ES2262556T3 - Bomba de materias consistentes. - Google Patents

Abstract

Bomba de materias consistentes con al menos dos unidades de bombeo (1, 2) que se alternan en el funcionamiento de bombeo y aspiración, una tubería de transporte, una tubería de aspiración y una válvula de conmutación (11) para la conmutación entre las unidades de bombeo (1, 2), estando unida una unidad de bombeo (1, 2) en funcionamiento de bombeo por la válvula de conmutación (11) con la tubería de transporte y una unidad de bombeo (1, 2) en funcionamiento de aspiración con la tubería de aspiración, caracterizada porque en la zona de la tubería de aspiración está previsto un dispositivo de presión de admisión (17) que actúa separadamente de las unidades de bombeo (1, 2), accionable separadamente para provocar activamente una compresión de la materia consistente en la fase final del funcionamiento de aspiración.

Description

Bomba de materias consistentes.

La invención se refiere a una bomba de materias consistentes con al menos dos unidades de bombeo que se alternan en el funcionamiento de bombeo y aspiración, una tubería de transporte, una tubería de aspiración y una válvula de conmutación para la conmutación entre las unidades de bombeo, estando unida mediante la válvula de conmutación una unidad de bombeo en funcionamiento de bombeo con la tubería de transporte y una unidad de bombeo en funcionamiento de aspiración con la tubería de aspiración.

Bombas de materias consistentes se emplean en muchos casos para el transporte de hormigón; sin embargo, también pueden transportarse materiales similares con unidades de bombeo semejantes. Se conocen especialmente disposiciones de bombas en las que las unidades de bombeo se forman por bombas de émbolo/cilindro, que se unen alternativamente a través de un cambio de tubo con una tubería de transporte o con una tubería de aspiración. Hay disposiciones en las que el cambio de tubo está dispuesto dentro de un depósito de almacenamiento, y en el funcionamiento de aspiración la bomba de émbolo/cilindro aspira directamente materia consistente del depósito de almacenamiento. El depósito de almacenamiento está abierto por arriba en la mayoría de los casos para que pueda rellenarse materia consistente.

Otras disposiciones de bomba son conocidas de los documentos FR 737 900 A y FR 42 578 E.

En el documento FR 737 900 A se describe un equipo de transporte para materia consistente que consta de varias cámaras. La materia consistente se presiona mediante dos tornillos sinfín desde un recipiente de alimentación a dos cámaras de compresión. Se colocan esferas como válvulas entre el recipiente de alimentación y las cámaras de compresión. Las cámaras de compresión presentan cada vez una membrana que se mueve mediante cada vez un émbolo. Si la membrana se mueve en esta cámara de compresión, así se bombea la materia consistente contenida en las cámaras de compresión a través de aberturas con cierre por esferas a una, así llamada, cámara de compensación. De este modo se comprime el aire existente en la cámara de compensación. Tras el cierre del paso entre la cámara de compresión y la cámara de compensación se dilata de nuevo el aire y presiona a las materias consistentes en la tubería de transporte.

En el documento FR 42 578 E se describen distintos desarrollos ulteriores de la invención mostrada en el documento FR 737 900 A. Así se muestra la supresión de las esferas empleadas como válvula porque éstas forman un obstáculo para la materia consistente a transportar. En otra forma de realización se describe que el recipiente de alimentación o el embudo de llenado está colocado en alto. La compresión de la materia consistente o el transporte a la cámara de compensación se realiza entonces mediante el peso propio de la materia consistente, de manera que no están presentes más cámaras de compresión. También se propone montar un tornillo sinfín en el embudo de llenado para mejorar la compresión. Para el llenado de la cámara de compensación se proponen diferentes construcciones auxiliares, así se muestra en una, que una unidad émbolo-cilindro bombea materia consistente del embudo de llenado a la cámara de compensación. En otro se propone elevar y bajar el embudo de llenado para presionar así la materia consistente en la cámara de compensación. Otra forma de realización consiste en que el orificio de salida del embudo de llenado contiene un trozo de tubería flexible, que se ata por giro del embudo de llenado y se prensa en la cámara de compensación la materia consistente contenida dentro. Además, es conocido que el trozo de tubería flexible se aprieta mediante un mecanismo auxiliar, y así conduce a una compresión de la materia consistente en la cámara de compensación.

Otras construcciones de bombeo prevén que en el extremo final de un depósito de almacenamiento desemboque una tubería de aspiración, a través de la que se evacua la materia consistente. Por ello puede disponerse en el depósito de almacenamiento también un órgano de transporte, por ejemplo, un tornillo sinfín, para que esté garantizado un mejor llenado. En el otro extremo del depósito de almacenamiento del segmento de tubería de aspiración que extrae, se une una carcasa de cambio de tubo, lo que proporciona una conmutación apropiada entre las unidades de bombeo, y una unión de la unidad de bombeo o con la tubería de transporte, o con la tubería de aspiración.

En todas estas construcciones de bombeo diferentes se hacen esfuerzos, a pesar del proceso de conmutación del cambio de tubo, para producir un flujo de bombeo a ser posible continuo.

