DE102019128669A1 - Pump unit, storage device equipped therewith and method for operating the storage device - Google Patents
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Abstract
Um die bei einer Entleervorrichtung für einen Vorratsbehälter (101) in der Regel zwei vorhandenen, abwechselnd fördernden Pump-Einheiten (1) einerseits möglichst kostengünstig und andererseits gering verschleißend zu gestalten, sind beide Pump-Einheiten (1) mit einer Förderpumpe (1.1) in Form einer Membran-Pumpe ausgestattet, die angetrieben wird von einer Arbeitszylinder-Einheit (1.2); die insbesondere pneumatisch betrieben wird.Unabhängig von der Art des Antriebes der Förderpumpe (1.1) wird die axiale Position des Antriebsstössels (9) für die Membran (4) oder der Membran (4) selbst ständig detektiert und die Pump-Einheit (1) hierüber gesteuert.In order to make the two pump units (1), which are present in an emptying device for a storage container (101), alternately conveying on the one hand as inexpensive as possible and on the other hand with little wear and tear, both pump units (1) are equipped with a feed pump (1.1) in Equipped in the form of a diaphragm pump which is driven by a working cylinder unit (1.2); which is operated pneumatically in particular. Regardless of the type of drive of the feed pump (1.1), the axial position of the drive plunger (9) for the membrane (4) or the membrane (4) is constantly detected and the pump unit (1) is detected via this controlled.
Description
Anwendungsgebietfield of use
Die Erfindung betrifft eine Pump-Einheit, um damit flüssige und vor allem viskose Stoffe wie etwa Kleber und Harze zu transportieren, sowie eine Lagervorrichtung, die einen Vorratsbehälter für solche Materialien umfasst, aus dem mittels einer solchen Pumpe diese Materialien zu einem nachgelagerten Verbraucher gepumpt werden müssen.The invention relates to a pump unit for transporting liquid and, above all, viscous substances such as adhesives and resins, as well as a storage device which comprises a storage container for such materials, from which these materials are pumped to a downstream consumer by means of such a pump have to.
Technischer HintergrundTechnical background
Gerade pastöse Materialien, z.B. Vergussmassen, um elektronische Schaltungen feuchtigkeitsdicht zu vergießen oder Kleber, um Bauteile dicht miteinander zu verbinden, werden in der Industrie häufig mittels entsprechenden, automatisierten Ausbringungsverfahren über Dosier-Automaten auf den entsprechenden Bauteilen aufgebracht, und müssen dementsprechend ständig mit dem entsprechenden Material versorgt werden.Pasty materials in particular, e.g. casting compounds to encapsulate electronic circuits in a moisture-proof manner or adhesives to connect components tightly to one another, are often applied to the relevant components in the industry by means of appropriate, automated application processes using automatic dispensing machines, and must accordingly be constantly applied to the relevant components Material are supplied.
Zu diesem Zweck ist ein solcher Verbraucher über Leitungen mit einer Lagervorrichtung verbunden, in der sich in einem meist topfförmigen Vorratsbehälter das entsprechende Material befindet. In der Leitung, die von einer meist tief liegenden Entnahmeöffnung dieses Vorratsbehälters zum Verbraucher führt, ist eine Pump-Einheit angeordnet, die den Transport dieses viskosen Materials bewirkt.For this purpose, such a consumer is connected via lines to a storage device in which the corresponding material is located in a mostly pot-shaped storage container. In the line, which leads from a mostly deep removal opening of this storage container to the consumer, a pump unit is arranged, which effects the transport of this viscous material.
Ein Problem besteht darin, dass diese Materialien häufig abrasive Feststoffe in fein verteilter Form enthalten, weshalb hierfür bestimmte Pumpenbauformen, wie etwa kontinuierlich arbeitende Schneckenpumpen, nicht in Betracht kommen.One problem is that these materials often contain abrasive solids in finely divided form, which is why certain pump designs, such as continuously operating screw pumps, cannot be considered.
Stattdessen werden häufig Kolbenpumpen verwendet, die auch bei abrasivem zu fördernden Material weniger schnell verschleißen und zusätzlich kostengünstiger herstellbar sind, jedoch keinen kontinuierlichen Förderstrom bieten.Instead, piston pumps are often used which, even with abrasive material to be conveyed, wear less quickly and can also be manufactured more cost-effectively, but do not offer a continuous flow rate.
Aus diesem Grund werden dann zwei nicht kontinuierlich fördernde Förderpumpen, insbesondere in der Bauform als Kolbenpumpe, parallel betrieben, die meist über separate Anschlüsse am gleichen Vorratsbehälter angeschlossen sind, und die so angesteuert werden, dass die eine Kolbenpumpe gerade einen Arbeitshub vollzeiht, also Material in Richtung Verbraucher ausstößt, während die andere Kolbenpumpe gerade einen Rückhub vollzieht, also ihr Pumpenraum gerade mit neuem Material aus dem Vorratsbehälter gefüllt wird.For this reason, two non-continuously delivering feed pumps, especially in the form of piston pumps, are operated in parallel, which are usually connected to the same storage container via separate connections and which are controlled in such a way that one piston pump just completes a working stroke, i.e. material in Ejects towards the consumer, while the other piston pump is currently completing a return stroke, i.e. its pump chamber is currently being filled with new material from the storage container.
Dennoch verschleißen - abhängig von dem zu fördernden Material - auch Kolbenpumpen bei einem solchen Einsatz und müssen ab und an gewechselt werden, was einerseits Stillstandszeiten der Anlage nach sich zieht und natürlich andererseits die Kosten für Reparatur und Montage der Pumpe.Nevertheless, depending on the material to be conveyed, piston pumps also wear out during such use and have to be replaced from time to time, which on the one hand results in system downtimes and, of course, on the other hand, the costs for repair and assembly of the pump.
Allerdings ist für das Transportieren zum Behälter nicht unbedingt ein sehr präzise einzuhaltendes Volumen bei jedem Pumpenhub Voraussetzung, denn es muss lediglich in der Zufuhrleitung zum Verbraucher und damit in der Auslassöffnung der Förderpumpe immer ein ausreichender, vorzugsweise konstanter, Druck vorliegen, damit der Verbraucher jederzeit ausreichend mit Material versorgt ist:
- Denn dieser Materialdruck, der vorliegt, wenn der Verbraucher kein Material entnimmt, also bei quasi geschlossener Auslassöffnung, kann einbrechen,
- wenn der Verbraucher Material aus der Pump-Einheit entnimmt, vor allem wenn dies relativ schnell geschieht. Der bei inaktivem Verbraucher dort anliegende Versorgungsdruck soll dabei jedoch nicht bis auf null absinken,
- weshalb - insbesondere abhängig vom Verbraucher - der Materialdruck an der Auslassöffnung bei inaktivem Verbraucher ein vorgegebener Solldruck pSoll sein soll.
- Because this material pressure, which is present when the consumer does not remove any material, i.e. with the outlet opening virtually closed, can collapse,
- when the consumer removes material from the pumping unit, especially if this happens relatively quickly. However, the supply pressure present there when the consumer is inactive should not drop to zero,
- which is why - in particular depending on the consumer - the material pressure at the outlet opening should be a predetermined setpoint pressure pset when the consumer is inactive.
