EP0567826A2 - Feststoffpumpe - Google Patents

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Publication number
EP0567826A2
EP0567826A2 EP93105906A EP93105906A EP0567826A2 EP 0567826 A2 EP0567826 A2 EP 0567826A2 EP 93105906 A EP93105906 A EP 93105906A EP 93105906 A EP93105906 A EP 93105906A EP 0567826 A2 EP0567826 A2 EP 0567826A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
delivery
cylinder
stroke
pressure
feed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP93105906A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0567826A3 (de
Inventor
Peter Dipl.-Ing. Zöllner
Winfried Dipl.-Ing. Bussmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Abel GmbH and Co KG
Original Assignee
Abel & Co Handels- and Verwaltungsgesellschaft GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Abel & Co Handels- and Verwaltungsgesellschaft GmbH filed Critical Abel & Co Handels- and Verwaltungsgesellschaft GmbH
Publication of EP0567826A2 publication Critical patent/EP0567826A2/de
Publication of EP0567826A3 publication Critical patent/EP0567826A3/xx
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/02—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts the fluids being viscous or non-homogeneous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/08—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
    • F04B9/10—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid
    • F04B9/109—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers
    • F04B9/117—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers the pumping members not being mechanically connected to each other
    • F04B9/1172—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers the pumping members not being mechanically connected to each other the movement of each pump piston in the two directions being obtained by a double-acting piston liquid motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/02—Piston parameters
    • F04B2201/0201—Position of the piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B2203/09—Motor parameters of linear hydraulic motors
    • F04B2203/0902—Liquid pressure in a working chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B2203/09—Motor parameters of linear hydraulic motors
    • F04B2203/0903—Position of the driving piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/12—Motor parameters of rotating hydraulic motors
    • F04B2203/1202—Pressure at the motor inlet

Definitions

  • the invention relates to a solids pump according to the preamble of claim 1.
  • Solid pumps for conveying and dosing pasty materials for example sludges and the like, are known in various embodiments. It is also known to use self-priming, positive displacement piston pumps for this purpose.
  • the delivery piston of at least one delivery cylinder is connected to the drive piston of a hydraulic drive cylinder, the end positions of which are determined by end position transmitters or by corresponding directional control valves in order to generate control signals for a valve arrangement which connects the output of the delivery cylinder to a supply or discharge line optionally in time with the delivery cylinder .
  • a supply unit is normally connected to the supply line, for example a screw pump, which conveys the medium in the direction of the delivery cylinder.
  • a disadvantage of the known method is that the start of the flow of the medium is determined via a valve which opens prematurely at a low or zero counterpressure in the discharge line and therefore does not permit precise measured values.
  • the solid-state pump on the one hand and the feed unit on the other hand operate independently of one another. It is known to coordinate the delivery quantities with one another by visual inspection.
  • the adjustment on the feed element is carried out, for example, by mechanical throttle valve setting on site or by remote setting using a potentiometer and proportional valve. In this way, however, the maximum effectiveness of the pump is usually not achieved.
  • the invention has for its object to provide a solids pump with which a simple measurement of the delivery rate can be made, in particular to control the effectiveness of the pump.
  • a pressure meter is assigned to the hydraulic drive cylinder, which generates a pressure signal if, after leaving the drive piston, a first sudden pressure increase occurs from its end position. It is based on the knowledge that the pressure increase can be recorded at the moment when a cylinder of medium to be delivered has built up in the delivery cylinder. The volume displaced by the delivery piston from this point in time therefore corresponds to the actual delivery volume during the delivery stroke.
  • a computer determines the actual delivery volume per delivery stroke from the ratio of the stroke times and the maximum available delivery volume in order to determine the delivery rate from this.
  • the equipment measures required to carry out the method according to the invention are extremely small.
  • the end positions of the drive piston in the drive cylinder are also determined in a suitable manner in conventional solid fuel pumps of the type mentioned. It is therefore only necessary to assign a pressure measuring device to the drive cylinder, for example a pressure switch, in order to determine the pressure increase.
  • a pressure measuring device for example a pressure switch
  • Several pressure peaks can very well occur during the delivery stroke. Only the first pressure peak can be used to measure the delivery volume or the degree of filling.
