind bekannt. Die Förderung erfolgt mit einem im wesentlichen zweiarmigen Rotor, an dessen Enden Rollen drehbar gelagert sind. Während des Drehens des Rotors laufen die Rollen über einen Schlauch, der sich an der den Rollen gegenüberliegenden Seite an der zylindrischen Innenseite des Pumpengehäuses abstützt. Die Schlauchenden sind mit dem Pumpeneinlaß und dem Pumpenauslaß verbunden. Der Schlauch ist mit der zu fördernden Masse gefüllt. Im Bereich der Rollen wird der Schlauch an das Gehäuse so angedrückt, daß die Schlauchabschnitte vor und hinter jeder Rolle während eines bestimmten Betriebsbereiches voneinander getrennt sind und die so entstandenen Schlauchabschnitte voneinander getrennte Teile der zu förderneden Masse enthalten. Die Masse im Schlauchbereich zwischen den beiden Rollen wird bei umlaufendem Rotor zwischen Ein- und Auslaß im Schlauch verschoben, die zwischen der in Umlaufrichtung ersten Rolle und dem Auslaß befindliche Masse wird aus dem Pumpenauslaß gefördert. In den Schlauchbereich zwischen Pumpeneinlaß und der anderen Rolle wird die zu fördernde Masse in den Schlauch aus einem Vorratsbehälter eingeführt.Rotary peristaltic pumps for conveying pasty masses are known. The promotion takes place with an essentially two-armed rotor, at the ends of which rollers are rotatably mounted. During the rotation of the rotor, the rollers run over a hose, which is supported on the side opposite the rollers on the cylindrical inside of the pump housing. The hose ends are connected to the pump inlet and the pump outlet. The hose is filled with the mass to be conveyed. In the area of the rollers, the tube is pressed onto the housing in such a way that the tube sections in front of and behind each roller are separated from one another during a certain operating range and the tube sections thus created contain parts of the mass to be conveyed which are separate from one another. The mass in the hose area between the two rollers is shifted between the inlet and outlet in the hose with the rotor rotating, the mass located between the first roller in the direction of rotation and the outlet is conveyed out of the pump outlet. In the hose area between the pump inlet and the other roller, the mass to be conveyed is introduced into the hose from a storage container.

Die Erfindung bezieht sich auf eine solche Pumpe, wenn sie insbesondere als Betonförderpumpe bei der Verarbeitung von sogenanntem Fertigbeton eingesetzt werden soll, und insbesondere befaßt sie sich mit dem Antrieb des Rotors und der dadurch bedingten Anordnung des Einlasses und des Auslasses der Pumpe.The invention relates to such a pump when it is to be used in particular as a concrete delivery pump in the processing of so-called ready-mixed concrete, and in particular it is concerned with the drive of the rotor and the consequent arrangement of the inlet and the outlet of the pump.

Ursprünglich wurden sowohl der Rotor um seine Drehachse als auch die Rollen um ihre Drehachsen gedreht, wozu den Rollen einerseits und dem Rotor andererseits jeweils ein eigener Antrieb in der Form von Ketten oder Seilen zugeordnet war. Ein- und Auslaß waren dabei um 180 gegeneinander versetzt. Bei dieser Lösung traten nun dann, wenn die jeweils vorauslaufende Rolle den Schlauch im Bereich des Auslasses verließ, in der Pumpe Schläge auf, die auf kurzzeitig stark erhöhte Förderdrücke zurückgeführt wurden. Diese erhöhten Drücke erschienen deshalb plausibel, weil in dem Augenblick, in dem die vordere Rolle vorn Schlauch weglief, die in Förder- bzw. Umlaufrichtung hintere Pumpe auf den Schlauch auflief und über den Beton zwischen dieser Rolle und dem Auslaß der von der Rolle ausgeübte Druck voll in das weitere Rohrsystem zur Förderung des Beton eingeleitet wurde. Das dabei "schlagartig" auftretende Auf- und Ablaufen der Rollen auf und von dem Schlauch schienen die unterstellten Druckspitzen zu erklären.Originally, both the rotor about its axis of rotation and the rollers were rotated about their axes of rotation, for which purpose the rollers on the one hand and the rotor on the other were each assigned their own drive in the form of chains or ropes. The inlet and outlet were offset from each other by 180. With this solution, when the leading roller left the hose in the area of the outlet, impacts occurred in the pump which were attributed to briefly increased delivery pressures. These increased pressures therefore appeared Plausible, because the moment the front roller ran away from the front of the hose, the rear pump in the conveying or circulating direction ran onto the hose and, via the concrete between this roller and the outlet, the pressure exerted by the roller fully into the further pipe system was introduced to promote the concrete. The sudden rise and fall of the rollers on and from the hose seemed to explain the assumed pressure peaks.

