CN102245901B - 对计量泵的输送室进行脱气的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于对计量泵的输送室(1)进行脱气的方法，该方法包括实施冲击，其中，在输送室(1)中，使由可形成气体的流体产生并附着在内表面上的气泡从该表面上脱落，并使在所述输送室(1)中的气泡(4，4′，8，8′)在压力阀(6)的方向上移动并在压力阀(6)的输送室一侧积聚成累积气泡，以及，通过升高压力来使位于压力阀(6)上的累积气泡(7)从所述输送室(1)逸出到压力管中。一种计量泵，其具有位于输送室(1)中用于实施冲击的装置。

Description

对计量泵的输送室进行脱气的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种对计量泵的输送室进行脱气的方法和一种实施该方法的装置。

背景技术

在计量泵的输送室中、特别是在计量液体时有气体形成，这已是公知的问题。气体形成不仅发生在计量过程中，而且还发生在泵计量停顿期间。对于诸如过氧化氢H₂O₂这样的排气物质来说，会有气体释出，其中，在输送室中的气泡的数量和大小随计量停顿的持续时间或在停车时间内增长。由此使得计量泵的计量室内的压力升高。如果泵的计量室中的压力超过压力管中的压力，则排出侧的泵阀门打开，然后液体从计量泵的计量室转移到压力管中，由此出现压力平衡(Druckausgleich)。因此，泵的计量室中的气体容积与液体容积的比值上升，其结果是，在计量泵启动时没有直接输出计量容量(Dosiervolumina)。由此使计量过程中断。

因此，希望在改善初始特性的基础上提供一种控制计量泵的方法以及相应的适用于此方法的计量泵。

发明内容

本发明的目的在于，在现有技术基础上提出一种改进的用于对输送室脱气的方法，以及一种运行该方法的相应的装置。本发明的目的通过一种具有独立权利要求1所述特征的方法和一种具有独立权利要求13所述特征的装置得以实现。这种方法和装置的扩展方案由对应的从属权利要求给出。

本发明的对输送室中形成气体的流体进行脱气的方法的第一种实施方式涉及到一种具有输送室的泵，划定该输送室的界限的挤压体伸展进入到输送室中，在此，输送室具有两个开口，其中的一个开口经过吸入阀通入吸入管中，第二个开口经过压力阀通入压力管中。由于在泵停机期间，由于源于流体的气体形成会使输送室中的压力持续上升，当超过特定值时压力阀打开，从而使未定数量的气体和流体进入压力管中。为了防止在所产生的气体逸出的同时部分流体进入压力管中，根据本发明的方法，优选提出一种在输送室一侧位于压力阀上的累积气泡(Sammelgasblase)，以便在超过压力阀的开启压力时，优选只有气体泄露到压力管中。为此，本发明的方法包括实施冲击，其中，冲击可导致由可形成气体的流体在输送室中产生并附着在输送室内表面上的气泡从表面脱落。为此在冲击时，至少在一部分界定输送室边界的面或壁上和/或对位于输送室中的流体实施冲击。当气泡从内表面上脱落之后，它们在输送室中浮动，积聚成更大的气泡，该更大的气泡优选沿压力阀的方向上升，优选在那里在输送室一侧形成累积气泡。现在，如果输送室中的压力升高，那么优选排列在压力阀上的累积气泡就会以逸出气泡(Austrittsgasblasen)的形式从输送室逸出到压力管中。压力升高可以是在持续的泵停机期间由流体生成更多气体的结果，替代地，为了使压力升高，还可以运行挤压体的子压缩行程(Teildruckhub)，从而使累积气泡逸出到压力管中。在此优选没有或仅有极少量的流体进入压力管中。通过实施这种冲击，可以有利地确保在计量泵的输送室中的气体含量不会超过导致泵停机的水平。

在另一种实施方式中，用于使气泡分离的冲击是通过借助于设置在输送室中的振动发生器产生振动波(Vibrationsschwingungen)实现的。此时，可以将挤压体和/或输送室的其他部分置于振动当中。替代地，还可以运行挤压体的至少一个子压缩行程和/或子吸取行程，以实现冲击，例如，挤压体优选只吸取较小、甚至可能是无穷小的容量，从而例如可以将子吸取行程看作吸取冲击。由此使附着在输送室的内表面上的气泡脱离，并可以与其它现存于输送室中的气泡积聚在一起。

该方法的另一种实施方式包括子行程序列(Teilhubfolge)的运行。这种子行程序列可以是吸取行程和/或压缩行程的子行程序列。优选可以使子压缩行程和子吸取行程交替地连续运行。在此，优选挤压体在输送室中移动的每个行程长度都可以增加，从而使每个后续的子压缩行程和子吸取行程联合体(Teildruck-und Teilsaughubkombination)的行程长度大于以前运行的行程长度。由此使排列在压力阀上的累积气泡转移到压力管中，并且还根据递增的行程长度使附着在内表面上的气泡得到补充，从而再次重新形成累积气泡，并通过后续的子压缩行程再次将累积气泡转移到压力管中。在这里，优选根据行程长度的增加，在吸取行程中将吸入管中产生的气泡转移到输送室中，气泡在这里积聚成累积气泡，并通过下一个压缩行程转移到压力管中。通过运行这种具有递增的行程长度的子行程序列，可以使计量泵的输送室几乎完全脱气，从而在表示计量行程的第一个完整行程中，优选只有液体转移到压力管中，以实现可控的计量。子行程的数量在此可以预先确定，从而能够提前确定具有递增的行程长度的子行程序列。