  • Two time measuring devices determine the stroke times of the piston between the end positions and between the one end position at the beginning of the delivery stroke and the occurrence of the pressure peak. Despite the simple precautions, a relatively precise measurement of the delivery rate can be made.
  • the invention also makes it easy to adapt the delivery rate of the feed unit to the solids pump.
  • the stroke time between the one English and the occurrence of the pressure peak is a measure of the degree of filling. The longer this time, the lower the filling. Therefore, an embodiment of the invention provides that the drive unit and / or the feed unit are adjustable for the purpose of changing the feed quantity to the feed cylinder and a comparison device is provided which compares the delivery stroke time to the pressure increase in the drive cylinder with a predetermined time and a signal for increasing the feed amount on the drive unit and / or the feed unit if the measured stroke time specifies the ne time exceeds.
  • a fill level of 100% would undoubtedly be ideal. However, this point is relatively difficult to achieve in practice. It is therefore accepted that a minimal dead stroke time occurs during the conveying stroke in order to obtain a stable control.
  • a further embodiment of the invention provides that a controllable hydraulic or electric drive unit is provided and a measuring device measures the pressure or the current consumption and generates a signal for reducing the delivery rate when the pressure and / or the current exceeds a predetermined value.
  • Electric or hydraulic drive units in which a change in the drive torque can be determined by measuring pressure or delivery quantity or by measuring current are known.
  • An increase in torque is an indicator that the feed unit is conveying more medium than the feed cylinder is processing.
  • the delivery rate of the medium can be measured in a simple manner and the feed unit can be adapted to a desired delivery rate.
  • the apparatus precautions required for this are very simple and require little effort.
  • the single figure shows a two-cylinder piston pump with a feed unit in an extremely schematic manner.
  • Two delivery cylinders 10, 12 have delivery pistons 14, 16 which are connected via a piston rod to a piston 18 or 20 of hydraulic drive cylinders 22, 24.
  • the outputs of the delivery cylinders 10, 12 are connected to valve chambers 16 and 28, in which suction valves 30 and 32 are arranged, in order to connect the delivery cylinders 10, 12 optionally to a feed line 34 for the medium to be delivered, in which a screw pump 36 is arranged which in turn is driven by a hydraulic motor 38.
  • the valve chambers 26, 28 are in turn connected to valve chambers 40, 42, in which a pressure valve 44 or 46 is arranged.
  • the individual valves are actuated by hydraulic cylinders 48, 50, 52, 54.
  • the valve chambers 40, 42 are connected to a common delivery line 56.
  • the hydraulic cylinders 22, 24 are assigned end position transmitters S7, S8 and S9, S10, which generate a signal when the piston 18 or 20 reaches an end position.
  • the end position sensors are used to control the valves 30, 32, 44, 46.
  • the cylinders 10, 12 are actuated by the hydraulic cylinders 22, 24 such that when cylinder 10 performs a suction stroke, cylinder 22 simultaneously executes a pressure stroke and vice versa. This is achieved by connecting the two rod sides of the hydraulic cylinders 22, 24.
  • suction valve 30 is open and pressure valve 44 is closed.
  • the hydraulic piston 18 travels from the position sensor S7 to the end position sensor S8.
  • cylinder 12 executes a pressure stroke, suction valve 32 being closed and pressure valve 46 being open.
  • the piston 20 moves from the end position sensor S10 to the end position sensor S9.
  • the valves 30, 32, 44, 46 are switched immediately, while the supply of the hydraulic medium to the hydraulic cylinders 22, 24 is delayed by means of suitable directional valves (not shown).
  • the delivery cylinder 12 then starts a suction stroke and at the same time the delivery cylinder 10 starts a pressure stroke.
  • the delivery rates of the delivery cylinders 10, 12 and the feed unit 36 should be matched to one another if possible, ie the same throughput rates should be available.
  • the time t measured in the computer 62 is a measure of the free travel of the piston 14 or 16. The longer this time, the lower the degree of filling. In order to optimize the degree of filling, the time t ; and thus the free travel of the piston 14 or 16 should be as small as possible.
  • the delivery rate of the feed unit 36 is determined by the speed of the hydraulic motor 38, which is driven by a hydraulic pump, not shown. The speed of the motor 38 depends on the setting of a control valve 64 in the supply line for the motor 38.