Sobald diese Entnahme beendet ist, wird der Materialdruck an der Auslassöffnung der Pump-Einheit, insbesondere Förderpumpe, und damit der Versorgungsdruck des Verbrauchers wieder ansteigen.As soon as this removal has ended, the material pressure at the outlet opening of the pump unit, in particular the feed pump, and thus the supply pressure of the consumer, will rise again.
Da es sich häufig um in ihrer Handhabung und Lagerung empfindliche Materialien handelt, können solche Vorratsbehälter
- - ein zusätzliches Rührwerk aufweisen, um das Sedimentieren schwererer Inhaltsstoffe zu verhindern, und/oder
- - eine Heizung aufweisen, um das viskose Material durch Temperaturerhöhung dünnflüssiger zu machen, und/oder
- - vor allem eine Entgasungseinheit aufweisen, um eventuell in dem Material noch vorhandene Lufteinschlüsse zu beseitigen, bevor das Material zum Verbraucher gepumpt wird.
- - have an additional agitator to prevent the sedimentation of heavier ingredients, and / or
- - Have a heater in order to make the viscous material thinner by increasing the temperature, and / or
- - Above all, have a degassing unit in order to remove any air inclusions that may still be present in the material before the material is pumped to the consumer.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Technische AufgabeTechnical task
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, eine Pump-Einheit - vor allem für die beschriebene Lagervorrichtung - zur Verfügung zu stellen, die einfach und kostengünstig herzustellen ist, einem möglichst geringen Verschleiß unterliegt, einen konstanten Abgabedruck mit geringem baulichen Aufwand ermöglicht, auch Materialien mit abrasiven Inhaltsstoffen bewältigen kann und die darüber hinaus im Bedarfsfall schnell und einfach auszutauschen ist.It is therefore the object of the invention to provide a pump unit - especially for the bearing device described - which is simple and inexpensive to manufacture, is subject to the least possible wear, a constant delivery pressure with a low structural level Effort enables, can also cope with materials with abrasive ingredients and which can also be exchanged quickly and easily if necessary.
Ferner ist es die Aufgabe gemäß der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Pump-Einheit zur Verfügung zu stellen, die einen definierten, konstanten Druck an der Auslass Öffnung der Pump-Einheit mit geringem Aufwand ermöglicht.Furthermore, it is the object of the invention to provide a method for operating such a pump unit which enables a defined, constant pressure at the outlet opening of the pump unit with little effort.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 15 und 19 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by the features of
Wie jede Pump-Einheit umfasst auch eine gattungsgemäße Pump-Einheit für pastöses Material eine Förderpumpe, die ein sich relativ zum Förderpumpen-Gehäuse bewegbares Pump-Element aufweist, sowie einen Fördererpumpen-Antrieb für diese Förderpumpe.Like every pump unit, a generic pump unit for pasty material also comprises a feed pump, which has a pump element that can be moved relative to the feed pump housing, and a feed pump drive for this feed pump.
Erfindungsgemäß wird der Verschleiß der Fördererpumpe durch das zu fördernde Material reduziert, indem das Pumpelement zumindest ein elastisches Element umfasst, vorzugsweise das elastische Element selbst das Pumpelement ist.According to the invention, the wear of the conveyor pump due to the material to be conveyed is reduced in that the pump element comprises at least one elastic element, preferably the elastic element itself is the pump element.
Das elastische Element ist so angeordnet, dass es im Pump-Betrieb nur auf einer Seite mit dem zu fördernden Material in Kontakt steht, und somit den Raum im Inneren des Förderpumpen-Gehäuses unterteilt in einen Förderraum, in dem sich das zu fördernde Material befindet, und einen Antriebsraum, durch den sich der Förderpumpen-Antrieb hindurch erstreckt, und in dem sich kein zu förderndes Material befindet.The elastic element is arranged in such a way that it is only in contact with the material to be conveyed on one side during pumping operation, and thus divides the space inside the feed pump housing into a conveying space in which the material to be conveyed is located, and a drive space through which the feed pump drive extends and in which there is no material to be conveyed.
Da das zu fördernde Material somit nicht zwischen das elastische Element einerseits und andere, sich entlang der Oberfläche des elastischen Elementes bewegende, Elemente andererseits geraten kann, wird nur ein geringer Verschleiß, insbesondere bewirkt durch die abrasiven Eigenschaften des Materials, auftreten.Since the material to be conveyed cannot get between the elastic element on the one hand and other elements moving along the surface of the elastic element on the other hand, only little wear will occur, in particular caused by the abrasive properties of the material.
Vorzugsweise umfasst eine solche Pump-Einheit auch eine Steuerung, in der Regel eine elektronische Steuerung, die zumindest alle beweglichen Komponenten der Pump-Einheit steuert.Such a pump unit preferably also comprises a controller, as a rule an electronic controller, which controls at least all movable components of the pump unit.
Es gibt unterschiedliche Pumpen-Formen, die ein elastisches Element als Teil des Pumpelementes umfassen:
- Zum einen eine Faltenbalg-Pumpe, bei der ein Pump-Kolben in einem Pumpen-Gehäuse axial beweglich ist, jedoch liegt der Pump-Kolben mit seinem Außenumfang nicht dicht - sei es über Dichtungen oder Kolbenringe - an der Zylinderwandung an und verschiebt sich entlang dieser, sondern endet radial im Abstand zu der Innenumfangswand des Zylinders, wobei ein hülsenförmiger, elastischer Balg, meist ein Faltenbalg, mit seiner einen ringförmigen Endkante am Außenumfang des Pumpkolben dicht befestigt ist und mit seiner anderen ringförmigen Endkante am Pumpen-Gehäuse.
- On the one hand, a bellows pump in which a pump piston is axially movable in a pump housing, but the pump piston does not lie tightly against the cylinder wall with its outer circumference - be it via seals or piston rings - and moves along it , but ends radially at a distance from the inner circumferential wall of the cylinder, with a sleeve-shaped, elastic bellows, usually a bellows, with its one annular end edge tightly attached to the outer circumference of the pump piston and with its other annular end edge on the pump housing.
Eine andere Bauform ist eine sogenannte Membran-Pumpe, bei der eine elastische, etwa plattenförmige Membran den Innenraum im Pumpengehäuse - meist gebildet durch zwei glockenförmige oder napfförmige, mit den offenen Seiten dicht gegeneinander befestigte Gehäuseteile - den Innenraum im Pumpengehäuse in einen Förderraum und einen Arbeitsraum unterteilt, und an ihrem äußeren Rand umlaufend dicht gegenüber dem Pumpengehäuse befestigt ist, beispielsweise zwischen den beiden gegeneinander gepressten verschraubten Gehäusehälften dicht befestigt ist.Another design is a so-called diaphragm pump, in which an elastic, approximately plate-shaped diaphragm divides the interior space in the pump housing - usually formed by two bell-shaped or cup-shaped housing parts that are tightly fastened with the open sides - the interior space in the pump housing into a pumping chamber and a working space divided, and is attached at its outer edge circumferentially tightly opposite the pump housing, for example, is tightly attached between the two screwed housing halves pressed against one another.