Eine deutliche Besserung trat insoweit ein, als Ein- und Auslaß nicht mehr 180 sondern 173° gegeneinander versetzt wurden. Dabei arbeiteten die beiden Rollen beim Auflaufen auf und Ablaufen vom Schlauch so zusammen, daß die früher festgestellten Schläge nicht mehr auftraten und man darauf auf nicht mehr auftretende Druckspitzen schloß.A significant improvement occurred in so far as the inlet and outlet were no longer offset by 180 but 173 °. The two rollers worked together when they ran up and down the hose in such a way that the blows previously detected no longer occurred and it was concluded that pressure peaks no longer occurred.

Ein anderer Nachteil der bekannten Lösung ließ sich demgegenüber durch die Veränderung des Winkels zwischen Ein- und Auslaß nicht vermeiden. Dieser Nachteil bestand darin, daß der Schlauch relativ häufig beschädigt oder gar zerstört wurde, was darauf zurückzuführen war, daß infolge der gewählten Antriebsart gelegentlich der Rotor zum Stillstand kam, die Rollen aber weiterdrehten, längere Zeit auf den gleichen Stellen des Schlauches umliefen und diesen dabei überbeanspruchten und schließlich zerstörten. Dieses Problem wurde dadurch gelöst, daß nur noch der Rotor einen eigenen Antrieb erhielt und die Drehbewegung der Rollen von der Drehbewegung des Rotors abgeleitet wurde. Der Antrieb des Rotors erfolgte über ein Zahnradgetriebe. Der Winkel zwischen Pumpenein-und Auslaß wurde bei 173° belassen. Die heute allgemein als Betonpumpen im Einsatz befindlichen Pumpen arbeiten in dieser Weise, d.h. es wird lediglich der Rotor direkt angetrieben, die Drehung der Rollen wird von der Drehung des Rotors abgeleitet, d.h. die Rollen drehen sich nur, wenn der Rotor gedreht wird und der Winkel zwischen Pumpenein- und -auslaß beträgt 173°.Another disadvantage of the known solution, however, could not be avoided by changing the angle between the inlet and outlet. This disadvantage was that the hose was damaged or even destroyed relatively often, which was due to the fact that the rotor occasionally came to a standstill as a result of the selected type of drive, but the rollers continued to rotate, rotating for a long time in the same places on the hose and doing so overused and eventually destroyed. This problem was solved in that only the rotor was given its own drive and the rotational movement of the rollers was derived from the rotational movement of the rotor. The rotor was driven by a gear wheel. The angle between the pump inlet and outlet was left at 173 °. The pumps generally used today as concrete pumps work in this way, i.e. only the rotor is driven directly, the rotation of the rollers is derived from the rotation of the rotor, i.e. the rollers only turn when the rotor is turned and the angle between the pump inlet and outlet is 173 °.

Wenn oben gesagt wurde, daß bei der ursprünglichen Lösung Schläge durch scheinbare Druckspitzen verursacht wurden, so wurde diese Ausdrucksweise absichtlich gewählt. Druckspitzen traten nämlich nach Untersuchungen, die zu der vorliegenden Erfindung führten gar nicht auf, sondern die festgestellten Schläge waren auf die damals verwendeten Antriebe zurückzuführen. Wenn also die, weil durch vermutete Druckspitzen erklärten, als hetriebsgefährdend erachteten Schläqe bei den späteren Lösungen nicht mehr auftraten und deswegen auch keine Druckspitzen mehr unterstellt, wurden, sn war das tatsächlich weniger durch die Änderung des Winkels zwischen Ein- und Auslaß als vielmehr auf den anderen Antrieb zurückzuführen. Offenbar traten die Schläge durch das Wiederanlaufen des kurzfristig stehengebliebenen Rotors auf und es war offenbar purer Zufall, daß die Schläge und die unterstellten Druckspitzen aufhörten bzw. aufzuhören schienen, als der Winkel verändert wurde.When it was said above that in the original solution blows were caused by apparent pressure peaks, this expression was chosen deliberately. According to investigations, pressure peaks did not occur at all, which led to the present invention, but the impacts found were attributable to the drives used at that time. So if the beats, which were explained as suspected pressure peaks, were considered to be hazardous to the operation in the later solutions and therefore no more pressure peaks were assumed, it was actually less due to the change in the angle between inlet and outlet than to the another drive. Apparently, the blows occurred due to the restart of the short term stopped rotor and it was obviously pure coincidence that the blows and the assumed pressure peaks stopped or seemed to stop when the angle was changed.