En una construcción según el género que está mostrada en el documento DE 197 35 091 A1, se recurre a un procedimiento de control conocido desde antiguo para las unidades de bombeo, y se aplica con un mecanismo de cambio de tubo dispuesto fuera del depósito de almacenamiento. En este procedimiento conocido, la bomba de émbolo/cilindro trabaja en el funcionamiento de aspiración más rápida que en el funcionamiento de bombeo, por lo cual el proceso de aspiración de una unidad de bombeo está ya terminado mientras todavía continúa el funcionamiento de bombeo de la otra unidad de bombeo. A continuación se separa del depósito de almacenamiento, mediante elementos corredizos asimismo ya conocidos, el llenado de materias consistentes que está en contacto con la primera unidad de bombeo. A continuación se realiza una precompresión de la materia consistente mediante el émbolo de transporte de la primera unidad de bombeo hasta que se logra una presión deseada. Mientras tanto, la segunda unidad de bombeo se encuentro todavía en funcionamiento de bombeo. Sólo tras aplicación de presión previa conmuta el cambio de tubo. Un extremo del cambio de tubo está unido continuamente con el segmento de tubería de aspiración que extrae del depósito de almacenamiento, mientras que la tubería de transporte permanece en contacto continuamente con la cavidad de la carcasa de cambio de tubo. La materia consistente pretensada entra en contacto ahora con la materia consistente que está bajo presión en la carcasa del cambio de tubo. Este proceso no conduce a una vibración en la columna de transporte, porque la tensión previa está preferiblemente al nivel de presión en la tubería de transporte, y por ello no se produce un hundimiento de la columna de materias consistentes en la tubería de transporte. Tan pronto como la segunda unidad de bombeo ha terminado su funcionamiento de bombeo, se encarga la primera unidad de bombeo del funcionamiento de bombeo. A continuación se une la segunda unidad de bombeo mediante el cambio de tubo y la abertura de la corredera de paso con el depósito de almacenamiento. El ciclo comienza de nuevo con el cambio de las unidades de bombeo.

También construcciones en las que el cambio de tubo permanece unido continuamente con la tubería de transporte y el segmento de tubería de aspiración conduce a la carcasa del cambio de tubo, pueden accionarse con un procedimiento semejante si se emplean correderas de paso correspondientes. Véase, por ejemplo, la construcción del documento DE 196 41 771 A1.

Sin embargo, es desventajoso en estas construcciones que una parte del volumen de transporte de las unidades de bombeo se desaprovecha por ese proceso de tensión previa. Por este motivo, las unidades de presión deben resultar mayores a lo que sería necesario.

Por eso el objetivo de la presente invención es proporcionar una bomba de materias consistentes, del tipo nombrado al principio, que permita una realización perfeccionada de las unidades de bombeo.

Para ello está previsto según la invención que en la zona de la tubería de aspiración esté previsto un dispositivo de presión de admisión que actúe separadamente de las unidades de bombeo, accionable separadamente para provocar activamente una compresión de la materia consistente en la fase final del funcionamiento de aspiración.

Esto significa que está previsto, o independiente de la unidad de bombeo, o en apoyo, un dispositivo separado que consigue de la tubería de aspiración una presión posterior de la materia consistente para proporcionar una precompresión. Por ello, por empleo de una bomba de émbolo/cilindro se reduce el recorrido necesario para una precompresión, o no se necesita ningún recorrido, cuando el dispositivo de presión de admisión se encarga completamente de la precompresión. Por lo tanto, las unidades de bombeo deben transportar menos, justo este volumen necesario para la precompresión. Esto conduce a una reducción del tamaño de las unidades de bombeo. Además, se produce todavía otro efecto positivo. Por la presión posterior activa de la materia consistente por el dispositivo de presión de admisión se realiza un mejor llenado de la unidad de bombeo o de la tubería de aspiración. Hasta ahora, por ejemplo, para hormigón las secciones de abertura de las bombas de embolo/cilindro debían presentar un tamaño determinado, para que pudiera conseguirse un buen llenado del cilindro por el efecto de la depresión. El tamaño de esta abertura puede reducirse ahora a causa del empuje posterior de la materia consistente por el dispositivo de presión de admisión. Pero esto tiene también como consecuencia que las unidades de bombeo pueden disponerse más cerca una de otra, y con ello pueden reducirse considerablemente los tiempos de conmutación, por ejemplo, por empleo de un cambio de tubo. También los elementos unidos en las aberturas, como cambio de tubo, etc. pueden disminuirse, lo que en especial con respecto a las fuerzas actuantes en el sistema es muy ventajoso a causa de la presión de la materia consistente. También materiales consistentes difícilmente aspirables pueden bombearse sin problemas con un dispositivo de presión de admisión. Además, la unidad de bombeo puede funcionar más rápido en el funcionamiento de aspiración, porque pueden compensarse las pérdidas eficaces de aspiración mediante el dispositivo de presión de admisión. Un dispositivo de presión de admisión separado es apropiado también sobresalientemente para la reforma posterior de bombas existentes de materias consistentes. Si se conservan las unidades de bombeo existentes, y se emplea ahora según la invención adicionalmente el dispositivo de presión de admisión que actúa separadamente, puede mejorarse el rendimiento de bombeo en hasta un 20% a causa del mejor llenado de la unidad de bombeo en el funcionamiento de aspiración.

En el caso de que la capacidad de bombeo del dispositivo de presión de admisión sea mayor que la capacidad de aspiración de una de las unidades de bombeo, todavía se da adicionalmente la ventaja de que el dispositivo de presión de admisión puede iniciar su proceso de precompresión ya durante el funcionamiento de aspiración, especialmente en la fase final, y se superpone a éste. De forma óptima se puede compaginar uno con otro el funcionamiento de aspiración y el proceso de precompresión haciendo que ambos terminen simultáneamente.

