HU195868B - Double-barrelled thick material pump of tube-switch - Google Patents

Description

A találmány kéthengeres, csőváltós, lengöcsöves sűrűanyag-szivattyúra vonatkozik. Különösen vonatkozik ilyenfajta betonszivattyúkra.

Az ilyen típusú szivattyúknak olyan a működésmódja, hogy az egyik szivattyúhenger dugattyúja hátramenetben beszívja a szállítandó sűrűanyagot, ezáltal a henger, legtöbbször egy úgynevezett előtöltőtartályból feltöltődik, miközben a másik szivattyúhengerben mozgó dugattyú előremenetben a szállítóvezetékbe nyomja a korábban beszívott sűrűanyagot. A szivatytyú csőváltója arra szolgál, hogy ütemváltáskor leválassza a szállítóvezetékről az addig szállító szivattyúhengert és a másik, a beszívott sűrűanyaggal feltöltött szivattyúhengert kösse össze a szállítóvezetékkel. Ehhez a csőváltó lengő csövének a két lehetséges irány egyikében be kell járnia az elfordulási útját. Az elfordulási út végpontjait a lengőcsö nyílásának az egyik vagy a másik szivattyúhengerrel való egyvonalba állása adja. Ha a lengőcső mozgatását egy vagy több munkahenger lengőkaron át végzi, akkor lehetségessé válik a működtető munkahenger dugattyúrúdjának, mint hajtóelemnek, ide-oda járó mozgását közvetlenül átalakítani a lengőkar görbült pályán ide-oda járó elforduló mozgásává, amilyen pályát a lengőkarral összekötött lengőcsőnek elfordulása alatt be kell járnia.

A találmány szerint a lengőkart működtető munkahengerek előnyösen hidraulikus hajtásúak és olyan a kapcsolásuk, hogy bennük a munkalöket alatt lényegében egyenletes dugattyúsebesség jön létre. Minthogy a találmány szerinti sűrűanyag-szivattyú szivatytyúhengereit előnyösen ugyancsak hidraulikus munkahengerek hajtják, amelyek feltöltése - normális üzemben - csak akkor kezdődhet, mikor a csőváltó már befejezte az elfordulását, a csőváltót működtető hidraulikus munkahengerek egykörösen működtethetők, a munkahengerek egykörösen is beiktathatok a hidraulika rendszerbe, így ugyanaz a nyomáselőállító egység tölti ezeket a hengereket is, amelyik a szivatytyúhengerek hidraulikus hajtását látja el. Megvalósítható kétkörös rendszerben is a találmány, amikor más nyomásfonás van a lengőcső mozgatására rendelve, mint ami a szivattyúhengerek hajtását végzi. Ezáltal a csőváltó átkapcsolás! folyamatának időbeli korlátozására olyan feltételeket lehet teremteni, amelyek egyrészt a szállítócsövön át történő sűrűanyagszállítás egyenletességi fokát, másrészt a szállítóteljesítményt illetően meghatározóak. Ezeket a jellemzőket a szivattyúhengerek munkaütemei közötti szivattyúzási szünet egésze határozza meg, és ezek nem egyedül abból az elfordulási időből adódnak, amire a lengőcsőnek az ütemváltáshoz szüksége van. hanem egyebek között a terfogathiányok kiegyenlítéséből is, amelyek a szívási volunietrikus hatásfok révén és a szállítócsőből való sűrüanyagvisszafolyasból állnak elő, maga a visszafolyás is az elfordulási idő függvénye.

A visszafolyás a szállítócsöből azon alapszik, hogy hiányzik a lengőcső fedésben állása az egyik szivattyúhenger nyílásával, attól fogva, hogy az elfordulás folyamata kezdetét vette és a lengőcsö a szállító szivatytyúhenger nyílásával való vonalba állásából kimozdult, egészen addig, míg fedésbe nem kerül a lengőcső azzal a szivattyúhengerrel, amelyik a felszíváskor feltöltődött. A visszafolyást főleg a lengőcső elfordulási idejének rövidítésével lehet csökkenteni. A forgattyús hajtás geometriai viszonyai azonban, már viszonylag kis lengőcső-sebességeknél is, nemkívánatos mellékhatásokat eredményeznek. Minthogy a lengőkar — elfordulásának mindkét irányában — a forgó-lengő mozgás végpontjától mért elfordulási szög nagysága mértékében gyorsítja a lengőcsövet, ha a lengőcsö hajtását végző munkahenger dugattyújának sebessége a lengőcső elfordulási tartományán belül megközelítőleg állandó értékű. Ennek a csőváltó kemény járása lesz a következménye, ami alkatrészeinek és a velük együttdolgozó géprészeknek fokozott dinamikus terhelésével jár együtt.