替代地，具有递增的行程长度的子行程序列可以通过期望的脱气程度(Entgasungsgrad)来定义，该脱气程度是可以确定的，其中，在运行压力行程或吸取行程时检测输送室中的压力梯度。将所确定的压力梯度与升压值相比较，该升压值为对脱气的输送室确定的校准压力梯度。在此，可以将与校准压力梯度相应的升压减去例如5％的校准升压值的公差即为所期望的脱气程度。

通过这种方式，当在停工期间或停车时间内有气体形成时，通过运行具有递增的行程长度的子行程序列，可以对泵的输送室以及对部分吸入管进行适当而连续的脱气。由此可以确保，在运行第一个完整的计量行程之前，在极端情况下，泵不会因为所产生气泡的可压缩性而发生故障，或者最好的情况是，在泵的输送系统中不包含会损害以及歪曲输送容积的气泡。

如上所述的子吸取行程优选相当于完整吸取行程的1％至99％，优选为1％到50％，大多数情况下优选为1％到25％。相应地，如上所述的子压缩行程优选相当于计量泵的完整压缩行程的1％至99％，优选为1％到50％，大多数情况下优选为1％到25％。在此优选通过挤压体(例如活塞或膜)的运动以公知的方式运行压缩行程。

根据本发明方法的另一种实施方式，可以例如根据已知的泵停机时间，利用与泵操作连接的时间控制装置预设时间间隔或时间点，以便在泵重新进入运行之前，执行自动脱气过程。优选在停车时间内或在泵停止期间实施用于输送室脱气的冲击。具有递增行程长度的子行程序列的运行优选在泵停车时间之后实施，以启动泵。

为了检验是否已经有气体形成，或者为了检验在系统中气体的形成量，在另一方法步骤中，可以通过设置在输送室上的压力传感器记录关于行程的压力变化，压力传感器承受输送室中的压力。如果所确定的关于行程的持续时间的压力变化按比例与冲程长度(Hubweg)相对应，例如按比例与在输送室中由挤压体已走过的行程长度所界定的体积相对应，并能以p/V图表示，则由根据压缩行程的压力曲线所描述的进程可以观察到升压特性。如果泵处于排气状态，近乎线性的压力上升或压力下降的斜率将达到最大值，该最大值作为升压特性的额定值。如果在输送室中存在气泡，在运行压缩行程或吸取行程的压力图中会看到具有较小斜率的上升或下降，该斜率等于压力梯度的实际值。因此，通过比较实际值与额定值，可以长时间地运行本方法，以排除泵中的空气，直到对输送室实现最好的脱气。这种比较在分析装置中完成，并将得到的结果提供给控制装置，以作为控制参数对泵进行控制。因此，可以有针性地根据所产生的气体体积开始脱气，或者可以确定脱气持续的时间和脱气效率。比较结果优选作为控制参数提供给控制泵的控制装置，以便在泵的停车时间期间、在泵停止期间、在泵停止之后启动泵，或者在泵的停车时间之后启动泵。

在挤压体的行程期间，压力管中实际输送的容积流量取决于整个气体容积的大小。确定泵的实际的输送特性，也就是泵的实际输送特性并与泵的额定输送特性进行比较，从而可以在考虑一定公差极限的情况下，判断用于计量操作的泵是否仍在有效运行。

本发明还涉及一种用于计量流体的计量泵，该计量泵适用于运行如前面所述的方法，以使计量泵的输送室脱气。该泵的输送室优选与至少一个可通过吸入阀打开的吸入管和至少一个可通过压力阀打开的压力管流体连接。此外，优选以公知的方式在输送室中设置挤压体，用于挤压流体；或者使输送室在至少一侧由挤压体(例如活塞或膜)形成边界。此外，在输送室中设置用于实现冲击的装置。该装置可以是激振器，例如，使激振器与挤压体或输送室的壁相连接，以便在输送室中对液体施加振动或冲击。替代地，可以利用挤压体的驱动器本身作为用于实现冲击的装置。为此，驱动器和/或其控制器或调节器优选被设计为，驱动器可以这样控制挤压体，使得挤压体能够实现较小的吸取行程和/或压缩行程，这样就只在输送室中对流体施加冲击，这对于在输送室中使气泡分离并积聚是必需的。在此，行程优选为较小的，从而基本上没有流体供应。进一步优选将挤压体的驱动器设计为，使其能够将如上所述的累积气泡从输送室中挤出。挤压体的这种驱动可以是机械、液压、气动和/或磁性的。例如，步进电机通过相应的齿轮驱动挤压体。