Del documento DE 2 040 400 ya es conocida una bomba de materias consistentes con un rendimiento volumétrico mejorado. No obstante, esto se consigue porque en la tubería de alimentación está colocado un mecanismo de llenado con forma de un tornillo sinfín, que transporta la materia consistente continuamente de un recipiente, y así proporciona igualmente un mejor llenado de la unidad de bombeo en el funcionamiento de aspiración. Además, la presión de prensado del tornillo sinfín está regulada de forma que mantiene al émbolo, que regresa por el recorrido de retorno, todavía bajo ligera presión. La conmutación entre las unidades de bombeo se realiza mediante un órgano pivotante que se ajusta independientemente.

En una forma de realización ventajosa está previsto que la tubería de aspiración comprenda un segmento deformable elásticamente, y el dispositivo de presión de admisión presente elementos de aplastamiento, mediante los que el segmento deformable elásticamente de la tubería elástica puede comprimirse por un aumento de la presión. Un segmento deformable semejante puede unirse ventajosamente a un depósito de almacenamiento. Elementos de aplastamiento apropiados proporcionan entonces un cierre del segmento deformable elásticamente con generación posterior de presión. A causa de la compresibilidad relativamente reducida de la materia consistente deben vencerse principalmente inclusiones de aire. Por eso, el segmento deformable se deforma en general hasta que se ajusta en la tubería de aspiración la generación deseada de presión. Esto podría efectuarse también mediante varios elementos de aplastamiento. También puede estar diseñado un elemento de aplastamiento por su conformación, de forma que esta función se efectúa en un proceso.

Además, existe también la posibilidad de que los elementos de aplastamiento, puestos de modo que pueden girar, aprieten primero el segmento deformable y con ello cierren la tubería de aspiración y se desplacen posteriormente en la dirección de la unidad de bombeo. Este proceso recuerda al transporte de medios mediante bombas de manguera. Por este motivo, según una variante es ventajoso adicionalmente si el segmento deformable elásticamente de la tubería de aspiración es un trozo de manguera. Los trozos de manguera, que soportan correspondientemente altas presiones, son conocidos mejor en el estado de la técnica. En parte se emplean ya bombas de manguera para el transporte de hormigón, de forma que respecto a la elección de la materia prima y el armado del trozo de manguera pueden encontrarse en el estado de la técnica suficientes ejemplos. Preferiblemente puede ensamblarse intermedio mediante elementos de acoplamiento apropiados en la tubería de aspiración, lo que hace posible un recambio rápido en caso de deterioro o reparación, y también permite una disposición más flexible. Está dada un conservabilidad suficiente de piezas de manguera apropiadas para tal finalidad de aplastamiento.

En una realización especialmente robusta y libre de mantenimiento está previsto que el dispositivo de presión de admisión comprenda una unidad de émbolo/cilindro. Esta unidad podría estar realizada, por ejemplo, igual o similar que una unidad de bombeo, preferiblemente con dimensiones menores, y podría desembocar lateralmente en la tubería de aspiración.

El dispositivo de presión de admisión puede comprender preferiblemente medios de ajuste para el ajuste de la compresión de la materia consistente. Para ello, podría determinarse de forma barata la fuerza con la que presionan, por ejemplo, los elementos de aplastamiento sobre un trozo de manguera. Por ello, también pueden sacarse conclusiones, sin medida directa de la presión en la tubería de materias consistentes, sobre la presión allí predominante. Mediante la regulación de presión puede optimizarse el comportamiento de bombeo para la reducción de golpes de bombeo. Para los diferentes materiales consistentes pueden ser relevantes presiones de precompresión distintas.

Para evitar desperfectos de la bomba de materias consistentes, el dispositivo de presión de admisión puede comprender una protección de sobrecarga para la limitación de la máxima precompresión del material consistente. Esto podría ser una gran ventaja para obstrucciones o averías de conmutación, etc., especialmente para proteger un segmento deformable elásticamente de la tubería de aspiración.

El dispositivo de presión de admisión puede funcionar automáticamente o estar acoplado directamente con el accionamiento de las unidades de bombeo. Según una variante es una ventaja si los elementos de aplastamiento del dispositivo de presión de admisión son accionables mediante un mecanismo hidráulico. El circuito hidráulico para los elementos de aplastamiento puede acoplarse directamente con un circuito hidráulico para las unidades de bombeo, de forma que existe una dependencia directa. Sin embargo, también pueden pensarse todas otras construcciones posibles de control.

Para materiales consistentes, como hormigón, cilindros de transporte con émbolos de transporte han probado su eficacia especialmente como unidades de bombeo, por lo que estos se emplean preferiblemente según una forma de realización. Mediante unidades de bombeo semejantes pueden aplicarse las presiones deseadas para el transporte de hormigón hasta la obtención de alturas de bombeo muy elevadas.

Cambios de tubo con cuerpos de tubo pivotantes también han probado su eficacia para un funcionamiento como válvula de conmutación, porque estos son relativamente insensibles frente al medio a bombear. Una variante prevé un empleo correspondiente.

