DE19748449C1 - Einrichtung zur Dosierüberwachung einer Membranpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Einrichtung zur Dosier­ überwachung einer Membranpumpe der elektrischen Leitfähig­ keit des geförderten Fluids, wobei in einer vom Fluid durchströmten Meßstrecke zwei auf Abstand befindliche, in das Fluid eintauchende Meßfühler vorgesehen sind.

Eine derartige Meßeinrichtung ist aus der EP 0 229 038 B1 bekannt. Dort wird in einer rohrförmigen Meßstrecke über zwei in das Rohrinnere eintauchende Leitfähigkeitsfühlmit­ tel ein Leitfähigkeitssignal ausgewertet, wobei Einflußnah­ me auf Durchfluß oder Lufteinschlüsse od. dgl. dort nicht vorgesehen sind.

Bei anderen derartigen Meßaufnehmern benutzt man die Mög­ lichkeit, vom Fluid angeströmte Schwebekörper zur Dosier­ überwachung heranzuziehen, was allerdings den erheblichen Nachteil aufweist, daß derartige Einrichtungen nur in einer senkrechten Einbaulage angebracht sein können, denn die Schwebekörper müssen in Schwerkraftrichtung von unten nach oben angeströmt werden, um zu reproduzierbaren Meßwerten zu kommen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der zum einen bei elektrisch leitfähigen Fluiden der Durch­ satz überwacht und zum anderen die Meßeinrichtung unabhän­ gig von der Einbaulage ist.

Mit einer Einrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die technische Leh­ re des Hauptanspruches gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird erreicht, daß mit einfachen Mitteln eine Dosierüberwachung, d. h. eine Überwachung der Membranpumpe zum Zweck der Dosierung der mittels der Membranpumpe geförderten Fluids erreichbar ist.

Hierzu bedient sich die Erfindung eines Sperrventiles aus nicht elektrisch leitenden Elementen, wobei am Sperrventil eine Meßstrecke gebildet ist, die vor einer elektrisch nicht leitenden, federbeaufschlagten Kugel beginnt und hin­ ter dem Kugelsitz bzw. Dichtsitz endet, so daß bei geöff­ neter Ventilkugel das Fluid strömt und daher über die elek­ trische Leitfähigkeit entsprechend gemessen und damit do­ siert werden kann.

Aus der DE 35 12 533 A1 ist eine Vorrichtung zur Überprü­ fung des Schließzustandes eines Absperrorganes (Ventils) bekannt, bei der unter Ausnutzung der elektrischen Leitfä­ higkeit des geförderten Fluids in einer vom Fluid durch­ strömten Meßstrecke zwei auf Abstand befindliche, in das Fluid eintauchende Meßfühler vorgesehen sind und zwischen den Meßfühlern ein Sperrventil mit einem elektrisch nicht leitenden Sperrelement vorgesehen ist, wobei die Meßfühler und eine das Fluid fördernde Pumpe mit einer gemeinsamen Auswertelektronik ausgerüstet sind. Bei diesem Stand der Technik ist eine Dosierüberwachung, insbesondere einer Mem­ branpumpe, nicht vorbeschrieben, lediglich die Ausnutzung der elektrischen Leitfähigkeit einer Flüssigkeit, um einen Schließzustand zu überwachen. Ein ähnliches Meßprinzip ist auch aus der US 4 947 793 bekannt. Auch hier ist eine Do­ sierung nicht angesprochen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, wobei in Ausgestaltung vorgesehen ist, daß das Sperrelement zwischen den Meßfühlern als federbeauf­ schlagte, elektrisch nicht leitende Kugel ausgebildet ist, die sich über die Feder in Dichtstellung in einem Dichtsitz anlegt.

Die Gestaltung der Einrichtung nach dem Prinzip eines Ku­ gelventiles macht es möglich, die Vorrichtung völlig unab­ hängig von der Einbaulage benutzen zu können, sie kann ho­ rizontal ebenso wie vertikal angeordnet sein, in jeder ge­ wünschten Schräglage ebenso wie in Kopf- oder Fußlage be­ zogen auf den Kugeldichtsitz.

