DE1403973C - Dosierungspumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosierungspumpe für glied eine nur in einer Bewegungsrichtung starre Vergasförmige Medien, deren Gehäuse durch eine Quer- bindung der Kolben darstellt, wand in zwei gleich große Kammern unterteilt ist, in Die Rückstellung der Kolben geschieht in kraft-

denen jeweils einer von zwei durch ein starres, die schlüssiger Verkopplung der Kolben, so daß keine Querwand durchsetzendes Verbindungsglied mitein- 5 beidseitige Druckmittelzuführung für die Kolben vorander gekoppelten Kolben eine verschiebliche Grenze gesehen sein muß. Da die Höhe des in den Faltenbalg zwischen einem mit einem Druckmittel füllbaren und einschiebbaren Kolbens größer als die minimale einem mit dem zu fördernden Medium füllbaren Höhe des zusammengeschobenen Faltenbalges be-Raum bildet. messen ist, verbleibt praktisch zwischen der jeweils

Es handelt sich dabei um eine vollständig aus Me- io äußeren Stirnfläche der Kolben und der Kammer-• tall bestehende Dosierungspumpe, die im Vakuum wand in der äußeren Kolbenendlage kein Spielraum entgast werden und in einem sehr weiten Temperatur- mehr, in dem korrodierende Substanzen weiter wirkbereich arbeiten kann. Sie soll ein Ansaugen und sam sein könnten. Die Schwierigkeiten infolge von Verdrängen von insbesondere sehr reinen oder sehr Reibungskräften zwischen Kolben und Kammerwand korrodierenden Gasen gestatten. 13 und erhöhte Bearbeitungsaufwendungen sind dadurch

Bei einer Dosierungspumpe der eingangs genann- umgangen, daß eine unmittelbare Berührung hier verten Art dient das Verbindungsglied nicht zur Kraft- mieden ist und statt dessen die Kolben über Faltenübertragung von einem Kolben auf den anderen, son- bälge gegen die Kammerwand abgedichtet sind, dem nur als Führung und Druckmittelzuführung für Der Raum veränderlichen Volumens im Inneren

die Kolbenverschiebung, und die Rückstellung der ao jedes Faltenbalges, der durch diesen Balg, den entKolben erfolgt durch unmittelbare Druckmittelzufuh- sprechenden Kolben und das Gehäuse der Pumpe rung zu der nicht vollständig an der Kammerwand in dem zugehörigen Kammer-Hohlraum begrenzt anliegenden Kolbenstirnfläche. Hier ist wegen der nur wird, bildet einen Arbeitsraum der Pumpe, der im teilweisen Anlage der Kolbenstirnfläche an der Kam- folgenden mit »Druckraum« bzw. »Unterdruckraum« merwand ebenso wie bei einer anderen Pumpe dieser as bezeichnet wird. Jeder dieser Arbeitsräume steht mit Art in der jeweiligen äußeren Endstelluhg der KoI- einer Leitung in Verbindung, die wechselweise zum ben ein Restvolumen an zu förderndem Medium in Ansaugen oder Ausschieben des zu pumpenden den Kammern vorhanden. Dies ist insbesondere Mediums bestimmt ist; die hin- und hergehende dann, wenn stark korrosive Medien gefördert werden Bewegung der Kolben erfolgt durch Einlassen öder sollen, äußerst unerwünscht, da hierbei ein ständiger 30 Herauslassen einer bestimmten Menge eines Ankorrosiver Angriff auf die Oberflächen von Kammer triebsmediums, beispielsweise eines Öles, in die Kam- und Kolben erfolgt. mera des Pumpengehäuses, und zwar in denjenigen