根据本发明的泵的一种实施方式，利用该泵可以实现已公开的方法，其特点在于，将流体从输送室中挤出的挤压体通过路径控制驱动装置，特别是步进电机或直线电机进行操作，以确保所需要的子吸取行程或子压缩行程与相应较小的吸取行程和/或压缩行程相符，并由此可以产生相对较小的低压或超压。由此可以有利地使挤压体(其可以是膜片或活塞)在需要时实现十分之一毫米的行程距离。因此，有可能实现最细微的压力冲击，其能够使附着在输送室的内表面上，以及附着在膜上或附着在挤压活塞指向输送室的表面上的气泡分离。

在此膜实施振动运动，其相当于“心室颤动”，即没有或只有极少的流体抽取效应，然而，在运动中会产生气泡，气泡从壁上分离并结合成较大的气泡，然后其在流体中会受到浮力并上升。

附图说明

本发明的这些和其他的优点将在下面的说明和附图中进行详细的说明。

下面根据附图对本发明做示例性地说明。

图1.1到1.8示出了当运行中断时，在膜片式泵的输送室中的脱气进程和状态的时间上的顺序，

图2.1到2.10示出了根据使计量泵在运行中断之后进入操作准备就绪状态的方法，在膜片式泵的输送室中的脱气进程和状态的时间上的顺序，

图3示出了在运行中断期间以及使计量泵进入操作准备就绪状态的方法和进程的流程图。

具体实施方式

为了能够更好地理解本发明的内容，下面对在说明书中所使用的一些术语进行定义。

直线电机被理解为一种电动驱动装置，其不是使与其连接的对象转换为转动运动，而是转换为直线运动。如果为了控制活塞而将直线电机联接在挤压泵中，可以使活塞回驶的距离很短。由此可以非常细微地计量活塞行程。这同样适用于步进电机，其转子在每一个由外部设定的步骤中都仅以微小的角度偏差向前运动。由此，当这样的步进电机例如通过偏心轮与活塞连杆或杵相联接时，可以实现最高的物理定位精度，并因此实现最精细的计量行程(Dosierhübe)。

输送室或计量室是指在计量泵中示出的室，其包含待输送的流体；挤压装置的用途在于将流体挤压到该室中。

形成气体的流体特别地被理解为液态化学物质，其易于与自身的分裂产物实现平衡，并因此将气态产物分离出去。对此的一个例子是过氧化氢。许多其他的化学物质，例如氯漂白剂，同样也易于气体分离。

所形成的气体增加了输送室中的压力，由此使计量泵的输送室由于形成气体而处于压力之下，计量泵的输送室通过压力阀而相对于吸入管和压力管密封。一旦由产生的气体所提供的压力超过了压力阀的保持压力(Haltedruck)，则压力阀打开，气体以及液体就会传递到压力管中。

术语“子吸取行程”以及“子压缩行程”是指完整吸取行程/压缩行程的一部分，在此，如果挤压装置被控制经过了整个行程长度，就会实现一个完整的行程长度。举例来说，如果挤压活塞在百分之百的满载情况下的挤压容积为100ml，那么仅为0.1％部分的子吸取行程只挤压0.1ml的容积。子吸取行程可以非常的小，从而使活塞或者膜片式泵中的膜摆动，优选在1Hz到20Hz的范围内实现，例如2Hz至10Hz，进一步优选在3Hz到4Hz的范围内实现，此时基本上没有被输送的流体。

关于挤压容积，在此也以与术语子吸取行程或者说子压缩行程相等的方式使用“行程长度”的概念，因为关于整个行程长度的子行程长度部分相当于关于总行程容积的子行程容积部分，从而使例如相当于全行程的25％的分量的子行程同时相当于总行程长度的25％的子行程长度。

另外，在下面还使用了术语“期望的脱气程度”，将其理解为，根据待计量的流体可以实现根据实验确定的最低脱气。这种最低脱气相当于脱气程度为1。对于长期释放气体的化学物质，在计量过程中本身也会产生气体，从而使这种化学物质的理想脱气程度会与另一种化学物质的理想脱气程度相符，当它处于流体状态时，其只是非常缓慢地释放气体，并由此在实际上使脱气程度接近1。为了确定脱气程度，可以使用在公开的专利文献DE3546189 A1中所描述的用于流量测量的方法，或者可以如上所述，通过设置在输送室中的压力传感器记录在挤压塞的行程中的压力梯度，并将该实际值与额定值进行比较。

根据本发明的方法，原则上可以在停车时间期间或泵停止之后实施冲击(Impulsgebung)，反之就运行挤压体的具有递增的行程长度的子行程序列，以开始运转，或者说，为了启动泵，可以在泵的停车时间之后使用具有递增的行程长度的子行程序列。

泵的停车时间可以理解为足够提供相应的气体容积的持续时间。原则上停车时间至少为30分钟，还可以将泵在夜间超过12小时的不运行时间看作停车时间，或者当泵中储存有流体时的多日不运行时间看作停车时间。泵停止可以从几秒钟持续到30分钟。为了使泵在停车时间内或者在泵停止期间运行根据本发明的脱气方法，泵必须是“活跃的”，即它们必须通电，并且脱气模式，即位于泵软件中的相应的程序必须被激活。