Durch Bewegen der Membran quer zu ihrer Hauptebene wird der Förderraum abwechselnd vergrößert und verkleinert, sodass durch entsprechende Ein- und Auslassventile mittels der Membran aus dem bei maximalem Volumen mit dem Material gefüllten Förderraum beim Verringern seines Volumens das darin beinhaltete Material durch eine Auslassöffnung herausgepresst wird und zum Verbraucher gefördert wird und beim Vergrößern seines Volumens durch die Einlassöffnung mit Material gefüllt wird.By moving the membrane transversely to its main plane, the conveying space is alternately enlarged and reduced, so that the material contained therein is pressed out through an outlet opening by means of corresponding inlet and outlet valves by means of the membrane from the conveying space filled with the material at maximum volume when its volume is reduced and is conveyed to the consumer and is filled with material when increasing its volume through the inlet opening.
Gerade die Bauform als Membran-Pumpe, die für die vorliegende Erfindung im Vordergrund steht, ist sehr einfach und kostengünstig herzustellen, da die einzelnen Bauteile hierfür aufgrund nur weniger und noch dazu ebener Passflächen kostengünstig herzustellen sind, im Gegensatz zu einer Kolbenpumpe.The construction as a diaphragm pump, which is in the foreground of the present invention, is very simple and inexpensive to manufacture, since the individual components for this are inexpensive to manufacture due to only a few and also flat fitting surfaces, in contrast to a piston pump.
Während das Einlassventil vorzugsweise ein aktives, also antreibbares und insbesondere gesteuert antreibbares, Ventil ist, welches jedoch vorzugsweise nur zwischen der vollständig geöffneten und vollständig geschlossenen Stellung hin und her bewegbar sein muss, kann das Auslassventil ein einfaches, passives, also nicht durch einen Ventiltrieb angetriebenes, Auslassventil sein, beispielsweise in der Form eines Rückschlagventiles. Es wird nur in Sonderfällen ein aktives, gesteuert antreibbares, Ventil sein.While the inlet valve is preferably an active, i.e. drivable and in particular controllably drivable, valve which, however, preferably only needs to be movable back and forth between the fully open and fully closed position, the outlet valve can be a simple, passive, i.e. not driven by a valve drive Be an outlet valve, for example in the form of a check valve. It will only be an active valve that can be driven in a controlled manner in special cases.
Durch das Auslassventil wird verhindert, dass bereits in der Auslassleitung befindliches Material beim Füllhub zurück in den Förderraum der Membran-Pumpe gelangt, in welchen ja durch Vergrößerung seines Volumens Material durch die Einlassöffnung, insbesondere aus dem zu entleerenden Vorratsbehälter, gelangen soll und dieser gefüllt werden soll.The outlet valve prevents material already in the outlet line from getting back into the delivery chamber of the diaphragm pump during the filling stroke, in which material through the inlet opening, in particular from the one to be emptied, by increasing its volume Reservoir, should arrive and this should be filled.
Das Rückschlagventil kann mit der größeren Seite seines Durchlasses nach oben weisend angeordnet sein und lediglich durch das Eigengewicht des Ventilelements, meist einer Kugel, die Schließstellung einnehmen und/oder zusätzlich mittels der Kraft einer Feder in die Schließstellung vorgespannt sein Auf diese Art und Weise ist auch der Aufwand für die Herstellung der benötigten Ventile, vor allem des Auslassventiles, sehr gering.The non-return valve can be arranged with the larger side of its passage facing upwards and only assume the closed position by the weight of the valve element, usually a ball, and / or additionally be biased into the closed position by means of the force of a spring the effort for the manufacture of the required valves, especially the exhaust valve, is very low.
Wenn jedoch zwei nicht kontinuierlich fördernde Pumpen wie zwei MembranPumpen parallel abwechselnd betrieben werden, um einen möglichst konstanten Strom zum Verbraucher hin zu bewirken, sind die Auslassventile vorzugsweise gesteuerte Ventile, um die offenen und geschlossenen Intervalle der beiden Auslassventile zueinander exakt steuern zu können.If, however, two pumps that do not deliver continuously, such as two diaphragm pumps, are operated alternately in parallel in order to achieve a flow to the consumer that is as constant as possible, the outlet valves are preferably controlled valves in order to be able to precisely control the open and closed intervals of the two outlet valves with respect to one another.
Eine solche Pumpe kann auf unterschiedliche Art und Weise angetrieben werden:
- Eine erste Möglichkeit besteht darin, den Antriebsraum der Förderpumpe abwechselnd direkt mit Unterdruck oder Überdruck eines Antriebsmediums, beispielsweise Luft, zu beaufschlagen.
- A first possibility is to alternately apply negative pressure or positive pressure of a drive medium, for example air, directly to the drive space of the feed pump.
Hierfür wird jedoch ein hoher Druck des Antriebsmediums benötigt, und es ist schwierig, reproduzierbare Förderhübe zu erreichen.For this, however, a high pressure of the drive medium is required, and it is difficult to achieve reproducible delivery strokes.
Bevorzugt wird als zweite Möglichkeit die Förderpumpe, bei der Bauform als Membran-Pumpe die Membran der Pumpe, über einen Antriebsstössel, der mit seinem vorderen Ende mit der vom zu fördernden Material abgewandten Seite der Membran, also meist im Antriebsraum, in Wirkverbindung steht, insbesondere an dieser befestigt ist, quer zu ihrer Hauptebene angetrieben. Das hintere Ende des Antriebsstößels steht dagegen mit dem Pumpen-Antrieb in Wirkverbindung oder der Antriebsstößel ist Teil des PumpenAntriebes.The preferred second option is the feed pump, in the case of the diaphragm pump design the diaphragm of the pump, via a drive tappet whose front end is in operative connection with the side of the diaphragm facing away from the material to be conveyed, i.e. usually in the drive chamber, in particular is attached to this, driven transversely to its main plane. The rear end of the drive tappet, on the other hand, is in operative connection with the pump drive or the drive tappet is part of the pump drive.
Bei einer Faltenbalg-Pumpe wird der Förderkolben von dem Antriebstössel angetrieben.In the case of a bellows pump, the delivery piston is driven by the drive tappet.
Unter der Hauptebene des elastischen Elementes, insbesondere einer Membran, wird die durch die ringförmige Einspannung dieses elastischen Elementes definierte Ebene verstanden, bei einem Faltenbalg eine dieser beiden Ebenen, die jedoch in aller Regel parallel zueinander liegen.The main plane of the elastic element, in particular a membrane, is understood to mean the plane defined by the annular restraint of this elastic element, in the case of a bellows one of these two planes, which, however, are generally parallel to one another.
Der Antriebstössel und damit zum Beispiel die Membran der Förderpumpe kann von unterschiedlichen Antrieben in Bewegung versetzt werden, sei es von einem Elektromotor, einem Exzenterantrieb, einer weiteren Membranpumpe oder - erfindungsgemäß bevorzugt - dem Kolben eines Arbeitszylinders, der vorzugsweise pneumatisch betrieben wird.The drive tappet and thus, for example, the diaphragm of the feed pump can be set in motion by different drives, be it an electric motor, an eccentric drive, another diaphragm pump or - preferred according to the invention - the piston of a working cylinder, which is preferably operated pneumatically.
Dabei wird die Position des Förderpumpen-Antriebes, insbesondere des Antriebsstössels, durch einen Positionssensor überwacht, zumindest das Erreichen von dessen Endlagen. Vorzugsweise findet über den gesamten Bewegungsweges eine Detektion der Position des Förderpumpen-Antriebes, insbesondere des Antriebsstössels, statt.The position of the feed pump drive, in particular the drive tappet, is monitored by a position sensor, at least the reaching of its end positions. The position of the feed pump drive, in particular the drive tappet, is preferably detected over the entire movement path.