  • a control device 66 which can be part of the computer 62, also receives a signal from the pressure switch 60 and compares the idle stroke time t j , which has already been mentioned several times. which either comes from the computer 62 or is determined by a separate time measuring device with a preset time. If the measured time t l exceeds the preset value, this means that more material has to be fed from the feed unit 36.
  • a control of the control valve 64 ensures that the speed of the motor 38 is increased in order to increase the supply quantity. The increase is continued until the measured times t are again less than the preset time.
  • a pressure measuring device 68 is provided, which also gives a signal to the controller 66, which compares the pressure with a preset pressure, so that the pressure is reduced Hydraulic amount to the motor 38 takes place, whereby the supply amount of medium is reduced.
  • other indicators can also be used which indicate when the feed quantity from the feed unit 36 is too high. In this case, the torque to be overcome by the motor 38 inevitably increases, which can be determined using suitable measurement methods. If the motor 38 is replaced by an electric motor, the current increase can be used for the control, for example.

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Abstract

Feststoffpumpe mit mindestens einem Förderzylinder (10,12), dessen Förderkolben (14,16) mit dem Antriebskolben (18,20) eines hydraulischen Antriebszylinders (22,24) verbunden ist, dem hydraulischen Antriebszylinder (22,24) zugeordneten Endlagengebern (S7,S8), die ein Signal abgeben, wenn der Antriebskolben (18,20) seine Endlagen erreicht, einer mit dem Förderausgang des Förderzylinders (10,12) verbundenen, von den Signalen der Endlagengeber (S7,S8) gesteuerten Ventilanordnung, die den Förderzylinder (10,12) während des Saughubs mit einer Zufuhr- (34) und während des Förderhubs mit einer Abgabeleitung (56) verbindet, und einer Vorrichtung zur Messung der Fördermenge des Förderzylinders, wobei dem hydraulischen Antriebszylinder ein Druckmesser (60) zugeordnet ist, der ein Drucksignal erzeugt, wenn im Antriebszylinder (22,24) ein erster sprunghafter Druckanstieg auftritt, nachdem der Antriebskolben seine Endlage verlassen hat, zwei Zeitmeßglieder vorgesehen sind, von denen eines die Förderhubzeit des Antriebskolbens zwischen den Endlagen mißt und die andere die Förderhubzeit zwischen der Endlage zu Beginn des Förderhubs und dem Drucksignal mißt und ein Rechner (62) vorgesehen ist, der zwecks Bestimmung der Fördermenge aus dem Verhältnis der Hubzeiten und dem maximal verfügbaren Fördervolumen des Förderzylinders das tatsächliche Fördervolumen pro Förderhub errechnet. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Feststoffpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Feststoffpumpen zum Fördern und Dosieren von pastösen Materialien, beispielsweise von Schlämmen und dergleichen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Es ist ferner bekannt, hierfür selbst ansaugende, positiv verdrängende Kolbenpumpen zu verwenden. Der Förderkolben mindestens eines Förderzylinders ist mit dem Antriebskolben eines hydraulischen Antriebszylinders verbunden, dessen Endlagen durch Endlagengeber oder durch entsprechende Wegeventile ermittelt werden zur Erzeugung von Steuersignalen für eine Ventilanordnung, welche den Ausgang des Förderzylinders wahlweise im Takt des Förderzylinders mit einer Zuführ- bzw. Abgabeleitung verbindet. In die Zuführleitung ist normalerweise ein Zuführaggregat geschaltet, beispielsweise eine Schneckenpumpe, welche das Medium in Richtung Förderzylinder fördert.
