DE1802976C

DE1802976C - Control for a pneumatic pulsator

Info

Publication number: DE1802976C
Authority: DE
Inventors: Palle-Finn Lidingö Beer (Schweden)
Original assignee: Aktiebolaget Autokemi, Stockholm
Publication date: 1972-09-21

Description

2. Steuerung nach Ansprucl· 1, dadurch ge- satorabgabeleitung kann somit höchstens einer kennzeichnet, daß der Ventilkörper als im Innern Druckdifferenz zwischen dem Einlaßdruck und dem einer die Pulsatorabgabeleitung bildenden zylin- 30 Auslaßdruck ausgesetzt werden, wobei auch noch drischen Bohrung (214) längsverschiebbarer KoI- Drosselverluste durch Umlenkungen des Antriebsgaben (213) ausgebildet ist und daß von der Boh- ses zwischen dem Einlaß und der Pulsatorabgaberung (214) einerseits der Einlaß (215) und ander- leitung sowie zwischen der letzieren und dem Ausseits der Auslaß (216) ausgeht, wobei Einlaß und laß zu berücksichtigen sind.2. Control according to claim 1, characterized in that at most one generator output line can indicate that the valve body is exposed to the pressure difference inside between the inlet pressure and the cylindrical outlet pressure which forms the pulsator output line, with the drical bore (214) also being longitudinally displaceable KoI throttle losses are formed by deflections of the drive input (213) and that of the bore between the inlet and the pulsator discharge (214) on the one hand the inlet (215) and on the other hand as well as between the last and the outside of the outlet (216) goes out, whereby inlet and let are to be considered.

Auslaß eine gemeinsame Achsrichtung haben. 35 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieOutlet have a common axial direction. 35 The invention is based on the object

3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch eingangs genannte Pulsatorsteuerung im Sinne einer gekennzeichnet, daß der Zweigkanal (217) eine kräftigeren Pulsatorwirkung zugleich so zu vervoll-Drosselstelle aufweist. kommen, daß sich die Arbeitsfrequenz des Pulsa-3. Control according to claim 1 or 2, characterized in that the aforementioned pulsator control in the sense of a characterized in that the branch channel (217) has a more powerful pulsator effect at the same time so to complete the throttle point. come that the working frequency of the pulse

4. Steuerung nach einem der vorhergehenden tors in einem größeren, den praktisch auftretenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der 40 Erfordernissen entsprechenden Bereich verändern nachgiebigen Wand (218) und dem Ventilkörper läßt.4. Control according to one of the preceding gate in a larger, the practically occurring claims, characterized in that the resilient wall (218) and the valve body can change at the 40 requirements corresponding area.

(Kolben 213) eine mit einem Magneten (220) zu- Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch sammenwirkende Schnappvorrichtung (219) vor- gelöst, daß die Stcuerkammer unmittelbar ausschließgesehen ist. Hch an den Einlaß, und zwar über einen an seiner(Piston 213) a snap device (219) which interacts with a magnet (220). To the inlet, through one of his

5. Steuerung nach einem der vorhergehenden 45 Einmündungsstelle eine Ejektorwirkung zulassenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweigkanal angeschlossen und der Einlaß bei der Ventilkörper (Kolben 213) einen aus dem Ge- anderen Betriebsstellimg so mit dem Auslaß verbunhäuse (223,224) nach außen ragenden Ansatz den ist, daß eine ungehinderte Strömung des An- (226) zum Anschluß einer Betätigungsvorrich- triebsgases stattfinden kann.5. Control according to one of the preceding 45 confluence points allowing an ejector effect, characterized in that the branch channel is connected and the inlet to the valve body (piston 213) one from the other Betriebsstellimg so with the outlet verbunhäuse (223,224) protruding outward approach That is, that an unimpeded flow of the connection (226) for the connection of an actuating device propellant gas can take place.