Wenn der Förderpumpen-Antrieb eine Arbeitszylinder-Einheit ist, kann als Positionssensor ein Abstandssensor verwendet werden, der meist auf der vom Pumpelement, meist der Membran, abgewandten Rückseite des Antriebs-Stössels angeordnet ist, der in diesem Fall gleichzeitig der Kolben oder die Kolbenstange des Arbeitszylinders ist, und den Abstand des in der Regel ortsfest im Zylinder montierten Abstands-Sensors zu dieser Rückseite misst.If the feed pump drive is a working cylinder unit, a distance sensor can be used as the position sensor, which is usually arranged on the rear side of the drive plunger facing away from the pump element, usually the membrane, which in this case is also the piston or the piston rod of the The working cylinder is, and measures the distance of the distance sensor, which is usually fixedly mounted in the cylinder, to this rear side.
Das Gleiche, also eine Messung des axialen Abstandes zu einem ortsfest, vorzugsweise im Arbeitsraum, montierten Abstands-Sensors, kann stattdessen oder ergänzend auch für die Position der Membran der Förderpumpe vorgesehen sein.The same thing, that is to say a measurement of the axial distance from a distance sensor mounted in a stationary manner, preferably in the working space, can instead or in addition also be provided for the position of the diaphragm of the feed pump.
Alternativ könnte die Mantelfläche des Kolbens zumindest in einem Bereich des Umfanges schräg zur axialen Richtung des Kolbens verlaufen, und ein ortsfest in der Wandung des Zylinders angeordneter Abstands-Sensor könnte den radialen Abstand zu dieser Schräge messen, der sich je nach axialer Position des Kolbens ändert. Hierfür darf der Bewegungsweg des Kolbens jedoch nicht größer sein als seine axiale Erstreckung.Alternatively, the lateral surface of the piston could run obliquely to the axial direction of the piston, at least in one area of the circumference, and a distance sensor arranged stationary in the wall of the cylinder could measure the radial distance to this incline, which changes depending on the axial position of the piston . For this, however, the movement path of the piston must not be greater than its axial extent.
Das Gleiche kann stattdessen oder ergänzend auch für die Position der Membran der Förderpumpe vorgesehen sein.Instead or in addition, the same can also be provided for the position of the diaphragm of the feed pump.
Die Kontaktfläche des Antriebs-Stössels, insbesondere der Kolbenstange des Arbeitszylinders, zur Membran ist in Bewegungs-Richtung betrachtet nicht klein und quasi punktförmig, sondern scheibenförmig oder ringförmig mit einer erheblichen Ausdehnung, die bis zu 5 %, besser bis zu 10 %, besser bis zu 20 %, besser bis zu 25 % der wirksamen, also im Betrieb von dem Material in Berührung kommenden, Fläche der Membran betragen kann und vorzugsweise zentrisch angeordnet ist. Allerdings sollte die Kontaktfläche nicht größer 80 %, besser nicht größer 70 %, besser nicht größer als 60 %, besser nicht größer als 50 %, besser nicht größer als 40 % der wirksamen Fläche der Membran betragen.The contact surface of the drive plunger, in particular the piston rod of the working cylinder, to the diaphragm is not small and quasi punctiform, viewed in the direction of movement, but rather disc-shaped or ring-shaped with a considerable extent of up to 5%, better up to 10%, better up to to 20%, better up to 25% of the effective surface area of the membrane, that is to say that the material comes into contact during operation, and is preferably arranged centrally. However, the contact area should not be greater than 80%, better not greater than 70%, better not greater than 60%, better not greater than 50%, better not greater than 40% of the effective area of the membrane.
Dadurch werden punktuelle Überlastungen der Membran beim Beaufschlagen vermieden.This avoids punctual overloading of the membrane when it is applied.
Vorzugsweise besitzt die Membran zusätzlich zu dem durchgehenden, den Innenraum im Pumpengehäuse abtrennenden, Hauptteil der Membran einen - insbesondere einstückig damit ausgebildeten - konzentrischen, ringförmigen Membran-Fortsatz auf der Antriebsseite der Membran. Der ringförmige Membran-Fortsatz geht mit seinem radial äußeren Rand in den durchgehenden Teil der Membran über und steht mit seinem freien, radial inneren Rand von diesem ab und ist in Bewegungsrichtung federnd gegenüber dem durchgehenden Hauptteil der Membran ausgebildet.In addition to the continuous main part of the membrane separating the interior space in the pump housing, the membrane preferably has a concentric, ring-shaped membrane extension on the drive side of the membrane, in particular formed integrally therewith. The annular membrane extension merges with its radially outer edge into the continuous part of the membrane and protrudes from this with its free, radially inner edge and is designed to be resilient in the direction of movement with respect to the continuous main part of the membrane.
Der Membran-Fortsatz ist vorzugsweise ringförmig umlaufend zwischen dem äußeren Rand und dem mittleren Bereich des Hauptteiles der Membran angeordnet.The membrane extension is preferably arranged in a ring-shaped circumferential manner between the outer edge and the central region of the main part of the membrane.
Ein pilz-förmiger Membranträger befindet sich als Zugplatte mit dem außen umlaufenden Randbereich seines Kopfes im Zwischenraum zwischen dem durchgehenden und dem ringförmigen Teil der Membran, und der Stiel der Pilz-Form erstreckt sich durch die zentrale Öffnung des ringförmigen Fortsatzes von der Membran weg und ist mit der Kolbenstange oder direkt dem Kolben des Zylinder lösbar verbunden, beispielsweise verschraubt.A mushroom-shaped membrane support is located as a tension plate with the outer peripheral edge area of its head in the space between the continuous and the annular part of the membrane, and the stem of the mushroom shape extends through the central opening of the annular extension away from the membrane and is releasably connected to the piston rod or directly to the piston of the cylinder, for example screwed.
Dadurch kann die Membran nicht nur geschoben sondern auch gezogen werden. Der Kopf des Membranträgers sitzt entweder nur formschlüssig zwischen den beiden Teilen der Membran oder ist gegenüber einem oder beiden dieser Teile fest verbunden, beispielsweise verklebt.This means that the membrane can not only be pushed but also pulled. The head of the membrane carrier either sits only in a form-fitting manner between the two parts of the membrane or is firmly connected to one or both of these parts, for example glued.
Vorzugsweise ist der durchgehende Hauptteil der Membran in einem radialen Schnitt betrachtet so ausgebildet, dass im unbelasteten Ausgangszustand im zentralen, mittleren Bereich, insbesondere im Bereich der Kontaktfläche, eine Aufwölbung zum Förder-Raum hin vorhanden ist und/oder im radial äußeren Rand der Membran, insbesondere radial abseits der Kontaktfläche, eine ringförmige Aufwölbung in Richtung Antriebsraum vorhanden ist.The continuous main part of the membrane, viewed in a radial section, is preferably designed in such a way that in the unloaded initial state in the central, middle area, in particular in the area of the contact surface, there is a bulge towards the conveying space and / or in the radially outer edge of the membrane, in particular radially away from the contact surface, there is an annular bulge in the direction of the drive space.