  • Die Leistungsfähigkeit einer derartigen Pumpe hängt nicht nur vom theoretischen Fördervolumen des Förderzylinders und seiner Taktzeit ab, sondern davon, welcher Füllgrad beim jeweiligen Saughub erreicht wird. Es ist bekannt, die Fördermenge bei derartigen Pumpen auf induktive Weise zu messen. Diese Messung setzt indessen eine Mindestströmungsgeschwindigkeit und ein Mindestgehalt an Flüssigkeit im Medium voraus. Aus der US-PS 5 106 272 ist auch bekanntgeworden, eine Messung bei jedem Förderhub dadurch vorzunehmen, daß festgestellt wird, wann das Medium während des Förderhubs zu fließen beginnt. Diese tatsächliche Förderhubzeit ist geringer als der Gesamtförderhub des Förderkolbens, so daß das Verhältnis dieser beiden Werte eine Aussage über den Füllgrad des Förderzylinders während des vorangegangenen Saughubes ermöglicht hat. Die Aufsummierung der einzelnen Füllungen in bezug auf die Zeit bildet dann ein Maß für die tatsächliche Fördermenge. Nachteilig bei dem bekannten Verfahren ist jedoch, daß der Beginn des Fließens des Mediums über ein Ventil ermittelt wird, das bei kleinem oder Null-Gegendruck in der Abgabeleitung vorzeitig öffnet und daher keine genauen Meßwerte ermöglicht.
  • Bei den bekannten Feststoffpumpen arbeiten Feststoffpumpe einerseits und Zuführaggregat andererseits unabhängig voneinander. Es ist bekannt, durch Sichtkontrolle die Fördermengen aufeinander abzustimmen. Die Verstellung am Zuführorgan erfolgt zum Beispiel durch mechanische Drosselventileinstellung vor Ort oder durch Ferneinstellung mittels Potentiometer und Proportionalventil. Auf diese Weise wird jedoch zumeist nicht die maximale Effektivität der Pumpe erreicht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feststoffpumpe zu schaffen, mit der eine einfache Messung der Fördermenge vorgenommen werden kann, insbesondere zur Steuerung der Effektivität der Pumpe.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
  • Bei der erfindungsgemäßen Feststoffpumpe ist dem hydraulischen Antriebszylinder ein Druckmesser zugeordnet, der ein Drucksignal erzeugt, wenn nach dem Verlassen des Antriebskolbens aus seiner Endlage ein erster sprunghafter Druckanstieg auftritt. Dabei wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß der Druckanstieg in dem Augenblick zu verzeichnen ist, an dem sich im Förderzylinder ein Zylinder aus zu förderndem Medium aufgebaut hat. Das vom Förderkolben ab diesem Zeitpunkt verdrängte Volumen entspricht mithin dem tatsächlichen Fördervolumen während des Förderhubs. Ein Rechner ermittelt aus dem Verhältnis der Hubzeiten und dem maximal verfügbaren Fördervolumen das tatsächliche Fördervolumen pro Förderhub, um daraus die Fördermenge zu bestimmen. Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendigen apparativen Maßnahme sind äußerst gering. Die Endlagen des Antriebskolbens im Antriebszylinder werden auch bei herkömmlichen Feststoffpumpen der genannten Art in geeigneter Weise ermittelt. Es ist daher lediglich erforderlich, dem Antriebszylinder eine Druckmeßvorrichtung zuzuordnen, beispielsweise einen Druckschalter, um den Druckanstieg zu ermitteln. Während des Förderhubes können sehr wohl mehrere Druckspitzen auftreten. Für die Messung des Fördervolumens bzw. des Füllungsgrades ist lediglich die erste Druckspitze brauchbar. Zwei Zeitmeßvorrichtungen ermitteln die Hubzeiten des Kolbens zwischen den Endlagen und zwischen der einen Endlage zu Beginn des Förderhubs und dem Auftreten der Druckspitze. Trotz der einfachen Vorkehrungen läßt sich eine relativ genaue Messung der Fördermenge vornehmen.
  • Die Erfindung ermöglicht auch eine einfache Anpassung der Förderleistung des Zuführaggregats an die Feststoffpumpe. Wie erwähnt, ist die Hubzeit zwischen der einen Englage und dem Auftreten der Druckspitze ein Maß für den Füllgrad. Je größer diese Zeit ist, um so geringer ist die Befüllung. Daher sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß das Antriebsaggregat und/oder das Zuführaggregat verstellbar sind zwecks Änderung der Zuführmenge zum Förderzylinder und eine Vergleichsvorrichtung vorgesehen ist, die die Förderhubzeit bis zum Druckanstieg im Antriebszylinder mit einer vorgegebenen Zeit vergleicht und ein Signal zur Erhöhung der Fördermenge auf das Antriebsaggregat und/oder das Zuführaggregat gibt, wenn die gemessene Hubzeit die vorgegebene Zeit überschreitet. Ideal wäre zweifellos ein Befüllungsgrad von 100%. Dieser Punkt läßt sich jedoch in der Praxis relativ schwierig erreichen. Daher wird in Kauf genommen, daß eine minimale Tothubzeit während des Förderhubes auftritt, um eine stabile Regelung zu erhalten.