tung, z. B. einer elektrischen Kontaktvorrichtung, 5° Bei einer solchen Ausbildung der Pulsatorsteue-tung, z. B. an electrical contact device, 5 ° With such a design of the pulsator control

aufweist. rung entsteht bei mit dem Auslaß verbundenerhaving. tion arises when connected to the outlet

6. Steuerung nach einem der Ansprüche 2 Steuerkammer durch das unmittelbare Abströmen bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben von Antriebsgas vom Einlaß nach dem Auslaß hin (213) in seiner einen, den Auslaß (216) abschlie- eine Ejektorwirkung an der zum Auslaß führenden ßenden Stellung die Verbindung zwischen der 55 Verbindungsstelle der Steuerkammer, so d-:ß in dieser Pulsatorabgabeleitung und dem Einlaß (215) frei Kammer nach jeder Aufhebung des vorher darin aufläßt, gebauten Druckes sogar noch ein gegenüber dem6. Control according to one of claims 2 control chamber through the direct outflow to 5, characterized in that the piston of drive gas from the inlet to the outlet (213) in its one, the outlet (216) terminates an ejector effect on the outlet leading ßenden position the connection between the connection point of the control chamber, so d-: ß in this pulsator discharge line and the inlet (215) free after each release of the pressure previously released in it, even a pressure compared to the chamber

7. Steuerung nach Anspruch 6, dadurch ge- Auslaß niedrigerer Druck erzeugt wird. Auf diese kennzeichnet, daß an die Pulsatorabgabeleitung Weise wird nicht nur die Wirksamkeit des Pulsators eine oder mehrere Membranpumpen (1) zur For- 60 verbessert, sondern es läßt sich auch dessen Arbeitsderung eines oder mehrerer Strömungsmedien an- frequenz, verglichen mit entsprechenden bekannten geschlossen ist bzw. sind (F i g. 2). Pulsatoren, wesentlich vergrößern.7. Control according to claim 6, characterized in that the outlet pressure is lower. To this indicates that the pulsator output line is not only the effectiveness of the pulsator one or more diaphragm pumps (1) for the 60 improved, but its work can also be improved frequency of one or more flow media, compared with corresponding known ones is or are closed (Fig. 2). Pulsators, enlarge significantly.

Gemäß einer konstruktiven Ausgestaltung der Er-According to a constructive embodiment of the

findung ist der Ventilkörper als im Innern einer diefinding is the valve body as inside a die

65 Pulsatorabgabclcitung bildenden zylindrischen Boh-65 cylindrical drill hole forming pulsator discharge

Dic Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für rung längsverschiebbarer Kolben ausgebildet, wobei einen pneumatischen Pulsator, dessen Gehäuse einen von der Bohrung einerseits der Einlaß und ander-Ein- und einen Auslaß für das Antriebsgas und eine seils der Auslaß ausgeht, und wobei Einlaß und Aus-Dic invention relates to a control for tion designed longitudinally displaceable pistons, wherein a pneumatic pulsator, the housing of which has one of the bore on the one hand the inlet and the other inlet and an outlet for the drive gas and a cable the outlet exits, and wherein inlet and outlet

IaO eine gemeinsame Achsrichtung haben. Eine solcht Konstruktion ist einfach und durch den unmittelbaren Übergang des Einlasses in den Auslaß bei geöffnetem Ventil besonders wirksam.IaO have a common axis direction. Such a construction is simple and particularly effective due to the direct transition from the inlet to the outlet when the valve is open.

Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist an der nachgiebigen Wand und dem Ventükörper eine mit einem Magneten zusammenwirkende Schnappvorrichtung vorgesehen, wobei der Ventilkörper auch noch einen aus dem Gehäuse nach außen ragenden Ansatz zum Anschluß einer Betätigungsvorrichtung, z. B. einer elektrischen Kontaktvorrichtung, aufweisen kann.According to further embodiments of the invention, one is on the flexible wall and the valve body provided with a magnet cooperating snap device, wherein the valve body also a protruding outward approach from the housing for connecting an actuating device, e.g. B. an electrical contact device, may have.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung läßt der Kolben in seiner einen, den Auslaß abschließenden Stellung die Verbindung zwischen der Pu'satorabgabeleitung und dem Einlaß frei. Hierdurch ergibt sich eine gegenüber dem einleitend genannten Stand der Technik gegensätz'che Arbeitsweise, bei der der Pulsatorabgabeleitung das Antriebsgas schon während der Füllung der Steuerkammer mit Ar.iriebsgas zugeführt werden kann. Dabei können an die Pulsatorabgabeleitung gemäß einer wiederum anderen Ausgestaltung der Erfindung eine oder mehrere Membranpumpen zur Förderung eines oder mehrerer Strömungsmedien angeschlossen sein. According to another preferred embodiment of the invention, in its one position closing the outlet, the piston releases the connection between the pump discharge line and the inlet. This results in a method of operation that is contrary to the prior art mentioned in the introduction, in which the drive gas can be supplied to the pulsator discharge line while the control chamber is being filled with working gas. In this case, according to yet another embodiment of the invention, one or more diaphragm pumps for conveying one or more flow media can be connected to the pulsator discharge line.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann schließlich der Zweigkanal noch eine Drosrels'elle aufweisen, die gegenüber unerwünschten Eigenschwingungen der pulsierenden Gasniengen dämpfend wirken kann.According to a further embodiment of the invention, the branch channel can finally also be a Drosrels'elle have that dampening against undesired natural vibrations of the pulsating gas nibs can work.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigtIn the drawing, the invention is illustrated by way of example; it shows

F i g. I eine erfindungsgemäße Steuerung für den Pulsator in einem Längsschnitt;F i g. I a control according to the invention for the pulsator in a longitudinal section;

F i g. 2 ein aus einem Pulsator und mehreren Membranpumpen bestehendes Pumpenaggregat in einer Seitenansicht (eine Membranpumpe ist geschnitten dargestellt).F i g. 2 a pump unit consisting of a pulsator and several diaphragm pumps in a side view (a diaphragm pump is shown in section).

Der in F i g. 1 dargestellte Pulsator 2 weist eine Steuerkammer 211 auf, in der ein Steuerglied 212 in Verbindung mit einer nachstehend noch näher beschriebenen Schnappvorrichtung hin- und herbeweglich ist.The in F i g. The pulsator 2 shown in FIG. 1 has a control chamber 211 in which a control member 212 can be moved back and forth in connection with a snap device, which will be described in more detail below.

Das Steuerglied 2'2 ist an einem Kolben 213 festgelegt, der in einer zylindrischen Bohrung 214 eines Gehäuseteils 223 des Fulsators längsverschiebbar ist. Von der Bohrung 214 geht in einer gemeinsamen Achsrichtung einerseits ein Einlaß 2i5 und anderseits ein Auslab 216 mit einer gegenüber dem Einlaß kleineren lichten Weite aus. Der Hub des Kolbens 213 ist so gewählt, daß er in seiner einen Betriebsstellung den Auslaß 216 gegenüber der Bohrung 214 abschließt, zugleich aber die Verbindung zwischen der Bohrung 214 und dem Einlaß 215 offen läßt. Im übrigen ist die Steuerkammer 211 über einen eine Drosselste'.le aufweisenden ZwMgkaiial 217 mit dem Einlaß 215 verbunden.The control member 2'2 is fixed on a piston 213 which is longitudinally displaceable in a cylindrical bore 214 of a housing part 223 of the fulsator. From the bore 214 in a common axial direction, on the one hand, an inlet 2i5 and, on the other hand, an outlet 216 with a smaller clearance than the inlet. The stroke of the piston 213 is selected so that in its one operating position it closes the outlet 216 with respect to the bore 214 , but at the same time leaves the connection between the bore 214 and the inlet 215 open. In addition, the control chamber 211 is connected to the inlet 215 via a ZwMgkaiial 217 having a throttle valve.

