DE102011115849B3

DE102011115849B3 - Vorrichtung zum Dosieren und Zerstäuben von Flüssigkeiten mit vorgespanntem Dämpfer

Info

Publication number: DE102011115849B3
Application number: DE201110115849
Authority: DE
Inventors: Mike Heck; Olaf Ohligschläger; Axel Müller; Michael Müller
Original assignee: Thomas Magnete GmbH
Current assignee: Thomas Magnete GmbH
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2012-05-10
Anticipated expiration: 2031-10-14
Also published as: WO2013053409A3; WO2013053409A2

Abstract

Dosierpumpe (1), die als elektromagnetisch angetriebene Hubkolbenpumpe ausgeführt ist, deren Auslass (5) mit einem Pulsationsdämpfer (2) und mit einer Zerstäubungsvorrichtung (3) verbunden ist, wobei der Pulsationsdämpfer (2) bei einer Erhöhung des Druckes im Auslass (5) der Dosierpumpe (1) erst nach der Überwindung eines Mindestdrucks dämpfend wirksam wird, weil ein bewegliches Bauteil des Pulsationsdämpfers (2) oder die mit dem beweglichen Bauteil des Pulsationsdämpfers (2) verbundene Zerstäubungsvorrichtung (3) bei einer Überschreitung des Mindestdrucks von einem Anschlag (11) abhebt, und wobei der Pulsationsdämpfer (2) mindestens mit einem Teil seiner Länge den Auslass (5) der Dosierpumpe umfasst und wobei der Pulsationsdämpfer aus einem hochelastischen Formteil (12) und zwei mit ihm verschweißten Buchsen (13) und (14) besteht.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Dosieren und/oder Zerstäuben von Flüssigkeiten mit einem vorgespannten Dämpfer entsprechend dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs. Der Dämpfer und die Zerstäubungsvorrichtung sind mit dem Auslass der Dosierpumpe verbunden, die den notwendigen Volumenstrom und den notwendigen Druck erzeugt.
Dosierpumpen mit Dämpfer sind bekannt, der Dämpfer mindert die Druckschwankungen, die von der intermittierenden Arbeitsweise der Dosierpumpe hervorgerufen werden, zum Beispiel zeigt die DE10227659B4 eine Dosierpumpe mit Dämpfer.
Während der Dämpfer in der Ausführung der DE10227659B4 keine Vorspannung aufweist, sind auch Dämpfer bekannt, die bei steigendem Druck erst ab einem vorgegebenen Druckgrenzwert wirksam werden, zum Beispiel aus der DE10306146A1 .
Diese Vorspannung wird entweder durch eine Gasvorspannung bei einem hydropneumatischen Dämpfer erreicht, oder durch eine vorgespannte Schraubenfeder, die ein Dichtelement gegen einen Anschlag drückt. Einspritzvorrichtungen mit Dämpfern oder beweglichen Einspritzdüsen sind auch aus den Druckschriften US 2 605 142 A , DE 560 072 A , und GB 870 429 A bekannt.
Nachteile von bekannten Ausführungen sind:

• Der Dämpfer der DE10227659B4 ist nicht vorgespannt, aber kostengünstig herstellbar.
• Der Dämpfer der DE10306146A1 ist vorgespannt, aber wegen der Gasvorspannung teuer in der Herstellung und in der Wartung