A találmány egy már ismert kéthengeres sűrűanyag-szivattyúból (DE-OS 3253576) indul ki. Ennél a szivattyúhajtó henger és a cső váltó munkahenger elektrohidraulikus kapcsolatának kell azt biztosítania, hogy a nyomást létesítő hidraulika szivattyú, a lengőcső főkörben vagy második körben működtetett munkahengerének szinkron menetében nullától maximális értékig változtatható nyomóközeg mennyiségekkel kedvezően befolyásolja — a nyomásadó szabályozó hengerének és a lengőcső munkahengerének hidraulikus kapcsolata révén - azt az időt, ami az éppen szállító szivattyúhenger dugattyúmozgásának vége és a másik szivattyúhenger szállítómozgásának kezdete között eltelik, ami alatt a lengőcsö elfordulása is végbemegy.

A hidraulika-közeg szállított mennyisége az átváltási folyamat első felében lineárisan nullára csökken, az átváltási művelet második felében a másikkal ellentétes irányban nulláról maximális értékre növekszik. A szivattyúhengereket hajtó munkahengerekben ezáltal egy további hidraulikus volumenhiány társul az előbbiekben már említett szívásfüggő volumenhiányhoz, ami az anyagszállítás megszakadásának időtartamát lényegesen meghosszabbítja. Általában itt sincs említésre méltó sebessségkülönbség a lengőcső munkahengere dugattyújának és a lengőcső saját elfordulási pályáján való mozgásánál. Ennek folytán a lényegében a lengőcsö mozgásából adódó káros dinamikus igénybevételekkel is számolni kell.

A találmány alapvető feladata: a csöváltó rövid elfordulási ideje alatt, az elfordulási út végein csökkenteni - a dinamikai igénybevételek mérséklése végett — a lengőcső maradék energiakészletét és ezzel együtt csökkenteni a sűrűanyag visszaáramlását a szállítócsőből, a lengőcső mozgásának végei között, javítva ilyen módon a szállitócsöben a sűrűanyagszállítás egyenletességi fokát is.

Ezeket a feladatokat a találmány úgy oldja meg, hogy a lengőcső meghajtó elemétől, például munkahengerétől magáig a lengőcsőig terjedő mozgásatviteli szerkezetbe legalább egy lengőkart vagy himbát iktat be, amely a lengőcsö elfordulási tengelye és a moz-21

195 868 gásátvitelí szerkezet csatlakozási pontja közti távolságot a lengőcső elfordulása közben, az elfordulási út kezdetén és végén mérhető maximálisról az út közepén minimális méretűre változtatja. Következésképp a lengőcső sebessége elfordulási útjának kezdetén és végén sokkal kisebb, mint pályája középső szakaszán.

A találmány szerint, a lengőcső elfordulási mozgásának sebességét, a munkahengerek hidraulika-közeggel való töltésétől függetlenül, egy csúszásmentes hajtómű tartja kényszerszerűen a kellő értéken. Ez a hajtómű legalább a (hajtó-)lengőkarból, a lengőcső munkahengerének hajtóeleméből és legalább egy további, a találmány szerinti lengőkarból vagy himbából áll. Ebben a hajtóműben folyamatosan változik az elfordulás sebessége, ahogy a távolságok aránya A/B-ről A’/B’-ön keresztül A/B-re változik. Az ismert lengőcsövekkel szemben a találmány szerinti sűrűanyagszivattyú lengőcsöve azonos átváltási összidő mellett, sokkal nagyobb sebességgel mozog az elfordulási út középszakaszán,, mint pályája végszakaszaiban, ahol sebessége a közepes lengőcsősebesség tört részére csökken.