Außerdem sind die verschieblichen Kolben bei bei- Kammerteil, der sich zwischen dem Pumpengehäuse den bekannten Pumpen in unmittelbarer Berührung und der äußeren Wandfläche der Faltenbälge der mit der Kammerwand geführt, so daß man im 35 Druck- und Unterdruckräume befindet. Interesse einer Reinhaltung des Fördergutes im Fall Die soeben beschriebene Anordnung, bei der die

sehr reiner Gase auf die Verwendung jeglicher Faltenbälge für eine hin- und hergehende Bewegung Schmierung verzichten und hohe Reibungskräfte zwi- ausgelegt sind, gestattet es, eine volumetrisch sehen Kolben und Kammerwand in Kauf nehmen dosierte, praktisch nicht pulsierende Förderung des. muß, wenn man die Gefahr beseitigen will, daß ein 40 komprimierten, gasförmigen Mediums durch die die Reibung verminderndes Schmiermittel zu einer Pumpe zu erzielen, wobei die in der Zeiteinheit geVerunreinigung des geförderten Gases führt. Auch förderte Menge vollkommen unabhängig von dem müssen die Kammer- und Kolbengleitoberflächen Druck des geförderten Mediums selbst ist. einer hochwertigen Glattbearbeitung unterworfen Zweckmäßigerweise ist jeder Faltenbalg aus ringsein, was einen besonderen Aufwand bei der Her- ₄₅ förmigen Elementen hergestellt, die miteinander an stellung der bekannten Pumpen bedeutet. jhren Umfangsrändern dight verschweißt sind. Jede

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter der beiden Kammern ist außerdem über eine geVermeidung der erläuterten Nachteile eine Dosie- eignete Leitung mit einer zyklisch arbeitenden Steuerrungspumpe der eingangs genannten Art so auszu- vorrichtung verbunden, welche das wechselweise Einbilden, daß eine beidseitige Druckmittelzuführung für 50 speisen von Drucköl in die Kammern steuert. Diese die Kolben nicht erforderlich ist, daß in der jewei- Steuervorrichtung ist ihrerseits an eine bekannte ligen äußeren Endstellung der Kolben kein Rest- Pumpe, beispielsweise eine Axialkolbenpumpe (nicht volumen an zu förderndem Medium in den Kam- dargestellt), angeschlossen. An jedem Ende eines mern mehr verbleibt und daß eine Verunreinigung Hubes der erfindungsgemäßen Pumpe ist einer der des etwa geförderten Reingases ohne hohe Rei- _M Metall-Faltenbälge vollständig im Inneren der entbungskräfte und Bearbeitungskosten vermieden sprechenden Kammer zusammengedrückt und der wird. andere Faltenbalg völlig ausgedehnt. Unter diesen

Bei der Lösung dieser Aufgabe wird unter anderem Bedingungen entsteht in dem von der Axialkolbenvon der an sich bekannten Möglichkeit Gebrauch ge- pumpe gespeisten ölkreislauf ein stoßartiger Übermacht, einen beweglichen Kolben über einen Metall- 60 druck, der einen sehr hohen Wert erreichen kann, Faltenbalg mit der Wandung einer den Kolben ent- aber keine schädlichen Folgen hat, weil die obenhaltenden Kammer zu verbinden. erwähnte Bauart der Faltenbälge einen besonders Die Aufgabe wird demnach erfindungsgemäß da- hohen Widerstand bietet, insbesondere gegenüber durch gelöst, daß jeder Kolben in an sich bekannter einem Zerdrücken. Dieser Überdruck bewirkt das Weise über einen Metall-Faltenbalg mit der Kammer- 65 Umsteuern der Steuervorrichtung und das Einspeisen wand verbunden ist, daß die in den Faltenbalg ein- von Druck-Arbeitsmedium in die entsprechende schiebbare Kolbenhöhe die minimale Höhe des andere Kammer der Pumpe. Dieser Druck ist dann Faltenbalges übersteigt und daß das Verbindungs- gleich dem Ausschiebedruck des gasförmigen Medi-

urns'in den Druck- und Unterdruckräumen inner- förmigen Flansch 12 angeschweißt. An diesem halb der Faltenbälge und gewährleistet wechselweise Flansch 12 ist ein hohler Kolben 13 befestigt, der aus das Ansaugen oder das Ausschieben dieses gas- einer Platte 14 und einem zylindrischen Haubenförmigen Mediums in cjen Strömungskreislauf, an den deckel 15 besteht. In die Platte 14 ist eine Reihe von die Dosierungspumpe angeschlossen ist. 5 Durchtrittslöchern 16 gebohrt; diese Platte hat ferner

