WO2015067582A1 - Dickstoffpumpe mit reversierbarer zuführeinheit - Google Patents

Dickstoffpumpe mit reversierbarer zuführeinheit Download PDF

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WO2015067582A1
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screw conveyor
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reversing
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Hans-Peter Dicks
Waldemar Klassen
Dieter Schwarz
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Schwing Gmbh
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    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/86—Detection

Definitions

  • the invention relates to a slurry pump with a conveyor unit and a screw conveyor, which supplies the conveyor unit thick material.
  • Slurry pumps of this type have been proven for many years, for example, to transport sewage sludge, remove residues from mines or to feed industrial furnaces.
  • Such thick matter pumps often consist of a piston pump with one or two delivery cylinders which are driven by hydraulic cylinders.
  • the delivery cylinders suck in a suction stroke the thick material to be pumped via an inlet opening and pump the thick material in a pressure stroke at high pressure, in an outlet from which the thick matter is conveyed for example via a delivery line to its destination.
  • a valve assembly is provided, for example, with poppet valves, the inlet and outlet openings in each case between the suction and Pumphub release or close.
  • the delivery pistons In the case of a two-cylinder slurry pump, the delivery pistons normally move in a push-pull manner, ie, while the delivery piston of a delivery cylinder draws in thick matter, the second pumpes the thick material into the outlet, resulting in a relatively continuous pumping operation, apart from the switching process.
  • a thick matter pump is described for example in document EP 0562398 B1.
  • thick materials are also to be pumped, which are very viscous, such as viscous slurry or enriched with stones or metal scrap material that can not be sucked directly from the delivery cylinders through the inlet opening.
  • the actual conveying unit is preceded by a feed unit, which receives the thick material via a larger-area feed opening and then supplies the conveying unit under constant pressure.
  • screw conveyors are used, which are designed as single or double screw conveyors.
  • Object of the present invention is to detect such disturbances of a slurry pump and eliminate before the o.g. adverse effects appear.
  • a sludge pump according to the invention comprises a screw conveyor with an inlet for thick material to be pumped, a conveyor unit, for example a one- or two-cylinder piston pump, with an outlet for the thick material to be pumped.
  • the thick material is fed to the conveyor unit by means of a rotary movement of the conveyor screw in the conveying mode.
  • a common control device controls the functions of the conveyor unit and the screw conveyor.
  • the sludge pump furthermore has means connected to the control device which detect a disturbance of the thick matter flow and switch the screw conveyor to a reversing operation upon detection of a disturbance, wherein the rotational speed of the screw conveyor can be set to a lower rotational speed in the reversing operation than in the conveying mode.
  • the screw conveyor is automatically driven against the actual conveying direction in the event of a fault, in order to eliminate the disturbance of the thick matter flow.
  • the disturbance may be a flow reduction, but also to a complete blockage, ie a stopper in the feed or in the valve region of the conveyor unit, or jamming, in which, for example, solids such as stones or metal parts were trapped in the screw conveyor and thus make the rotation of the screw conveyor difficult or bring to a standstill.
  • the means for detecting a malfunction comprise one or more pressure sensors, which detect a disturbance of the Dickstoffhnes when the pressure in certain areas of the pump above a certain limit increases.
  • a pressure sensor detects the hydraulic drive pressure of the drive and the control device triggers the reversing operation when the drive pressure exceeds a limit value.
  • the pressure sensor also determines the drive pressure during the reversing operation of the screw conveyor and the screw conveyor is switched back to the conveying mode when an increase in the drive pressure over a limit value is detected during reversing operation
  • a pressure sensor detects the delivery pressure of the thick material in the feed channel between the screw conveyor and the delivery unit and the control device triggers the reversing operation when the pressure in this range exceeds a limit value.
  • the screw conveyor is driven by an electric motor and the means for detecting a disturbance of the thick matter flow comprise a current measuring device of the electric motor.
  • control device reverses the direction of rotation of the screw conveyor for a given period of time to ensure that the reversing operation is sufficiently long but not too long, e.g. to ensure the release of a stopper.
  • the reversing operation of the screw conveyor is repeated for a predetermined number of cycles, if after the switch back to the conveying operation, the fault has not yet eliminated.
  • the number of Reversierzyklen for reversing is programmable, that is, it is not endlessly trying to eliminate the reversing a fault, but after example three reversing an alarm signal is triggered and / or the pump is turned off, so that the operating personnel can examine and eliminate the malfunction on the slurry pump.
  • the rotational speed of the screw conveyor in the reversing mode is adjustable to ensure that the auger does not operate at too high a speed in reversing mode.
  • the screw conveyor is detected by the control device in a detection of a disturbance of the thick matter flow switched over a reversing operation, wherein the capacity of the screw conveyor in the reversing is less than in the conveying operation.