Diese ringförmige Aufwölbung wird bei Annähern der Membran an das Förderpumpen-Gehäuse zunehmend glatt gezogen und gestrafft und ermöglicht den notwendigen radialen Längenausgleich der Membran im Betrieb.This annular bulge is increasingly smoothed and tightened as the diaphragm approaches the feed pump housing and enables the necessary radial length compensation of the diaphragm during operation.
Der Antriebs-Arbeitszylinder wird vorzugsweise pneumatisch betrieben, und besitzt deshalb sowohl in seinem Antriebs-Raum als auch in seinem Kopplungs-Raum, also beidseits des Kolbens des Arbeitszylinders, einen Anschluss, über den ein Antriebs-Medium, meist Druckluft, zum Betreiben des Arbeitszylinders gesteuert sowohl im Antriebs-Raum als auch im Kopplungs-Raum eingebracht werden kann.The drive working cylinder is preferably operated pneumatically and therefore has a connection both in its drive space and in its coupling space, i.e. on both sides of the piston of the working cylinder, via which a drive medium, usually compressed air, is used to operate the working cylinder controlled both in the drive space and in the coupling space.
Vorzugsweise ist die wirksame, beaufschlagbare Fläche des Kolbens des Arbeitszylinders mindestens um den Faktor 1,4, besser um den Faktor 1,6, besser um den Faktor 1,8, besser um den Faktor 2,0 größer als die wirksame Fläche der Membran der Membran-Förderpumpe.The effective area of the piston of the working cylinder that can be acted upon is preferably greater than the effective area of the diaphragm by at least a factor of 1.4, better by a factor of 1.6, better by a factor of 1.8, better by a factor of 2.0 Diaphragm feed pump.
Dadurch sind bereits niedrige Drücke des Antriebs-Mediums, meist Luft, für das Betreiben des dann pneumatischen Antriebs-Arbeitszylinders ausreichend.As a result, even low pressures of the drive medium, mostly air, are sufficient to operate the then pneumatic drive working cylinder.
Zusätzlich kann der Antriebsraum der Förderpumpe über einen Unterdruckanschluss verfügen und mit Unterdruck beaufschlagbar sein, vorzugsweise mit dem gleichen Unterdruck wie er meist in dem zu leerenden Vorratsbehälter herrscht.In addition, the drive space of the feed pump can have a vacuum connection and can be subjected to negative pressure, preferably with the same negative pressure as usually prevails in the storage container to be emptied.
Dadurch wird erreicht, dass beim Rückhub die Membran aktiv in die vollständig zurückgezogene Füllstellung bewegt werden kann, und im Bereich der Einlassöffnung die Membran nicht durch eine dort vorherrschende Druckdifferenz in Richtung Einlass-Öffnung gesaugt wird.This ensures that the membrane can be actively moved into the fully retracted filling position during the return stroke, and the membrane is not sucked in the direction of the inlet opening by a pressure difference prevailing there in the area of the inlet opening.
Stromaufwärts des Förderpumpen-Gehäuses oder im Förderpumpen-Gehäuse kann ferner eine Heizvorrichtung, insbesondere in Form von elektrischen Heizschlangen für ein aufgeheiztes flüssiges Heiz-Medium oder elektrische Leitungen, vorgesehen sein, um das zu fördernde Material zu erwärmen und damit dünnflüssiger und besser pumpfähig werden zu lassen. Umgekehrt kann bei einzelnen Anwendungen auch eine Kühlvorrichtung notwendig sein, die Rohrleitungen für ein gekühltes flüssiges Kühl-Medium umfassen kann.A heating device, in particular in the form of electrical heating coils for a heated liquid heating medium or electrical lines, can also be provided upstream of the feed pump housing or in the feed pump housing in order to heat the material to be pumped and thus become more fluid and pumpable to let. Conversely, a cooling device may also be necessary in individual applications, which may include pipelines for a cooled liquid cooling medium.
Im Antriebsraum der Förderpumpe ist vorzugsweise ein Flüssigkeitssensor angeordnet, der im Fall einer Undichtigkeit wie etwa eines Risses der Membran in den Antriebsraum hinein gelangendes Material detektiert und an die Steuerung meldet, die daraufhin zumindest ein Alarmsignal abgibt.A liquid sensor is preferably arranged in the drive space of the feed pump, which detects material entering the drive space in the event of a leak, such as a rupture of the membrane, and reports it to the controller, which then emits at least one alarm signal.
Im Förderraum der Förderpumpe oder in deren Anschlüssen kann mindestens ein Drucksensor vorhanden sein, um jederzeit die Druckverhältnisse in der Pumpe und insbesondere in dem Förderraum zu kennen. Dadurch kann eine damit verbundene Steuerung darauf reagieren, entweder durch Verändern des Vordruckes des Antriebsmediums oder notfalls auch durch Abgabe eines Alarmsignals, wenn der gemessene Druck einen Grenzwert überschreitet oder ein Mindest-Druck nicht erreicht wird.At least one pressure sensor can be present in the delivery space of the delivery pump or in its connections in order to know the pressure conditions in the pump and in particular in the delivery space at all times. As a result, an associated control can react to this, either by changing the pre-pressure of the drive medium or, if necessary, by emitting an alarm signal if the measured pressure exceeds a limit value or a minimum pressure is not reached.
Bevorzugt ist jedoch im Förder-Raum kein Drucksensor vorhanden, vor allem um die Anzahl an verschleißanfälligen Bauteilen gering zu haltenHowever, there is preferably no pressure sensor in the conveying space, above all in order to keep the number of components susceptible to wear low
Hinsichtlich der Lagervorrichtung, die neben dem Vorratsbehälter für das zu fördernde Material wenigstens eine der vorbeschriebenen Pump-Einheiten umfasst, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Pump-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.With regard to the storage device which, in addition to the storage container for the material to be conveyed, comprises at least one of the above-described pump units, this object is achieved in that the pump unit is designed according to one of the preceding claims.
Vorzugsweise umfasst die Lagervorrichtung dabei zwei solcher Pump-Einheiten, die gegensynchron angetrieben werden können, um eine quasikontinuierliche Förderung des Materials in die gemeinsame Auslassleitung zum Verbraucher hin sicherzustellen.The storage device preferably comprises two such pump units, which can be driven in opposite synchronism in order to ensure a quasi-continuous conveyance of the material into the common outlet line to the consumer.
Vorzugsweise sind die beiden Pump-Einheiten jedoch unabhängig voneinander steuerbar, sodass auch zeitliche Überlappungen des Rückhubes der einen Pump-Einheit und des Arbeitshubes der anderen Pump-Einheit oder ein zeitlicher Abstand dazwischen erzielbar sind.Preferably, however, the two pump units can be controlled independently of one another, so that temporal overlaps of the return stroke of one pump unit and the working stroke of the other pump unit or a time interval between them can also be achieved.
An der Lagervorrichtung ist die Förderpumpe, insbesondere die Membran-Förderpumpe, vorzugsweise so angeordnet, dass sich ihr Einlassventil unterhalb der Auslassöffnung des Vorratsbehälter befindet, sodass bei geöffnetem Einlassventil das Material bereits allein schwerkraftbedingt in den Förderraum der Membran-Pumpe strömt.The feed pump, in particular the diaphragm feed pump, is preferably arranged on the storage device in such a way that its inlet valve is located below the outlet opening of the storage container, so that when the inlet valve is open, the material flows into the pumping chamber of the diaphragm pump solely due to gravity.