A találmány előnye, hogy a lengőcső átkapcsolás! ideje az összehasonlítható lengőcsövekéhez képest igen rövid lehet. Azáltal, hogy az elfordulási út különböző sebességű szakaszokra oszlik, a lengőcső szivatytyúhenger-felőli nyílása az eddig szokásos sebességnek pl. kétszeresével haladhat át a sűrűanyag visszaáramlás tekintetében kedvezőtlen pályaközép szakaszon, következésképp a szállítóvezetékből visszaáramló sűrűanyag mennyisége kb 1/4-ére csökken. Ez felel meg az út, illetve a tömeg és az időállandó gyorsítás melletti négyzetes összefüggésének. Másrészt az elfordulási út végein csökkenteni lehet a lengőcső forgósebességét, pl. a közepes lengőcsősebesség 1/3-ára. Ezáltal a lengőcső maradék-energiája véghelyzetbe lendüléskor kb. az 1/9-ére csökken, ami jelentős terhelés- és kopáscsökkenéshez vezet. Végül a lengőcsövön működő erők a sebességgel fordított arányban vannak. Ezért az ábrázolt viszonyok esetén a végpontokban a közepes erők háromszorosa hat. Ez megfelel a gyakorlati követelményeknek a biztosabb lengőcsőátváltás folytán, ami beton-szivattyúnál adott esetben kavicstörést követelhet meg.

Előnyösen, a hajtóműtagok minimális számával valósítható meg a hajtómű, ha a beiktatott lengőkar a gépállványhoz rögzített forgáspont körül elforgatható és a munkahenger mozgatóeleme, azaz a dugattyúrúdja csuklósán kapcsolódik az említett lengőkarhoz, amelyet elforduló persely köt össze a lengő-hajtókarral úgy, hogy utóbbinak rúddá kiképzett vége az elforduló perselyben vezetve van.

Nagyobb elfordulási szög bejárását is lehetővé teszi a hajtómű, ha a beiktatott lengőkar háromszög alakú csuklósemelőnek van kiképezve, amelyek alaktartó csatlórúd kapcsol össze a lengő hajtókarral és a csatlórúd mindkét csatlakozása csuklós kapcsolat.

Nem szükséges kizárólag lengő tagokkal megvalósítani a hajtóművet. A lengőkar kiképezhető forgatytyúnak is, melynek tengelyét a ráékelt fogaskerék segítségével például hidraulikusan működtetett fogasléc mozgathatja. A forgattyúnak kiképzett lengőkart alaktartó csatlórúd köti össze a lengőhajtókarral. A csatlórúd mindkét végén csuklósán kapcsolódik az említett elemekhez.

Az elforduló mozgás mindegyik irányához külön, saját munkahenger rendelhető. Mindkét irányban egy-egy csatlórúd köti össze a lengő-hajtókart a mindkét irányban külön beiktatott lengőkarra. A hidraulikus munkahengerek mindkét oldalon a lengőkarokat mozgatják és úgy vannak hidraulika oldalon összekötve, hogy felváltva végzik a hajtókar elforgatását egyik majd a másik irányba.

A találmány részleteit ismerteti az itt következő leírás, amely több kiviteli példát mutat be a mellékelt rajzra hivatkozva, melynek ábráin az egyes kiviteli alakok szerepelnek.

Az 1. ábra a találmány szerinti sürűanyag-szivatytyúban levő lengőcső hajtóművének első kiviteli alakját ábrázolja vázlatosan, azaz a találmány lényegének megértéséhez nem szükséges részletek elhagyásával, a 2. ábra ugyancsak vázlatos ábrázolás a találmány egy változtatott kiviteli alakjáról, a 3. ábra a találmány egy további változatának a fentiek szerinti vázlatos ábrázolása, a 4. ábra a találmány ismét más kiviteli alakjának az 1. ábra kapcsán körülirtan vázlatos ábrázolása, az 5. ábra az előbbiek szerinti vázlatos ábrázolás a találmány egy másik kiviteli alakjáról; az ábra — részben — a működtető hidraulika köröket is feltünteti, míg a 6. ábra olyan diagram, amely az abszcisszán a t időt és az elfordulási utat, az ordinátán pedig az elfordulási mozgás V sebességét mutatja. A találmány szerinti és az eddig ismert sűrűanyag-szivatytyúk jelleggörbéi mellett a közepes s sebességek görbéjét is megadja.