Aufgabe der Erfindung ist, die Vorrichtung zum Dosieren und Zerstäuben mit einem preisgünstig herstellbaren Dämpfer zu versehen, der wegen seiner Vorspannung bei steigendem Druck erst ab einem vorgegebenen Druckgrenzwert wirksam wird.
Die Aufgabe wird durch die charakteristischen Merkmale des ersten Patentanspruchs in Verbindung mit den Unteransprüchen gelöst.
Eine preisgünstige Herstellung ist vor allem dann zu erreichen, wenn die wesentlichen Bauteile des Dämpfers dieselbe Mittellinie aufweisen wie die Hauptbauteile der Dosierpumpe und gegebenenfalls auch die Zerstäubungsvorrichtung, damit ist die Herstellung überwiegend aus Drehteilen möglich. Aus der Notwendigkeit der Befestigung ergibt sich daran anschließend die Notwendigkeit, dass der Dämpfer in Längsrichtung mindestens teilweise den Auslass der Dosierpumpe umfasst.
Der Pulsationsdämpfer besteht aus einem hochelastischen metallischen Formteil und zwei mit ihm verschweißten Buchsen, wobei das Formteil abhängig von seinem Innendruck seine Länge elastisch verändert. Das Formteil übernimmt auch die Funktion der Feder, wird dabei das Formteil durch einen Anschlag zu einer Mindestdehnung gezwungen, entspricht dies einer Federvorspannung. Diese Vorspannung kann einstellbar sein, zur Einstellung bietet es sich an, die mit dem Formteil verbundene Buchse in Ihrem Befestigungsgewinde relativ zum Pumpenauslass zu verdrehen.
Im Betrieb der Dosierpumpe kommt es bei einem Anstieg des Drucks zunächst nur zu einer Minderung der Federvorspannung, aber noch nicht zu einer Verlängerung des Dämpfers. Erst bei einer Überschreitung des Druckgrenzwerts hebt die Zerstäubungsvorrichtung, die an der zweiten Buchse befestigt ist, von dem Anschlag an dem Pumpenauslass ab, und bei einer weiteren Erhöhung des Drucks verändert sich das Volumen des Dämpfers. Alternativ zum Anschlagen der Zerstäubungsvorrichtung schlägt die zweite Buchse an.
Eine weitere Alternative sieht vor, dass die Zerstäubungsvorrichtung nicht unmittelbar an dem Pulsationsdämpfer befestigt ist, sondern über eine Druckleitung angeschlossen ist. Bei dieser Alternative ist es nicht erforderlich, dass die Zerstäubungsvorrichtung sich mit dem vorderen Teil des Dämpfers bewegt, denn die Relativbewegung kann in der Leitung aufgenommen werden.
Vorteile
Nach dem Abschalten der Pumpe, entleert sich der Dämpfer nur geringfügig und bringt nur eine sehr geringe zusätzliche Menge des Fluids in das System ein. Die Nachförderung ist insbesondere bei Heizgeräten unerwünscht, da die nachfließende Menge zu einem Nachtropfen von Brennstoff führt. Dies wiederum führt dazu, dass die nachgeschaltete Düse verkokt.
Bei Anschalten der Pumpe wird der notwendige Betriebsdruck schnell erreicht, nicht erst nach einer nicht unerheblichen zusätzlichen Anlaufzeit, da der Dämpfer nur wenig aufgeladen werden muss.
Anwendung
Vorrichtungen der beschriebenen Art werden insbesondere in Fahrzeugheizungen, zum Beispiel in Bussen, Lastkraftwagen oder Bauwagen eingesetzt, auch in Heizungen für Wohnhäuser. Darüber hinaus eignen sich die beschriebenen Vorrichtungen für Anwendungen, bei denen Fluide mit vorgegebenen Betriebsdrücken möglichst pulsationsfrei dosiert oder gefördert werden sollen, bei denen aber der Druck nach dem Einschalten schnell aufgebaut und nach dem Ausschalten schnell abgebaut wird.
Bilder und beispielhafte Ausführung
Das Bild 1 zeigt den Pulsationsdämpfer 2 einer Dosierpumpe 1 sowie die mit dem Pulsationsdämpfer 2 durch das Gewinde 10 verbundene Zerstäubungsvorrichtung 3. Der Pulsationsdämpfer 2 besteht aus einem elastischen Formteil 12 und den damit stoffschlüssig verbundenen Buchsen 13 und 14. Die Buchse 13 ist durch das Gewinde 9 mit dem Auslass 5 der Dosierpumpe verbunden.
Wenn der Druck im Auslass 5 der Dosierpumpe 1 einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, hebt die mit mit der Buchse 14 verbundene Zerstäubungsvorrichtung 3 von dem Anschlag 11 ab und das Formteil 12 wird auseinandergedrückt. In diesem Betriebszustand ist der Pulsationsdämpfer 2 aktiv, denn bei Änderungen des Drucks im Auslass federt das Formteil 12 aus, was eine Änderung des Dämpfervolumens bewirkt. Durch die Volumenänderung wird die Druckpulsation erheblich vermindert.
Der oben genannte Grenzwert des Drucks wird durch die Vorspannung des Formteils 12 vorgegeben, die sich aus der bereits im drucklosen Zustand bestehenden elastischen Verlängerung des Formteils 12 ergibt. Diese Verlängerung wird bei der Montage erzeugt, indem die Buchse 13 auf den Auslass 5 geschraubt wird und dadurch die mit der Buchse 14 verbundene Zerstäubungsvorrichtung 3 gegen den Anschlag 11 des Auslasses gedrückt wird, und diese schraubende Bewegung wird fortgesetzt, bis die erforderliche Vorspannung erreicht ist.
Die Vorspannung des Formteils 12 lässt sich durch ein Verdrehen dieses Formteils relativ zum Auslass 5 im Gewinde 9 oder durch ein Verdrehen der Zerstäubungsvorrichtung 3 relativ zur Buchse 14 im Gewinde 10 einstellen.
Bezugszeichenliste