Dabei kann die Hauptebene der Membran der Membran-Förderpumpe unter einem Winkel von höchstens 40°, besser höchstens 30°, besser höchstens 20°, besser höchstens 10° zur Vertikalen geneigt angeordnet sein, während der Vorratsbehälter vorzugsweise vertikal stehend mit seiner offenen Seite nach oben in der Lagervorrichtung steht. Dies ergibt eine besonders raumsparende Anordnung und damit eine kompakte Lagervorrichtung.The main plane of the diaphragm of the diaphragm feed pump can be inclined at an angle of at most 40 °, better at most 30 °, better at most 20 °, better at most 10 ° to the vertical, while the reservoir preferably stands vertically with its open side up stands in the storage device. This results in a particularly space-saving arrangement and thus a compact storage device.
Weise ist die Membran-Förderpumpe jedoch mit der Hauptebene ihrer Membran in der Lagervorrichtung horizontal angeordnet.However, the diaphragm feed pump is arranged horizontally with the main plane of its diaphragm in the bearing device.
Der Förderpumpen-Antrieb der einen oder auch zwei Förderpumpen ist dabei vorzugsweise auf der bezüglich der Förderpumpe vom Vorratsbehälter abgewandten Seite angeordnet, sodass der Pumpenantrieb, insbesondere der Antriebs-Arbeitszylinder, leicht zugänglich ist für Reparaturen.The feed pump drive of the one or two feed pumps is preferably arranged on the side facing away from the storage container with respect to the feed pump, so that the pump drive, in particular the drive working cylinder, is easily accessible for repairs.
Vorzugsweise wird der dicht verschlossene Vorratsbehälter mit Unterdruck beaufschlagt, um ein Einmischen von Luft in das Material im Vorratsbehälter zu vermeiden, insbesondere wenn dieser mit einem Mischer ausgestattet ist.The tightly closed storage container is preferably subjected to negative pressure in order to prevent air from mixing into the material in the storage container, in particular if the latter is equipped with a mixer.
Vorzugsweise wird dann der Luftraum des Vorratsbehälters mit dem Antriebsraum der Förderpumpe verbunden, und diese Verbindung kann über ein Ventil wahlweise geöffnet und verschlossen werden.The air space of the storage container is then preferably connected to the drive space of the feed pump, and this connection can optionally be opened and closed via a valve.
Dadurch herrscht auf beiden Seiten der Membran in der Förder-Pumpe der gleiche Druck, sodass beim Füllen der Förderpumpe die Membran in die optimal nahe Endlage zum Gehäuse auf der Antriebsseite gebracht werden und ein maximales Pumpvolumen erreicht werden.As a result, the same pressure prevails on both sides of the diaphragm in the feed pump, so that when the feed pump is filled, the diaphragm is brought into the optimally close end position to the housing on the drive side and a maximum pump volume is achieved.
Hinsichtlich des Verfahrens zum Betreiben einer solchen Pump-Einheit, insbesondere in einer solchen Lagervorrichtung, wird die bestehende Aufgabe dadurch gelöst, dass die axiale Position eines überwachten Elementes, nämlich
- - des Antriebs-Stössels und/oder
- - des den Antriebs-Stössels antreibenden Förderpumpen-Antriebes und/oder
- - der Membran, insbesondere eines definierten Punktes oder Bereiches der Membran,
- - the drive tappet and / or
- - The feed pump drive driving the drive plunger and / or
- - the membrane, in particular a defined point or area of the membrane,
Dies ist notwendig, da abhängig von der momentanen axialen Position der Membran die Volumenveränderung im Förder-Raum pro zurückgelegte axiale Strecke des Förderpumpen-Antriebes und damit des Antriebsstössels unterschiedlich ist.This is necessary because, depending on the current axial position of the membrane, the change in volume in the delivery space is different for each axial distance covered by the delivery pump drive and thus the drive plunger.
Die Pump-Einheit besitzt also kein über den Weg des Förderpumpen-Antriebes und damit der Membran konstantes Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebsdruck und dem Materialdruck im Förderraum, insbesondere nahe dessen Auslassöffnung.The pump unit therefore does not have a constant transmission ratio between the drive pressure and the material pressure in the delivery space, in particular near its outlet opening, over the path of the feed pump drive and thus the membrane.
Deshalb muss abhängig von der jeweiligen axialen Position des Antriebsstössels oder alternativ der damit ohnehin zumindest im gegenseitigen Verbindungsbereich axialfest gekoppelten Membran am Förderpumpen-Antrieb ein jeweils anderer Antriebsdruck oder eine jeweils andere Antriebskraft vorhanden sein, um unabhängig von der axialen Position einen konstanten, insbesondere hinsichtlich der Höhe festgelegten, Materialdruck im Förderraum, insbesondere nahe dessen Auslassöffnung, zur Verfügung zu stellen.Therefore, depending on the respective axial position of the drive tappet or, alternatively, the diaphragm, which is axially fixedly coupled to it anyway, at least in the mutual connection area, a different drive pressure or a different drive force must be present on the feed pump drive in order to maintain a constant, especially with regard to the Set height to provide material pressure in the conveying space, in particular near its outlet opening.
Die axiale Position des überwachten Elementes wird über dessen gesamten Bewegungsweg - stufenlos oder in Stufen - ermittelt und die Steuerung der Pump-Einheit verwendet dieses Positions-Signal, um abhängig davon den Antriebsdruck einzustellen, die anhand der
Bei zwei oder mehr vorhandenen Pump-Einheiten wird die Ausstoß-Bewegung des Antriebs-Stössels der einen Pump-Einheit begonnen, bevor die Förder-Bewegung des Antriebs-Stössels der anderen Pump-Einheit beendet ist, um dem angeschlossenen Verbraucher kontinuierlich Material mit dem gleichen Materialdruck anzubieten.If two or more pump units are present, the ejection movement of the drive plunger of one pump unit is started before the conveying movement of the drive plunger of the other pump unit is ended in order to continuously supply the connected consumer with material with the same To offer material printing.
Auch kann der Antriebs-Raum der Membran-Förderpumpe mit Unterdruck beaufschlagt, insbesondere mit dem gleichen Unterdruck wie der Luftraum des Vorrats-Behälters, insbesondere sobald die Ausstoß-Bewegung des Antriebs-Stössels beendet ist oder permanent, um durch einseitig anliegenden Unterdruck bedingte Verformungen der Membran in Richtung Material-Einlassöffnung zu vermeiden.The drive chamber of the diaphragm feed pump can also have negative pressure applied to it, in particular with the same negative pressure as the air space of the storage container, in particular as soon as the ejection movement of the drive plunger has ended or permanently to prevent deformations of the Avoid diaphragm in the direction of the material inlet opening.
Um zu vermeiden, dass während des Förder-Hubes Material in die Einlassöffnung zurückströmt, wird das Einlassventil geschlossen, sobald der Positionssensor das Erreichen der Endposition des Antriebsschlüssels und damit der Membran der Förderpumpe in der Füll-Stellung meldet.In order to prevent material from flowing back into the inlet opening during the delivery stroke, the inlet valve is closed as soon as the position sensor reports that the drive key has reached its end position and thus the diaphragm of the delivery pump is in the filling position.
