DE9215464U1

DE9215464U1 - Pumpeinrichtung für pastöse Medien

Info

Publication number: DE9215464U1
Application number: DE9215464U
Authority: DE
Original assignee: Graco Verfahrenstechnik GmbH
Current assignee: Graco Verfahrenstechnik GmbH
Priority date: 1992-11-13
Filing date: 1992-11-13
Publication date: 1993-01-07
Anticipated expiration: 2002-11-14
Also published as: GB9320779D0; US5421490A; GB2272489B; ES2074019B1; ES2074019A2; BE1008671A5; GB2272489A; ES2074019R

Description

DR-ING. ULRICH KNOBLAUCH DR.-ING. ANDREAS KNOBLAUCH eooo frankfurt/main &igr; 11. Nov. 1992

PATENTANWÄLTE kühhornshofweg io

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BOLLHOFF VERFAHRENSTECHNIK GMBH & CO. KG

Pumpeinrichtung für pastöse Medien

Die Erfindung betrifft eine Pumpeinrichtung für pastöse Medien mit einem das Medium aufnehmenden Behälter und einem im Behälter unter der Wirkung einer Druckeinrichtung absenkbaren Deckel, der auf seiner Innenseite in Richtung auf eine Absaugöffnung geneigten Flächen aufweist.

Eine derartige Pumpeinrichtung wird für hochviskose Massen verwendet, die beispielsweise in Fässern angeliefert werden. Der Verschlußdeckel des Fasses wird entfernt. Statt dessen wird der Deckel auf den Inhalt des Fasses, d.h. auf das zu fördernde pastöse Medium mit hoher Viskosität, aufgesetzt und durch die Druckeinrichtung, beispielsweise eine pneumatische oder hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit, in das Innere des Fasses gedrückt. Hierbei schließt der Umfangsrand des Deckels möglichst dicht an die Innenwand des Fasses an. Bei der Abwärtsbewegung des Deckels, bei der Bewegung des Deckels in das Innere des Fasses hinein, wird das

im Faß befindliche Medium verdrängt und zwar durch die geneigten Flächen in Richtung auf die Absaugöffnung hin, wo es schließlich aus dem Deckel austreten kann. Von dieser Öffnung her wird das Medium abgenommen, beispielsweise mit Hilfe einer Pumpe, deren saugseitiges Ende mit der Absaugöffnung verbunden ist.

Bei bestimmten Konstellationen, insbesondere dann, wenn der Unterdruck in Bezug auf die Viskosität des Mediums zu groß ist, entsteht jedoch das Problem, daß sich unter der Absaugöffnung eine hohle Glocke oder ein Dom bildet, so daß die Pumpe leersaugt. Eine Erhöhung des Druckes auf den Deckel, um das Medium schneller und in größeren Mengen in Richtung auf die Absaugöffnung hin zu verdrängen, ist nur in beschränktem Umfang möglich. Der aufbringbare Druck wird beispielsweise durch die Stabilität des Behälters und des Deckels begrenzt. Andererseits ist es manchmal gar nicht möglich, den Ansaugdruck oder die gewünschte Ansaugmenge zu verringern, weil am Ausgang der Pumpe eben ein bestimmter Volumenstrom oder ein bestimmter Druck benötigt wird. Die Ausbildung eines Domes oder einer Glocke unter dem Deckel, aus dem kein Medium mehr abgesaugt werden kann, ist daher nicht nur schädlich für die Pumpe, sie behindert auch den nachfolgenden Arbeitsvorgang, für den möglichst kontinuierlicher Fluß des Mediums erforderlich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine 0 Pumpeinrichtung anzugeben, die auch bei einem ungünstigen Verhältnis von Saugdruck und Viskosität des Mediums eine zuverlässige Förderung des Mediums erlaubt.

Diese Aufgabe wird bei einer Pumpeinrichtung der ein-5 gangs genannten Art dadurch gelöst, daß im Behälter eine Fördereinrichtung vorgesehen ist, die das Medium bewegt.