Das Steuerglied 212 ist mit der Wand der Steucrkammer2Il über eine Membrane 218 verbunden und trägt eine innerhalb der Ausnehmung eines ringförmigen Magneten 220 befindliche Schnappvorrichtung 219, die zwischen zwei Ringschulter-Anschlag- flächcn 221 und 222 des Magneten 220 hin- und herbeweglich ist.The control member 212 is connected to the wall of the control chamber 218 via a membrane 218 and carries a snap device 219 located within the recess of an annular magnet 220 , which can be moved back and forth between two annular shoulder stop surfaces 221 and 222 of the magnet 220.

Der Gehäuseteil 223 weist außer der zylindrichen Bohrung 214 auch den Einlaß 215, den Auslaß 216 und den Zweigkanal 217 auf, während der Macnet 220 in einem anderen,, deckeiförmig ausgebildeten Gehäuseteil 224 angeordnet ist. Die Membrane 218 ist entlang ihrem äußeren. Umfang zwischen den beiden Gehäuseteilen 223 und 224 dicht eingespannt. Die Schnappvorrichtung 219 weist einen aus dem unteren Gehäuseteil 224 nach außen ragenden Ansatz 226 auf, der zum Anschluß einer mechanischen Betätigungsvorrichtung oder einer elektrischen Kontaktvorrichtung dient. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, kann eine Anzahl von In addition to the cylindrical bore 214 , the housing part 223 also has the inlet 215, the outlet 216 and the branch duct 217 , while the Macnet 220 is arranged in another, cover-shaped housing part 224. The membrane 218 is along its exterior. The circumference is tightly clamped between the two housing parts 223 and 224. The snap device 219 has a projection 226 which protrudes outward from the lower housing part 224 and is used to connect a mechanical actuating device or an electrical contact device. As shown in FIG. 2 can be a number of

ίο Membranpumpen 1 vorteilhaft von einem einzigen pneumatischen Pulsator 2 aus angetrieben werden. Eine solche Anordnung ist besonders für automatische Analysatoren geeignet, die auf medizinischem Gebiet eine immer größere Verbreitung finden, es sind aber auch andere Anwendungen, z. B. in der chemischen Industrie, möglich ίο Diaphragm pumps 1 are advantageously driven by a single pneumatic pulsator 2. Such an arrangement is particularly suitable for automatic analyzers, which are becoming increasingly widespread in the medical field, there are also other applications for. B. in the chemical industry, possible

Jede Membranpumpe ' w:st zwei Gehäusehälften 11 und 12 auf, zwischen denen eine Membrane 13 festgelegt ist. In der einen Gehäusehälfte 11 sind mit der einen Hälfte der Pumpenkammer Ib in Verbindung stehend ein Einlaß 14 und ein Auslaß 15 für das zu fördernde Medium vorgesehen, während die andere Gehäusehälfte 12 die andere Hälfte der Pumpenkammer 16 bildet und einen in diese Hälfte einmündenden Steuerkanal 17 au'weist, der anderseits mit dem Pulsator 2 in Verbindung steht.Each membrane pump w: st two housing halves 11 and 12 , between which a membrane 13 is fixed. In one housing half 11 , an inlet 14 and an outlet 15 for the medium to be conveyed are provided in connection with one half of the pump chamber Ib , while the other housing half 12 forms the other half of the pump chamber 16 and a control channel 17 opening into this half which is on the other hand connected to the pulsator 2.

Da? in F i g. 2 dargestellte Pumpenaggregat arbeitet folgendermaßen:There? g i in F. 2 works as follows:

Infolge der durch den pneumatischen Pulsator 2 hervorgerufenen hin- und hergehenden Bewegung der Membrane 13 wird das ; u federnde Medium durch den Einlaß 14 in den or-eren Teil der Pumpenkammer 16 hineingesaugt und durch den Auslaß 15 weitergefördert. Dabei kann das Ausmaß üer Hin- und Herbewegung der.Membrane 13 durch das durch den Finlaii 215 des Pulsators 2 zugeführte Antriebsdruckgas gesteuert werden.As a result of the caused by the pneumatic pulsator 2 back and forth movement of the membrane 13 is; u Resilient medium is sucked through the inlet 14 into the or-er part of the pump chamber 16 and conveyed on through the outlet 15. The extent of the back and forth movement of the membrane 13 can be controlled by the pressurized drive gas supplied through the fin 215 of the pulsator 2.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Kolbens 213 ist der Auslaß 216 abgesperrt, so daß das durch die zylindrische Bohrung 214 der Membranpumpe 1 zugeführte Druckgas auf die Membrane 13 und über diese auf das zu fördernde Medium einwirkt. Außerdem strömt weiteres Druckgas über den Zweigkanal 217 in die Steuerkammer 211 ein. Sobald ein vorbestimmter, die Haltekraft der beschriebenen magnetischen Schnappvorrichtung 219 übersteigender Druck in der Steuerkammer 211 erreicht ist, schnappt das Steuerglied 212 nach unten bis zu seinem Anschlag an der in Fig. 1 unteren Ringfchultcr-Anschlagfläche 222. Hierdurch wird der mit dem Steuerglied 212 verbundene Kolben 213 so weit nach unten gezogen, daß nunmehr der Auslaß 216 unmittelbar mit dem Einlaß 215 in Verbindung steht und das durch den Einlaß einströmende Antriebsdruckgas unmittelbar in den Auslaß 216 abströmen kann. Hierdurch wird sowohl im äußeren Teil der zylindrischen Bohrung 214 als auch im Zweigkanal 217 eine Ejektorwirkung erzielt, durch welche das dort befindliche Gas sowohl aus dem unteren Teil der Pumpenkammer 16 der Membranpumpen 1 als auch aus der Steuerkammer 2! 1 herausgcsaugt wird. Durch clic hierdurch verursachte Abwärtsbewegung der Memb/ane 13 wird das zu fördernde Medium in den entsprechend vergrößerten, oberhalb der Membrane 13 befindlichen Teil der Pumpenkammer 16 hincingcsaugt. Sobald der in der Stcucrkammc:21! hervorgerufene Unterdruck einen vorbestimmten Werf überschreitet, der die AnziehungskraftIn the position of the piston 213 shown in Fig. 1, the outlet 216 is blocked so that the compressed gas supplied through the cylindrical bore 214 of the diaphragm pump 1 acts on the diaphragm 13 and via this on the medium to be conveyed. In addition, further compressed gas flows into the control chamber 211 via the branch channel 217 . Once a predetermined, the holding force of the magnetic snap device described is reached 219 exceeding pressure in the control chamber 211, grabs the control member 212 downwardly to its abutment on the bottom in Fig. 1 Ringfchultcr stop surface 222. This is the connected to the control member 212 Piston 213 is pulled down so far that the outlet 216 is now directly connected to the inlet 215 and the pressurized drive gas flowing in through the inlet can flow off directly into the outlet 216 . As a result, an ejector effect is achieved both in the outer part of the cylindrical bore 214 and in the branch channel 217 , through which the gas located there both from the lower part of the pump chamber 16 of the diaphragm pumps 1 and from the control chamber 2! 1 is sucked out. By clic caused by this downward movement of the Memb / ane 13 is the hincingcsaugt located above the diaphragm 13 of the pump chamber 16 to be conveyed medium enlarged accordingly in the. As soon as the in the Stcucrkammc: 21! evoked negative pressure exceeds a predetermined value that the attraction force

des Magneten 220 auf die Schnappvorrichtung 219 übersteigt, sch/iappt das Steuerglied 212 wieder in seine in F i g. 1 dargestellte obere Endstellung zurück, womit auch der Kolben 213 wieder in seine den Auslaß 216 abschließende, in F i g. 1 dargestellte Betriebsstellung gelangt und der beschriebene Arbeitsablauf des Pumpenaggregates erneut beginnt. of the magnet 220 exceeds the snap device 219, the control member 212 snaps into place again its in Fig. 1, the upper end position shown, so that the piston 213 is back in its the Outlet 216 final, shown in FIG. 1 reaches the operating position shown and the described workflow of the pump unit begins again.

