DE102013016030A1 - Conveyor - Google Patents
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Abstract
Eine Fördereinrichtung, mit einem in einem Pumpenraum (31) mittels einer Betätigungseinrichtung (3) verfahrbaren Förderkolben (27), der in einer Förderrichtung Fluid aus einer Fluidleitung (35) in druckmindernder Weise entnimmt und in einer weiteren, vorzugsweise gegenläufigen Förderrichtung Fluid an eine weitere Fluidleitung (37) in druckerhöhender Weise abgibt, ist dadurch gekennzeichnet, dass in die jeweilige Fluidleitung (35, 37) eine Ventileinrichtung (39, 41) derart mit gegenläufiger Wirkungsweise eingebracht ist, dass beim druckmindernden Entnahmevorgang die jeweilige Ventileinrichtung (39, 41) in der einen Fluidleitung (35) öffnet und in der weiteren Fluidleitung (37) sperrt, und im umgekehrten Fall beim druckerhöhenden Abgabevorgang die jeweilige Ventileinrichtung (39, 41) in der einen Fluidleitung (35) sperrt und in der weiteren Fluidleitung (37) öffnet.A conveying device, with a conveying piston (27) which can be moved in a pumping space (31) by means of an actuating device (3) and removes fluid from a fluid line (35) in a conveying direction in a pressure-reducing manner and fluid in another, preferably counter-rotating conveying direction to another Fluid line (37) discharges in a pressure-increasing manner, is characterized in that in the respective fluid line (35, 37) a valve means (39, 41) is introduced with opposite action, that the pressure-reducing removal operation, the respective valve means (39, 41) in the one fluid line (35) opens and in the other fluid line (37) blocks, and in the reverse case, the respective valve means (39, 41) in the one fluid line (35) blocks in the further fluid line (37) in the pressure-increasing dispensing operation.
Description
Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung, mit einem in einem Pumpenraum mittels einer Betätigungseinrichtung verfahrbaren Förderkolben, der in einer Förderrichtung Fluid aus einer Fluidleitung in druckmindernder Weise entnimmt und in einer weiteren, vorzugsweise gegenläufigen Förderrichtung Fluid an eine weitere Fluidleitung in druckerhöhender Weise abgibt.The invention relates to a conveyor, with a movable in a pump chamber by means of an actuator delivery piston which removes fluid from a fluid line in a pressure-reducing manner in a conveying direction and delivers in a further, preferably opposite conveying direction fluid to another fluid line in a pressure-increasing manner.
Fördereinrichtungen dieser Gattung sind Stand der Technik und kommen auf den verschiedensten Gebieten für die hydrostatische Förderung von Flüssigkeiten zum Einsatz. Als Kolbenförderpumpen, die mittels Hubmagneten betätigbar sind, kommen derartige Fördereinrichtungen vielfach bei elektrisch gesteuerten Betriebssystemen zum Einsatz. In derartigen Anwendungsfällen sind an das Betriebsverhalten hohe Anforderungen zu stellen, insbesondere hinsichtlich der Toleranzen des Förderdruckes, des schnellen Ansprechverhaltens bei hoher Wiederholgenauigkeit und ohne Hysterese bei periodischem Betrieb.Conveyors of this type are state of the art and are used in the most diverse fields for the hydrostatic conveyance of liquids. As piston feed pumps which are actuated by means of lifting magnets, such conveyors are often used in electrically controlled operating systems. In such applications, high demands must be placed on the operating behavior, in particular with regard to the tolerances of the delivery pressure, the fast response with high repeat accuracy and without hysteresis during periodic operation.
Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Fördereinrichtung der besagten Gattung zur Verfügung zu stellen, die sich durch ein besonders günstiges Betriebsverhalten auszeichnet.In view of this problem, the invention has the object to provide a conveyor of said genus available, which is characterized by a particularly favorable performance.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäße durch eine Fördereinrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.This object is achieved by a conveyor according to the invention, having the features of
Demgemäß besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass in die dem Pumpenraum zugeordneten jeweiligen Fluidleitungen eine Ventileinrichtung eingebracht ist, die beim druckmindernden Entnahmevorgang in der einen Förderrichtung öffnet und in der weiteren Förderrichtung sperrt und im umgekehrten Fall in der einen Förderrichtung sperrt und in der weiteren Förderrichtung öffnet. Ohne Hysterese ist dadurch eine hohe Ansprechpräzision und Wiederholgenauigkeit erreichbar.Accordingly, a significant feature of the invention resides in the fact that a valve device is introduced into the respective fluid lines associated with the pump chamber, which opens in the one conveying direction during the pressure-reducing removal operation and blocks in the further conveying direction and in the reverse case blocks in one conveying direction and in the other Conveying direction opens. Without hysteresis a high response precision and repeat accuracy can be achieved.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die jeweilige Ventileinrichtung aus Rückschlagventilen gebildet, deren Öffnungsrichtungen gemeinsam in eine vorgesehene Fluid-Fördereinrichtung in der zugeordneten Fluidleitung weisen.In preferred exemplary embodiments, the respective valve device is formed by check valves whose opening directions point together into a provided fluid delivery device in the associated fluid line.
In besonders vorteilhafter Weise ist die Anordnung so getroffen, dass die jeweiligen Fluidleitungen, gerechnet vom Pumpenraum zu dem jeweils zuordenbaren Rückschlagventil, ein- und dieselbe Leitungsstrecke mit demselben Durchströmungsquerschnitt aufweisen. Dadurch lässt sich eine besonders hohe Wiederholgenauigkeit ohne Hysterese erreichen.In a particularly advantageous manner, the arrangement is such that the respective fluid lines, calculated from the pump chamber to the respective assignable check valve, one and the same line section having the same flow cross-section. As a result, a particularly high repeat accuracy can be achieved without hysteresis.