Unter den Vorteilen, die eine solche Dosierungs- eine zentrale Bohrung 17, deren Zweck später erpumpe ergibt, sei ganz speziell auf die Tatsache hin- läutert wird.

gewiesen, daß die bei dieser Pumpe verwendeten Der Faltenbalg 11 und der bewegliche Kolben 13

Metall-Faltenbälge praktisch dauernd mit gleichem begrenzen zusammen innerhalb der Kammer 3 einen Druck (einerseits dem Druck des zu komprimie- to Arbeitsraum 18, dessen Volumen in Abhängigkeit renden Gases und andererseits dem Druck des das von der Lage des Kolbens 13, d. h. von dem Zusam-Antriebsmedium bildenden Öls) belastet sind. Selbst mendrücken des Faltenbalges 11, veränderlich ist. bei sehr hohen Förderdrücken können diese Falten- (In der Figur ist das Volumen des Raumes 18 gerade bälge aus sehr dünnen Metallfolien bestehen, die das kleinste Volumen.) Im Inneren der Kammer 4 recht erhebliche Längungen der Bälge zulassen. 15 ist ein verformbarer Faltenbalg 20 angeordnet, der

Die Abmessungen der Pumpe selbst können klein im wesentlichen dem soeben beschriebenen verformgehalten werden, was wiederum gestattet, die Pumpe baren Faltenbalg 11 in der Kammer 3 entspricht. An in einem größeren Abstand von der Steuerstelle und der inneren Fläche der Abschlußplatte 5 ist ein der zyklisch arbeitenden Steuervorrichtung aufzu- starker Ring 19 befestigt, der mit dem Ende dieses stellen, so daß diese Pumpe besonders zweckmäßig so Faltenbalges 20 verbunden ist, dessen anderes Ende in beispielsweise radioaktiv verseuchten Räumen für fest an einem ringförmigen Flansch 21 sitzt. An das Pumpen radioaktiver Gase verwendet werden diesen Flansch ist wiederum ein Kolben 22 angefügt, kann. Es sei außerdem noch darauf hingewiesen, daß der — zum Unterschied von dem Kolben 13 — nicht das Antriebsmedium gegebenenfalls als Kühl- oder hohl ist, sondern aus einem einzigen massiven Stück Heizmedium ausgenutzt werden kann, je nachdem, aj bestehen kann.

unter welchen Bedingungen die Pumpe verwendet Der Kolben 22 begrenzt im Inneren des Faltenwird; die Pumpe selbst hat keine Dichtungen aus baIges20 und zwischen diesem und der inneren einem plastischen od. ä. Material, z.B. Kunststoff, Fläche der Abschlußplatte5.einen Arbeitsraum23, das bei den Betriebsbedingungen geschädigt oder dessen Volumen ebenfalls in Abhängigkeit von der zerstört werden könnte. . 30 Lage des Kolbens, d. h. von der Ausdehnung oder

Die Herstellung sämtlicher Elemente der Pumpe dem Zusammendrücken des Faltenbalges 20 (bei der aus Metall gestattet schließlich die Verwendung Darstellung in der Figur hat der Raum 23 sein größtes dieser Pumpe in einem sehr weiten Temperatur- Volumen), veränderlich ist.

bereich; die Elemente des Gaskreislaufes bestehen Die beiden Kolben 13 und 22 sind miteinander

aus miteinander verschweißten Teilen und sind in- 35 durch eine nur in einer Richtung wirksame Verbinfolgedessen leicht zu entgasen. In diesem Zusammen- dung gekuppelt, die aus einer Stange 24 besteht, hang sei noch gesagt, daß die Faltenbälge, Kolben welche im Inneren einer senkrecht zur Fläche der usw. dank der Verwendung lösbarer Abschlußplatten Trennwand 2 zwischen den Hohlräumen 3 und 4 zum Abschluß der beiden Kammern des Pumpen- befindlichen Führungsbohrung 25 verschiebbar ist. gehäuses leicht repariert oder ausgewechselt werden 40 Die Stange 24 ist starr mit dem Kolben 22 verbunden können. und hat zu diesem Zweck an ihrem Ende ein Ge-