  • Figure 1 is a schematic view of a
  • Figure 2 is a schematic view of a
  • Figure 3 is a schematic view of a
  • FIG. 1 shows a thick matter pump 10 according to a first embodiment of the invention, which essentially has a conveyor unit 20, a conveyor screw 30 with a hydraulic drive unit 43 and a control device 40.
  • the hydraulically driven by a hydraulic motor 31 screw conveyor 30 and the conveyor unit 20 are supplied by a hydraulic drive unit 43 with hydraulic oil.
  • the hydraulic drive unit 43 includes a motor 43a, which is, for example, a combustion or electric motor and drives the hydraulic pump 43b for operating the delivery unit 20 and the hydraulic pump 43c for operating the delivery screw 30.
  • the control unit 40 separately controls the hydraulic oil delivery amount of the hydraulic pumps 43b and 43c, and thus can separately control the speeds of the delivery unit 20 and the auger 30, respectively.
  • the delivery unit 20 has a hydraulic control block 44 which controls the functions of the delivery unit 20 largely automatically hydraulically.
  • a controller 43 d for driving the screw conveyor 30 is controlled by the control unit 40.
  • the controller consists, for example, of an electrically controlled solenoid valve that can set the hydraulic drive motor 31 of the screw conveyor 30 by adjusting the flow direction of the hydraulic oil in the conveying operation direction and in the reversing operation direction.
  • the delivery unit 20 consists for example of a two-cylinder piston pump 20.
  • the two-cylinder piston pump 20 sucks with two oppositely running delivery piston, which are driven by hydraulic cylinders, thick matter through the feed channel 1 1 of the screw conveyor 30 and pumps it over a Outlet 21 with high pressure eg into a promotion line.
  • the screw conveyor 30 comprises a screw conveyor axis 32 to which conveyor screw flights 32a and 32b are applied.
  • the coil 32b are preferably interrupted (so-called paddle), resulting in a pre-crushing can reach the supplied through the feed port 33 thick material, which makes the thick material in its nature a little more homogeneous and thus improves the pumping properties of the thick material.
  • a pressure sensor 34 On a hydraulic line 36 between the hydraulic pump 43c for the screw conveyor 30 and the controller 43d for driving the screw conveyor 30, a pressure sensor 34 is mounted, the pressure of the hydraulic oil, which is necessary for the drive of the screw conveyor 30, both in the conveying operation and in Reversing operation, recorded.
  • the screw conveyor 30 of the conveyor unit 20 As long as no fault occurs, or no stopper in the area of the screw conveyor spiral 32a, the feed channel 1 1 or in the conveyor unit 20 is present, the screw conveyor 30 is driven by the drive motor 31 with a relatively constant hydraulic pressure, which is determined by the pressure sensor 34. As soon as the feeding of the thick matter flow from the conveyor screw 30 to the conveyor unit 20 is hindered by a disturbance of the thick matter flow, an increased hydraulic pressure at the sensor 34 occurs at the drive 31 of the conveyor screw 30, which is detected and evaluated by the control device 40 via the sensor line 41.
  • the control device 40 initiates a reversal of the hydraulic flow via the hydraulic lines 36 via the controller 43d to the drive motor 31.
  • Rev PB reversing, pressure P, operation
  • the screw conveyor 30 is driven backwards, ie it is switched to the reversing mode.
  • the screw conveyor 30 promotes the present in the feed unit 20, the feed channel 1 1 and at the rear end of the screw conveyor 20 thick material.
  • backfilled parts in the thick material eg larger stones or metal parts, comminuted by the subdivided shaping of the conveyor coil 32b in Reversier ceremonies so that they can cause no more interference when pumping when switching the screw conveyor 30 back into the conveying operation.
  • the control device 40, the slurry pump 10 preferably switch off and / or trigger an alarm, so that the system examined by the operator and a malfunction of Viscous flow can be eliminated manually, if necessary by opening the pump.
  • a delivery rate Rev S oii can be set via the input unit 42, which, for example, can amount to 25% -50% of the operating delivery rate of the conveyor screw 30.
  • the hydraulic pressure of the drive unit 31 is advantageously monitored by the sensor 34 also in the reversing operation. Should via this pressure sensor 34 for reversing a higher drive pressure, which is above a threshold Rev PR (Reversing operation pressure P reversing) is found to be, the screw conveyor 30, possibly after a short waiting time of, for example, 3 seconds, already switched back to the conveying mode, even before the predetermined number of Reversierumformat Institute Rev Anz is reached.
  • Rev PR Reversing operation pressure P reversing
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the invention, in which a pressure sensor 37 is arranged on the feed channel 11 between the screw conveyor 30 and the conveyor unit 20. Also in this embodiment, a hydraulic drive 31 is preferably used for the operation of the screw conveyor 30, but in contrast to the embodiment of Figure 1 here the pressure of the conveyed thick material is measured, which can be concluded that a malfunction in the conveying operation.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which the screw conveyor 30 is not driven by a hydraulic motor but by an electric motor 11.