Durch diese zusätzliche Maßnahme läßt sich der Deckel im Behälter ohne eine nennenswerte Druckvergrößerung tiefer absenken als bisher. Das einmal in Bewegung befindliche Medium läßt sich leichter in Richtung auf die Absaugöffnung verdrängen. Hierdurch wird vermieden, daß unterhalb der Absaugöffnung ein leerer oder hohler Dom bzw. eine Glocke entsteht, aus der die Saugpumpe kein Medium mehr entnehmen kann. Vielmehr wird auch dieser Bereich nun durch das Hineindrücken des Deckels in den Behälter laufend mit Medium nachbefüllt, wobei die Fördereinrichtung unterstützend wirkt.

Dies wirkt insbesondere dann unterstützend, wenn in einer vorteilhaften Ausgestaltung die Fördereinrichtung das Medium zu einer Position fördert, die im wesentlichen unterhalb der Absaugöffnung angeordnet ist. Die Fördereinrichtung beschränkt sich hierbei nicht nur auf eine reine Bewegung des Mediums. Vielmehr ist diese Bewegung nun gerichtet. Das Medium fließt oder schiebt 0 sich in Richtung auf die Absaugöffnung. Da hierbei Medium aus dem Bereich entnommen wird, der sich in der Nähe der geneigten Flächen befindet, läßt sich der Deckel nun leichter im Behälter nach innen drücken. Die Energie, die aufgewendet werden muß, um die Fördereinrichtung anzutreiben, wird teilweise bei der Erzeugung des zum Hinabdrücken des Deckels im Behälter notwendigen Druck wieder eingespart.

Bevorzugterweise ist die Fördereinrichtung gemeinsam 0 mit dem Deckel bewegbar und weist einen konstanten Abstand zu ihm auf. Man kann durch diese Maßnahme dafür sorgen, daß das Medium immer dort bewegt wird, wo es für die Absaugung am günstigsten ist.

Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Fördereinrichtung am Deckel befestigt ist. Auf diese Weise läßt sich der konstante Abstand mit relativ einfachen Mitteln aufrechterhalten. Auch die gemeinsame Bewegung mit dem Deckel wird durch diese Maßnahme sehr einfach realisiert.

Bevorzugterweise ist die Fördereinrichtung im Innern des Deckels im Bereich der geneigten Flächen angeordnet. Mit anderen Worten ist die Fördereinrichtung zwischen zwei Ebenen angeordnet, die die obere und die untere Grenze der geneigten Fläche bilden, wobei sich die Begriffe "oben" und "unten" auf die Ausrichtung des Deckels im Behälter beziehen. Die dem Innern des Behälters zugewandte Seite ist die untere Seite. Die vom Behälter nach außen weisende Fläche des Deckels ist die Oberseite und zwar unabhängig von der Ausrichtung des Behälters im Raum. Da die Fördereinrichtung im Bereich der geneigten Flächen angeordnet ist, kann sie das dort 0 befindliche Medium bewegen bzw. in Richtung auf die Absaugöffnung hin fördern.

Vorteilhafterweise weist die Fördereinrichtung eine im wesentlichen horizontal angeordnete doppelt wirkende angetriebene Schnecke auf, bei der der Wendepunkt ihrer Wendel im wesentlichen unterhalb der Absaugöffnung angeordnet ist. Die doppelt wirkende Schnecke fördert also von ihren axial äußeren Enden nach innen zu. Dort befindet sich die Absaugöffnung, so daß das geförderte 0 Medium unmittelbar abgesaugt werden kann.

Bei einer Pumpeinrichtung mit einer mit der Absaugöffnung verbundenen Pumpe ist es von Vorteil, daß die Fördereinrichtung einen Motor aufweist, der mit der gleichen Steuereinrichtung wie die Pumpe verbunden ist und von ihr gleichzeitig mit der Pumpe betätigbar ist. Die Fördereinrichtung arbeitet also nur dann, wenn tatsäch-

lieh Medium von der Pumpe entnommen wird. Eine überflüssige Arbeit wird also vermieden. Auf diese Art und Weise läßt sich ein energetisch günstiger Betrieb realisieren.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigt die einzige Figur eine Pumpeinrichtung.