Ein weiterer Vorteil der Pumpe ist schließlich die winde 26, das in eine Gewindebohrung 27 in der Verwendung einer nur in einer Richtung wirksamen Achse des Kolbens 22 eingeschraubt ist. Das andere Verbindung zur Kupplung der beiden Arbeitskolben. Ende der Stange 24 ragt frei durch die zentrale Boh-Diese Verbindung läßt ein freies Spiel im Sinne einer 43 rung 27 der Platte 14 des Kolbens 13 hindurch und Ausdehnung der Faltenbälge zu (die Stange 24 kann hat einen Kopf 28, der auf der innenseitigen Fläche sich durch die Bohrung 17 frei in das Innere des der Platte 14 des Kolbens 13 aufliegt. Die Kammern 3 hohlen Kolbens 13 hineinschieben), so daß die und 4 sind jeweils mit Zuleitungen 29 und 30 ver-Faltenbälge in der Lage sind, ohne Gefährdung plötz- sehen, über die wechselweise ein Antriebsmedium in liehe Überdrücke von der Ansaug- oder Zuflußseite 50 die Kammern eingelassen werden oder aus ihnen des Gases her aufzunehmen. abfließen kann; dieses Antriebsmedium bewirkt die

In der Zeichnung zeigt die einzige Figur einen Verlagerung oder Verschiebung der Kolben 13 und 22 vertikalen Längsschnitt durch eine Ausführungsform und bestimmt so das Volumen innerhalb der Druckeiner erfindungsgemäßen Dosierungspumpe. und Unterdruckräume 18 und 23.

Die dargestellte Pumpe hat ein Pumpengehäuse 1, 55 Die Kammern 3 und 4 sind außerdem jeweils mit das in seinem Inneren durch eine zentrale Quer- einer öffnung zum Entleeren der Kammern verwand 2 unterteilt ist, die zwei Kammern 3 und 4 mit sehen. Diese öffnungen sind in Stutzen 31 vorim wesentlichen gleichem Rauminhalt gegeneinander gesehen, die an den mit 32 bezeichneten Stellen an abgrenzt. Diese aus Herstellungsgründen etwa zylin- das Gehäuse 1 angeschweißt und durch Stopfen 33 drisch ausgeführten Kammern sind an ihren offenen 60 mit je einem Gewindeschaft 34 verschlossen sind, an Stirnseiten durch je eine der Abschlußplatten 5 deren Enden hohlkugelförmige Verschlußglieder und 6 geschlossen, die an den Flanschen 7 und 8 sitzen, die hermetisch die Durchlässe 36 verschließen, des Pumpengehäuses 1 mit Hilfe von Spannschrau- welche die Kammern mit den entsprechenden öffben 9 dichtend festgelegt sind. Im Inneren der Kam- nungen verbinden.

mer9 ist ein kräftiger Ring 10 an die innere Fläche 63 So wie die Kammern 3 und 4 über die Leitungen der Abschlußplatte 6 angeschweißt. Ein Faltenbalg 11 29 und 30 an einen Strömungskreislauf eines Mediwurde vorher mit einem seiner Enden an diesen Ring ums angeschlossen sind, das die Verschiebung der 10 und mit seinem anderen Ende an einen ring- Kolben bewirkt, sind die Arbeitsräume 18 und 23

Claims (3)

1. 5 6

   mit dem Strömungslauf des gasförmigen, zu pumpen- Die Wirkungsweise der Dosierungspumpe ergibt

   den Mediums verbunden. Zu diesem Zweck enthalten sich ohne weiteres aus der vorangegangenen Be-

   die Abschlußplatten 5 und 6 des Gehäuses 1 jeweils Schreibung.

   einen zentralen Bohrstutzen 37 und 38, die axial Es wird angenommen, daß' die Kammer 3 mit OI durchbohrt sind. Die zentrale Leitung in dem Stutzen S gefüllt ist, das über die Zuleitung 29 von einer zyk-

   37 ist mit 39 und die in dem Stutzen 38 mit 40 be- lisch umsteilbaren Steuervorrichtung kommt, d. h.