  • a voltage source 52 is provided, which via a controlled by the control unit 40 controller 54, the motor 51 is supplied with power.
  • a current measuring device 53 is arranged, which reports the necessary for the operation of the motor 51 current via the control line 41 to the control unit 40.
  • the detected current flow for operating the electric motor 51 analogous to the drive pressure of the hydraulic motor 31, according to the embodiment of Figure 1, can be used.
  • the embodiments of the invention according to the figures can also be combined with each other.
  • the pressure sensor 37 according to the exemplary embodiment according to FIG. 2 can also be combined with the exemplary embodiment according to FIG. 1 and the respectively first triggering pressure sensor (34 or 37) triggers the reversing operation of the worm.
  • the pressure sensor 37 of Figure 2 with an electric screw conveyor drive according to Figure 3 could also find application.
  • Another possible embodiment of the invention would be, with known measures, the degree of filling of the two-cylinder piston pump 20, as is known for example from the above-mentioned document EP 0562398 B1, to be used as an indicator for the triggering of the reversing operation. That is, as soon as a very low degree of filling of the two-cylinder piston pump is detected, a disturbance of the thick matter flow is suspected and the screw conveyor 30 is switched to the reversing mode.
  • Rev P-R limit value Hydraulic pressure in reversing mode Rev i-e limit value of current in conveying mode

Abstract

Dickstoffpumpe (10) umfassend: eine Förderschnecke (30) mit einem Einlass für zu pumpenden Dickstoff; eine Fördereinheit (20) mit einem Auslass (21) für den zu pumpenden Dickstoff, wobei der Dickstoff der Fördereinheit (20) mittels einer Drehbewegung der Förderschnecke (30) im Förderbetrieb zugeführt wird; eine Steuervorrichtung (40), die die Funktionen der Fördereinheit (20) und der Förderschnecke (30) steuert; und Mittel (34, 37, 53), die mit der Steuervorrichtung verbunden sind, die eine Störung des Förderbetriebes detektieren. Bei der Erkennung einer Störung des Förderbetriebes wird die Drehbewegung der Förderschnecke (30) in einen Reversierbetrieb umgeschaltet, wobei die Drehgeschwindigkeit der Förderschnecke (30) im Reversierbetrieb auf eine geringere Drehgeschwindigkeit als im Förderbetrieb einstellbar ist. Das entsprechende Verfahren zum Betreiben einer Dickstoffpumpe (10) wird ebenfalls offenbart.

Description

Dickstoffpumpe mit reversierbarer Zuführeinheit
Die Erfindung betrifft eine Dickstoffpumpe mit einer Fördereinheit und einer Förderschnecke, die der Fördereinheit Dickstoff zuführt.
Dickstoffpumpen dieser Art haben sich seit vielen Jahren bewährt um beispielsweise Klärschlämme zu transportieren, Reststoffe aus Bergwerken abzutransportieren oder Industrieöfen zu beschicken.
Derartige Dickstoffpumpen bestehen häufig aus einer Kolbenpumpe mit einem oder zwei Förderzylindern die von hydraulischen Zylindern angetrieben werden. Die Förderzylinder saugen in einem Saughub den zu pumpenden Dickstoff über eine Einlassöffnung an und pumpen den Dickstoff in einem Druckhub mit hohem Druck, in eine Auslassöffnung, von der aus der Dickstoff beispielsweise über eine Förderleitung zu seinem Bestimmungsort befördert wird. Um zwischen dem Ansaug- und Pumpvorgang umzuschalten, ist eine Ventilanordnung vorgesehen, die beispielsweise mit Tellerventilen, die Ein- und Auslassöffnungen jeweils zwischen dem Saug- und Pumphub freigeben bzw. verschliessen. Bei einer Zwei-Zylinder-Dickstoffpumpe laufen die Förderkolben im Regelfall im Gegentakt, d.h. während der Förderkolben eines Förderzylinders Dickstoff ansaugt, pumpt der zweite den Dickstoff in den Auslass, wodurch sich, abgesehen vom Umschaltvorgang, ein relativ kontinuierlicher Pumpvorgang ergibt. Eine derartige Dickstoffpumpe wird beispielsweise in der Schrift EP 0562398 B1 beschrieben. Bei zu pumpenden Dickstoffen, deren Fliessfähigkeit relativ hoch ist, z.B. flüssige Klärschlämme, reicht es aus, den Dickstoff der Dickstoffpumpe direkt, beispielsweise über einen Eingabetrichter über den Einlassöffnungen zuzuführen. Oft sind jedoch auch Dickstoffe zu pumpen, die sehr viskos sind, z.B. dickflüssige Schlämme oder mit Steinen oder Metallschrott angereichertes Material, die von den Förderzylindern nicht direkt über die Einlassöffnung angesaugt werden können. Für das Pumpen derartiger Dickstoffe ist der eigentlichen Fördereinheit eine Zuführeinheit vorgeschaltet, die den Dickstoff über eine grossflächigere Zuführöffnung aufnimmt und dann unter konstantem Druck der Fördereinheit zuführt. Hierfür kommen beispielsweise Förderschnecken zum Einsatz, die als Einfach- oder Doppelförderschnecken ausgebildet sind. Beim Pumpen sehr inhomogener Dickstoffe kommt es hin- und wieder vor, dass das Pumpen des Dickstoffs in der Förderschnecke oder im Zuführbereich zu der Fördereinheit zu Störungen, beispielsweise einem Stopper (d.h. einer Verstopfung) führt, die die Pumpleistung der Dickstoffpumpe verringern oder ganz zum Erliegen bringen kann. Es können aber auch Störungen, beispielsweise durch in der Förderschnecke eingeklemmtes Material auftreten.