输送可形成气体的流体的计量泵(其输送室应该释放所形成的气体)具有通入输送室中的吸入阀，吸入阀延伸到吸入管中。此外，输送室提供压力阀通入压力管中。类似的还有，当存在多个压力管或吸入管时。用于挤压流体的挤压塞通常在一侧限定了输送室的边界，并设置为，使其可以交替地运行挤压所需的与相应的吸取行程相结合的压缩行程。

为了使由可形成气体的流体形成并附着在对输送室进行限定的内表面上的气泡从这些表面上脱落，首先要实现冲击，在此，冲击可以借助于设置在输送室中或之上的振动发生器通过振动波实现，或者也可以替代地例如作为挤压塞的第一子吸取行程得以实现。该子吸取行程可以等于完整吸取行程的0.1％到99％，也可以是从1Hz到20Hz范围内的摆动。如果气泡通过振动波或通过例如所产生的吸取冲击从限定输送室的内表面上脱落，它们会在输送室中积聚，而且由于其体积的增长，使它们由此承受了更大的浮力并沿压力阀的方向移动，但前提是使压力阀背向重力方向指向上方地设置在输送室中。

现在，在压力阀的输送室一侧形成了累积气泡，其应该通过压力阀释放到阀腔中。这是通过输送室中的压力升高而发生的，而压力升高是由更多的由流体形成的气体和/或由子压缩行程造成的，该子压缩行程可以等于一个全压缩行程的0.1％至99％。由此使得累积气泡被压缩并在其侧面对压力阀施加压力。压力阀在超过开启压力时打开，形成累积气泡的气体作为逸出气泡进入压力管中。在此优选没有流体随同转移到压力管中。

子吸取行程可以是完整吸取行程的0.1％至99％，优选为1％到50％，大多数情况下优选为1％到25％。子吸取行程还可以划分为多个摆动行程，这些摆动行程总计占完整吸取行程的0.1％至10％。子压缩行程可以是完整压缩行程的0.1％至99％，优选为1％到50％，大多数情况下优选为1％到25％。

为了使计量泵处于操作准备就绪的状态下，根据前面所述的冲击的实施方式，在运行中断期间运行挤压体的具有递增的行程长度的子行程序列，其中，子行程位于完整行程的0.1％至99％之间。由于变大的压缩行程导致输送室中压力增加，使累积气泡在子压缩行程中从压力阀漏出，同时，增加的吸取行程也可以使位于吸入管中的气泡转移到输送室中，在那里，气泡沿压力阀的方向运动并形成累积气泡，累积气泡随下一个压缩行程转移到压力管中，直至实现最优的脱气程度，该脱气程度或者由子行程预先确定，或者通过确定脱气程度进行控制。

对脱气程度的确定包括：在运行压缩行程或吸取行程时检测输送室中的压力梯度，以及将所确定的压力梯度与作为校准压力梯度的压力梯度相比较，该校准压力梯度是为脱气的流体而确定的，其中，所期望的脱气程度在此等于与校准压力梯度相符的压力梯度减去约相当于5％的校准压力梯度值的公差。

将在挤压体的行程期间所确定的实际的压力梯度的值和泵的实际升压特性与额定升压特性的比较值提供给分析装置，用以分析比较结果，并进一步作为控制参数传送到控制泵的控制装置。

此外，本方法还可以包括预设与泵操作连接的时间控制装置的时间间隔和时间点，从而可以在泵的停车时间期间、在泵停止之后或者在泵的停车时间之后时间控制地实现对泵启动的操作。由此，当在工间休息或夜间休息之后再次恢复计量工作时，可以有利地首先启动业已操作准备就绪的泵。

最后，本方法还提供其他的控制参数，以便在泵停车时间期间、在泵停止之后或在停车时间之后启动泵：在此，它是指在所定义的挤压体的行程期间对压力管中实际上输送的容积流量的测定以及通过该定义的行程所获得的泵的实际输送特性与在理想状态下所定义的泵的输送特性的比较，其中，这种对实际输送特性和额定输送特性的比较显示了在输送系统中是否存在气体。通过对错误输送容积的了解，控制装置可以在进程中布置相应的脱气过程，该脱气过程可以运行具有递增的行程长度的子行程序列。

根据本发明的方法的计量泵优选是膜片式泵。当然，根据本发明的方法也可以通过活塞泵实施。该方法可以采用任一种挤压体，只要该挤压体例如可以通过与提升杆的联接、压缩空气或其他适宜的装置实现最小的提升运动(Hubbewegungen)。为了利用膜片式泵有利地实现较小的提升运动，例如直线电机或步进电机的路径控制驱动装置可以与挤压体操作连接。此外，还可以通过气压传感器(Druckluftgeber)进行耦合。

图1.1到图1.8以下列初始条件为基础：在泵停止期间或泵停车时间内，在输送室1中由释放气体的流体产生不同的气泡4、7、8。首先，气泡4、8出现在输送室的内壁上，以及出现在形成输送室1的活塞3的活塞表面3′上。通过气泡的增长使得输送室1中的压力p₂升高。当压力P₂高于压力管中的压力p₃时，压力阀6打开。通过流体或累积气泡7(视排列在压力阀上的累积气泡而定)从输送室1移动进入压力管中，导致出现压力平衡。

