EP0073940A2 - Dosierpumpe - Google Patents

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EP0073940A2 EP82107147A EP82107147A EP0073940A2 EP 0073940 A2 EP0073940 A2 EP 0073940A2 EP 82107147 A EP82107147 A EP 82107147A EP 82107147 A EP82107147 A EP 82107147A EP 0073940 A2 EP0073940 A2 EP 0073940A2
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00—Pumping installations or systems
    • F04B23/04—Combinations of two or more pumps
    • F04B23/06—Combinations of two or more pumps the pumps being all of reciprocating positive-displacement type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B13/00—Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities

Definitions

  • the figure shows a schematic representation of a metering pump connected to a water supply with a metering agent container, partly in a sectional view.
  • the metering pump 1 comprises a pump cylinder 2 with an inlet located at the top in the vertical direction and an outlet 3 near its lower end. Above the pump cylinder 2 there is a metering piston 4 which moves back and forth relative to the pump cylinder by means of a schematically illustrated lifting drive 5 and is thus immersed in or dipped out of it.
  • the stroke drive 5 is connected by means of a control line 6 to a pulse generator 7, which delivers control pulses to the stroke drive as a function of the amount of liquid flowing through a line 8.
  • the pump cylinder 2 is connected at its top to a pre-delivery chamber 9, which is formed from a housing 10.
  • the walls of the housing 10 can be in the form of membrane clamps 12, 13 which laterally clamp in a membrane 11.
  • the lower part of the housing 10 is tightly connected to the pump cylinder wall.
  • At a distance from the pump cylinder wall there is an outlet 14 to which a tubular line is attached 15 connects.
  • the outlet 14 is located at a level above the inlet side of the pump cylinder 2, viewed in the vertical direction.
  • the line 15 leads to a dosing agent container 16, which preferably has a flexible bladder 17 containing the dosing agent, which is carried by a support container 18.
  • the support container has ventilation openings 19.
  • the line 15 is tightly connected to the inside of the flexible bladder 17. In this way, a bacteria-proof connection is created between line 15 and dosing agent container, since no ventilation of the dosing medium is required.
  • a conventional dosing agent container can also be used, in which air flows in according to the amount of dosing agent extracted.
  • a bacteria filter can be provided in the ventilation opening so that this air flows into the container in a germ-free manner.
  • a pressure valve 20 is directly connected to the outlet 3, which in the exemplary embodiment shown is designed as a spring-loaded ball valve.
  • a connecting line 23 leading to a metering point 22 connects to the pressure valve.
  • the pressure valve 20 is provided as close as possible to the pump cylinder and preferably directly at the outlet thereof.
  • the line 15 has a first area 25 with a steep slope connected to the outlet 14 and a second area 26 with a steep slope connected to the metering container, and an area 24 in between with little or no slope.
  • a pump sump 27 is provided on the underside of the area 24, the top of which is towards the inside of the tube area 24 is open.
  • the pump cylinder 2 has an opening 29 on its bottom 28, which lies at the bottom in the vertical direction, which leads into the interior of the pump sump 27 via a suction valve 30 and a suction line 31 directly adjoining it.
  • the suction line extends almost to the bottom of the pump sump.
  • the membrane 11 is connected to the metering piston, for example by means of a fastening disk 32, such that the membrane is moved as the metering piston is raised or lowered.
  • the size of the pre-delivery chamber and the stroke movement through the membrane 11 are dimensioned such that the stroke volume of the membrane is greater than the volume of the suction line 15.
  • the metering piston 4 is exchanged with the lifting of the membrane 11 out of the pump cylinder 2, so that a part of the conveyed dosing agent completely envelops the pump cylinder 2 and an excess 32 ′ of dosing agent remains in the pre-delivery chamber 9. With the downward movement of the pump piston 4 and membrane 11, the metering now takes place, and the majority of the metering agent still in the pre-conveying space is conveyed back into the metering agent container 16. Above the metering piston 4, part 32 of the pre-conveyed amount of the metering agent remains, because the outlet 14, viewed in the vertical direction, has a higher level than the upper inlet of the pump cylinder 2. The height difference between the inlet 14 and the inlet of the pump cylinder is chosen such that a desired section of the Pump cylinder jacket always remains in the metered quantity delivered, in order to avoid the formation of deposits on the metering piston.
  • the sump 27 is constantly filled with dosing agent while the dosing liquid is being sucked in and returned.
  • dosing agent is sucked out of the pump sump 27 via the suction line 31 and the suction valve 30 into the pump cylinder 2, so that evacuation in this space leading to crystallization or polymerization is avoided.
  • the size of the pump sump 27 is selected so that there is always enough liquid during suction and prevents that, during operation, pulsating air, for example in line 15, can penetrate into suction valve 30 of metering pump 1.

