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Dosiervorrichtung Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung, mittels
der einer Flüssigkeit, beispielsweise einer Waschflotte, eine vorbestimmte Menge
einer anderen Flüssigkeit, also eine Dosierflüssigkeit, beispielsweise ein chemisches
Reinigungsmittel, zugeführt wird, wobei die aus einer normalerweise unter Druck
stehenden Leitung entnommene Flüssigkeitsmenge groß gegenüber der Menge der Dosierflüssigkeit
ist.
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Hierzu sind Membranpumpen mit zwei Pumpenkammern bekannt, deren erste
mit einer die mit der Dosierflüssigkeit zu versehende flüssigkeitführende Druckleitung
und mit einer Abflußleitung und deren zweite Pumpenkammer mit einem die Dosierflüssigkeit
enthaltenden Gefäß und einer zur Druckleitung führenden Zuleitung verbunden ist.
Mit Hilfe mechanisch oder von Hand betätigter Ventile in der die erste Pumpenkammer
mit der Druckleitung verbindenden Leitung und in der Abflußleitung wird wechselweise
der Zufluß zur Pumpenkammer und anschließend der Abfluß freigegeben, so daß bei
jedem Ventilspiel eine durch das Volumen der zweiten Pumpenkammer bestimmte Menge
der Dosierflüssigkeit mit Hilfe der zwischen den beiden Pumpenkammern angeordneten,
vom Staudruck der Druckflüssigkeit bewegten Membran über die Zuleitung in die Druckleitung
eingespeist und die gleiche Menge aus dem die Dosierflüssigkeit enthaltenden Gefäß
angesaugt wird.
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Abgesehen von der aufwendigen und störanfälligen wechselweisen Steuerung
der Ventile in den mit der ersten Pumpenkammer verbundenen Leitungen weisen derartige
Dosiervorrichtungen den weiteren Nachteil auf, daß die für den Antrieb der Membranpumpe
der Druckleitung entnommene Flüssigkeit bei jedem Dosiervorgang verlorengeht und
darüber hinaus für die Abführung dieser Flüssigkeit besondere Vorkehrungen zu treffen
sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten
Dosiervorrichtungen zu vereinfachen und damit zu verbessern, so daß eine billige,
aus wenigen Bauteilen bestehende, genau und betriebssicher arbeitende Dosiervorrichtung
entsteht, deren Steuerung mit einfacheren Mitteln als bisher durchführbar ist.
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Ausgehend von einer Dosiervorrichtung zum Einführen eines flüssigen
Mediums in eine aus einer unter Druck stehenden Leitung entnommene Flüssigkeit mit
Hilfe einer zweikammerigen Membranpumpe, deren eine Pumpenkammer mit der Druckleitung
und deren andere Pumpenkammer mit einem die Dosierflüssigkeit enthaltenden Gefäß
und einem Ausflußrohr verbunden ist, und die aus der Druckleitung entnommene Flüssigkeitsmenge
groß gegenüber der Menge des zugeführten Mediums ist, ist diese Aufgabe gemäß der
Erfindung dadurch gelöst, daß ein Magnetventil der Membranpumpe vorgeschaltet ist
und die Membranpumpe in an sich bekannter Weise aus zwei Gehäusehälften gebildet
ist, wobei die eine Gehäusehälfte der Membranpumpe eine Pumpenkammer, eine mit der
Pumpenkammer verbundene Dreiwegebohrung, eine mit einer Abflußleitung verbundene
Bohrung, eine die Bohrung mit der Dreiwegebohrung verbindende Bohrung, sowie eine
mit dieser Bohrung verbundene weitere Bohrrang aufweist und die Dreiwegebohrung
über ein Rückschlagventil an eine die zu dosierende Flüssigkeit führende Leitung
angeschlossen und das gegenüberliegende Ende der Dreiwegebohrung von einem entgegengesetzt
wirkenden Rückschlagventil verschlossen ist und die andere Gehäusehälfte eine mit
der Druckleitung verbundene Pumpenkammer sowie eine die Pumpenkammer mit der genannten
Bohrung der anderen Gehäusehälfte verbindende Bohrung aufweist.