Az 1 lengő-hajtókar hajtja azt a tengelyt, amelynek a rajz síkjára merőleges középvonala a 2 forgásponton halad át. A forgástengelyen ülő 3’ lengőkar mozgatja ív alakú 6 elfordulási útján a 4 lengőcsövet, amely a jobboldali 5 végállásában van az 1 ábrán felrajzolva.

Az 1 lengő-hajtókar csatlakozó elempárral kapcsolódik a 3 lengökarhoz. Az elempár a 7 perselyből és e perselyben vezetett 8 rúdból áll, amely rúd az 1 lengő-haj tókarral egy darabból van kialakítva. A 3 lengökar közvetítő hajtómű-elemet képez és a 9 forgáspontban levő csuklója a 10 rögzítéssel a gépállványhoz van kötve. A 3 lengőkaron a 7 persely és a 9 forgáspont között a 11 csukló helyezkedik el. Ez a csukló a 13 hidraulikus inunkahenger 12 dugattyúrúdjának csatlakoztatására szolgál, a henger a 14 csuklójával a 15 kötéssel a gépállványhoz kapcsolódik. A 12 dugattyúrúd képezi a hajtást végző 13 munkahenger

195 868 hajtásközvetítő etemét, amely az 1 tengő-hajtókart mozgatja.

Mint ahogy az 1. ábrán látható, a 3 lengőkar a 12 dugattyúrúdtól az 1 lengő-hajtókarig terjedő kinematikai láncba van beiktatva. Ezzel állítható át az ábrán jobboldali szélső helyzetében ábrázolt 1 lengő-hajtókar, a törve ábrázolt középállásán keresztül, a baloldali, nem ábrázolt, szélső állásába, illetve ebből visszaállítható a jobboldali szélső állásába. A 7 perselyből és a 8 rúdból álló elempár kiképzése olyan, hogy a 8 rúd folyamatosan csúszik a 3 lengőkarban elforgathatóan ágyazott 7 persely furatában, amikor az 1 lengő-hajtókar a 4 lengöcső szélső állásának eléréséhez szükséges 6 elfordulási útját bejárja.

Az ábrákon B jelöli az 1 haj tó-lengőkar hatásos emelőkaiját és A a 3 lengökar hatásos emelőkaiját a 4 lengőcső végállásaiban, míg az elfordulás középhelyzetében megfelelően B’ az 1 lengő-haj tókar hatásos emelökaiját, A’ a 3 tengőkar hatásos emelőkarját jelöli. Az A’/B’ emelőkar arány többszöröse, pl. 3-tól 7-szerese a (végállásban mutatott megfelelő) A/B aránynak. Ennek következtében a 4 lengőcső mozgásának sebessége a 6 elfordulási útján folyamatosan változni fog, amikor az 1 lengőhajtókar ide-oda jár. Az ábrázolt geometriai viszonyok alapján a 4 lengöcsőnek sokkal nagyobb a sebessége a szállítócsőből való visszaáramlás tekintetében kedvezőtlenebb középhelyzetében, mint elfordulása végein. Ez azt is jelenti, hogy az elfordulási út végein a sebesség kisebb, mint a közepes sebesség, miáltal a terhelés és a kopások is csökkennek.