  • Bei dem Betrieb der erfindungsgemäßen Feststoffpumpe ist nicht ausgeschlossen, daß die vom Zuführaggregat geförderte Menge höher ist als die Fördermenge der Feststoffpumpe. Um auch insofern eine Synchronisierung beider Förderaggregate zu erhalten, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß ein regelbares hydraulisches oder elektrisches Antriebsaggregat vorgesehen ist und eine Meßvorrichtung den Druck bzw. die Stromaufnahme mißt und ein Signal zur Verringerung der Fördermenge erzeugt, wenn der Druck und/oder der Strom einen vorgegebenen Wert überschreitet. Elektrische oder hydraulische Antriebsaggregate, bei denen durch Druck- oder Fördermengenmessung bzw. durch Strommessung eine Änderung des Antriebsmomentes ermittelt werden kann, sind bekannt. Eine Momentenerhöhung ist ein Indikator dafür, daß das Zuführaggregat mehr Medium fördert, als der Förderzylinder verarbeitet.
  • Mit Hilfe der Erfindung läßt sich auf einfache Weise die Fördermenge des Mediums messen und das Zuführaggregat auf eine gewünschte Fördermenge anpassen. Die hierfür erforderlichen apparativen Vorkehrungen sind denkbar einfach und erfordern einen geringen Aufwand.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt äußerst schematisch eine Zweizylinderkolbenpumpe mit Zuführaggregat.
  • Zwei Förderzylinder 10, 12 weisen Förderkolben 14, 16 auf, die über eine Kolbenstange mit einem Kolben 18 bzw. 20 von hydraulischen Antriebszylindern 22, 24 verbunden sind. Die Ausgänge der Förderzylinder 10, 12 sind mit Ventilkammern 16 bzw. 28 verbunden, in denen Saugventile 30 bzw. 32 angeordnet sind, um die Förderzylinder 10, 12 wahlweise mit einer Zuführleitung 34 für zu förderndes Medium zu verbinden, in der eine Schneckenpumpe 36 angeordnet ist, die ihrerseits von einem Hydraulikmotor 38 angetrieben ist. Die Ventilkammern 26, 28 sind ihrerseits mit Ventilkammern 40, 42 verbunden, in denen ein Druckventil 44 bzw. 46 angeordnet ist. Die einzelnen Ventile werden von hydraulischen Zylindern 48, 50, 52, 54 betätigt. Die Ventilkammern 40, 42 sind an eine gemeinsame Abgabeleitung 56 angeschlossen.
  • Den Hydraulikzylindern 22, 24 sind Endlagengeber S7, S8 bzw. S9, S10 zugeordnet, die ein Signal erzeugen, wenn der Kolben 18 bzw. 20 eine Endlage erreicht. Die Endlagengeber dienen zur Steuerung der Ventile 30, 32, 44, 46. Die Zylinder 10, 12 sind so durch die Hydraulikzylinder 22, 24 betätigt, daß wenn Zylinder 10 einen Saughub ausführt, Zylinder 22 gleichzeitig einen Druckhub ausführt und umgekehrt. Dies wird durch die Verbindung beider Stangenseiten der Hydraulikzylinder 22, 24 bewirkt.
  • Führt Zylinder 10 einen Saughub aus, ist das Saugventil 30 geöffnet und das Druckventil 44 geschlossen. Der Hydraulickolben 18 fährt vom Entlagengeber S7 zum Endlagengeber S8. Gleichzeitig führt der Zylinder 12 einen Druckhub aus, wobei Saugventil 32 geschlossen und Druckventil 46 geöffnet ist. Der Kolben 20 fährt vom Endlagengeber S10 zum Endlagengeber S9. Bei Erreichen der Endlagen werden die Ventile 30, 32, 44, 46 sofort geschaltet, während die Zufuhr des Hydraulikmediums zu den Hydraulikzylindern 22, 24 über geeignete Wegeventile (nicht gezeigt) zeitverzögert erfolgt. Danach startet der Förderzylinder 12 einen Saughub und gleichzeitig der Förderzylinder 10 einen Druckhub.