Abstract

Es wird eine Dosierpumpe (1) geschaffen, mit der eine in Abhängigkeit von der Zeit oder von einer Durchflußmenge genaue Dosierung möglichist. Die Dosierpumpe (1) arbeitet mit einer mittels einer Membran (11) erreichten Vorförderung. Das Hubvolumen der Membran (11) ist größer als das Volumen des zwischen einem Vorförderraum (9) und einem Dosiermittelbehälter (16) befindlichen Leitungsvolumens. Dadurch wird erreicht, daß auf eine Rücklaufleitung und auf ein Saug- und ein Druckventil verzichtet werden kann.

Description

    • 1. Dosierpumpe mit mit einem eingangsseitig mit einem Vorförderraum und ausgangsseitig mit einer Dosierstelle verbundenen Pumpenzylinder und einem damit zusammenwirkenden Dosierkolben sowie einer Membran, wobei der Vorförderraum oberhalb des Pumpenzylinders liegt und ausgangsseitig ein mit einem Dosiermittelbehältereingang verbindbares Leitungsstück aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubvolumen der Membran (11) größer ist als das Volumen des mit dem dem Eingang des Dosiermittelbehälters (16) verbindbaren Leitungsstückes (15).
    • 2. Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (14) des Vorförderraumes (9) auf einem höheren Niveau als der Eingang des Pumpenzylinders (2) vorgesehen ist.
    • 3. Dosierpumpe nach Anspruchl oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsstück (15) mit einem Pumpensumpf (27) verbunden ist, der über eine Saugleitung (31) mit dem Pumpenzylinder (2) verbunden ist.
    • 4. Dosierpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Pumpenzylinder (2) und Pumpensumpf (27) ein Saugventil (30) vorgesehen ist.
    • 5. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem mit der Dosierstelle (22) verbindbaren Ausgang (3) ein Druckventil (20) vorgesehen ist.
    • 6. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Leitungsstück (15) verbindbare Dosiermittelbehälter (16) eine das Dosiermittel enthaltende flexible Blase (17), deren Außenseite mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, aufweist.
  • ren bzw. Evakuieren und das daraus resultierende Ausgasen bzw. Auskristallisieren oder Polymerisieren vermieden wird.
  • Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figur.
  • Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer an einer Wasserzuführung angeschlossenen Dosierpumpe mit Dosiermittelbehälter, teilweise in geschnittener Darstellung.
  • Die Dosierpumpe 1 umfaßt einen Pumpenzylinder 2 mit einem in vertikaler Richtung gesehen oben liegenden Eingang und einem nahe seinem unteren Ende liegenden Ausgang 3. Oberhalb des Pumpenzylinders 2 ist ein Dosierkolben 4 vorgesehen, der mittels eines schematisch dargestellten Hubantriebes 5 relativ zum Pumpenzylinder hin-und herbewegt und somit in diesen eingetaucht bzw. aus diesem herausgetaucht wird. Der Hubantrieb 5 ist mittels einer Steuerleitung 6 mit einem Impulsgeber 7 verbunden, welcher in Abhängigkeit von der durch eine Leitung 8 hindurchfließenden Flüssigkeitsmenge Steuerimpulse an den Hubantrieb liefert.
  • Der Pumpenzylinder 2 ist an seiner Oberseite mit einem Vorförderraum 9 verbunden, der aus einem Gehäuse 10 gebildet ist. Die Wandungen des Gehäuses 10 können in Form von einer Membran 11 seitlich einspannenden Membranklammern 12, 13 ausgebildet sein. Der untere Teil des Gehäuses 10 ist mit der Pumpenzylinderwand dicht verbunden. In einem Abstand von der Pumpenzylinderwand ist ein Ausgang 14 vorgesehen, an den sich eine rohrförmige Leitung 15 anschließt. Der Ausgang 14 liegt in vertikaler Richtung gesehen auf einem Niveau oberhalb der Eingangsseite des Pumpenzylinders 2.