Wenn derartige Störungen zu spät erkannt werden, führen sie u.U. zu übermäßigem Verschleiß an der Förderschnecke, hohem Energieverbrauch unter Umständen auch zu Schäden an der Maschine, die aufwändig repariert werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, derartige Störungen einer Dickstoffpumpe zu erkennen und zu beseitigen, bevor die o.g. nachteiligen Effekte in Erscheinung treten.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den die Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Eine erfindungsgemäße Dickstoffpumpe umfasst eine Förderschnecke mit einem Einlass für zu pumpenden Dickstoff, eine Fördereinheit, z.B. eine Ein- oder Zweizylinder-Kolbenpumpe, mit einem Auslass für den zu pumpenden Dickstoff. Der Dickstoff wird der Fördereinheit mittels einer Drehbewegung der Förderschnecke im Förderbetrieb zugeführt. Eine gemeinsame Steuervorrichtung steuert die Funktionen der Fördereinheit und der Förderschnecke. Erfindungsgemäß verfügt die Dickstoffpumpe des Weiteren über mit der Steuervorrichtung verbundene Mittel, die eine Störung des Dickstoffflusses detektieren und die Förderschnecke bei Detektion einer Störung in einen Reversierbetrieb schaltet, wobei die Drehgeschwindigkeit der Förderschnecke im Reversierbetrieb auf eine geringere Drehgeschwindigkeit als im Förderbetrieb einstellbar ist. Das heißt, dass die Förderschnecke bei einer Störung automatisch entgegen der eigentlichen Förderrichtung angetrieben wird, um die Störung des Dickstoffflusses zu beseitigen. Dabei wird durch die umgekehrte Drehrichtung der Förderschnecke der Dickstoff, der die Störung verursacht, praktisch „herausgesaugt". Bei der Störung kann es sich um eine Durchflussverringerung handeln, aber auch um eine völlige Verstopfung, d.h. ein Stopper im Zuführkanal oder im Ventilbereich der Fördereinheit, oder um eine Verklemmung, bei der beispielsweise Festkörper wie Steine oder Metallteile in der Förderschnecke eingeklemmt wurden und damit die Drehung der Förderschnecke erschweren oder zum Erliegen bringen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Mittel zur Detektion einer Störung ein oder mehrere Drucksensoren, die eine Störung des Dickstofflusses detektieren, wenn der Druck in bestimmten Bereichen der Pumpe über einen bestimmten Grenzwert ansteigt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Förderschnecke von einem hydraulischen Antrieb angetrieben wird, erfasst ein Drucksensor den hydraulischen Antriebsdruck des Antriebes und die Steuervorrichtung löst den Reversierbetrieb aus, wenn der Antriebsdruck einen Grenzwert überschreitet. Vorteilhafterweise ermittelt der Drucksensor auch während des Reversierbetriebes der Förderschnecke den Antriebsdruck und die Förderschnecke wird wieder in den Förderbetrieb umgeschaltet, wenn während des Reversierbetriebes eine Erhöhung des Antriebsdruckes über einen Grenzwert detektiert wird
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfasst ein Drucksensor den Förderdruck des Dickstoffes im Zuführkanal zwischen der Förderschnecke und der Fördereinheit und die Steuervorrichtung löst den Reversierbetrieb aus, wenn der Druck in diesem Bereich einen Grenzwert überschreitet. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Förderschnecke von einem Elektromotor angetrieben und die Mittel zur Detektion einer Störung des Dickstoffflusses umfassen eine Strommessvorrichtung des Elektromotors.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung reversiert die Steuervorrichtung die Drehrichtung der Förderschnecke für einen vorgegebenen Zeitraum um zu gewährleisten, dass der Reversierbetrieb ausreichend lang, aber nicht zu lang ist, um z.B. das Lösen eines Stoppers zu gewährleisten.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Reversierbetrieb der Förderschnecke für eine vorgegebene Anzahl von Zyklen wiederholt, wenn nach dem Zurückschalten in den Förderbetrieb die Störung noch nicht beseitigt ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Anzahl von Reversierzyklen für den Reversierbetrieb programmierbar, dass heißt, es wird nicht endlos versucht, über den Reversierbetrieb einen Störung zu beseitigen, sondern nach beispielsweise drei Reversierzyklen wird ein Alarmsignal ausgelöst und/oder die Pumpe wird abgeschaltet, damit das Bedienpersonal die Störung an der Dickstoffpumpe untersuchen und beseitigen kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Drehgeschwindigkeit der Förderschnecke im Reversierbetrieb einstellbar um zu gewährleisten, dass die Förderschnecke im Reversierbetrieb nicht mit zu hoher Geschwindigkeit arbeitet.