La presente invención podría encontrar empleo también en cambios de tubo dispuestos dentro de un depósito de almacenamiento. Sin embargo, según una realización especial está previsto que el cambio de tubo comprenda una carcasa que rodea a distancia el cuerpo de tubo pivotante al menos por zonas, que una cavidad formada entre la carcasa y el cuerpo de tubo pivotante sea parte de la tubería de transporte, y el cuerpo pivotante conmutable entre las unidades de bombeo sea parte de la tubería de aspiración. Gracias a esta disposición no surgen problemas de obturación en el cuerpo de tubo pivotante (especialmente codo en S) y una placa de gafas. También están presentes sólo pequeñas fuerzas de reacción, o ninguna, en el cuerpo de tubo pivotante (especialmente codo en S) y su apoyo.

Otra forma de realización consiste en que el cambio de tubo comprende una carcasa que rodea a distancia el cuerpo de tubo pivotante, que una cavidad formada entre la carcasa y el cuerpo de tubo pivotante es parte de la tubería de aspiración y el cuerpo de tubo pivotante conmutable entre las unidades de bombeo es parte de la tubería de transporte. Las condiciones imperantes en una variante semejante son conocidas y controlables suficientemente de construcciones habituales. Además, en la conmutación del cuerpo de tubo pivotante existe una condición de presión igual a la del otro ejemplo de realización, porque también la carcasa está bajo presión mediante el dispositivo de presión de admisión.

A causa del hecho de que la pared interior de la carcasa está continuamente en contacto con materia consistente, y un cuerpo de tubo pivotante se desliza a lo largo en partes de la pared interior, está previsto según una variante que al menos una parte de la pared interior de la carcasa esté provista al menos por zonas con elementos de desgaste. Estos pueden cambiarse luego.

También es práctico cuando, según una forma de realización, la carcasa presenta al menos una abertura de limpieza y mantenimiento cerrable.

Preferiblemente puede estar unido un extremo de la tubería de aspiración a un depósito de almacenamiento. Finalmente, existe la posibilidad de disponer la válvula de conmutación flexible en, por ejemplo, un vehículo mezclador de hormigón. Mediante esta disposición, también puede ayudarse el llenado de la tubería de aspiración, porque la presión total de la materia consistente puede cargar del depósito de almacenamiento sobre éste.

Ventajosamente, el depósito de almacenamiento puede estar realizado regulable en altura y pivotante. Esto es posible muy fácilmente en formas de realización en las que la válvula de conmutación no está dispuesta directamente en el mismo depósito de almacenamiento. Mediante la regulación en altura se aumenta también la presión de llenado de la tubería de aspiración.

Además, la invención se refiere también a un procedimiento de aspiración/bombeo de una bomba de materias consistentes según una de las reivindicaciones 1 a 12. El procedimiento comprende las siguientes etapas:

Unir la tubería de transporte con una primera unidad de bombeo,

unir la tubería de aspiración con una segunda unidad de bombeo,

la primera unidad de bombeo conmuta a funcionamiento de bombeo,

la segunda unidad de bombeo conmuta a funcionamiento de aspiración.

La precompresión o presión posterior de la materia consistente en la tubería de aspiración en la fase final del funcionamiento de aspiración de la segunda unidad de bombeo tiene lugar mediante accionamiento de un dispositivo de presión de admisión, que comprime separadamente de la primera unidad de bombeo, con una potencia que se superpone al funcionamiento de aspiración de la segunda unidad de bombeo, hasta que se obtiene la precompresión o la cantidad de llenado deseada en la segunda unidad de bombeo.

El procedimiento tiene correspondientemente la ventaja de que una precompresión por una dispositivo de presión de admisión puede tener lugar también separadamente de una unidad de bombeo que aplica presión. El control de la unidad de bombeo se realiza esencialmente de modo más fácil, porque la precompresión depende determinantemente de un accionamiento separado de un dispositivo de presión de admisión. Por eso, el procedimiento facilita un flujo de transporte más continuo. Las etapas de nuevo mencionadas en la reivindicación 13 transcurren a continuación tras un proceso de conmutación cada vez para la otra unidad de bombeo (primera unidad de bombeo en funcionamiento de aspiración, segunda unidad de bombeo en funcionamiento de bombeo), hasta que entonces el ciclo comienza de nuevo. El desarrollo de las etapas individuales del procedimiento transcurre en parte simultáneamente o sesolapan. Especialmente puede suceder el proceso de precompresión o presión posterior tras el final del funcionamiento de aspiración, solapando con el funcionamiento de aspiración o durante el funcionamiento de aspiración con final simultáneo.

La mayor simplificación se consigue entonces cuando la primera unidad de bombeo está parada en la etapa de precompresión mediante el dispositivo de presión de admisión, o termina el funcionamiento de aspiración. El llenado óptimo de la unidad de bombeo se determina entonces mediante el dispositivo de presión de admisión. Este corresponde entonces también simultáneamente al llenado posible máximo, mediante el que puede aumentarse considerablemente el rendimiento de las unidades de bombeo.

Otra variante del procedimiento consiste en que en la fase final del funcionamiento de aspiración de la segunda unidad de bombeo, el dispositivo de presión de admisión se conecta adicionalmente con una potencia que se superpone al funcionamiento de aspiración de la segunda unidad de bombeo. Por lo tanto, la fase final se determina principalmente por el dispositivo de presión de admisión, que luego presiona posteriormente la materia consistente. Sin embargo, simultáneamente termina la segunda unidad de bombeo su funcionamiento de aspiración para ocupar todavía su posición de llenado máximo. Durante este proceso global puede ajustarse ya la compresión deseada de materias consistentes, aunque la segunda unidad de bombeo todavía no haya acabado totalmente su funcionamiento de aspiración.