  • Die Leitung 15 führt zu einem Dosiermittelbehälter 16, der vorzugsweise eine das Dosiermittel enthaltende flexible Blase 17 aufweist, die von einem Stützbehälter 18 getragen wird. Der Stützbehälter weist Belüftungsöffnungen 19 auf. Die Leitung 15 ist dicht mit dem Inneren der flexiblen Blase 17 verbunden. Auf diese Weise entsteht eine bakteriendichte Verbindung zwischen Leitung 15 und Dosiermittelbehälter, da keine Belüftung des Dosiermediums erforderlich ist. Insbesondere bei nichtausgasenden Dosiermitteln kann auch ein herkömmlicher Dosiermittelbehälter verwendet werden, bei dem entsprechend der abgesaugten Dosiermittelmenge Luft nachfließt. Damit diese Luft keimfrei in den Behälter einfließt, kann in der Belüftungsöffnung ein Bakterienfilter vorgesehen sein.
  • An dem Ausgang 3 ist unmittelbar ein Druckventil 20 angeschlossen, welches in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als ein federvorgespanntes Kugelventil ausgebildet ist. An das Druckventil schließt sich eine zu einer Dosierstelle 22 führende Verbindungsleitung 23 an. Das Druckventil 20 ist so nah wie möglich am Pumpenzylinder und vorzugsweise direkt am Ausgang desselben vorgesehen.
  • Die Leitung 15 weist einen mit dem Ausgang 14 verbundenen ersten Bereich 25 mit starkem Gefälle und einen mit dem Dosierbehälter verbundenen zweiten Bereich 26 mit starkem Gefälle sowie einen dazwischenliegenden Bereich 24 mit nur geringem oder gar keinem Gefälle auf. An der Unterseite des Bereiches 24 ist ein Pumpensumpf 27 vorgesehen, dessen Oberseite zum Inneren des Rohrbereiches 24 hin offen ist.
  • Der Pumpenzylinder 2 weist an seinem in vertikaler Richtung unten liegenden Boden 28 eine Öffnung 29 auf, die über ein unmittelbar daran anschließendes Saugventil 30 und eine Saugleitung 31 in das Innere des Pumpensumpfes 27 führt. Die Saugleitung reicht bis nahezu zum Boden des Pumpensumpfes.
  • Wie in der Figur gezeigt ist, ist die Membran 11 mit dem Dosierkolben beispielsweise durch eine Befestigungsscheibe 32 so verbunden, daß die Membran mit dem Heben bzw. Senken des Dosierkolbens bewegt wird. Die Größe des Vorförderraumes und die Hubbewegung durch die Membran 11 sind so bemessen, daß das Hubvolumen der Membran größer ist als das Volumen der Ansaugleitung 15. Bei der Bewegung der Membran 11 vom unteren Todpunkt nach oben wird im ersten Hub die Luft im Ansaugsystem abgesaugt und dabei das Dosiermittel aus der flexiblen Blase 17 in den Vorförderraum 9 gefördert. Der Dosierkolben 4 wird mit dem Anheben der Membran 11 aus dem Pumpenzylinder 2 ausgetaucht, so daß ein Teil des geförderten Dosiermittels den Pumpenzylinder 2 vollständig hüllt und ein Überschuß 32'an Dosiermittel in dem Vorförderraum 9 verbleibt. Bei der Abwärtsbewegung von Pumpkolben 4 und Membran 11 erfolgt nun die Dosierung, und der größte Teil des noch im Vorförderraum befindlichen Dosiermittels wird wieder in den Dosiermittelbehälter 16 zurückbefördert. Oberhalb des Dosierkolbens 4 verbleibt ein Teil 32 der vorgeförderten Menge des Dosiermittels, weil der Ausgang 14 in vertikaler Richtung gesehen ein höheres Niveau besitzt als der obere Eingang des Pumpenzylinders 2. Der Höhenunterschied zwischen dem Eingang 14 und dem Eingang des Pumpenzylinders wird so gewählt, daß ein gewünschter Abschnitt des Pumpenzylindermantels stets in der geförderten Dosiermenge verbleibt, um so eine Belagbildung am Dosierkolben zu vermeiden.
  • Während des Ansaugens und des Zurückförderns von Dosierflüssigkeit wird der Sumpf 27 ständig mit Dosiermittel gefüllt. Beim Anheben des Dosierkolbens 4 wird Dosiermittel aus dem Pumpensumpf 27 über die Saugleitung 31 und das Saugventil 30 in den Pumpenzylinder 2 angesaugt, so daß ein zur Auskristallisation oder Polymerisation führendes Evakuieren in diesem Raum vermieden wird. Die Größe des Pumpensumpfes 27 wird dabei so gewählt, daß stets genügend Flüssigkeit beim Ansaugen verbleibt und verhindert wird, daß während des Betriebes etwa in der Leitung 15 pulsierende Luft in das Saugventil 30 der Dosierpumpe 1 eindringen kann.