Bei einem praktisch hergestellten Pulsator gemäß Fig. 1 beträgt die auf die Membrane einwirkende, in ihrer Größe im übrigen vom Druck des Antriebsgases abhängige Kraft etwa 4 kp, wogegen die an der Membrane wirksame Saugkraft durch die beschriebene Ejektorwirkung lediglich 0,3 kp beträgt. Der Magnet 220 ist für die größere der beiden Kräfte ausgelegt, damit seine Anzugskraft über die untere Ringschulter-Anschlagfläche 222 jedoch entsprechend der nur geringen Saugkraft erniedrigt wird, sind zwischen dem Magneten 220 und der Ringschulter-Anschlagfläche 222 noch Zwischcnlagen 225 eingefügt, so daß die Anzugskraft an der Stelle der Ringschulter-Anschlagfläche entsprechend dem herbeigeführten Abstand verringert wird.In a practically manufactured pulsator according to Fig. 1, the acting on the membrane, in its size, otherwise dependent on the pressure of the drive gas, force about 4 kp, whereas that of the Membrane effective suction force is only 0.3 kp due to the ejector effect described. the Magnet 220 is designed for the larger of the two forces, so that its attraction force is greater than the lower Ring shoulder stop surface 222, however, is lowered in accordance with the low suction force, are between the magnet 220 and the ring shoulder stop surface 222 also intervening layers 225 inserted so that the tightening force at the point of Ring shoulder stop surface is reduced according to the resulting distance.

Wenn in dem die Steuerkammer 211 mit dem Einlaß 215 verbindenden Zweigkanal eine in ihremIf in the branch channel connecting the control chamber 211 to the inlet 215 one in its

ίο Querschnitt veränderbare Drossclstelle vorgesehen wird, kann die Arbeitsfrequenz des Pulsators in weiten Grenzen verändert werden. Die Membrane 218 kann auch durch eine nach Art üblicher Barometer geschlossene Druckkammer ersetzt werden oder ausίο Cross-section adjustable throttle point provided the operating frequency of the pulsator can be changed within wide limits. The membrane 218 can also be replaced by a pressure chamber that is closed in the manner of a customary barometer, or it can be removed

is Kunststoff oder einem anderen Material bestehen.is made of plastic or some other material.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 2 Pat-ntansDriiche · "" * de: n EmIass has a connecting chamber with a flexible wall, the flexible

1. Control for a pneumatic pulsator, wall just from it between two operating positions

whose housing has an inlet and an outlet for reciprocating gene, a pulse & iorabgabe-

carries the drive gas and a valve body dominating the inlet line, which in its

bonded control chamber with a resilient one operating position the connection on the one hand

Having wall, the resilient wall between the control chamber and the outlet and

.one of it between two operating positions on the other hand between the inlet and the outlet

moved back and forth, a pulsator discharge locks and thereby one in the control chamber

control valve body carries, which in io pressure build-up corresponding to the prevailing in the inlet

in its one operating position the connection allows the pressure and in its other operating position

on the one hand between the control chamber and the position the connection between the control chamber

Outlet and on the other hand between the inlet and and the outlet releases.

blocks the outlet and thereby in the control. the valve body is closed off from the outlet between the control chamber and the outside control chamber, whereby a vent is released in this, characterized in that overpressure is generated. The valve body connects the control chamber (211) directly and at the same time the pulsator discharge line with the exclusively to the inlet (2i5), namely via let. As soon as the pressure in the closed control unit has reached a certain value at its junction with an ejector chamber, the branch channel (217) permitting action is connected to the valve body via the flexible wall and the inlet (215) to the other direction of a connection Control chamber with the operating position so with the outlet (216) displaced, whereby the pulsator is at the same time so that an unimpeded flow of the discharge line from the outlet can be shut off and instead of the drive gas can take place. which is connected to the inlet. The PuI