Eine Pumpeinrichtung 1 weist einen Rahmen 2 auf, in dem ein Behälter 3, beispielsweise ein bekanntes 200 1-Faß angeordnet ist. Von dem Behälter 3 ist der Transportdeckel entfernt. Statt dessen ist ein Deckel 4 in den Behälter 3 eingesetzt, der mit Hilfe einer schematisch dargestellten hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit 5 in den Behälter 3 hineingedrückt wird. Die Kolben-Zylinder-Einheit 5 ist hierbei an einem Arm 6 des Rahmens 2 befestigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist lediglich eine Kolben-Zylinder-Einheit 5 dargestellt. Um ein Kippen des Deckels 4 im Behälter 3 zu vermeiden, wird es jedoch sinnvoll sein, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt mehrere Kolben-Zylinder-Einheiten 5 vorzusehen.

Der Deckel 4 weist an seinem Umfangsrand Dichtlippen 7 auf, die an der Innenseite des Behälter 3 dichtend anliegen.

Der Deckel 4 weist eine Absaugöffnung 8 auf, die in einem Absaugstutzen 9, der auf den Deckel 4 aufgesetzt ist, vorgesehen ist. An den Absaugstutzen 9 läßt sich eine Saugleitung 10 einer Pumpe 11 anschließen, die ein im Behälter 3 befindliches Medium ansaugt und über eine 5 Druckleitung 12 an nicht näher dargestellte Verbraucher abgibt. Die Pumpe 11 wird durch eine Steuereinrichtung

13 gesteuert, die die Pumpe 11 beispielsweise bedarfsabhängig an- oder abschaltet.

Der Deckel 4 weist eine gewisse Dicke auf. Er ist jedoch über diese Dicke nicht massiv ausgebildet, sondern er ist im Inneren hohl, wobei sich der Hohlraum 24 in Richtung auf den Behälter 3 hin öffnet. Der Deckel 4 hat also die Form eines umgekehrten U, bei der die Öffnung des U mit dem Inneren des Behälters 3 in Verbindung steht. Das U hat Innenflanken 14, die jedoch nicht parallel zur Achse des Behälters 3 verlaufen, sondern in Richtung auf die Absaugöffnung 8 hin geneigt sind. Wenn nun der Deckel 4 unter der Wirkung der Kolben-Zylinder-Einheit 5, die als Druckeinrichtung funktioniert, in das Innere des Behälters 3 geschoben wird, wird das im Behälter 3 befindliche Medium verdrängt. Es kann aber nur in Richtung auf die Absaugöffnung 8 hin ausweichen, da die Dichtlippen 7 an der Innenwand des Behälters 3 anliegen. Durch die geneigten Flanken des Deckels wird die Verdrängung des Mediums zur Absaugöffnung 8 hin unterstützt. Wenn jedoch die Viskosität des im Behälter 3 befindlichen Mediums relativ hoch ist, es sich also um ein sehr zähflüssiges oder gar pastöses Medium handelt, und zusätzlich der Saugdruck der Pumpe 11, also der in der Saugleitung 10 herrschende Unterdruck, einen bestimmten, viskositätsabhängigen Wert überschreitet, wird der Raum unterhalb der Absaugöffnung 8 durch die Pumpe 11 relativ schnell leergesaugt. Es bildet sich dann eine hohle Glocke bzw. ein hohler Dom, in dem sich kein Medium mehr befindet. Der von der Kolben-Zylinder-Einheit 5 aufgebrachte Druck läßt sich nur bis zu einem gewissen Maße steigern. Wenn er zu groß wird, besteht die Gefahr, daß die Wände des Behälters 3 der Belastung nicht standhalten. Auch bei einem höheren Druck ist nicht sichergestellt, daß der leergesaugte Raum rasch genug wieder aufgefüllt wird, weil

die Fließgeschwindigkeit des Mediums in der Regel begrenzt ist.