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Eine derartige, in der chemischen Verfahrenstechnik vielseitig verwendbare
Dosiervorrichtung wirkt in der Weise, daß beim Öffnen des Magnetventils sich die
mit der Druckleitung verbundene Pumpenkammer mit Flüssigkeit füllt und die mit der
Dosierflüssigkeit gefüllte andere Pumpenkammer sich infolge der vom Staudruck der
Druckflüssigkeit bewegten Membran über die Abflußleitung in die Druckleitung entleert
und durch die im Gehäuse der Membranpumpe angeordneten Bohrungen während der Öffnung
des Magnetventils Flüssigkeit aus der Druckleitung in die Abflußleitung nachströmt,
während beim Schließen des Magnetventils der Druckflüssigkeitsstrom unterbrochen
wird und sich die andere Pumpenkammer der Membranpumpe infolge der in die Ausgangslage
zurückgehenden Membran mit
Dosierflüssigkeit füllt. Es sind nunmehr
also weder Ventile und Ventilsteuerungen für die hier nicht benötigte, bisher der
ersten Pumpenkammer zugeordnete Abflußleitung vorzusehen, noch geht Flüssigkeit
aus der Druckleitung bei einem Dosiervorgang verloren oder sind Vorkehrungen für
die Abführung dieser Flüssigkeit zu treffen.
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Alles Nähere über die Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung dargestellt ist. Im einzelnen zeigt F i g. 1
einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung, F i g. 2 die Seitenansicht
auf die Dosiervorrichtung gemäß F i g. 1, F i g. 3 das Rohrleitungsschema.
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Das Gehäuse 1 (vgl. F i g. 1) der Dosiervorrichtung besteht aus zwei
Hälften 1 a und 1 b, die mittels Schrauben und unter Zwischenlegen einer Membran
2 miteinander verbunden sind. Die Hälfte 1 a ist in ihrem Zentrum
mit einer Dreiwegebohrung 3 versehen und weist einen Rohrstutzen 4 auf, an dem die
hier nur schematisch dargestellte, die mit der Dosierflüssigkeit vermischte Flüssigkeit
führende Abflußleitung 5 (vgl. F i g. 3) anzuschließen ist. Die einander gegenüberliegenden
Austritte der Dreiwegebohrung 3 sind mit je einem Kugelrückschlagventil 6 und 7
abgeschlossen, die einander entgegengesetzte Wirkung aufweisen. An die das Ventil
7 aufweisende Öffnung ist die die Dosierflüssigkeit führende Leitung 8 angeschlossen;
welche, wie F i g. 3 zeigt, zu einem Vorratsbehälter 9 a oder 9 b führt. Die Hälfte
1 a ist ferner mit einem überlaufkanal 10 versehen, der über eine
Hohlschraube 11 und einen Ausfluß 12 in den Rohrstutzen 4 führt. In der Hohlschraube
11 ist ferner eine Feder 13 angeordnet, die das Kugelventil 6 beaufschlagt.
Ferner ist eine mit der Dreiwegebohrung 3 verbundene Aussparung 14 vorgesehen, die
von der Membran 2 abgedeckt ist und der Aufnahme der einzuspritzenden Dosierflüssigkeit
dient. Je nach Größe der geometrischen Abmessung der Ausnehmung 14 wird in
noch zu beschreibender Weise mehr oder weniger Dosierflüssigkeit in den Rohrstutzen
4 eingespritzt.