A 2. ábra szerinti kiviteli alak a lengő-hajtókar elrendezése, a 2 forgáspont és a 3’ lengőkar tekintetében nem változik az 1. ábra szerinti kivitelhez képest. A 3 lengőkar viszont saját külön 16 forgástengelyen ül. Ezt a tengelyt a 17 fogaskerék, illetve fogasív hajtja, amelyik a 18 fogaslécen gördül le. A 18 fogasléc a 19 és 20 dugattyúkat köti össze,mindkét dugattyúhoz egy-egy, a 21 és 22 munkahenger tartozik. A 22 munkahenger az álló 20 dugattyú 23 dugattyúrúdja mentén mozog, a 23 dugattyúrúd a 24 kötéssel van a gépállványhoz rögzítve. A 19 dugattyú 25 dugattyúrúdja is rögzítve van az állványhoz a 26 kötéssel, így a 21 munkahenger is mozog a 25 dugattyúrúd mentén. A jobb érthetőség kedvéért a 2. ábrán is - csakúgy mint az ezt követő ábrázolásokon — jelölve van a 3 lengőkar hatásos „A” emelőkaija és az 1 lengő-hajtókar hatásos „B” emelőkarja. A 2. ábra szerinti kiviteli példában a 3 lengőkar is hajtókarként van kiképezve és ezt a szélső állásban 27, középállásban pedig 28 vonallal jelzett csatlórúd köti össze az 1 lengő-hajtókar 29 csuklójával.

A 3. ábra szerinti kiviteli alak mindenek előtt a 30 kettős-munkahengerének rögzített megoldásában különbözik a 2. ábra szerinti kiviteltől. A 30 kettős-munkahenger a 31 kötéssel van a gépáliványhoz rögzítve. A két 32, 33 dugattyú között, mint összekötő elem helyezkedik el a 34 fogasléc, amely egy 35 fogasíven át hajtja meg a forgattyúkarnak kiképzett 3 lengőkart, amelynek 36 esatlórúdja is ábrázolva van.

A 4. ábra kiviteli példájánál az 1 lengő-haj tókart a 37, illetve 38 jelű csatlórúd köti össze a 3 lengőkarral. A 3 lengőkar háromszög alakú csuklós emelőnek van kiképezve. A 37, illetve 38 csatlórúd csatlakozó 39 csuklója a háromszög felső csúcsán helyezkedik el. A további két 40, illetve 41 csatlakozó csuklója a 42 és 43 csuklóstagok csatlakoztatására szolgál, utóbbiakat egymással a 44 görbe csuklós-tag köti össze. A 43 csuklós-tag szilárdan a gépállványhoz van rögzítve. A 42 és 44 csuklós-tagokat összekapcsoló 45 csuklóhoz csatlakozik a 13 hidraulikus munkahenger mozgató elemként működő 12 dugattyúja, amely a 4 lengőcsövet a 6 elfordulási útja mentén mozgatja.

Az 5. ábra szerinti kiviteli alaknál két, a 46 és 46’ hidraulikus munkahenger szolgál a 4 lengőcső 6 elfordulási útja menti mozgatására, ezek 47 és 47’ dugatytyúrúdjaikkal csatlakoznak a páros tagként kiképzett lengőkarok szabad végeihez. A 3 lengőkarok másik végeiken újabb elempár, amelyek a 48 és 49 csuklókat alkotják, az 50 és 51 rögzítésekkel az állványhoz vannak kötve. A 3 lengőkarokat az 52 és 53 csatlórudak kötik össze az 1 lengőhajtókarra. Az 52 és 53 csatlórudak a 3 lengőkarokkal egy-egy könyökcsuklót képeznek.

A 46 és 46’ munkahengerek vezérlése az 54 2/4-útszelep segítségével történik, ahogy az a hidraulika-körnek az ábrán látható részleges ábrázolásából kitűnik. Itt a két 46 és 46’ hidraulikus munkahengert az a, b, c, a’, b’, c’ és d hidraulika vezetékek kötik össze, így amikor pl. a P nyomóolaj a 46 hidraulikus munkahengerhez van vezetve, a másik 46’ hidraulikus munkahenger — a két hengert szabadon összekötő a, c és d vezetékszakaszokon át - dugattyúrúd oldalról töltődik és végzi a hajtó-lengőkar mozgatását az elfordulás középhelyzetéig, amikor egy átváltás, azaz a c-d hidraulika vezetékek elzárása és a d-c’ hidraulika vezeték kinyitása következik be és a lengő-hajtókar mozgatását középhelyzettől a másik végállásig a most már dugattyúoldalról töltődő 46 hidraulikus munkahenger végzi. Ellentétes irányú elforduláskor az előzőekben leírt vezérlési folyamatok értelemszerűen megfordulnak.