   zeichnet. einer Steuervorrichtung üblicher Art, die einen be-

   Der Strömungslauf des anzusaugenden und wieder weglichen Schieber mit geeigneten Steueröffnungen auszuschiebenden Gases enthält im wesentlichen eine enthält und Antriebsöl entweder in die eine oder die Zuführleitung 41 . und eine Auslaß- oder Förder- io andere der beiden Kammern 3 und 4 der Dosierungsleitung 42, die an ein Rohrsystem angeschlossen sind, pumpe hineinspeist, um so eine Verschiebung der das sie mit den Räumen 18 und 23 in einer noch zu Kolben 13 und 22 zu bewirken. Der Kolben 13 bebeschreibenden Weise in Verbindung bringt. Die Zu- findet sich in derjenigen Stellung, welche in der Figur fahrleitung 41 ist rechtwinklig an eine Querleitung 43 dargestellt ist; das Volumen des Raumes 18 hat den angeschlossen, die an jedem ihrer Enden in zwei »5 Kleinstwert, und das ursprünglich in diesem Raum Anschlußkörper mündet, die an der linken Seite der enthaltene Gas ist durch die Leitung 40 heraus-Zeichnung mit 44 und an der rechten Seite mit 45 geschoben worden, wobei sich die Kugel 62 auf ihre bezeichnet sind. Der Anschlußkörper 44 stellt die Sitzfläche 64 auflegt und die Leitung 47 verschließt, Verbindung zwischen der Leitung 43 und der Leitung während die Kugel 63 von ihrem Sitz abgehoben 46 her, während der Anschlußkörper 45 die Verbin- «o wurde und den Durchlaß zur Leitung 50 hin freigibt, dung zwischen dem anderen Ende der Leitung 43 Das Gas ist auf diese Weise in die Auslaßleitung 42 und der Leitung 47 herstellt, die parallel zur Leitung hineingedrückt worden.

   46 verläuft. Diese soeben beschriebenen Leitungs- Unter dem Einfluß des Überdrucks, der in dem teile, die das Einlaßsystem für das Gas bilden, sind ölkreislauf entsteht, wenn der Faltenbalg 11 vollidentisch mit denjenigen Teilen, die das Auslaß- »5 ständig zusammengedrückt wird, schaltet die zyklisch system bilden. Die Auslaßleitung 42 ist mit einer arbeitende Steuervorrichtung für das öl um, und in quer verlaufenden Leitung 48 verbunden, die ihrer- diesem Augenblick wird eine gewisse Menge des Öls seits mit den Leitungen 49 und 50 über Anschluß- über die Leitung 30 in die Kammer 4 hineingedrückt, körper 51 und 52 verbunden ist, von denen jeder Der Kolben 22 wird dann in Richtung auf die Ab-— wie man an dem geschnittenen rechtsseitigen An- so schlußplatte 5 der Kammer 4 vorgeschoben, während schlußkörper 52 erkennt — ein T-Stück darstellt, des- sich der Kolben 13 von der Abschlußplatte 6 um den sea eine öffnung durch ein napfartiges Abschluß- gleichen Betrag entfernt, weil er über die Stange 24 stück 53 abgeschlossen ist, das an der mit 54 be- mit dem Kolben 22 verbunden ist. Das Volumen des zeichneten Stelle mit dem Anschlußkörper ver- Raumes 23 wird verkleinert und das in dieser Kamschweißt ist. SS mer befindliche Gas durch die Leitung 49 heraus-

   Die beiden Gruppen von Leitungen 37,46 und 49 gedrückt; es strömt in die Leitung 49, weil die Kugel

   einerseits sowie 38,47 und 50 andererseits sind an 59 durch Auflegen auf ihre Sitzfläche 57 die Leitung

   zwei selbsttätig wirkende Ventileinrichtungen 55 46 abschließt, während sich die Kugel 60 von ihrer

   und 56 angeschlossen, welche die Leitungen 39 und Sitzfläche 61 abhebt und damit gleichzeitig die Lei-