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Die Hälfte 1 b weist einen konzentrisch angeordneten Rohrstutzen
15 auf, an den die von einem Magnetventil 16 (vgl. F i g. 1 und 3)
gesteuerte Druckleitung 17 anzuschließen ist. Eine mit der Bohrung des Rohrstutzens
15 kommunizierende Ausnehmung 18 umfaßt die zwischen beiden Hälften la und 1 b angeordnete
Membran 2 und weist eine zum Überlaufkanal 10 führende Bohrung 19 auf.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Die
in dem Vorratsbehälter 9 a (vgl. F i g. 3) befindliche Dosierflüssigkeit
gelangt über die Leitung 8
in die Dosiervorrichtung 1, und zwar hebt
sie infolge ihres statischen Druckes das Rückschlagventil7 an und füllt die Dreiwegebohrung
3 sowie die Ausnehmung 14. Ihr statischer Druck reicht nicht aus, die Kraft der
Feder 13 zu überwinden, so daß über das Rückschlagventil6 keine Dosierflüssigkeit
in den Ausfluß 12 gelangen kann. Die Dosierflüssigkeit kann aber auch aus
dem Vorratsbehälter 9 b (in F i g. 3 gestrichelt dargestellt) direkt mittels der
Membran 2 angesaugt werden und- füllt dabei ebenfalls die Dreiwegebohrung 3 und
die Ausnehmung 14. Wird nun von Hand oder durch ein Schaltwerk das Magnetventil
16 geöffnet, so gelangt über die Druckleitung 17 Flüssigkeit in die vor der
Membran liegende Ausnehmung 18 und drückt infolge ihres Staudruckes die Membran
2 in bezug auf F i g. 1 nach links. Die in der Ausnehmung 14 befindliche Dosierflüssigkeit
wird hierdurch, da sie über das Rückschlagventil7 nicht entweichen kann, über das
Ventil 6 und den Ausfluß 12 in den Rohrstutzen 4 gedrückt. Gleichzeitig wird die
Druckflüssigkeit von der Membran 2 umgeleitet und gelangt über die Bohrung 19 in
den Kanal 10 und damit über die Hohlschraube 11 und den Ausfluß 12 ebenfalls in
den Rohrstutzen Q., an dem die Abflußleitung 5 angeschlossen ist. Dosierflüssigkeit
und Druckflüssigkeit vermischen sich hier in dem gewünschten Verhältnis und zwar
so lange, wie das Magnetventil 16 offen gehalten wird. Während dieser Zeit
kann infolge des durch die Membran 2 ausgeübten Druckes auf die in der Dreiwegebohrung
3 befindliche Dosierflüssib keit, die sich auf dem Rückschlagventil7 abstützt, neue
Dosierflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 9 a oder 9 b nicht zufließen. Nach dem
Schließen des Magnetventils 16 hört der von der Druckflüssigkeit auf die
Membran 2 ausgeübte Druck auf, so daß diese in ihre in F i g. 1 dargestellte Ruhelage
zurückspringt. Hierdurch wird auch das Rückschlagventil 7 von der noch in der Dreiwegebohrung
3 befindlichen Dosierflüssigkeit entlastet, so daß aus dem Vorratsbehälter 9 a -
oder infolge der mittels der Membran 2 erzeugten wechselnden Ansaug- und Druckwirkung
aus dem Behälter 9 b - erneut Dosierflüssigkeit zufließen kann, und zwar
so lange, bis die Ausnehmung 14 gefüllt ist. Nach Öffnen des Magnetventils wiederholt
sich der eben beschriebene Vorgang. Durch wiederholtes Einschalten des -Magnetventils
16 kann eine Dosis-Regulierung erreicht werden.
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Durch Regeln der Öffnungszeit des Magnetventils 16 kann also das Mischungsverhältnis
zwischen Dosierflüssigkeit und Druckflüssigkeit in weiten Grenzen geregelt werden.
Eine weitere Möglichkeit, das Mischungsverhältnis zu ändern, besteht darin, die
Ausnehmung 14 zu vergrößern oder zu verkleinern, was natürlich bedingt, daß die
Hälfte la der Dosiervorrichtung 1 ausgewechselt werden muß.
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Die vorstehend beschriebene Dosiervorrichtung ist derart einfach in
ihrer konstruktiven Ausführung, daß, wenn die Hälften 1 a und 1 b aus Kunststoff
gefertigt sind und zudem das hier nur schematisch gezeigte Magnetventil in die Hälfte
1 b mit eingebaut ist, eine äußerst preiswerte Dosiervorrichtung entsteht, welche
allen an sie zu stellenden Forderungen vollauf genügt.