Der verkleinerte Winkel zwischen Ein- und Auslaß mußte andererseits an sich als nachteilig empfunden werden, weil durch ihn die Pumpenleistung verringert wurde, was als weiteres Indiz dafür angesehen wurde, daß man die Schläge und vermuteten Druckspitzen durch Änderung des schon mehrfach erwähnten Winkels zum Verschwinden gebracht hatte.The reduced angle between the inlet and outlet, on the other hand, had to be perceived as disadvantageous because it reduced the pump output, which was regarded as a further indication that the impacts and presumed pressure peaks were made to disappear by changing the angle already mentioned several times would have.

Aus dem geschilderten, im Zusammenhang n,it der vorliegenden Erfindung erkannten Zusammenhang, ergibt sich nun, daß der "Rückschritt" zum ursprünglichen Winkel zwischen Pumpenein- und Auslaß bei dem zuletzt üblichen direkten Antrieb nur des Rotors und mittelbaren Antrieb der Rollen einerseits, d.h. im Hinblick auf unterstellte Druckspitzen ohne weiteres in Kauf genommen werden kann, jedoch eine höhere Pumpenleistung bringt, also tatsächlich ein Fortschritt ist. Aus dem ausführlich geschilderten Zusammenhang ergibt sich, daß die mit der Erfindung jetzt vorliegende Entwicklungsstufe gerade für Fachleute durchaus nicht nahegelegen hat. Dies ist umsomehr der Fall, als der Zusammenhang zwischen Antrieb und Winkel zwischen Ein- und Auslaß durchaus nicht im tatsächlich relevanten Sinn erkannt worden war.From the context described, which was recognized in connection with the present invention, it now emerges that the "backward step" to the original angle between the pump inlet and outlet with the last usual direct drive of only the rotor and indirect drive of the rollers on the one hand, i.e. with regard to assumed pressure peaks can be easily accepted, but brings a higher pump performance, so it is actually a step forward. From the context described in detail it follows that the development stage now present with the invention was not at all obvious, especially for experts. This is all the more the case since the connection between the drive and the angle between the inlet and outlet was not recognized at all in the actually relevant sense.

Eine erfindungsgemäße Pumpe ist in der Zeichnung als Mittellängsschnitt dargestellt.A pump according to the invention is shown in the drawing as a central longitudinal section.

An der zylindrischen Innenwand des Pumpengehäuses 1 liegt ein Schlauch 2 an. Das Pumpengehäuse 1 ist evakuiert. Das Einlaßende 3 des Schlauches 2 ist an einen Vorratsbehälter 4 für zu verarbeitenden Fertigbeton angeschlossen. Sein Auslaßende 5 ist an ein Verteilerrohrsystem 6 angeschlossen. In dem Gehäuse 1 läuft ein Rotor 7 um, dessen Förderrichtung durch den Pfeil 8 gekennzeichnet ist. 180 gegeneinander versetzt sind am Rotor 7 Rollen 9,10 drehbar gelagert. Läuft der Rotor 7 in Richtung des Pfeiles 8 um, so drehen sich die Rollen 9,10 in Richtung der Pfeile 11, weil sie bei umlaufendem Rotor 7 über den Schlauch 2 laufen. Der Abstand zwischen den Rollen 9,10 und der Innenwand des Gehäuses ist so bemessen, daß im Bereich der Rollen 9,10 der Schlauch 2 Wand auf Wand liegend an die Gehäusewand angelegt wird und so in der dargestellten Betriebsstellung drei voneinander getrennte Kammerabschnitte bestehen: der erste Abschnitt 12 zwischen der in Umlaufrichtung vorderen Rolle 9 und dem Pumpenauslaß 5, der zweite Abschnitt 13 zwischen den beiden Rollen 9,10 und der dritte Abschnitt 14 zwischen der in Umlaufrichtung hinteren Rolle 10 und dem Pumpeneinlaß 3. Der Beton im ersten Abschnitt 12 wird in Richtung des Pfeiles 15 in das Rohrsystem 6 und darin an die Verarbeitungsstelle gefördert, der Beton im zweiten Abschnitt 13 wird in Richtung des Pfeiles 16 zum Auslaß 5 geschoben und im dritten Abschnitt 14 wird Beton aus dem Vorratsbehälter 4 in den Schlauch 2 in Richtung des Pfeiles 17 eingesaugt bzw. mit einem Förderrad 4a eingeschoben. Ein- und Auslaß haben parallel zueinander verlaufende Läigsachsen, d.h. sind um 180° gegeneinander versetzt.A hose 2 lies against the cylindrical inner wall of the pump housing 1. The pump housing 1 is evacuated. The inlet end 3 of the hose 2 is connected to a reservoir 4 for ready-mixed concrete to be processed. Its outlet end 5 is connected to a distribution pipe system 6. A rotor 7 rotates in the housing 1, the conveying direction of which is indicated by the arrow 8. 180 offset from one another, 7 rollers 9, 10 are rotatably mounted on the rotor. If the rotor 7 rotates in the direction of the arrow 8, the rollers 9, 10 rotate in the direction of the arrows 11 because they run over the hose 2 with the rotor 7 rotating. The distance between the rollers 9, 10 and the inner wall of the housing is dimensioned such that, in the region of the rollers 9, 10, the tube 2 is placed on the wall of the wall lying on the wall, and so in the operating position shown there are three separate chamber sections: the first section 12 between the front roller 9 in the direction of rotation and the pump outlet 5, the second section 13 between the two rollers 9, 10 and the third section 14 between the rear roller 10 in the direction of rotation and the pump inlet 3. The concrete in the first section 12 is conveyed in the direction of arrow 15 into the pipe system 6 and therein to the processing point, the concrete in the second section 13 is conveyed in the direction of arrow 16 to the outlet 5 pushed and in the third section 14 concrete is sucked out of the reservoir 4 into the hose 2 in the direction of arrow 17 or pushed in with a feed wheel 4a. Inlet and outlet have parallel axes, ie they are offset by 180 °.