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Dickstoffpumpe, bei der eine Fördereinheit zu fördernden Dickstoff pumpt, der der Fördereinheit von einer Förderschnecke im Förderbetrieb zugeführt wird und die von einer Steuervorrichtung gesteuert werden, wird die Förderschnecke bei einer Detektion einer Störung des Dickstoffflusses von der Steuervorrichtung in einen Reversierbetrieb umgeschaltet, wobei die Förderleistung der Förderschnecke im Reversierbetrieb geringer als im Förderbetrieb ist. Anhand der Zeichnungen werden im Folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte Ausführungsvariante beschränkt. Insbesondere umfasst die Erfindung, soweit es technisch sinnvoll ist, beliebige Kombinationen der technischen Merkmale, die in den Unteransprüchen aufgeführt oder in der Beschreibung als erfindungsrelevant beschrieben sind.
Es zeigen:
Figur 1 Eine schematische Ansicht einer
Dickstoffpumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung
Figur 2 Eine schematische Ansicht einer
Dickstoffpumpe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung
Figur 3 Eine schematische Ansicht einer
Dickstoffpumpe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung Figur 1 zeigt eine Dickstoffpumpe 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung die im Wesentlichen eine Fördereinheit 20, eine Förderschnecke 30 mit einer Hydraulik-Antriebseinheit 43 und eine Steuervorrichtung 40 aufweist.
Die mit einem Hydraulikmotor 31 hydraulisch betriebene Förderschnecke 30 und die Fördereinheit 20 werden von einer hydraulischen Antriebseinheit 43 mit Hydrauliköl versorgt. Die hydraulische Antriebseinheit 43 beinhaltet einen Motor 43a, der beispielsweise ein Verbrennungs- oder Elektromotor ist und der die Hydraulikpumpe 43b zum Betrieb der Fördereinheit 20 und die Hydraulikpumpe 43c zum Betrieb der Förderschnecke 30, antreibt. Die Steuereinheit 40 steuert die Hydraulikölfördermenge der Hydraulikpumpen 43b und 43c jeweils getrennt und kann damit jeweils die Geschwindigkeiten der Fördereinheit 20 und der Förderschnecke 30 getrennt regeln.
Die Fördereinheit 20 verfügt über einen Hydrauliksteuerblock 44, der die Funktionen der Fördereinheit 20 weitgehend automatisch hydraulisch steuert. Zwischen der Hydraulik-Antriebseinheit 43, bzw. der Hydraulikpumpe 43c, und dem Hydraulikmotor 31 der Förderschnecke 30 befindet sich eine Steuerung 43d für den Antrieb der Förderschnecke 30, die von der Steuereinheit 40 gesteuert wird. Die Steuerung besteht beispielsweise aus einem elektrisch gesteuerten Magnetventil, dass den hydraulischen Antriebsmotor 31 der Förderschnecke 30 durch Verstellen der Flussrichtung des Hydrauliköls in Förderbetriebsrichtung und in die Reversierbetriebsrichtung stellen kann.
Die Fördereinheit 20 besteht beispielsweise aus einer Zwei-Zylinder- Kolbenpumpe 20. Die Zwei-Zylinder-Kolbenpumpe 20 saugt mit zwei gegensinnig laufenden Förderkolben, die von Hydraulikzylindern angetrieben werden, Dickstoff über den Zuführkanal 1 1 von der Förderschnecke 30 an und pumpt diesen über einen Auslass 21 mit hohem Druck z.B. in eine Förderleitung.
Die Förderschnecke 30 umfasst insbesondere eine Förderschneckenachse 32, auf die Förderschneckenwendel 32a und 32b aufgebracht sind. Die Wendel 32b sind bevorzugt unterbrochen (sog. Paddel), wodurch sich eine Vorzerkleinerung des durch die Zuführöffnung 33 zugeführten Dickstoffes erreichen lässt, was den Dickstoff in seiner Beschaffenheit etwas homogener macht und damit die Pumpeigenschaften des Dickstoffes verbessert.
An einer Hydraulikleitung 36 zwischen der Hydraulikpumpe 43c für die Förderschnecke 30 und der Steuerung 43d für den Antrieb der Förderschnecke 30 ist ein Drucksensor 34 angebracht, der den Druck des Hydrauliköls, der für den Antrieb der Förderschnecke 30 notwendig ist, sowohl im Förderbetrieb als auch im Reversierbetrieb, erfasst.