1: Dosierpumpe
2: Pulsationsdämpfer
3: Zerstäubungsvorrichtung
5: Auslass
9: Gewinde
10: Gewinde
11: Anschlag
12: Formteil
13: Buchse
14: Buchse
15: Druckleitung (nicht dargestellt)

Claims

Dosierpumpe (1), die als elektromagnetisch angetriebene Hubkolbenpumpe ausgeführt ist, deren Auslass (5) mit einem Pulsationsdämpfer (2) und mit einer Zerstäubungsvorrichtung (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulsationsdämpfer (2) bei einer Erhöhung des Druckes im Auslass (5) der Dosierpumpe (1) erst nach der Überwindung eines Mindestdrucks dämpfend wirksam wird, weil ein bewegliches Bauteil des Pulsationsdämpfers (2) oder die mit dem beweglichen Bauteil des Pulsationsdämpfers (2) verbundene Zerstäubungsvorrichtung (3) bei einer Überschreitung des Mindestdrucks von einem Anschlag (11) abhebt, und dass der Pulsationsdämpfer (2) mindestens mit einem Teil seiner Länge den Auslass (5) der Dosierpumpe und/oder die Zerstäubungsvorrichtung (3) umfasst, wobei der Pulsationsdämpfer aus einem hochelastischen metallischen Formteil (12) und zwei mit ihm verschweißten Buchsen (13) und (14) besteht und das Formteil (12) abhängig von seinem Innendruck seine Länge verändert und der Mindestdruck des Dämpfers durch die Vorspannung des Formteils (12) festgelegt ist und die Vorspannung dadurch bewirkt wird, dass die Längenänderung auf ein vorgegebenes Minimum begrenzt ist, wobei die Zerstäubungsvorrichtung (3) an der Buchse (14) des Pulsationsdämpfers (2) mittels des Gewindes (10) befestigt ist und der Bewegung der Buchse (14) folgt und wobei die Vorspannung des Formteils (12) durch ein Verdrehen der Buchse (13) relativ zum Auslass (5) der Pumpe mittels des Gewindes (9) verstellbar ist oder die Vorspannung des Formteils (12) durch ein Verdrehen der Zerstäubungsvorrichtung (3) relativ zur Buchse (14) mittels des Gewindes (10) verstellbar ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Teil des Pulsationsdämpfers (2) mit der Druckleitung (15) kraftschlüssig oder formschlüssig verbunden ist wobei diese Druckleitung die fluidische Verbindung des Pulsationsdämpfers (2) mit der Zerstäubungsvorrichtung herstellt und die Zerstäubungsvorrichtung nicht kraftschlüssig oder formschlüssig mit dem Pulsationsdämpfer verbunden ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulsationsdämpfer (2) mit der Zerstäubungsvorrichtung (3) kraftschlüssig oder formschlüssig verbunden ist, wobei eine Druckleitung (15) die fluidische Verbindung des Pulsationsdämpfers (2) mit dem Auslass der Dosierpumpe herstellt und der Pulsationsdämpfer (2) nicht kraftschlüssig oder formschlüssig mit dem Auslass (5) der Dosierpumpe verbunden ist.