A 6. ábra a találmány szerinti sűrűanyag-szivattyú lengőcsövének előnyös sebesség-változásait szemlélteti. Az a jelű görbe a találmány szerinti hajtású lengőcső tényleges sebességét, a b egyenes a közepes sebességét ábrázolja. A c jelű görbe az eddig ismert lengőcső hajtásoknak ugyanilyen közepes sebességhez tartozó sebességgörbéje.

Claims (6)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Kéthengeres, csőváltós sűrűanyag-szivattyú, amelynek lengőcsöve, amit egy vagy több hidraulikus munkahengerből képzett hajtómű lengő-hajtókaron és forgástengelyen keresztül, elfordulási útján változó sebességgel mozgat, váltakozva köti össze az egyik szivattyúhengert a szállító-csővezetékkel, nüg a másik szivattyúhengert leválasztva a csővezetékről szabaddá teszi, azzal jellemezve, hogy a hajtás, célszerűen hid-41

   195 868 raulikus tnunkahengcr (13, 21, 22,46) mozgúsközvetítö eleme, amely célszerűen dugattyúrúd (12, 47) vagy fogasléc (18, 34), és a lengő-hajtókar (1) között legalább egy lengőkar (3) van beiktatva.

   (Elsőbbség: 1984.09.25.) 5
2. 2. Az 1. igénypont szerinti sűrűanyag-szivattyú, azzal jellemezve, hogy lengőkaijának (3) elrendezése olyan, hogy a lengőkaron lévő csatlakozóelemeken (7, 8) átmenő erőátviteli irányra (x—x) merőleges, a 10 lengőkar forgáspontjáig tartó távolság (A) és a lengő-hajtókar (1) forgáspontjától (2) az említett erőátviteli irányra merőlegesen mért távolság (B) viszonya az elfordulási mozgás középhelyzetében A’ a mozgás ⁽ÍP' 15 véghelyzeteiben mérhető megfelelő távolságok viszonyának ,A. többszöröse ALÁ,.

   ⁽B^} (Elsőbbség: 1985.07.05.)
3. 3. Az l.vagy 2. igénypont szerinti sűrűanyag-szivattyú, azzal jellemezve, hogy lengőkaqa (3) a gépállványhoz rögzített forgáspont (9) körül elforgathatóan van kialakítva és csuklósán kapcsolódik hozzá a munkahenger (13) dugattyúrúdja (12), a lengö-hajtókar- 25 hoz (1) csatlakozó eleme pedig elforduló persely (7), amelyben a lengő-hajtókar (1) rúddá (8) kiképzett vége vezetve van.

   (Elsőbbség: 1984.09.25.)
4. 4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti sűrűanyag-szivattyú, azzal jellemezve, hogy lengőkarja (3) háromszög alakú csuklós-emelőnek van kiképezve, amelyet alaktartóan merev csuklórúd (37, 38) köt össze a lcngő-hajtókarral (1).

   (Elsőbbség: 1984.09.25.)
5. 5. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti sűrűanyag-szivattyú, azzal jellemezve, hogy a lengőkar (3) tengelyen ülő forgattyúnak van kiképezve, ahol a tengelyt a mozgatóelemet képező fogaskerékből (17) és fogaslécből (18), illetve fogaslécből (34) és fogaslécből (35) álló fogasléces hajtómű mozgatja és a forgattyúnak kiképzett lengőkart (3) alaktartóan merev csatlórúd (27, 36) köti össze a lengő-hajtókarral (1). (Elsőbbség: 1984.09.25.)
6. 6. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti sűrűanyag-szivattyú, azzal jellemezve, hogy a lengő-hajtókar (1) elfordulásának mindkét irányában össze van kötve egy-egy csatlórúdon (52, 53) keresztül egy-egy lengőkarral (3) és mindegyik lengőkarhoz (3) külön hidraulikus munkahenger (46, 46’) szolgál, amelyekhez összehangolt alternatív munkaütemeket biztosító közös útszelep (54), mint vezérlőszerv tartozik. (Elsőbbség: 1984.09. 25.)