De forma ventajosa, está previsto en este contexto que la segunda unidad de bombeo termine el funcionamiento de aspiración al mismo tiempo que el proceso de precompresión y presión posterior. Esto significa que tan pronto como la segunda unidad de bombeo ha acabado con el funcionamiento de aspiración, está presente una columna de materias consistentes completamente pretensada, que luego puede presionarse mediante conmutación en el funcionamiento de aspiración en la tubería de transporte. Con esto, no se originan pérdidas de tiempo por la precompresión.

Discontinuidades en el flujo de transporte, especialmente por retroceso de la columna de materias consistentes en la tubería de transporte pueden disminuirse según una variante, de modo que mediante la precompresión se crea una presión en la tubería de aspiración que corresponde esencialmente a la presión en la tubería de transporte durante el funcionamiento de bombeo. En el proceso de conmutación de una a la otra unidad de bombeo, la materia consistente precomprimida entra en contacto con la materia consistente en la tubería de transporte. Como ambas presentan esencialmente la misma presión, no se origina ninguna vibración en la columna de materias consistentes.

Para que también el proceso de conmutación pueda optimizarse más allá, está previsto según otra forma de realización que durante un proceso de conmutación de la primera a la segunda unidad de bombeo, ambas unidades de bombeo funcionen con un flujo volumétrico divido en dos. Recubrimientos, que están presentes en el proceso de conmutación, por ejemplo, mediante una válvula de conmutación, se compensan por ello. Como resultado está presente también durante el proceso de conmutación un flujo de transporte a ser posible continuo.

A continuación se explican detalladamente formas de realización de la invención mediante un dibujo. Muestran:

Fig. 1a a 1d una serie de desarrollo esquemático del proceso de bombeo en una bomba de materias consistentes - dos cilindros, y

Fig. 2a a 2l una serie de desarrollo esquemático de una segunda forma de realización en una bomba de materias consistentes - dos cilindros.

No todas las piezas mencionadas de una bomba de materias consistentes están mencionadas en la reivindicación 1, pero se nombran a continuación a causa de la mejor comprensibilidad.

La estructura de la bomba está representada sólo esquemáticamente en los dibujos. Sin embargo, para algunos de los grupos constructivos hay en el estado de la técnica suficientes ejemplos de como estos están estructurados en detalle.

La bomba de materias consistentes representada en las fig. 1a a 1d sirve prioritariamente para el transporte de hormigón. Ésta comprende una primera unidad de bombeo 1 y una segunda unidad de bombeo 2. En las unidades de bomba 1 y 2 se trata de bombas émbolo/cilindro, que mediante un émbolo 3 y 4 movible longitudinalmente, desplazable arriba y abajo bombean o aspiran la materia consistente. Los émbolos 3 y 4 se controlan a través de controles hidráulicos, de forma que puedan aplicarse presiones de bombeo apropiadas. La sección de las unidades de bombeo 1 y 2 es circular, de forma que están presentes en su extremo respectivas aberturas 5 y 6 circulares. Las aberturas circulares desembocan en una carcasa de cambio de tubo 7 a distancia una respecto a otra. Esencialmente vertical respecto a la superficie representada, la carcasa de cambio de tubo 7 presenta otra abertura 8 circular, a la que está unida un tramo de tubería de transporte no representado más allá. Con ello, este tramo de tubería de transporte está en contacto directo con el interior de la carcasa de cambio de tubo 7. Frente a las unidades de bombeo 1 y 2 está prevista otra abertura 9 en la carcasa de cambio de tubo 7, que está en contacto con un segmento de tubería de aspiración 10.

La abertura 9 no desemboca en el interior de la carcasa de cambio de tubo 7, sino que es parte de un cuerpo de tubo pivotante 11 en forma de S. El eje pivotante o eje de giro del cuerpo de tubo pivotante 11 es al mismo tiempo el eje medio de la abertura 9. El extremo situado enfrente del cuerpo de tubo pivotante 11 desliza sobre una placa de gafas 12, que es parte de la carcasa de cambio de tubo 7. Este extremo situado enfrente puede armonizar a una con la abertura 5 de la primera unidad de bombeo 1, o con la abertura 6 de la segunda unidad de bombeo 2. Por lo tanto, en dependencia de la posición de conmutación del cuerpo de tubo pivotante 11, el segmento de tubería de aspiración 10 se encuentra en contacto una vez con la unidad de bombeo 1, como se representa en la fig. 1a, o en la otra posición de conmutación con la unidad de bombeo 2, como se representa en la fig. 1d.

El segmento de tubería de aspiración 10 está unido en su otro extremo con un depósito de alimentación o embudo de llenado 13, en el que se carga la materia consistente. En el caso de hormigón esto se realiza, por ejemplo, mediante un mezclador de hormigón.

De los dibujos se extrae que el interior del cuerpo de tubo pivotante 11 es parte de la tubería de aspiración, y que la cavidad 14 formada entre la cara interior de la carcasa de cambio de tubo 7 y la cara exterior del cuerpo de tubo pivotante 11 es parte de la tubería de transporte.