Während des normalen Pumpbetriebes bzw. Förderbetriebes führt die Förderschnecke 30 der Fördereinheit 20, wie oben beschrieben, den Dickstoff zu. Solange keine Störung auftritt, bzw. kein Stopper im Bereich der Förderschneckenwendel 32a, dem Zuführkanal 1 1 oder in der Fördereinheit 20 vorliegt, wird die Förderschnecke 30 mit einem relativ konstanten Hydraulikdruck, der mit dem Drucksensor 34 ermittelt wird, vom Antriebsmotor 31 angetrieben. Sobald durch eine Störung des Dickstoffflusses die Zuführung des Dickstofffes von der Förderschnecke 30 zur Fördereinheit 20 behindert wird, stellt sich am Antrieb 31 der Förderschnecke 30 ein erhöhter Hydraulikdruck am Sensor 34 ein, der von der Steuereinrichtung 40 über die Sensorleitung 41 erfasst und ausgewertet wird. Sobald der Hydraulikdruck am Sensor 34 einen bestimmten Schwellwert Rev P-B (Reversier, Druck P, Betrieb) überschreitet, ggfs. für einen gewissen Zeitraum, z.B. 2 oder 3 Sekunden, veranlasst die Steuereinrichtung 40 über die Steuerung 43d eine Umkehrung des Hydraulikflusses über die Hydraulikleitungen 36 zum Antriebsmotor 31 . Dadurch wird die Förderschnecke 30 rückwärts angetrieben, d.h. sie wird in den Reversierbetrieb umgeschaltet. Während des Reversierbetriebes fördert die Förderschnecke 30 den in der Fördereinheit 20, dem Zuführkanal 1 1 bzw. am hinteren Ende der Förderschnecke 20 befindlichen Dickstoff zurück. Gegebenenfalls werden zurückgeförderte Teile im Dickstoff, z.B. größere Steine oder Metallteile, durch die unterteilte Formgebung der Förderwendel 32b im Reversierbetrieb zerkleinert, so dass sie beim Umschalten der Förderschnecke 30 zurück in den Förderbetrieb keine Störung mehr beim Pumpen verursachen können. Zumindest wird aber während des Reversierbetriebes der Druck des Dickstoffes z.B. im Zuführkanal 1 1 verringert, was zu einer gewissen „Neusortierung" des Dickstoffes in diesem Bereich führen kann und beim Umschalten in den Förderbetrieb dadurch keine Störung mehr ausgelöst wird. Nachdem der Reversierbetrieb der Förderschnecke 30 für einen gewisse Anzahl von Umdrehungen RevUmd (beispielsweise zwischen 4 bis 8 Umdrehungen) voreingestellt mit einer gewissen Reveresierfördergeschwindigkeit RevSoii, die über die Eingabeeinheit 42 vom Bedienpersonal vorgegeben werden kann, aufrecht erhalten wurde, wird die Förderschnecke 30 wieder in den Förderbetrieb zurückgeschaltet und über die Steuervorrichtung 40 wird der Hydraulikdruck des Sensors 34 weiter beobachtet. Sollte der Druck nach dem Umschalten in den Förderbetrieb wieder schnell über den Schwellwert Rev P-B ansteigen, erfolgt eine erneute Umschaltung der Förderschnecke 30 in den Reversierbetrieb. Nach einer über die Eingabevorrichtung 41 gegebenenfalls vorgebbaren Anzahl von Reversierzyklen RevAnZ! mit der keine Verbesserung der Pumpbarkeit des Dickstoffes erreicht wurde, d.h. der Druck steigt immer wieder über den Schwellwert Rev P-B an, wird die Steuervorrichtung 40 die Dickstoffpumpe 10 bevorzugt abschalten und/oder ein Alarmsignal auslösen, damit die Anlage vom Bedienpersonal untersucht und eine Störung des Dickstoffflusses manuell, ggfs. durch Öffnen der Pumpe, beseitigt werden kann.
Im Reversierbetrieb sollte die Förderleistung der Förderschnecke 30 geringer als im Förderbetrieb sein, da der im Reversierbetrieb zurückgeförderte Dickstoff sonst unter Umständen mit hoher Geschwindigkeit bzw. hohem Druck aus der Zuführöffnung 33 herausgedrückt wird, was zu Schäden oder anderen Problemen im Bereich der Zuführung 33 der Förderschnecke 30 führen kann. Aus diesem Grund kann für den Reversierbetrieb eine Förderleistung Rev Soii über die Eingabeeinheit 42 eingestellt werden, die beispielsweise 25% - 50 % der Betriebsförderleistung der Förderschnecke 30 betragen kann.