Das Anlegen des Schlauches 2 an die Gehäuseinnenwand wird durch Rollen 18 des Rotors 7 unterstützt. Sie sind zwischen beiden Rollen in beiden Umfangsrichtungen angeordnet, obwohl nur die Hälfte von ihnen dargestellt ist, während von der anderen Hälfte der Rollen 18 nur die Lagerlöcher des Rotors 7 gezeichnet sind, die im vorderen des aus zwei Schilden bestehenden Rotors angeordnet sind, der im linken Bereich der Zeichnung weggebrochen ist (Bruchkante 19).The application of the hose 2 to the inner wall of the housing is supported by rollers 18 of the rotor 7. They are arranged between the two rollers in both circumferential directions, although only half of them are shown, while from the other half of the rollers 18 only the bearing holes of the rotor 7 are shown, which are arranged in the front of the rotor consisting of two shields, which in the left area of the drawing has broken away (breaking edge 19).

Bekannt ist also ein Rotorsystem mit einem sogenannten 173° Gehäuse. Wenn dabei die untere Druckrolle 9 den Pumpschlauch 2 fest zusammengedrückt hat und mit dem Fördervorgang beginnen will, hat die obere Druckrolle 10 den zusammengedrückten Pumpschlauch bereits zu 50% wieder freigegeben, so daß durch den nun halb geöffneten Pumpschlauch ein Rückschlag durch die zu fördernde Betonsäule entstehen kann, der vom Pumpschlauch 2 aufgefangen werden muß.A rotor system with a so-called 173 ° housing is known. If the lower pressure roller 9 has squeezed the pump hose 2 tightly and wants to start the conveying process, the upper pressure roller 10 has already released 50% of the compressed pump hose, so that the pump hose, which is now half open, causes a setback due to the concrete column to be conveyed can, which must be caught by the pump tubing 2.

Es kommt dadurch gerade bei Förderungen mit hohen Förderdrücken zur schnellen Pumpschlauchzerstörung.This leads to rapid pump hose destruction, particularly when pumping at high delivery pressures.

Mit dem 180° Gehäuse des erfindungsgemäßen Rotorsystems ist ein Rückschlag in der Form ausgeschlossen. Im Gegenteil, dadurch daß für den Bruchteil einer Sekunde die obere und die untere Druckrolle 9,10 den Pumpschlauch 2 fest zusammengedrückt haben, wird ein eventueller Stoß durch die zu fördernde Betonsäule absorbiert, weil die obere Druckrolle gleichmäßig den Pumpschlauch verläßt und somit auch die Öffnung des Pumpschlauches gleichmäßiq von Null bis zu seinem inneren Durchmesser von im allgemeinen 125 mm erfolgt.With the 180 ° housing of the rotor system according to the invention, a kickback in shape is excluded. On the contrary, because the upper and lower pressure rollers 9, 10 have pressed the pump hose 2 tightly together for a fraction of a second, a possible impact is absorbed by the concrete column to be conveyed, because the upper pressure roller leaves the pump hose uniformly and thus also the opening of the pump tubing takes place uniformly from zero to its inner diameter of generally 125 mm.

Claims

Hose feed pump for pasty masses, in particular fresh concrete with a pump housing, a rotor rotating around its cylindrical inside, which progressively places the hose with end rollers on the inside of the housing in such a way that three separate areas are created during a given operating range, a range between those in the direction of rotation first roller and the pump outlet, an area between the two rollers and an area between the rear roller in the circumferential direction and the pump inlet, characterized in that the axes of rotation of the rollers (9, 10) cut a diameter of the pump housing (1), only the rotor ( 7) is directly driven and the rollers are rotated upon rotation of the rotor by the interaction with the tube (2) and that an inlet and outlet (3,5) of the pump 180 ⁰ offset from one another in opposite directions.