此处的缺点在于，流体会流入压力管中。为此，需提高输送室1中气泡含量相对于流体含量的比例。如果气泡容积与输送室1中压力的乘积是如此之大，使得即使经过完整的吸取行程也不能达到打开吸入阀5所需要的压力p₂，在此，压力p₂必须小于吸入管中的压力p₁，那么就不会有流体容积从吸入管流入输送室1中。这意味着，经过完整的压缩行程，输送室1中流体容积的压力p₂上升最高不超过压力管中的压力p₃，从而使压力阀6也不能打开。周围的气泡4、7、8只是在输送室1中被压缩并再次扩展，而泵不会将吸入管中的容量输送到压力管中。因此计量进程是不可能的。

为了防止这种情况的发生，在泵停止期间或者说在停车时间内，当输送室1中的气泡变大时，应该只有极少的流体从输送室1中进入压力管中，并且气泡含量不能上升至使计量进程停止的程度。为此，在泵运行中断期间实施冲击，以使气泡4、8从输送室1的内壁上分离。由此使较小的气泡积聚为较大的累积气泡7，其利用浮力上升到压力阀6上。这种冲击可以通过活塞3的运动来实现，如图1.1到图1.8所示。

在图1.1到图1.8中示出了操作准备就绪的泵停止，当前泵为膜片式泵，图中并未单独象征性示出膜本身。气泡可以通过不稳定的流体的分解产生，例如过氧化氢(H₂O₂)。冲击将作为子吸取行程b和子压缩行程a来实施，替代地还可以通过膜振动产生冲击。

在图1.1中，输送室1中的气泡4、7、8在泵操作准备就绪期间变大，而压力p₂随着气泡含量的逐渐增加而升高。

经过如图1.2所示的活塞3的吸取行程b，使得包含在输送室1中的容量增加，而输送室1中的压力p₂减少，由此，根据方程(I)，气泡4′、7、8′占据更大的容量。

        p_之前×V_之前 ⁿ＝p_之后×V_之后 ⁿ    (I)

如图1.3所示，经过活塞3的持续的吸取行程b，气泡4′、7、8′继续变大、积聚并沿压力阀6的方向上升。吸入阀5此时可以继续保持关闭。

图1.4示出了在活塞3的吸取行程结束之后的较大的累积气泡7。在之前如图1.3所示的已增大并从输送室1的内壁上脱落的气泡8′已经结合到累积气泡7中，现在累积气泡7位于压力阀6上；几个气泡4′继续停留在输送室1的内壁上。

如图1.5所示，活塞3的接下来的压缩行程a使输送室1中的压力p₂再次上升，由此使输送室1中包含的容积减少。因此，根据方程(I)，位于输送室1中的气泡4′和累积气泡7的体积相应地变小。

如图1.6所示，在活塞3的压缩行程a结束之后，活塞3的位置相应地到达如图1.1所示的位置。此时，输送室1中的压力水平p₂等于如图1.1所示的压力水平。相较于图1.1中的情况，在图1.6中仅有很少的气泡4′位于输送室1的内壁上，累积气泡7排列在压力阀6上。

图1.7示出了如何通过对流体的进一步除气使气泡4、8和累积气泡7增大以及使输送室1中的压力p₂进一步升高。这样的压力升高导致输送室1中的压力p₂高于压力管中的压力(p₂＞p₃)。由此使压力阀6打开，贴靠在压力阀6上的累积气泡7由于压力平衡而作为逸出气泡7′逸出到压力管中。

如图1.8所示，对输送室1中的流体进行进一步除气将使更多的累积气泡7的逸出气泡7′输送到压力管中。这意味着，在累积气泡7作为逸出气泡7′期间，在输送室1中除气的流体从输送室1中被排挤到压力管中，如同输送室1中的压力p₂高于压力管中的压力p₃一样。为了防止日益增长的气泡4、8没有将流体从输送室1排挤到压力管中，再次应用一个吸取行程，以便如图1.2所示的那样在压力阀6上形成累积气泡7。

如果计量泵的挤压体通过步进电机或直线电机加以驱动并作为挤压体作用于膜或活塞上，或者如果安装有用于冲击的振动发生器，通过计量泵可以良好地运行细微的吸取行程和压缩行程，以计量流体。

挤压体可以是活塞或柔性的膜3，其可以通过提升杆2被机械或液压或气动或磁性驱动。

这种输送室脱气的过程可以在停车时间内多次进行，例如，在该过程中，由时间控制装置(未示出)在预定的时间间隔内或到达预定的时间点时发出信号，该信号在进程中表示用于对输送室脱气的方法。在此可以参考经验值，从而使专业人员能够调整时间间隔，以便当出现相应数量的气泡时开始进行输送室脱气。

另一方面，可以在压缩或吸取行程期间测定输送室中实际上的压力梯度，并利用对比较结果进行分析的分析装置对泵的实际升压特性和额定升压特性进行比较，其中，将比较结果作为控制参数传送给控制泵的控制装置，以便在泵的停车时间之后或在泵停止之后启动泵。时间控制的调整步骤，或者以压缩或吸取行程中通过测定升压所获得的输送室中的压力梯度为基础的控制的调整步骤可以在任何需要的时刻进行，并且还可以交替进行，必要时可以通过手工运行本方法交替进行。