El segmento de tubería de aspiración 10 consta al menos en parte de un trozo de manguera deformable elásticamente. Se trata aquí de una manguera elastomérica de alta resistencia, provista preferiblemente con un armado, como también se emplea ya en bombas de manguera para el transporte de materias consistentes. En la cara exterior del segmento de tubería de aspiración 10 están previstos al menos en un lugar elementos de aplastamiento 15, 16 desplazables, que pueden presionar al segmento de tubería de aspiración 10 en dirección radial. El control de estos elementos de aplastamiento, preferiblemente rollos, se realiza mediante un accionamiento hidráulico, que puede estar acoplado con el accionamiento de las unidades de bombeo 1 y 2. Existe también la posibilidad de que también sólo un elemento de aplastamiento actúe frente a un tope fijo, sobre el que descansa el segmento de tubería de aspiración 10. También existe la posibilidad de que los elementos de aplastamiento 15, 16 puedan desplazarse junto a su dirección de accionamiento radial, también axialmente respecto al segmento de tubería de aspiración 10. Se desenrollan entonces alrededor de ejes en su superficie, especialmente en dirección de las unidades de bombeo 1 y 2.

En lugar del trozo de manguera deformable elásticamente y de los elementos de aplastamiento puede emplearse también una unidad de émbolo/cilindro.

A continuación se explica detalladamente la forma de funcionamiento de la bomba de materias consistentes mediante las fig. 1a a 1d.

Al principio se llena la materia consistente, especialmente hormigón en el depósito de almacenamiento 13. Los elementos de aplastamiento 15, 16 del dispositivo de presión de admisión 17 están entonces en su estado abierto. La materia consistente fluye dentro, al menos parcialmente, en el segmento de tubería de aspiración 10 por su peso propio, y del depósito de almacenamiento dispuesto al menos más elevado. El cuerpo de tubo pivotante 11 se encuentra en la posición representada en la fig. 1a, y une el segmento de tubería de aspiración con la unidad de bombeo 1. Al comienzo, el émbolo 3 de la unidad de bombeo 1 se encuentra cerca de la abertura 5. En esta posición comienza el funcionamiento de aspiración de la unidad de bombeo 1, y el émbolo 3 retrocede. Mediante la depresión se aspira materia consistente a través del segmento de tubería de aspiración 10 y el cuerpo de tubo pivotante 11 en la unidad de bombeo 1.

En la primera elevación de todas, la proporción de aire en el proceso de aspiración es naturalmente algo mayor. Como la función de la bomba de materias consistentes se explicará detalladamente en funcionamiento normal, debe partirse para las siguientes explicaciones de un llenado normal con proporción de aire habitual, así como una tubería de transporte ya llena.

Después de que el émbolo 3 de la unidad de bombeo 1 ha alcanzado su posición final o poco antes, se acciona el dispositivo de presión de admisión 17. Para ello se desplazan juntos los elementos de aplastamiento 15 y 16 y aprietan el segmento de tubería de aspiración 10 flexible, hasta que éste está cerrado en la posición de aplastamiento. Mediante este proceso, también simultáneamente se presiona posteriormente a la materia consistente en el segmento de tubería de aspiración 10 a través del cuerpo de tubo pivotante 11 y en la unidad de bombeo 1, de forma que tiene lugar una precompresión. Como la materia consistente es en si relativamente incomprensible, y debe comprimirse la proporción de aire, porcentualmente mucho más pequeña, una elevación respetable de la presión de la materia consistente puede conseguirse mediante deformación relativamente pequeña del segmento de tubería de aspiración 10. Si no debiese bastar la pura deformación radial del segmento de tubería de aspiración 10 mediante los elementos de aplastamiento 15, 16, estos pueden desplazarse también todavía axialmente, de forma que pueden aumentar por ello de nuevo la presión.

A causa de la presión posterior de la materia consistente en la unidad de bombeo 1 se realiza un llenado óptimo con el émbolo 3 recogido totalmente. En este estado está representado en la fig. 1c. Durante el proceso de pretensado global, el émbolo 4 de la unidad de bombeo 2 transporta materia consistente en la tubería de transporte. Mediante movimientos previos del émbolo 4 en la dirección de la carcasa del cambio de tubo 7 se presiona la materia consistente que se encuentra allí en la cavidad 14, y de la abertura 8 en el segmento de tubería de transporte dispuesto allí. La tensión previa de la materia consistente en la tubería de aspiración se realiza preferiblemente con la misma presión, que la presión de salida de la materia consistente mediante el émbolo 4. A continuación se realiza según la fig. 1d un giro del cuerpo de tubo pivotante 11, de forma que la unidad de bombeo 1 está en contacto a través de la abertura 5 con la cavidad 14 de la carcasa de cambio de tubo 7, y la unidad de bombeo 2 está unida con la tubería de aspiración. Tan pronto como el cuerpo de tubo pivotante 11 está girado totalmente en su segunda posición, el dispositivo de presión de admisión 17 abre mediante retroceso de los elementos de aplastamiento 15 y 16 (véase fig. 1d). Tan pronto como, en la conmutación de la posición de la fig. 1c en la posición de la fig. 1d, tiene lugar un recubrimiento negativo del cuerpo de tubo pivotante 11 con la abertura 5, el contenido pretensado de la unidad de bombeo 1 está en contacto enseguida con la materia consistente, que esta asimismo bajo presión, en la carcasa de cambio de tubo 7. No tiene lugar una compresión de la materia consistente en la unidad de bombeo 1 a causa de la presión de transporte adyacente ahora, porque ésta está ya correspondientemente pretensada.

En el proceso de conmutación hay al menos dos variantes de control. O comienza el émbolo 3 con su elevación de bombeo sólo cuando el cuerpo de tubo pivotante 11 está sobregirado totalmente respecto a la otra unidad de bombeo 2, o durante el proceso de conmutación realizan ambos émbolos 3 y 4 una carrrera de bombeo con la mitad de velocidad de transporte. En el segundo caso esto significa que el émbolo 3 comienza ya su movimiento cuando el émbolo 4 todavía está terminando su carrera de bombeo.