Falls ein Flüssigkeitssensor vorhanden ist, kann die Steuerung beim Empfang eines entsprechenden Signales den Eintritt von Flüssigkeit in den Antriebsraum melden und ein Alarmsignal abgeben, sodass die Membran-Pumpe repariert, insbesondere die Membran ausgetauscht, wird oder die gesamte Pump-Einheit gegen eine neue ausgetauscht wird.If a liquid sensor is present, the controller can report the entry of liquid into the drive chamber upon receipt of a corresponding signal and emit an alarm signal so that the diaphragm pump is repaired, in particular the diaphragm is replaced, or the entire pump unit is replaced with a new one becomes.
Dadurch wird die Zeit der Betriebsunterbrechung der Lagervorrichtung minimal gehalten, zumal hierfür lediglich das aktiv ansteuerbare Einlassventil der entsprechenden Pump-Einheit geschlossen werden muss und nach dem Vollziehen eines letzten Förderhubes die Pump-Einheit von ihren Anschlüssen gelöst und entfernt werden kann.As a result, the interruption in operation of the storage device is kept to a minimum, especially since only the actively controllable inlet valve of the corresponding pump unit has to be closed for this and the pump unit can be detached from its connections and removed after completing a last delivery stroke.
Falls die Pump-Einheit einen Drucksensor im fördere Raum enthält - was nicht im Fokus der Erfindung steht - könnte der Antriebsdruck natürlich direkt auf Basis des gemessenen Materialdruckes geregelt werden, aber sowohl der Regel-Algorithmus hierfür ist aufwendig als auch die Anfälligkeit des Drucksensors spricht gegen eine solche Lösung.If the pump unit contains a pressure sensor in the delivery space - which is not the focus of the invention - the drive pressure could of course be controlled directly on the basis of the measured material pressure, but both the control algorithm for this is complex and the susceptibility of the pressure sensor speaks against it such a solution.
FigurenlisteFigure list
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
-
1a : die Pump-Einheit am Ende des Füll-Hubes, -
1b : die Pump-Einheiten in Mittelstellung (Normalstellung), -
1c : die Pump-Einheiten am Ende des Förder-Hubes, -
2 : die gesamte Lagervorrichtung mit einer Pump-Einheit, -
3a : eine Aufsicht auf den Vorratsbehälter von oben, -
3b : einen Horizontalschnitt durch den Vorratsbehälter entlang der Linie B -B der 2 , -
4a -d : Kennlinien zum Betrieb der Pump-Einheit.
-
1a : the pump unit at the end of the filling stroke, -
1b : the pump units in the middle position (normal position), -
1c : the pump units at the end of the delivery stroke, -
2 : the entire storage facility with a pumping unit, -
3a : a plan view of the storage container from above, -
3b : a horizontal section through the storage container along the line B - B of FIG2 , -
4a -d : Characteristic curves for the operation of the pump unit.
Der Aufbau der Pump-Einheit
- Die Pump-
Einheit 1 besteht dabei aus einer Förderpumpe1.1 in Form einer Membran-Pumpe, und einer inBewegungsrichtung 10 der als Pumpelement 3 dienenden Membran 4 dieser Membran-Pumpe koaxial vorgelagerten und damit verbundenen Förderpumpen-Antrieb 8 in Form einer pneumatisch betriebenen Arbeitszylinder-Einheit1.2 , also einesPneumatikzylinders 8 .
- The
pump unit 1 consists of a feed pump1.1 in the form of a diaphragm pump, and one in the direction ofmovement 10 as apumping element 3 serving membrane4th This diaphragm pump is coaxially upstream and connected to the feed pump drive8th in the form of a pneumatically operated working cylinder unit1.2 , i.e. a pneumatic cylinder8th .
Sowohl die Membran
Der Förderraum
Im oberen Bereich besitzt der Förderraum
Auf diese Art und Weise wird der Förderraum
Die Förderpumpe
Der Förderpumpen-Antrieb
Die wirksame Fläche des Antriebs-Kolben
Der Pneumatikzylinder
Dem Druckluft-Anschluss
Vorzugsweise verfügt die Pump-Einheit
Vorzugsweise ist in dem von dem Förder-Raum
Der Antriebs-Kolben
Der Antriebsstössel
- Er umfasst zum einen den Schaft
9.1 , der im Wesentlichen den Abstand vom Antriebs-Kolben1.2a zur Membran 4 überbrückt, sowie einer Druckplatte9.2 , die sich am Membran-seitigen Ende des Schaftes9.1 befindet und mit einer großflächige Kontaktfläche9a ander Membran 4 anliegt.
- On the one hand, it includes the shaft
9.1 which is essentially the distance from the drive piston1.2a to the membrane4th bridged, as well as a pressure plate9.2 located at the membrane-side end of the shaft9.1 and with alarge contact area 9a on the membrane4th is applied.
Die Membran
In dem Zwischenraum zwischen Hauptteil
Diese Zugplatte
Die Zugplatte
Die
Wie ersichtlich, ist bei der Mittelstellung des Antriebs-Kolbens
- Wenn sich der Antriebs-Kolben
1.2a am Ende des Förder-Hubes befindet, insbesondere an einem am Antriebs-Zylinder1.2b ausgebildeten axialen Anschlag anliegt gemäß1c , ist diese Aufwölbung glatt gezogen, und dieMembran 4 erreicht fast die Einlass-Öffnung 5a und die Auslass-Öffnung 6a , jedoch nicht bis zu einem Kontakt, um eine Beschädigung derMembran 4 durch die Ränder dieser Öffnungen zu vermeiden.
- When the drive piston
1.2a located at the end of the delivery stroke, in particular on one on the drive cylinder1.2b formed axial stop is applied according to1c , this bulge is smoothed, and the membrane4th almost reaches theinlet opening 5a and theoutlet opening 6a but not until contact to damage the membrane4th by avoiding the edges of these openings.
In der anderen Endstellung gemäß
Das Einlassventil
Das Auslassventil
Aus diesem Grund sollte die Ventileinheit
Die
Als Abweichung vom absoluten Soll-Wert sind dabei maximal10 %, besser maximal 5 % zugelassen. Unter einem konstanten Materialdruck wird verstanden, dass der Unterschied zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Wert maximal 10 %, besser maximal 5 % des niedrigsten Wertes beträgt.A maximum of 10%, better still a maximum of 5%, is permitted as a deviation from the absolute target value. A constant material pressure is understood to mean that the difference between the highest and the lowest value is a maximum of 10%, better a maximum of 5% of the lowest value.
Die Steuerung steuert hierfür lediglich den Antriebsdruck pA des Antriebsmediums, in der Regelluft, mit der der antreibende PneumatikZylinder
Da der Antriebsdruck pA über die Stellung eines Druck-Regelventil
Die Steuerung steuert somit den Antriebsdruck in Form der Stromstärke yV des elektrischen Proportional-Ventils
Diese Antriebsdruck-Positions-Kennlinie kann ermittelt werden aus einer Materialdruck-Positions-Kennlinie des Materialdrucks pM über der axialen Position xK des Antriebsstößels
- - entweder in Kenntnis der
Form der Membran 4 sowie der Größe des Förder-Raumes1.1a und des Antriebs-Raumes1.1b , gegebenenfalls unter zusätzlicher Berücksichtigung der Elastizität derMembran 4 und/oder der Viskosität des zu fördernden Materials M - - oder in Kenntnis des Übersetzungsverhältnisses der Pumpeinheit
1 an jeder axialen Position xK durch Vergleich von Antriebsdruck pA oder Stromstärke yV mit dem Materialdruck pM.