Bei der ini Figur 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird der Hydraulikdruck der Antriebseinheit 31 vorteilhafterweise über den Sensor 34 auch im Reversierbetrieb überwacht. Sollte über diesen Drucksensor 34 für den Reversierbetrieb ein erhöhter Antriebsdruck, der über einem Schwellwert RevP-R (Reversierbetrieb Druck P Reversier) liegt, festgestellt werden, wird die Förderschnecke 30, gegebenenfalls nach einer kurzen Wartezeit von beispielsweise 3 Sekunden, bereits wieder in den Förderbetrieb umgeschaltet, noch bevor die vorgegebene Anzahl von Reversierumdrehungen RevAnz erreicht ist. Im Fall eines hohen Druckes am Sensor 34 im Reversierbetrieb ist zu vermuten, dass beispielsweise ein Stein oder ähnliches zwischen den Förderschneckenwendeln 32a und dem Förderschneckengehäuse oder zwischen den Förderschneckenwendeln bei einer Doppelförderschnecke eingeklemmt ist, weshalb es nicht ratsam ist, die eingestellte Anzahl von Reversierumdrehungen auszuführen, denn dadurch könnten die Schneckenwendel 32a oder das Gehäuse der Förderschnecke 30 beschädigt werden. Stattdessen wird die Förderschnecke 30 zügig wieder in den Förderbetrieb umgeschaltet, um die Störung hierdurch zu beseitigen, d.h. in diesem Beispiel, dass ein eingeklemmter Stein durch mehrmaliges Umschalten zwischen Förder- und Reversierbetrieb gelöst wird.
In Figur 2 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der ein Drucksensor 37 am Zuführkanal 1 1 zwischen der Förderschnecke 30 und der Fördereinheit 20 angeordnet ist. Auch bei dieser Ausführungsform wird bevorzugt ein hydraulischer Antrieb 31 für den Betrieb der Förderschnecke 30 eingesetzt, aber im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Figur 1 wird hier der Druck des geförderten Dickstoffes gemessen, wodurch sich auf eine Störung im Förderbetrieb schliessen lässt.
Die Funktionalität dieser Ausführungsform bei dem Überschreiten eines - Schwellwertes Rev P-Z (Reversierbetrieb Druck P Zuführheinheit) läuft analog zu der ersten Ausführungsform ab. Da bei diesem Ausführungsbeispiel eine Druckmessung im Reversierbetrieb keine Erkenntnisse über eine Störung, beispielsweise einen eingeklemmten Stein in der Förderschnecke 30 bringt, kann eine Druckmessung im Reversierbetrieb nicht für die Steuerung des Reversierbetriebes verwendet werden. In Figur 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Förderschnecke 30 nicht von einem Hydraulikmotor, sondern von einem Elektromotor 1 1 angetrieben wird. Für diesen Zweck ist eine Spannungsquelle 52 vorgesehen, die über einen von der Steuereinheit 40 gesteuerten Regler 54 den Motor 51 mit Strom versorgt. In der Zuleitung zum Motor 51 , zwischen dem Regler 54 und dem Motor 51 , ist eine Strommessvorrichtung 53 angeordnet, die den für den Betrieb des Motors 51 notwendigen Strom über die Kontrollleitung 41 an die Steuereinheit 40 meldet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann der erfasste Stromfluss zum Betrieb des Elektromotors 51 analog zum Antriebsdruck des Hydraulikmotors 31 , gemäss dem Ausführungsform nach Figur 1 , verwendet werden.
Die Ausführungsformen der Erfindung gemäß den Figuren sind auch untereinander kombinierbar. Dass heisst, dass beispielsweise der Drucksensor 37 nach dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2 auch mit dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 kombiniert werden kann und der jeweils zuerst auslösende Drucksensor (34 oder 37) den Reversierbetrieb der Schnecke auslöst. Ebenso könnte der Drucksensor 37 aus Figur 2 mit einem elektrischen Förderschneckenantrieb gemäss Figur 3 zusätzlich Anwendung finden.
Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung wäre, mit bekannten Maßnahmen den Füllungsgrad der Zwei-Zylinder-Kolbenpumpe 20, wie z.B. aus der o.g. Schrift EP 0562398 B1 bekannt ist, als Indikator für das Auslösen des Reversierbetriebes zu verwenden. Dass heißt, sobald ein sehr geringer Füllungsgrad der Zwei-Zylinder-Kolbenpumpe erfasst wird, wird eine Störung des Dickstoffflusses vermutet und die Förderschnecke 30 in den Reversierbetrieb umgeschaltet.