Tras conmutación completa según la fig. 1d, el émbolo 3 se desplaza entonces con velocidad completa, mientras el émbolo 4 comienza la carrera de aspiración, y aspira materia consistente a través del segmento de tubería de aspiración del depósito de almacenamiento 13. El proceso de bombeo continúa entonces con las unidades de bombeo intercambiadas.

Al conseguirse un llenado óptimo de las unidades de bombeo en el funcionamiento de aspiración y la tensión previa adicional mediante el dispositivo de presión de admisión 17 puede usarse totalmente la capacidad de las unidades de bombeo 1 y 2. Frente a unidades de bombeo similares, en las que se realiza sólo la comprensión mediante los émbolos 3 o 4, se consigue una mejora del rendimiento de hasta un 20%.

Mediante las fig. 2a a 2i se explica detalladamente ahora una variante del ejemplo de realización precedente. La diferencia consiste principalmente en el control de la bomba de materias consistentes, y no en principalmente otra estructura.

Siempre y cuando se recurra a los mismos elementos constructivos, como en el ejemplo de realización precedente, se utilizan las mismas cifras de referencia y se remite a la descripción precedente.

Según la fig. 2a, la unidad de bombeo 1 se encuentra en el funcionamiento de aspiración y la unidad de bombeo 2 en el funcionamiento de bombeo. El dispositivo de presión de admisión 17 está abierto, de forma que puede realizarse una aspiración del depósito de almacenamiento 13 en la unidad de bombeo 1. A continuación, el dispositivo de presión de admisión 17 se acciona hacia el final del accionamiento de aspiración según la fig. 2b y 2c, de forma que tiene lugar un llenado completo de la unidad de bombeo 1, y está presente una tensión previa por aumento de la presión. Mientras el émbolo 4 todavía se eleva, conmuta el cuerpo de tubo pivotante 11 en una posición media. Al mismo tiempo la velocidad de transporte del émbolo 4 se hace la mitad, y el émbolo 3 comienza con la mitad de velocidad de transporte su funcionamiento de bombeo. Por lo tanto, ambos émbolos 3 y 4 transportan simultáneamente; sin embargo con el mismo flujo volumétrico de antes.

En esta posición intermedia no está en contacto el extremo adyacente en la placa de gafas 12 del cuerpo de tubo pivotante con ninguna abertura 5 o 6 de la unidad de bombeo 1 ó 2. El dispositivo de presión de admisión 17 abre mediante separación radial uno de otro de los elementos de aplastamiento 15 y 16. Según la fig. 2e, el émbolo 4 termina su carrera de bombeo y acaba esencialmente al ras con la placa de gafas 12, y por lo tanto cierra la abertura 6. Tan pronto como el émbolo 4 para su elevación de bombeo, el émbolo 3 se desplaza de nuevo con velocidad de transporte normal, de forma que el flujo volumétrico que se presiona hacia fuera de la abertura 8, permanece correctamente conservado.

A continuación conmuta o pivota completamente el cuerpo de tubo pivotante 11 en una segunda posición, en la que une el segmento de tubería de aspiración 10 con la unidad de bombeo 2. La unidad de bombeo 2 comienza entonces con el funcionamiento de aspiración por retroceso del émbolo 4. El proceso de conmutación, de la posición de la fig. 2e en la posición de la fig. 2f, no tiene influencia en el flujo de transporte, porque el émbolo 4 impide un cortocircuito entre el cuerpo de tubo pivotante 11 y la carcasa de cambio de tubo 7.

Hacia el final del funcionamiento de aspiración según la fig. 2g y 2h empieza entonces de nuevo el dispositivo de presión de admisión 17, y proporciona un llenado completo de la unidad de bombeo 2 con tensión previa correspondiente. La presión de pretensado debe corresponder también aquí esencialmente a la presión de transporte en la tubería de transporte, especialmente en la carcasa de cambio de tubo 7.

En la fig. 2i está representado de nuevo el proceso de conmutación en la otra dirección equivalente respecto a la fig. 2e. Ambos émbolos 3 y 4 se encuentran entonces en la elevación de bombeo con cada vez la mitad de velocidad.

Este procedimiento puede emplearse también en una forma de realización en la que el cuerpo de tubo pivotante 11 no está en contacto permanente con el segmento de tubería de aspiración, sino con la tubería de transporte. En una forma de realización semejante se realiza la aspiración mediante la carcasa de cambio de tubo. En los ejemplos de realización descritos pueden estar previstos todavía medios de ajuste para el ajuste del dispositivo de presión de admisión, para poder ajustar diferentes compresiones de la materia consistente. Además, puede estar presente también una protección de sobrecarga para la limitación de la compresión máxima de la materia consistente, y evitar la sobrecarga de la bomba de materias consistentes.

El tipo según la invención de realización de una bomba de materias consistentes es apropiado también sobresalientemente para conversiones en equipos de bombeo existentes. Asimismo, bombas de materias consistentes, que no disponen de unidades de bombeo, que pueden controlarse según la variante de las fig. 2a a 2i, pueden proveerse posteriormente con un dispositivo de presión de admisión, de forma que se ajusta también aquí un flujo de transporte continuo. Esto significa que también la forma más sencilla de bombas de materias consistentes puede emplearse para alturas de transporte mayores. Para alturas de bombeo grandes surgen vibraciones, que a causa de un flujo de transporte no continuo, juegan un importante papel. Por la tensión previa se eliminan especialmente también golpes de compresión, que se producen por compresión brusca del volumen de materias consistentes que se encuentra en una unidad de bombeo en la conmutación.