- - either knowing the shape of the membrane
4th as well as the size of the funding room1.1a and the drive room1.1b , possibly with additional consideration of the elasticity of the membrane4th and / or the viscosity of the material M to be conveyed - - or knowing the transmission ratio of the
pump unit 1 at each axial position xK by comparing the drive pressure pA or current yV with the material pressure pM.
Eine solche Materialdruck-Positions-Kennlinie wird aufgezeichnet, indem bei einer Pump-Einheit
Anschließend wird schrittweise - mit Pausen von mehreren, insbesondere mindestens 5 s, besser mindestens 10 s, besser mindestens 20 s dazwischen - jeweils ein definiertes Entnahmevolumen an Material
Dabei sollte das Entnahmevolumen höchstens einem Fünftel, besser höchstens einem Zehntel, besser höchstens einem Zwanzigstel eines ganzen Hubvolumens der Förderpumpe
Zwischen den einzelnen Entnahmeschritten wird bei Stillstand des Antriebs-Kolben
Die daraus umgerechnete Antriebsdruck-Positions-Kennlinie gemäß
Die zum Betrieb verwendeten Pump-Einheiten
Sobald bei einer Antriebsdruck-Positions-Kennlinie gemäß
Falls der Polygonzug zu einer Kurve geglättet war, wird diese Anpassung des Steuerstromes yV kontinuierlich durchgeführt entsprechend der nun kurvenförmigen Antriebsdruck-Positions-Kennlinie.If the polygon was smoothed into a curve, this adaptation of the control current yV is carried out continuously in accordance with the now curved drive pressure-position characteristic.
Die für die Steuerung benötigte Antriebsdruck-Positions-Kennlinie kann auch experimentell aus der Materialdruck-Positions-Kennlinie ermittelt werden:
- Nach dem Aufzeichnen einer ersten Materialdruck-Positions-Kennlinie bei konstantem Antriebsdruck pA wie oben beschrieben kann dies mehrfach wiederholt werden, allerdings mit manuell an den einzelnen Axialpositionen so verstellten Antriebsdrücken pA das der Abweichung der erzielten Materialdruck-Positions-Kennlinie von einer Horizontalen im Diagramm der
4b entgegengewirkt wird.
- After a first material pressure-position characteristic curve has been recorded at constant drive pressure pA as described above, this can be repeated several times, but with drive pressures pA adjusted manually at the individual axial positions that of the deviation of the material pressure-position characteristic curve achieved from a horizontal in the diagram of
4b is counteracted.
Dadurch kann im Laufe von mehreren Aufzeichnungs-Läufen eine horizontale Materialdruck-Positions-Kennlinie gemäß
Die
Die wenigstens eine Einlassöffnung
Da die Wand des Topfes
Die Pump-Einheiten
In der Regel soll strikt vermieden werden, dass in das Material
Dabei steht der Vorratsbehälter
Ferner zeigen die
Wie
Der Motor
Deren Vertikalarme
Am unteren Ende der Vertikalarme
Die Rührflügel
Durch diesen Durchlass hindurch kann sich ein stabförmiger Füllstandssensor
Der Ableitkörper
Des Weiteren kann im Vorratsbehälter
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Pump-EinheitPumping unit
- 1'1'
- LängsmittelachseLongitudinal central axis
- 1*1*
- Steuerungcontrol
- 1.11.1
- FörderpumpeFeed pump
- 1.1a1.1a
- Förder-RaumFunding room
- 1.1b1.1b
- Antriebs-RaumDrive room
- 1.21.2
- Arbeitszylinder-Einheit, Antriebs-ArbeitszylinderWorking cylinder unit, drive working cylinder
- 1.2a1.2a
- Antriebs-KolbenDrive piston
- 1.2b1.2b
- Antriebs-ZylinderDrive cylinder
- 22
- Förderpumpen-GehäuseFeed pump housing
- 33
- Pump-ElementPumping element
- 44th
- elastisches Element, Membran, Hauptteil, Faltenbalgelastic element, membrane, main part, bellows
- 4.14.1
- Membran-FortsatzMembrane extension
- 4a, b4a, b
- VerwerfungRejection
- 4'4 '
- HauptebeneMain level
- 55
- EinlassventilInlet valve
- 5a5a
- EinlassöffnungInlet opening
- 5b5b
- AnschlussstutzenConnection piece
- 66th
- Auslassventiloutlet valve
- 6a6a
- AuslassöffnungOutlet opening
- 6b6b
- Anschlussstutzen, AuslassstutzenConnection nozzle, outlet nozzle
- 77th
- Rückschlagventilcheck valve
- 7.17.1
- VentilkörperValve body
- 7.27.2
- VentilsitzValve seat
- 88th
- Förderpumpen-AntriebFeed pump drive
- 99
- Antriebs-StösselDrive tappet
- 9a9a
- KontaktflächeContact area
- 9.19.1
- Schaftshaft
- 9.29.2
- Druckplatteprinting plate
- 9.39.3
- ZugplatteTension plate
- 1010
- Bewegungsrichtung, axiale RichtungDirection of movement, axial direction
- 1111
- Vertikalevertical
- 1212th
- Unterdruck-AnschlussVacuum connection
- 1313th
- Druckluft-AnschlussCompressed air connection
- 1414th
- Sperr VentilLock valve
- 14a14a
- VentilkörperValve body
- 14b14b
- VentilsitzValve seat
- 1515th
- Flüssigkeits-SensorLiquid sensor
- 16a, b16a, b
- Druck-SensorPressure sensor
- 1717th
- Positions-SensorPosition sensor
- 1818th
- Proportional-Ventil Proportional valve
- 100100
- LagervorrichtungStorage device
- 100*100 *
- Steuerungcontrol
- 101101
- Vorrats-BehälterStorage container
- 101'101 '
- LängsmittelachseLongitudinal central axis
- 101.1101.1
- Topfpot
- 101.2101.2
- Deckelcover
- 102102
- AuslassöffnungOutlet opening
- 103103
- EinlassöffnungInlet opening
- 104104
- Unterdruck-AnschlussVacuum connection
- 105105
- Unterdruck-PumpeVacuum pump
- 106106
- RührerStirrer
- 107107
- WandungWall
- 107a107a
- InnenflächeInner surface
- 108108
- Bodenground
- 109109
- Kante, AbtropfkanteEdge, drip edge
- 110110
- AbleitkörperDissipator
- 110'110 '
- DrehachseAxis of rotation
- 110a110a
- AbleitflächeDeflection surface
- 110a1110a1
- AuftreffstelleImpact point
- 111111
- Rührer-Antrieb, MotorStirrer drive, motor
- 111a111a
- Motorwelle, AbtriebswelleMotor shaft, output shaft
- 112a, b, c112a, b, c
- RührflügelImpeller
- 113, 113a, b, c113, 113a, b, c
- QuerverstrebungCross bracing
- 113.1113.1
- ZentralplatteCentral plate
- 114114
- Füllstands-SensorLevel sensor
- 115115
- EinlassventilInlet valve
- 116116
- SichtfensterViewing window
- 117117
- AnschlusskastenJunction box
- 118118
- VertikalarmVertical arm
- 119119
- Rührplatte Stir plate
- MM.
- Materialmaterial
- VV
- Vertikalevertical
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