压力梯度可以利用位于输送室中的用于压力测量的装置来确定，该装置记录输送室中与压缩或吸取行程相关的压力变化p₂，此时，随着气泡形成的增多，在所记录的压力-行程长度图中，压力上升或压力下降的斜率减少，因为气泡是可压缩的，当斜率低于设定的阈值时并通过将数据反馈到控制装置上，使输送室脱气自动进行。

此外，根据本发明的方法还涉及到使泵进入操作准备就绪的状态，其中，输送室以及例如吸入管这样的传输管道以最简单的方法尽可能快地释放气泡，从而使泵可以完成其准确计量的任务，在停顿之后重新开始计量时不会出现大量不准确的计量行程。

因此，图2.1至图2.10以下列起始点为基础：泵应该在运行中断之后重新开始计量。此时，对于排气的计量流体不应该立即运行完整的压缩行程，也就是说，挤压体可以运行不完整的行程容积。

下面参照图2.1至2.10，该进程描述了气泡4、4′、7、8、8′如何通过增长的子行程a和b从输送室1转移到压力管中，以便在气泡4、4′、7、8、8′离开输送室1之前，只有少量的流体从输送室1进入压力管中。为此，输送室1中的气泡含量通过具有递增的行程长度的子行程而减少，以便计量进程可以进行。

如图2.1所示，在输送室1中，无论是累积气泡7还是气泡4、8都在输送室1的内表面上形成。虚线环绕的区域象征性描述了行程容积V_H20的大小。

通过活塞3的压缩行程运动使输送室1中的压力p₂升高(图2.2)，此时，输送室1中由活塞3限定的容积降低。当到达压力阀6的开启压力时(p₂＞p₃)，子行程容积V_H 20首先将位于压力阀6上的累积气泡7压出到压力管中。

根据图2.2，在子压缩行程a结束后，将运行子吸取行程b，如图2.3所示。此时，输送室1中的压力p₂通过活塞3的吸入运动而降低。同时，在输送室1中由活塞3限定的容积增加。根据上面的方程(I)，气泡4′、8′占据更大的容量。一些气泡由此积聚成较大的累积气泡7，如下面的图2.4所示，累积气泡7位于压力阀6上。

在图2.4中，挤压体3的子吸取行程b已经结束，而活塞3到达其起始位置。累积气泡7和气泡4′再次位于输送室1的内表面上。但是，现在位于输送室1的内表面上的气泡4′的容积含量减少。行程容积V_H 20涉及到以下如图2.5所示的子压缩行程。

通过如图2.5所示的活塞3的另一个第二子压缩行程，使输送室1中的压力p₂再次升高，输送室1中包含的容积减少，其中，第二子压缩行程的行程长度大于前面图2.2中的压缩行程。最迟在超过前面行程的行程长度之后，将达到压力阀6的开启压力(p₂＞p₃)，以便流体的子行程容积20首先将位于压力阀6上的累积气泡7转移到压力管中。子行程容积20至少与前面的行程和当前更大的子行程之间的行程差值一样大。

如图2.6所示，在第二子压缩行程结束之后，将运行另一个第二子吸取行程。通过活塞3的子吸取行程b使输送室1中的压力p₂降低，而类似地根据方程(I)，包含在输送室1中的容积增加，并因此还使气泡4′的容量增加。由此使气泡4′沿压力阀6的方向上升。气泡4′在那里或在上升期间向着新的、较大的累积气泡7积聚，然后累积气泡7排列在压力阀6上。由此，当达到开启吸入阀5所需的压力时，从吸入管中吸取容量。该容量可以部分由流体容积组成，部分由气体容积组成。因此由吸入阀5从吸入管补充的气泡7′在输送室1中沿压力阀6的方向上升(箭头c)。

如图2.7所示，活塞3的第二子吸取行程结束，挤压体3再次回到起始位置。在此期间，只有排列在压力阀6上的累积气泡7存在。

如图2.8所示，通过第三压缩行程a，活塞3将输送室1中利用活塞3封闭的容积压缩，其中，第三压缩行程的行程长度再次大于前面的行程并再次等于完整的压缩行程。同样，以前形成的累积气泡7被压缩，其排列在压力阀6上并包括在输送室1中的总气体含量，从而可以通过行程容积V_H20将累积气泡7转移到压力管纵，如下面的图2.9所示。

如果现在运行完整的压缩行程，累积气泡7以逸出气泡7′的形式离开输送室1，通过压力阀6进入到压力管中(如图2.9所示)。理想情况下，输送室现在没有附着在输送室1的内表面上的气泡。

最后，如图2.10所示，在完整的压缩行程a(通过该压缩行程使输送室1完全脱气)之后，接着产生完整的第一吸取行程b。此时，完整的行程容积V_H20通过吸入阀5从吸入管吸入输送室1中。