   40 mit dem Strömungslauf des Gases verbinden und 40 hing 39 mit der Leitung 49 verbindet. In der gleichen

   so die Verbindung mit den Druck- und Unterdruck- Zeit treten eine Verringerung des Volumens des

   räumen 18 und 23 herstellen, deren Volumen ver- Raumes 23 und eine äquivalente Vergrößerung des

   änderlich ist. Volumens des Raumes 18 ein. Das in der Kammer 3

   Die Venüleinrichtung 25 besteht aus zwei hinter- befindliche öl wird in die Leitung 29 zurückgefördert, einanderliegenden >RückschIagventilen«, zwischen 45 Die Kugeln 62 und 63 der Ventileinrichtung 56 werdenen ein Abzweig vorgesehen ist. In ihr Zweifach- den dann derart verschoben, daß sie den Einlaß des oder Doppelventilgehäuse ist ein Ventilsitz 58 ein- Gases in den Raum 18 über die Leitungen 41,43,47 gesetzt, hinter dem der Abzweig zur Leitung 39 ab- und die Leitung 40 freigeben, geht. Die Verbindung zwischen der Vcntileinrichtung Der soeben beschriebene Arbeitsvorgang wieder- und der Leitung 46 ist direkt und kann durch ein 50 holt sich nun in symmetrischer Weise je nach dem Ventilglied in Form einer einfachen Kugel 59 abge- Umschalten der zyklisch arbeitenden Steuervorrichschlossen werden, die sich auf die konische Sitzfläche hing, wobei die Räume 18 und 23 wechselweise als 57 des Gehäusekörpers der Ventileinnchtung 55 auf- Druck- und Unterdruckräume arbeiten, um das Anlegen kann. In gleicher Weise kann die Leitung 49, saugen oder das Herausschieben des Gases zu die in das Innere des Ventilsitzes 58 mündet, mit 55 bewirken. Hilfe einer Kugel 60 abgeschlossen werden, die sich

   auf die konische innere Wandfläche 6ί des Ventil- Patentansprüche: sitzes auflegt.

   Die Ventileinrichtung 56, die dem in der Kam- 1. Dosierungspumpe für gasförmige Medien, mer 3 befindlichen Arbeitsraum IS mit veränder- 60 deren Gehäuse durch eine Querwand in zwei lichem Volumen zugeordnet ist, hat genau den gleich große Kammern unterteilt ist, in denen jegleichen Aufbau wie die Ventileinnchtung 55; ihre weils einer von zwei durch ein starres, die Quer- -Kugeln 62 und 63 bilden Ventilabschluß- oder öff- wand durchsetzendes Verbindungsglied miteinnungsglieder für die Leitungen 47 bzw. 50, je nach- ander gekoppelten Kolben eine verschiebliche dem, ob sie auf den konischen Sitzflächen 64 bzw. 65, 63 Grenze zwischen einem mit einem Druckmittel die in dem Gehäusekörper der Ventileinrichtung 56 füllbaren und einem mit dem zu fördernden vorgesehen sind, aufliegen oder von diesen abge- Medium füllbaren Raum bildet, dadurch gehoben sind. kennzeichnet, daß jeder Kolben (13, 22) in

   an sich bekannter Weise über einen Metall-Faltenbalg (11, 20) mit der Kammerwand (5, 6) verbunden ist, daß die in den Faltenbalg einschiebbare Kolbenhöhe die minimale Höhe des Faltenbalges übersteigt und daß das Verbindungglied (24) eine nur in einer Bewegungsrichtung starre Verbindung der Kolben darstellt.
2. 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Kammern (3, 4) durch eine lösbare Stirn-Abschlußplatte (6 bzw. 5) geschlossen ist, mit der das Ende des in dieser Kammer

   befindlichen Faltenbalges (11 bzw. 20) durch Schweißen dicht und fest verbunden ist.
3. 3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Verbindung zwischen den beiden Kolben (13,22) aus einer Stange (24) besteht, deren eines Ende ein Gewinde (26) trägt und in einen der Kolben (22) eingeschraubt ist, während das andere Ende einen Kopf (28) aufweist, der sich gegen die innere Fläche des zweiten Kolbens (13) abstützt und im Inneren dieses zweiten Kolbens frei verschiebbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 009639/26