Claims (6)

  1. Die Erfindung betrifft eine Dosierpumpe gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
  2. Bei einer bekannten Dosierpumpe mit Dosierkolben-Zylindereinrichtung und Vorfördermembran ist der Vorförderraum über ein Saugventil mit einer Saugleitung und über ein Druckventil mit einer Rücklaufleitung mit einem Dosiermittelbehälter verbunden. Die Vorförderung erfolgt über die Saugleitung und das Saugventil zum Vorförderraum. Aus dem Vorförderraum entnimmt der Dosierkolben die erforderliche Menge Dosiermittel. Die überschüssige Menge des Dosiermittels wird über das Druckventil und die Rücklaufleitung in den Dosiermittelbehälter zurückgefördert. Durch die Notwendigkeit des Vorsehens von Saug- und Druckventilen und einer Rückführleitung ist die Apparatur relativ aufwendig. Der Pumpzylinder bei einer bekannten Dosierpumpe ist über ein Druckventil mit einer Dosierstelle verbindbar. Beim Austauchen des Kolbens aus dem Pumpenzylinder erfolgt praktisch ein Evakuieren, welches zu'einem Ausgasen des Dosiermittels führt. Bei bestimmten Dosiermitteln wie z.B. Silikaten, Natronlaugen oder ähnlichem führt das zu einer Auskristallisation im Pumpenzylinder und damit zu einer Zerstörung der Dosierpumpe. Bei anderen Dosiermitteln führt eine solche Evakuierung zu einer Polymerisation und somit ebenfalls zur Zerstörung der Kolben-Zylinder-Einrichtung. Ferner ist durch das Vorsehen von Saug- und Druckleitung zwischen Vorförderraum und Dosiermittelbehälter die bakterien- und gasdichte Verbindung zwischen Dosierpumpe und Dosiermittelbehälter schwierig.
  3. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dosierpumpe der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der die oben diskutierten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll die Dosierpumpe einen einfachen Aufbau aufweisen und trotzdem hohe Dosiergenauigkeit besitzen. Gemäß einer Weiterbildung soll die Expansion im Pumpenzylinder beim Austauchen des Kolbens vermieden werden.
  4. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Dosierpumpe nach Anspruch 1. Dadurch kann auf ein Saug- und ein Druckventil am Vorförderraum verzichtet werden, weil bei der Bewegung der Membran vom unteren Todpunkt-nach oben nicht nur die Luft im Ansaugsystem abgesaugt sondern auch genügend Dosiermittel aus dem Vorratsbehälter in den Vorförderraum gefördert wird.
  5. Vorzugsweise ist der Ausgang des Vorförderraumes auf einem höheren Niveau gelegen als der Eingang des Pumpenzylinders. Auf diese Weise umgibt das Dosiermittel stets den Pumpenkolben, so daß eine Belagbildung am Pumpenkolben vermieden wird.
  6. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Leitungsstück mit einem Pumpensumpf verbunden, der über eine Leitung mit dem Pumpenzylinder verbunden ist. Beim Ansaugen im Dosierpumpenzylinder wird somit Dosiermittel aus dem Pumpensumpf nachgesaugt, wodurch das Expandie-
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