Vorteilhafterweise ist hierbei der freie Querschnitt des Pumpenraums gleich oder kleiner als der freie Querschnitt der jeweils angeschlossenen Leitungsstrecke, bezogen auf diesen Anschlussbereich. Eine solche Angleichung der Querschnittsgrößen ist insbesondere bei geringen Förderströmen und hohem Förderdruck im Hinblick auf die Wiederholgenauigkeit vorteilhaft.Advantageously, in this case the free cross section of the pump chamber is equal to or smaller than the free cross section of each connected line section, based on this connection area. Such an approximation of the cross-sectional sizes is particularly advantageous at low flow rates and high delivery pressure in terms of repeatability.
In besonders vorteilhafter Weise kann die Anordnung so getroffen sein, dass die jeweilige Fluidleitung Bestandteil eines gemeinsamen Fluid-Förderstranges ist, in den der Pumpenraum mit seinem integrierten Förderkolben geschaltet ist.In a particularly advantageous manner, the arrangement may be such that the respective fluid line is part of a common fluid conveyor line, in which the pump chamber is connected with its integrated delivery piston.
Für hohe Wiederholgenauigkeit bei periodischem Betrieb und kleinen Förderströmen weist der Förderkolben einen nadelartigen Fortsatz auf, wobei der nadelartige Fortsatz als Verdrängerelement in den Pumpenraum eingreift, in den an seinem freien Ende die jeweiligen Fluidleitungen einmünden.For high repeatability during periodic operation and small flow rates, the delivery piston has a needle-like extension, wherein the needle-like extension engages as a displacement element in the pump chamber into which open at their free end, the respective fluid lines.
In besonders vorteilhafter Weise ist die Betätigungseinrichtung aus einem bestrombaren Betätigungsmagneten gebildet, der in seinem einen stromlosen oder anderen bestromten Betätigungszustand den Förderkolben in seine druckmindernde bzw. druckerhöhende Verfahrstellung verbringt.In a particularly advantageous manner, the actuating device is formed from an energizable actuating magnet which spends the delivery piston in its pressure-reducing or pressure-increasing travel position in its one currentless or other energized operating state.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die zumindest aus dem Förderkolben und dem Pumpenraum bestehende Kolbenförderpumpe derart mit einer Druckbegrenzungseinrichtung versehen, dass bei einer ungewollten Druckerhöhung im Fluid-Förderstrang der Druck innerhalb des Pumpenraums auf einen vorgebbaren maximalen Druckwert begrenzt ist. Durch die in die Kolbenpumpe integrierte Druckbegrenzereinrichtung entfällt die Notwendigkeit, anderweitige Druckbegrenzungseinrichtungen, wie Druckbegrenzungsventile, vorzusehen. Des Weiteren sind die Nachteile vermieden, die sich beim Versuch, die Drucklimitierung durch Ausnutzung der Hub-Kraft-Kennlinie der magnetischen Betätigungseinrichtung vorzunehmen. Wegen der möglichen Abweichungen der bestimmungsgemäßen elektrischen Energieversorgung ergeben sich hierbei Nachteile hinsichtlich Ansprechpräzision, Hysterese und Wiederholgenauigkeit.In particularly advantageous embodiments of the invention, the at least from the delivery piston and the pump chamber existing piston delivery pump is provided with a pressure limiting device that is limited at an unintentional pressure increase in the fluid delivery line, the pressure within the pump chamber to a predetermined maximum pressure value. By integrated into the piston pump pressure relief device eliminates the need to provide other pressure relief devices, such as pressure relief valves. Furthermore, the disadvantages are avoided when trying to make the pressure limitation by utilizing the stroke-force characteristic of the magnetic actuator. Because of the possible deviations of the intended electrical power supply, this results in disadvantages in terms of response, hysteresis and repeatability.
In besonders vorteilhafter Weise kann zur Bildung der Druckbegrenzungseinrichtung der Förderkolben unter Mitwirkung eines Energiespeichers, insbesondere in Form einer Druckfeder, in einen das Aufnahmevolumen des Pumpenraums vergrößernden Rückstellbereich bei entsprechend anstehendem Fluiddruck im Fluid-Förderstrang verfahrbar sein.In a particularly advantageous manner, to form the pressure limiting device, the delivery piston, with the assistance of an energy store, in particular in the form of a compression spring, can be moved into a return area which increases the receiving volume of the pump chamber, in accordance with the fluid pressure in the fluid delivery line.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die Anordnung hierbei so getroffen, dass auf den Förderkolben ein weiterer Energiespeicher, insbesondere in Form einer weiteren Druckfeder, permanent einwirkt, die den Förderkolben in einen das Volumen des Pumpenraums verkleinernden Zustellbereich zu verfahren sucht. Dadurch ist die Druckbegrenzung unabhängig von der Energieversorgung des Betätigungsmagneten, sondern bestimmt sich nach der Charakteristik der beiden am Förderkolben angreifenden Druckfedern.In particularly advantageous embodiments, the arrangement is in this case made such that on the delivery piston, a further energy storage, in particular in the form of a further compression spring, permanently acting, which seeks to move the delivery piston in a reducing the volume of the pump chamber delivery area. As a result, the pressure limitation is independent of the power supply of the actuating magnet, but determined by the characteristics of the two pressure springs acting on the delivery piston.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention with reference to an embodiment shown in the drawing is explained in detail. Show it:
In
Der Betätigungsstößel
Wie lediglich in der
Die
Die
Die
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