Zweckmäßig ist das Gehäuse einschließlich der notwendigen Dichtelemente aus einem elektrisch nicht leitenden Mate­ rial, wie dies die Erfindung in Ausgestaltung ebenfalls vorsieht, wobei dann in weiterer Ausgestaltung die Meßfüh­ ler als vom geförderten Fluid beaufschlagte Edelstahlstifte ausgebildet sein können.

Durch diese erfindungsgemäßen Gestaltungsvarianten wird ei­ ne äußerst robuste, einfach herzustellende Einrichtung ge­ schaffen, die den unterschiedlichsten Einsatzzwecken ge­ recht wird, je nach Art des verwendeten Kunststoffes in be­ zug auf das zu fördernde Fluid. Die Kunststoffe können druckfest ausgebildet sein, sie können säurefest sein u. dgl. mehr.

Wird, wie eingangs schon erwähnt, die Einrichtung in einem System mit einer Membranpumpe, die zur Dosierung von Flui­ den eingesetzt wird, benutzt, so besteht durch die Erfin­ dung die Möglichkeit, die mit Sperrorgan ausgebildete Meß­ strecke unmittelbar als Dosierventil des Systems auszuge­ stalten, so daß ein diesbezügliches Bauelement im System eingespart wird, was zu einem besonders wirtschaftlichen Einsatz der erfindungsgemäßen Einrichtung führt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Prinzipskizze zum Einsatz der erfindungsge­ mäßen Einrichtung mit einer Dosierleitung sowie in

Fig. 2 eine Schnittzeichnung der als Dosierventil ausge­ bildeten Meßstrecke.

In einem nur schematisch in Fig. 1 dargestellten Dosier­ system, allgemein mit 1 bezeichnet, wird ein Fluid, ange­ deutet durch einen Pfeil 2, mittels einer Membranpumpe 3 über eine Dosierleitung 4 gefördert, wobei in der Dosier­ leitung 4 ein erfindungsgemäßer Meßwertaufnehmer 5 angeord­ net ist, der in Fig. 2 im Schnitt dargestellt ist.

Die vom Meßwertaufnehmer 5 über die elektrische Leitfähig­ keit des geförderten Fluids ermittelten Werte werden einer Auswertelektronik, allgemein mit 6 bezeichnet, zugeführt. Ebenso wird ein Signal "Pumpe dosiert" über die Steuerlei­ tung 7 der Auswertelektronik 6 zugeführt. So kann die Elek­ tronik entscheiden, ob eine Dosierung stattgefunden hat.

Bezogen auf Fig. 2 wird der Meßwertaufnehmer als Vorrich­ tung zur Dosierüberwachung der Membranpumpe 3 von einem elektrisch nicht leitenden Gehäuse 7 gebildet. Im Inneren des Gehäuses 7 befindet sich ein Durchströmraum 8 für das Fluid, das über einen Leitungsanschlußstutzen 9 zugeführt wird, der seinerseits ebenfalls aus elektrisch nicht lei­ tendem Material gebildet ist und im Gehäuse 7 eingeschraubt ist unter Zwischenlage üblicher Ringdichtungen, bei 10 an­ gedeutet.

Der Durchströmraum 8 wird im dargestellten Beispiel der Fig. 2 an einem unteren Ende von einer Dosierkugel 11 abge­ schlossen, die sich aufgrund der Kraft einer Andruckfeder 12 im dargestellten Ruhezustand dicht an einer Ringdichtung 13 anlegt und den Durchströmraum 8 für das Fluid 2 ver­ sperrt.