因此，优选通过极小的提升运动对泵进行脱气，而不会有决定性数量的计量流体抽吸到压力管中，并且在第一计量行程中不会输出不期望的计量容量。根据本发明的方法所公开的子吸取行程如同对应的子压缩行程一样，足够用以对输送室以及部分吸入管进行脱气，在必要时，子吸取行程可以运行可以称为振动的极小的行程。

这种为了达到操作准备就绪的状态而对泵的输送室进行脱气的方法可以通过手动进行，但它也可以是一种可控的规则，从而可以在通过控制单元发送计量要求时、在通过时间控制设置脱气时，采用根据本发明的方法。上述测定的参数可以专业人员公知的方式传送给与泵操作连接的控制及调节装置中，以便以需要的步骤开始实施根据本发明的方法。

图3以流程图示出了根据本发明方法的可能的时间顺序或逻辑顺序。在此，除了方法步骤之外，还对泵的输送室中的进程做了描述。从计量泵的计量暂停开始，此时，在输送室中由排气的流体在输送室的内部形成气泡，气泡附着在输送室的内表面上(如图1.1和图1.8所示)，在预先设定的时间间隔t_间隔之后实施冲击，其中，在第一步中，通过子吸取行程使输送室内部的压力p₂下降，由此使气泡的容量变大，这使气泡积聚并上升为累积气泡(如图1.2和图1.3所示)。在输送室中仍然有气泡位于内表面上，以及累积气泡位于压力阀上(如图1.4所示)。第二步是通过运行子压缩行程产生冲击，由此使输送室中的压力p₂升高，并由此导致气泡的进一步积聚并上升为累积气泡(如图1.5所示)。随着停车时间的持续，通过对流体持续脱气使气泡的容量变大，由此使输送室中的压力p₂进一步升高，从而在超过压力阀的开启压力时即当输送室中的压力p₂大于压力管中的压力p₃时，累积气泡逸出(如图1.6和图1.7所示)。现在，如果泵继续计量暂停，则以预设的时间间隔t_间隔通过子吸取行程和子压缩行程继续进行冲击，直至计量暂停结束。

在计量暂停结束之后，在输送室中仍然有气泡存在于输送室的内表面上，并且仍然有累积气泡位于压力阀上(如图2.1所示)。为了使计量泵进入计量准备就绪的状态，现在运行挤压体的具有递增的行程长度的子行程序列，在此，子行程序列由n个子压缩行程和子吸取行程的子行程联合体(Teilhubkombinationen)组成。子行程联合体的数量n可以预先设定或根据输送室的脱气情况加以控制。每个子压缩行程-子吸取行程联合体都运行一个行程长度，该行程长度相当于完整行程长度的x_n％，此时，每个后续的子压缩行程-子吸取行程联合体都具有较大的行程长度(x_n+1＞x_n)。在具有相当于完整行程长度的x_n％的第一行程长度的第一子压缩行程运行之后，此时，压力阀打开，累积气泡逸出(如图2.2所示)，具有第一行程长度的第一子吸取行程开始运行，由此使气泡积聚并上升(如图2.3所示)。在第一子压缩行程-子吸取行程联合体之后，在压力阀上仍然有累积气泡，并且在输送室中仍然存在剩余的气泡(如图2.4所示)。

根据具有相当于完整行程长度的x₂％的第二行程长度的第二子行程联合体，其中，第二行程长度大于第一行程长度，第二子压缩行程的运行与图2.5所示的状态相符，此外，具有第二行程长度的第二子吸取行程的运行(如图2.6所示)还会导致，当输送室的压力p₂小于吸入管的压力p₁时，来自吸入管的气泡可以补充到输送室中，从而使吸入阀打开。

最后，在第二子行程联合体运行之后，仍然有累积气泡贴靠在压力阀上(如图2.7所示)，这需要运行第三压缩行程，在这里，第三压缩行程是具有x₃＝100％行程长度的完整压缩行程。此时，压力阀打开，累积气泡逸出(如图2.8所示)，输送室现在正处于脱气状态(图2.9)，因此，泵是操作准备就绪的。

现在，泵可以通过运行完整的吸取行程输送整个行程容积V_H(如图2.10所示)。

前面参照图2.1-2.10，通过运行具有递增的行程长度的子行程序列(具有三个子行程)，对如图3所示的方法进行了说明。但是，具有递增的行程长度的子行程序列的子行程的数量是不受限制的，并且与设定的关于输送室的操作相符，并与待计量的流体相匹配。如上所述，还可借助于合适的测量技术，根据存在于输送室中的气泡控制子行程序列中的子行程的数量。

借助于测量技术可以确定，是否仍然有气泡存在。例如，该装置可以是光学传感器或压力传感器。如果没有气泡存在，则泵已处于操作准备就绪的状态；如果这种用于确定气泡是否仍然存在的装置确定仍然有气泡存在，则运行具有递增的行程长度的子行程序列，此时通过子吸取行程使来自输送室的边缘气泡积聚并朝着累积气泡上升，累积气泡通过子压缩行程转移到压力管中。这个循环将长时间地运行，直至不再有气泡存在，从而使泵处于操作准备就绪的状态，并因此可以进行计量。