Um diesem Mangel abzuhelfen, ist eine doppelt wirkende Schnecke 15 vorgesehen, die im wesentlichen horizontal, also senkrecht zur Achse des Behälters 3 angeordnet ist. Die Schnecke hat zwei Wendel 16, 17, von denen einer rechtslaufend und einer linkslaufend angeordnet ist. Die beiden Wendel 16, 17 wirken also gegeneinander. Ihr Wendepunkt 18 ist im wesentlichen unter der Absaugöffnung 8 angeordnet. Die Schnecke selbst ist über ein Getriebe 19, 2 0 von einem Motor 21 angetrieben. Der Motor 21 wird dabei von der gleichen Steuereinrichtung 13 gesteuert, die auch die Pumpe 11 betätigt. Diese Steuereinrichtung kann dann so ausgebildet sein, daß sie den Motor 21 immer nur dann betätigt, wenn auch die Pumpe 11 in Betrieb genommen wird.

Die Schnecke 15 ist an beiden Enden in Drehlagern 22, 23 am Deckel 4 befestigt. Sie ist so angeordnet, daß sie sich im Innern des Deckels, also im Hohlraum 24 befindet. Wird nun der Deckel 4 durch die Kolben-Zylinder-Einheit 5 in den Behälter 3 hineingedrückt, füllt sich der Hohlraum 24 mit Medium. Die Pumpe 11 und der Motor 21 werden nun gleichzeitig in Betrieb genommen. Hierbei saugt zwar die Pumpe 11 das Medium aus dem Hohlraum 24 ab. Gleichzeitig fördert aber die Schnecke 15 das Medium von den Flanken 14 des Deckels in Richtung auf die Absaugöffnung 8, so daß laufend Medium in den Raum unterhalb der Absaugöffnung 8 nachgeliefert wird. Da das Medium aus den Randbereichen des Deckels entfernt wird, läßt sich der Deckel 4 unter der Wirkung der Kolben-Zylinder-Einheit 5 nun dort leichter nach unten drücken, was wiederum zur Folge hat, daß sehr viel schneller als sonst Medium in den Hohlraum 24 nachströmen kann, wo es wiederum durch die Schnecke in Richtung auf die Absaugöffnung 8 transportiert wird.

Durch die Lagerung der Schnecke 15 im Deckel wird die Schnecke 15 gleichzeitig und im konstanten Abstand zum Deckel 4 bewegt. Sie hat damit immer die optimale Entfernung zum Deckel, d.h. sie ist zwar weit genug in das Medium eingetaucht, um es in Richtung auf die Absaugöffnung 8 hin zu fördern. Sie ist aber nicht zu tief in das Medium eingetaucht, so daß ihre Wirkung noch in den Bereichen, wo es notwendig ist, auftritt.

Durch den Antrieb der Schnecke mit Hilfe des Motors 21 wird zwar eine gewisse Energie benötigt. Diese Energie wird jedoch teilweise dadurch wieder eingespart, daß die Kolben-Zylinder-Einheit 5 bei ansonsten unveränderten Bedingungen mit einem etwas geringerem Druck gefahren werden kann.

Claims

Schutzansprüche

1. Pumpeinrichtung für pastöse Medien mit einem das Medium aufnehmenden Behälter und einem im Behälter unter der Wirkung einer Druckeinrichtung absenkbaren Deckel, der auf seiner Innenseite in Richtung auf eine Absaugöffnung geneigten Flächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (3) eine Fördereinrichtung (15) vorgesehen ist, die das Medium bewegt.

2. Pumpeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (15) das Medium zu einer Position fördert, die im wesentlichen unterhalb der Absaugöffnung (8) angeordnet ist.

3. Pumpeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (15) gemeinsam mit dem Deckel (4) bewegbar ist und einen konstanten Abstand zu ihm aufweist.

4. Pumpeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (15) am Deckel (4) befestigt ist.

5. Pumpeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (15) im Innern des Deckels (4) im Bereich der geneigten Flächen

(14) angeordnet ist.

6. Pumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung

(15) eine im wesentlichen horizontal angeordnete doppelt wirkende angetriebene Schnecke (15) aufweist, bei der der Wendepunkt (18) ihrer Wendel (16, 17) im wesentlichen unterhalb der Absaugöffnung (8) angeordnet ist.

7. Pumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer mit der Absaugöffnung verbundenen Pumpe (11), dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (15) einen Motor (21) aufweist, der mit der gleichen Steuereinrichtung (13) wie die Pumpe (11) verbunden ist und von ihr gleichzeitig mit der Pumpe (11) betätigbar ist.