  • Im Normalfall sind die Förderzylinder 10, 12 während des Saughubs nicht ganz mit Schlamm gefüllt, wie dies für den Zylinder 12 angedeutet ist. Erst wenn der Kolben 16 nach einem Weg X einen Schlammzylinder aufbaut, wie bei 12' angedeutet, wird der Öldruck im entsprechenden Zylinder 24 bzw. 24' schlagartig den Betriebsdruck erreichen. Dies kann mit Hilfe eines Druckschalters 60 ermittelt werden, dessen Signal auf einen Rechner 62 gegeben werden kann. Der Rechner 62 ist auch mit den Endlagengebern S7 bis S10 verbunden, wobei dies jedoch nur für die Geber S7 und S8 angedeutet ist. Über die von den Kolben zurückgelegten Wege könnte der jeweilige Füllgrad des Förderzylinders 10 bzw. 12 ermittelt werden. Eine Wegmessung von Kolben ist jedoch relativ aufwendig. Daher wird bei der Bestimmung der Fördermenge über den jeweiligen Füllgrad folgendermaßen vorgegangen: Verläßt der Kolben 18 bzw. 20 die hintere Endlage, wird eine erste Zeitmeßvorrichtung im Rechner 62 gestartet sowie eine zweite Zeitmeßvorrichtung. Die erste Zeitmeßvorrichtung wird gestoppt, sobald vom Öldruckschalter 60 eine Druckspitze gemeldet wird. Die zweite Zeitmeßvorrichtung läuft so lange, bis der Kolben 18 bzw. 20 seine vordere Endlage erreicht hat. Über den Vergleich
    Figure imgb0001
    wird auf den Füllgrad des entsprechenden Förderzylinders 10 bzw. 12 rückgeschlossen, wobei
    • SH = Hubweg des Kolbens im Zylinder
    • S = Hubweg aus der hinteren Endlage bis zum Erreichen der Schlammfront
    • tH = Hubzeit von der hinteren bis zur vorderen Endlage des Kolbens
    • t, = Hubzeit von der hinteren Endlage bis zum Erreichen der Schlammfront (Druckimpuls in der Ölleitung) ist.
  • Der Volumenstrom beträgt dann
    Figure imgb0002
    wobei
    • QT = Volumenstrom des nicht vollständig gefüllten Zylinders
    • VT = Volumen von nicht vollständig gefülltem Zylinder
    ist.
  • Setzt man
    Figure imgb0003
    dann ist
    Figure imgb0004
    Figure imgb0005
    Dann erhält man die Fördermenge [kg] = VT [m3]-.e[kg/m3], wobei
    • F = Fördermenge eines Förderzylinders
    • e = Dichte
    ist.
  • Somit ist
    Figure imgb0006
    Die Fördermengen der Förderzylinder 10, 12 und des Zuführaggregats 36 sollen nach Möglichkeit aufeinander abgestimmt sein, d.h. es sollen gleiche Durchsatzmengen vorliegen. Die im Rechner 62 gemessene Zeit t; ist ein Maß für den Leerweg des Kolbens 14 bzw. 16. Je größer diese Zeit ist, um so geringer ist der Füllgrad. Um den Füllgrad zu optimieren, soll daher die Zeit t; und damit der Leerweg des Kolbens 14 bzw. 16 möglichst klein sein. Die Fördermenge des Zuführaggregats 36 wird bestimmt durch die Drehzahl des Hydraulikmotors 38, der von einer nicht gezeigten Hydraulikpumpe angetrieben ist. Die Drehzahl des Motors 38 hängt ab von der Einstellung eines Regelventils 64 in der Versorgungsleitung für den Motor 38. Eine Regelvorrichtung 66, die Bestandteil des Rechners 62 sein kann, erhält vom Druckschalter 60 ebenfalls ein Signal und vergleicht die bereits mehrfach erwähnte Leerhubzeit tj, die entweder vom Rechner 62 kommt oder durch eine getrennte Zeitmeßvorrichtung ermittelt wird, mit einer voreingestellten Zeit. Übersteigt die gemessene Zeit tl den voreingestellten Wert, bedeutet dies, daß mehr Material vom Zuführaggregat 36 zugeführt werden muß. Über eine Ansteuerung des Regelventils 64 wird dafür gesorgt, daß die Drehzahl des Motors 38 erhöht wird, um die Zuführmenge zu erhöhen. Die Erhöhung wird so lange fortgesetzt, bis die gemessenen Zeiten t, wieder kleiner sind als die voreingestellte Zeit.