Otras variantes prevén, por ejemplo, que el dispositivo de presión de admisión comprenda una membrana, o se forma mediante una unidad cilíndrica de émbolo. Además, también la capacidad de bombeo del dispositivo de presión de admisión puede ser mayor que la capacidad de aspiración de una de las unidades de bombeo. Una carcasa ventajosa se obtiene por el hecho que al menos una parte de la pared interior de la carcasa pueda estar provista al menos por zonas con elementos de desgaste. Además, la carcasa puede presentar en una variante al menos una abertura de limpieza o mantenimiento cerrable. Un depósito de almacenamiento regulable en altura y pivotante trae asimismo algunas ventajas en una variante.

Claims (16)

1. Bomba de materias consistentes con al menos dos unidades de bombeo (1, 2) que se alternan en el funcionamiento de bombeo y aspiración, una tubería de transporte, una tubería de aspiración y una válvula de conmutación (11) para la conmutación entre las unidades de bombeo (1, 2), estando unida una unidad de bombeo (1, 2) en funcionamiento de bombeo por la válvula de conmutación (11) con la tubería de transporte y una unidad de bombeo (1, 2) en funcionamiento de aspiración con la tubería de aspiración, caracterizada porque en la zona de la tubería de aspiración está previsto un dispositivo de presión de admisión (17) que actúa separadamente de las unidades de bombeo (1, 2), accionable separadamente para provocar activamente una compresión de la materia consistente en la fase final del funcionamiento de aspiración.

2. Bomba de materias consistentes según la reivindicación 1, caracterizada porque el dispositivo de presión de admisión comprende una unidad de pistón/cilindro.

3. Bomba de materias consistentes según la reivindicación 1, caracterizada porque la capacidad de bombeo del dispositivo de presión de admisión es mayor que la capacidad de aspiración de una de las unidades de bombeo (1, 2).

4. Bomba de materias consistentes según la reivindicación 1, caracterizada porque el dispositivo de presión de admisión (17) comprende medios de ajuste para el ajuste de la precompresión de materias consistentes.

5. Bomba de materias consistentes según la reivindicación 1, caracterizada porque el dispositivo de presión de admisión comprende una protección de sobrecarga para la limitación de la precompresión máxima de materias consistentes.

6. Bomba de materias consistentes según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque las unidades de bombeo (1, 2) son cilindros de alimentación con émbolos de alimentación.

7. Bomba de materias consistentes según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la válvula de conmutación es un cambio de tubo con cuerpo de tubo pivotante (11).

8. Bomba de materias consistentes según la reivindicación 7, caracterizada porque el cambio de tubo comprende una carcasa (7) que rodea a distancia el cuerpo de tubo pivotante (11) al menos por zonas, porque una cavidad (14) formada entre la carcasa (7) y el cuerpo de tubo pivotante (11) es parte de la tubería de transporte, y el cuerpo de tubo pivotante (11) conmutable entre las unidades de bombeo (1, 2) es parte de la tubería de aspiración.

9. Bomba de materias consistentes según la reivindicación 8, caracterizada porque al menos una parte de la pared interior de la carcasa (7) está provista al menos por zonas con elementos de desgaste.

10. Bomba de materias consistentes según la reivindicación 8 ó 9, caracterizada porque la carcasa (7) presenta al menos una abertura de limpieza o mantenimiento con cierre.

11. Bomba de materias consistentes según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque un extremo de la tubería de aspiración está conectado a un depósito de almacenamiento (13).

12. Bomba de materias consistentes según la reivindicación 11, caracterizada porque el depósito de almacenamiento (13) puede ajustarse en altura y pivotar.

13. Procedimiento de aspiración/bombeo de una bomba de materias consistentes realizada según una de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende las siguientes etapas: unión de la tubería de transporte con una primera unidad de bombeo (1); unión de la tubería de aspiración con una segunda unidad de bombeo (2); la primera unidad de bombeo (1) conmuta a funcionamiento de bombeo; la segunda unidad de bombeo (2) conmuta a funcionamiento de aspiración, caracterizado porque una precompresión o presión posterior de la materia consistente en la tubería de aspiración en la fase final del funcionamiento de aspiración de la segunda unidad de bombeo (2) tiene lugar mediante accionamiento de un dispositivo de presión de admisión (17), que comprime separadamente de la primera unidad de bombeo (1), con una potencia que se superpone al funcionamiento de aspiración de la segunda unidad de bombeo (2), hasta que se obtiene la precompresión o la cantidad de llenado deseada en la segunda unidad de bombeo (2).

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque la segunda unidad de bombeo (2) termina el funcionamiento de aspiración al mismo tiempo que el proceso de precompresión o de presión posterior.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 ó 14, caracterizado porque mediante la precompresión se establece una presión en la tubería de aspiración que se corresponde esencialmente con la presión en la tubería de transporte durante el funcionamiento de bombeo.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque durante un proceso de conmutación de la primera a la segunda unidad de bombeo (1, 2), ambas unidades de bombeo (1, 2) funcionan con un flujo volumétrico dividido en dos en el funcionamiento de bombeo.