Bezuaszeichenliste
10 Dickstoffpumpe
1 1 Zuführkanal
20 Fördereinheit / Zwei-Zylinder-Kolbenpumpe 21 Auslass
30 Zuführeinheit / Förderschnecke
31 Hydraulikantrieb Förderschnecke
32 Förderschneckenachse
32a Förderschneckenwendel glatt
32b Förderschneckenwendel unterteilt
33 Zuführöffnung
34 Hydraulikdrucksensor Antrieb
35 Steuerleitung für Reversiervorgang
36 Hydraulikleitung Antrieb Förderschnecke 37 Drucksensor Zuführkanal
40 Steuervorrichtung
41 Sensorleitung
42 EinVAusgabeeinrichtung
43 Hydraulik-Antriebseinheit
43a Antriebsmotor Hydraulikpumpen
43b Hydraulikpumpe Fördereinheit 43c Hydraulikpumpe Förderschnecke
43d Steuerung Antrieb Förderschnecke
44 Hydraulik-Steuerblock Zweizylinder-Kolbenpumpe 51 Elektrischer Antrieb Förderschnecke
52 Spannungsquelle Antrieb
53 Strommesser Antrieb
54 Elektrische Motorregelung
Rev p-B Grenzwert Hydraulikdruck im Förderbetrieb
Rev P-R Grenzwert Hydraulikdruck im Reversierbetrieb Rev i-eGrenzwert Strom im Förderbetrieb
Rev i-RGrenzwert Strom im Reversierbetrieb
Rev p-z Grenzwert Druck Zuführkanal
Rev soii Drehgeschwindigkeit Reversieren
Rev Anz Anzahl Rerversierzyklen
Rev umd Anzahl Reversierumdrehungen

Claims

Patentansprüche
1 . Dickstoffpumpe (10) umfassend eine Förderschnecke (30) mit einem Einlass für zu pumpenden Dickstoff, eine Fördereinheit (20) mit einem Auslass (21 ) für den zu pumpenden Dickstoff, wobei der Dickstoff der Fördereinheit (20) mittels einer Drehbewegung der Förderschnecke (30) im Förderbetrieb zugeführt wird, - eine Steuervorrichtung (40), die die Funktionen der Fördereinheit
(20) und der Förderschnecke (30) steuert,
Mittel (34, 37, 53), die mit der Steuervorrichtung verbunden sind, die eine Störung des Förderbetriebes detektieren, wobei bei der Erkennung einer Störung des Förderbetriebes die Steuereinheit (40) die Drehbewegung der Förderschnecke (30) in einen Reversierbetrieb umschaltet,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Drehgeschwindigkeit der Förderschnecke (30) im Reversierbetrieb auf eine geringere Drehgeschwindigkeit als im Förderbetrieb einstellbar ist.
2. Dickstoffpumpe (10) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Detektion der Störung einen oder mehrere Drucksensoren (34,37) umfassen, wobei die Störung durch die Detektion eines Druckes über einem Grenzwert bestimmt wird.
3. Dickstoffpumpe (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschnecke (30) von einem hydraulischen Antrieb (31 ) angetrieben wird und der Drucksensor (34) den Hydraulikdruck des hydraulischen Antriebes (31 ) erfasst.
4. Dickstoffpumpe (10) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (34) während des Reversierbetriebes der Förderschnecke (30) den Antriebsdruck des hydraulischen Antriebes (31 ) ermittelt und die Steuerungsvorrichtung (40) die Förderschnecke (30) wieder in den Förderbetrieb umschaltet, wenn während des Reversierbetriebes ein Antriebsdruck über einem Grenzwert (RevP-R) detektiert wird.
5. Dickstoffpumpe (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass ein Drucksensor (37) den Förderdruck (RevP-Z) des Dickstoffes im Bereich zwischen der Förderschnecke (30) und der Fördereinheit (20) erfasst.
6. Dickstoffpumpe (10) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschnecke von einem Elektromotor (50) angetrieben wird und die Mittel zur Detektion einer Störung des Förderbetriebes eine Strommessvorrichtung (53) des Elektromotors umfassen.
7. Dickstoffpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (40) die Förderschnecke (30) für einen vorgegebenen Zeitraum in den Reversierbetrieb umschaltet.
8. Dickstoffpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (40) die Förderschnecke (30) für eine vorgegebene Anzahl von Zyklen (Rev Anz) in den Reversierbetrieb umschaltet.
9. Dickstoffpumpe (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, das die vorgegebene Anzahl von Zyklen (RevAnz) programmierbar ist.
10. Verfahren zum Betreiben einer Dickstoffpumpe (10) wobei eine Fördereinheit (20) zu fördernden Dickstoff pumpt, der der Fördereinheit (20) von einer Förderschnecke (30) zugeführt wird und die von einer Steuervorrichtung (40) gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschnecke (30) bei einer Detektion einer Störung des Dickstoffflusses von der Steuervorrichtung (40) in Reversierbetrieb umgeschaltet wird, wobei die Förderleistung der Förderschnecke (30) im Reversierbetrieb geringer als im Förderbetrieb ist.
1 1 . Verfahren zum Betreiben einer Dickstoffpumpe (10) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion einer Störung mittels einem oder mehrerer Drucksensoren (34,37) erfolgt.
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