Der Durchströmraum 8 ist vor der Absperrkugel 11 mit einer Stahlstiftelektrode 14 versehen, wobei eine weitere Meß­ elektrode 15, ebenfalls ein Stahlstift, in den Federraum 16 hinter der Kugel 11 so eingreift, daß sowohl der Stift 14 wie auch der Stift 15 vom Fluid beaufschlagt sind. Fördert die Membranpumpe 3 Fluid durch die Einrichtung 5, gibt die Kugel 11 den Weg frei, damit das Fluid über einen Leitungs­ anschlußstutzen 17 weitergeführt werden kann.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung im Sy­ stem 1 gemäß Fig. 1 ist die folgende:

Über die Stifte 14 und 15 wird die Leitfähigkeit des Syste­ mes gemessen und der Auswertelektronik 6 zugeführt. Dabei ist die Leitfähigkeit abhängig von der dosierten Flüssig­ keit und der Zellenkonstante.

Die Zellenkonstante ist ihrerseits von der Lage der Kugel 11 im Gehäuse 7 abhängig. Wird beispielsweise nicht do­ siert, sitzt die Kugel, wie oben schon erwähnt, in der dar­ gestellten Position auf dem O-Ring 13 dicht auf, die Leit­ fähigkeit des Systemes ist nunmehr gering. Der so gemessene Wert wird zum Kalibrieren des Systems herangezogen, ggf. über eine Quitt-Taste an der Auswertelektronik bestätigt und abgespeichert. Damit ist der Leitfähigkeitswert bei nicht dosierender Pumpe erfaßt.

Wird dosiert, d. h. wird ein Pumpenhub vollzogen, öffnet sich der Spalt zwischen Kugel 11 und O-Ring 13, die Leit­ fähigkeit steigt, und zwar in Abhängigkeit des entstehenden Durchströmspaltes, womit sich unmittelbar die durchströmen­ de Menge erfassen läßt.

Nicht näher dargestellt ist die Steuerungsmöglichkeit der Auswertelektronik. Diese kann beispielsweise mit einer Ta­ statur 18 versehen sein und Leuchtdioden 19, etwa in rot und grün. Die Steuerung kann dabei so getroffen sein, daß bei korrekter Dosierung die grüne Leuchtdiode anzeigt, daß eine korrekte Dosierung vorgenommen wird. Findet keine Do­ sierung statt oder wird Luft bzw. Blase gefördert, kann dies beispielsweise durch Blinken der roten Leuchtdioden als Alarmsignal angezeigt werden. Wird beispielsweise das Alarmrelais dann ausgelöst, wird die Dosiersperre aktiviert und gleichzeitig die Pumpe gestoppt.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Er­ findung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So ist die Erfindung insbeson­ dere nicht auf die dargestellte Art der Meßfühler be­ schränkt, auch nicht auf ein bestimmtes, nicht elektrisch leitendes Material u. dgl. mehr.

Claims (4)

1. Einrichtung zur Dosierüberwachung eines Fluids mit einer Membranpumpe (3) und mit einem Dosierventil, bei welcher in einer vom Fluid durchströmten Meßstrecke zwei auf Abstand zueinander befindliche Meßfühler (14, 15) in das Fluid ein­ tauchen, zwischen den Meßfühlern (14, 15) in einem elek­ trisch nicht leitenden Gehäuse ein elektrisch nicht leiten­ des Sperrelement (11) vorgesehen ist, die Membranpumpe (3) und die Meßfühler (14, 15) mit einer gemeinsamen Auswert­ elektronik (6) ausgerüstet sind, wobei das mit den Meßfüh­ lern (14, 15) und dem Sperrelement (11) ausgerüstete Sperr­ organ unmittelbar das Dosierventil des Systemes (1) bildet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement zwischen den Meßfühlern (14, 15) als federbeaufschlagte, elektrisch nicht leitende Kugel (11) ausgebildet ist, die sich über eine Feder (12) in Dichtstel­ lung in einem Dichtsitz (13) anlegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) einschließlich der notwendigen Dicht­ elemente aus elektrisch nicht leitendem Material gebildet ist.

4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfühler (14, 15) als vom geförderten Fluid beauf­ schlagte Edelstahlstifte ausgebildet sind.