  • Wird zu viel Schlamm zugeführt, steigt naturgemäß der Druck in der Hydraulikleitung zum Motor 38. Zu diesem Zweck ist eine Druckmeßvorrichtung 68 vorgesehen, die ebenfalls ein Signal auf den Regler 66 gibt, der den Druck vergleicht mit einem voreingestellten Druck, so daß eine Verminderung der Hydraulikmenge zum Motor 38 stattfindet, wodurch die Zuführmenge an Medium reduziert wird. Es versteht sich, daß auch andere Indikatoren verwendet werden können, die anzeigen, wenn die Zuführmenge vom Zuführaggregat 36 zu hoch ist. In diesem Fall steigt zwangsläufig das vom Motor 38 zu überwindende Moment schlagartig an, was durch geeignete Maßmethoden ermittelt werden kann. Wird der Motor 38 durch einen Elektromotor ersetzt, kann zum Beispiel der Stromanstieg für die Regelung herangezogen werden.

Claims (4)

1. Feststoffpumpe mit mindestens einem Förderzylinder,dessen Förderkolben mit dem Antriebskolben eines hydraulischen Antriebszylinders verbunden ist, dem hydraulischen Antriebszylinder zugeordneten Endlagengebern, die ein Signal abgeben, wenn der Antriebskolben seine Endlagen erreicht, einer mit dem Förderausgang des Förderzylinders verbundenen, von den Signalen der Endlagengeber gesteuerten Ventilanordnung, die den Förderzylinder während des Saughubs mit einer Zufuhr-und während des Förderhubs mit einer Abgabeleitung verbindet, und einer Vorrichtung zur Messung der Fördermenge des Förderzylinders, dadurch gekennzeichnet, daß dem hydraulischen Antriebszylinder (22, 24) ein Druckmesser (60) zugeordnet ist, der ein Drucksignal erzeugt, wenn im Antriebszylinder (22, 24) ein erster sprunghafter Druckanstieg auftritt, nachdem der Antriebskolben (18, 20) seine Endlage verlassen hat, zwei Zeitmeßglieder vorgesehen sind, von denen eines die Förderhubzeit (tH) des Antriebskolbens (18, 20) zwischen den Endlagen mißt und die andere die Förderhubzeit (tl) zwischen der Endlage zu Beginn des Förderhubs und dem Drucksignal mißt und ein Rechner vorgesehen ist, der zwecks Bestimmung der Fördermenge aus dem Verhältnis der Hubzeiten (th, tl) und dem maximal verfügbaren Fördervolumen (Vz) des Förderzylinders (10, 12) das tatsächliche Fördervolumen (VT) pro Förderhub errechnet.
2. Feststoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem hydraulischen Antriebszylinder (22, 24) ein Druckschalter (60) verbunden ist.
3. Feststoffpumpe, bei der ein von einem Antriebsaggregat angetriebenes Zuführaggregat das Medium in die Zuführleitung (34) fördert, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat (38) und/oder das Zuführaggregat (36) verstellbar sind zwecks Änderung der Zuführmenge zum Förderzylinder (10, 12), eine Vergleichsvorrichtung (66) vorgesehen ist, die die Förderhubzeit (tl) bis zum Druckanstieg im Antriebszylinder (22, 24) mit einer vorgegebenen Zeit (tlsoll) vergleicht und ein Signal zur Erhöhung der Fördermenge auf das Antriebsaggregat (38) und/oder das Zuführaggregat (36) gibt, wenn die gemessene Hubzeit (ti) die vorgegebene Zeit (tlSoll) überschreitet.
4. Feststoffpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein regelbares hydraulisches oder elektrisches Antriebsaggregat (38) vorgesehen ist und eine Meßvorrichtung (68) den Druck bzw. die Stromaufnahme mißt und ein Signal zur Verringerung der Fördermenge erzeugt, wenn der Druck und/oder der Strom einen vorgegebenen Wert überschreitet.
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