附图标记列表

1 输送室/计量室

2 提升杆

3 挤压塞

3′进入到输送室中的活塞3的面

4 气泡

5 吸入阀

6 压力阀

7 累积气泡

7′逸出气泡

7″从吸入管补充的气泡

8 气泡

8′逸出气泡

9 通向吸入管的开口

9′ 吸入阀的阀腔

10 通向压力管的开口

10′通向压力管的阀腔

20 行程容积V_H

a 活塞朝向输送室的运动

b 活塞从输送室向外的运动

c 气泡在输送室中的运动

Claims (23)

1.一种用于对计量泵的输送室(1)进行脱气的方法，其特征在于，实施冲击，其中，所述输送室(1)具有两个开口，其中的一个开口经过吸入阀(5)通入吸入管中，第二个开口经过压力阀(6)通入压力管中，在所述输送室(1)中，使由可形成气体的流体产生并附着在内表面上的气泡从该表面上脱落，并使在所述输送室(1)中的气泡(4，4′，8，8′)积聚成累积气泡，以及，通过升高压力来使该累积气泡(7)从所述输送室(1)中逸出。

2.如权利要求1所述的方法，其中，将所述计量泵设计为，通过吸入阀(5)将至少一个吸入管引入到所述输送室(1)中，通过压力阀(6)将压力管从所述输送室(1)引出，以及，挤压体(3)与用于排出可形成气体的流体的计量体一起构成用于形成所述输送室(1)的边界的内表面，其特征在于，所述气泡(4，4′，8，8′)由于冲击而在所述压力阀(6)的方向上进行运动(c)，并在所述压力阀(6)的输送室一侧形成累积气泡(7)，当压力升高时，位于所述压力阀(6)上的累积气泡(7)作为逸出气泡(7′)逸出到所述压力管中。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述输送室(1)中的压力升高通过气体离开流体来实现。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述输送室(1)中的压力升高通过所述挤压体的子压缩行程来实现。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冲击通过挤压体的振动实现。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述冲击通过运行所述挤压体的至少一个子行程实现。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冲击通过借助于振动发生器产生振动波实现。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，运行所述挤压体(3)的具有递增的行程长度运行子行程序列，从而使所述累积气泡(7)转移到所述压力管中，并且根据该递增的行程长度使仍然附着在所述内表面上的气泡得到补充，并形成新的累积气泡(7)。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，由预先设定的子行程数来确定所述具有递增的行程长度的子行程序列。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定期望的脱气程度，其中，在运行压力行程或吸取行程时检测所述输送室(1)中的压力梯度，将所确定的升压与用作校准升压的、为脱气的输送室(1)所确定的压力梯度值进行比较，其中，该期望的脱气程度在此等于与校准压力梯度相应的升压减去校准升压值的预定公差。

11.如权利要求2所述的方法，其特征在于，确定期望的脱气程度，其中，在运行压力行程或吸取行程时检测所述输送室(1)中的压力梯度，将所确定的升压与用作校准升压的、为脱气的输送室(1)所确定的压力梯度值进行比较，其中，该期望的脱气程度在此等于与校准压力梯度相应的升压减去校准升压值的预定公差。

12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，子吸取行程相当于完整吸取行程的1％至99％，子压缩行程相当于完整压缩行程的1％至99％。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，子吸取行程相当于完整吸取行程的1％到50％，子压缩行程相当于完整压缩行程的1％到50％。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，子吸取行程相当于完整吸取行程的1％到25％，子压缩行程相当于完整压缩行程的1％到25％。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在停车时间内或在泵停止期间实施冲击。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在泵的停车时间之后运行具有递增的行程长度的子行程序列，以启动泵。

17.如权利要求8所述的方法，其特征在于，预先调整与泵操作连接的时间控制装置的时间间隔(t_间隔)或时间点，以便时间控制地实施所述冲击以及实施所述具有递增的行程长度的子行程序列的运行。

18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，将在挤压体的行程期间确定的实际的压力梯度的值和泵的实际升压特性与泵的额定升压特性的比较值输入分析装置，以分析比较结果，其中，该比较结果作为控制参数传送给用于控制泵的控制装置，以

在泵的停车时间内，

在泵停止期间，

在泵停止之后启动泵，或者

在泵的停车时间之后启动泵。

19.一种用于计量流体的计量泵，其适用于执行如权利要求1到18中的任一项所述的方法，以对所述计量泵的输送室(1)进行脱气，其特征在于，在所述输送室(1)中设置用于实施冲击的装置。

20.如权利要求19所述的计量泵，其特征在于，所述用于实施冲击的装置是

振动发生器，其设置在所述输送室中或设置在所述输送室上，或者

挤压体，其可以通过转动角度控制或路径控制的驱动装置驱动，其中，所述转动角度控制或路径控制的驱动装置适于提供所述挤压体的子吸取行程和子压缩行程。

21.如权利要求20所述的计量泵，其特征在于，所述转动角度控制或路径控制的驱动装置是步进电机、EC电机或直线电机。

22.如权利要求20所述的计量泵，其特征在于，所述挤压体(3)是活塞或柔性膜。

23.如权利要求20所述的计量泵，其特征在于，所述挤压体可以机械地、液压地、气动地、磁性地运行。