DE19826610A1 - Membranpumpe und Vorrichtung zur Steuerung derselben - Google Patents
Membranpumpe und Vorrichtung zur Steuerung derselbenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit einer Vorrichtung zur Steuerung der Lage einer den Förder- und Verdrängerraum trennende Membran. Als Ersatz der mechanischen Steuerung des Nachfüllvorganges ist im Verdrängerraum ein Drucksensor angeordnet, der mit einer Auswerteeinheit verbunden ist, die zur Erzeugung eines Nachfüllsignals ausgebildet ist, das mittels einer Wirkverbindung ein Nachfüllventil betätigend geschaltet ist. Mit Vorteil ist ein weiterer Sensor zum Erfassen des Kolbenweges vorgesehen, dessen Signal mit dem Signal des Drucksensors verknüpft wird. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der Lage einer Membran.
Description
Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit einer
Vorrichtung zur Steuerung der Lage einer einen Förder- und
einen Verdrängerraum trennenden Membran und mit
einem Vorratsbehälter für das Hydraulikmedium, der über
eine Nachfülleinheit mit dem Verdrängerraum in
Verbindung steht.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur
Steuerung der Lage einer Membran, die den Förder- und
den Verdrängerraum einer Membranpumpe trennt und von
einem oszillierenden Verdränger über ein Hydraulikmedium
angetrieben ist, wobei der Verdrängerraum über eine
Leitung mit Hydraulikmedium bei Bedarf nachgefüllt wird.
Derartige Pumpen sind beispielsweise als
Kolbenmembranpumpe aus EP A1 0 085 725 bekannt. Die
Kolbenmembranpumpe besitzt einen Verdrängerkolben, der
oszillierend in einem vollständig mit Hydraulikmedium
ausgefüllten Verdrängerraum hin- und herbewegt wird. Die
zwischen dem Förderraum und dem Verdrängerraum
angeordnete Membran führt dadurch einen dem
Kolbenhubvolumen entsprechenden Membranhub aus.
Beim Saughub strömt über das Ansaugventil die zu
fördernde Flüssigkeit in den Förderraum und wird beim
Druckhub über das Druckventil ausgestoßen.
Im Verdrängerraum ist meist eine in einem begrenzten
Bereich verschiebbare Stützplatte vorhanden, welche die
Membran zum Ende des Saughubs gegen eine zu große
Auslenkung schützt.
Wenn nach einer gewissen Betriebsdauer die unvermeidlich
auftretenden Verluste an Hydraulikmedium dazu führen,
daß sich die Membranstellung zum Ende des Saughubes
langsam zum Verdrängerraum hin verschiebt, erreicht die
Membran die Stützplatte oder einen die Membranlage
abtastenden Stößel. Die Stützplatte oder der Stößel wird
von der Membran gegen den Druck von Federn in Richtung
auf den Verdrängerarbeitsraum verschoben. Der Stößel,
der entweder direkt die Membranlage oder die Stützplatte
abtastet, gibt dabei mechanisch ein Nachfüllventil frei,
das sich in Folge des im Verdrängerarbeitsraum
herrschenden Unterdrucks öffnet und aus einem
Vorratsbehälter Hydraulikmedium in den
Verdrängerarbeitsraum einströmen läßt. Hierdurch bewegen
sich die Membran und die Stützplatte unter Druck der
Federn wieder in Richtung auf den Förderraum. Während
dieses Bewegungsablaufes gleitet auch die Zuhaltung des
Nachfüllventils wieder in Richtung Förderraum und
schließt das Nachfüllventil.
In Folge des Austreibens ursprünglich gelöster Luft aus
dem Hydraulikmedium kann es zu einer Beeinträchtigung
des Förderverhaltens der Membranpumpe kommen. In solchen
Fällen muß Volumen aus dem Verdrängerraum entweichen
können. Zu diesem Zweck ist ein sogenanntes
Entlüftungsventil vorgesehen, das ein Entweichen
überschüssigen Hydraulik- oder des freigewordenen
Luftvolumens ermöglicht. Bei Erstinbetriebnahme einer
Membranpumpe oder bei der Änderung der eingestellten
Hublänge an dem angeschlossenen Pumpentriebwerk dient
das Entlüftungsventil gleichzeitig dazu, überschüssiges
Volumen an Hydraulikmedium aus dem Verdrängerraum
auszutragen, um die Funktion der mechanischen
Nachfülleinrichtung sicherzustellen.
Ein solches Entlüftungsventil ist beispielsweise aus der
Firmendruckschrift "AREX" der Anmelderin bekannt.
Als Ersatz der mechanischen Erfassung des monentanen
Membranortes ist in der EP B1 0 607 308 die direkte
Erkennung der Membrangrenzlagen mittels eines
elektronischen Sensors vorgeschlagen worden. Das
elektronische Signal des Lagesensors wird in einer
Steuereinheit mit einem vorgegebenen Maximalwert
verglichen. Bei Überschreiten des Maximalwertes wird ein
Signal zur Öffnung eines Nachfüllventils erzeugt, das
die Überlastung der Membran verhindert. Nachteilig an
dieser vorbekannten Lösung ist, daß zur Erfassung der
Membranlage an der Membran ein massebehafteter Magnet
befestigt werden muß, dessen Magnetfeld zur Erfassung
des Membranortes von dem elektronischen Sensor benötigt
wird. Die dadurch bedingte unstetige Massebelegung der
Membran kann zu einer örtlich stärkeren Belastung
führen, die die Lebenserwartung der Membran nachteilig
verringert. Aufgrund des Verzichts auf eine
verdrängerraumseitige Membrananlage bzw. Stützplatte ist
bei einem Betrieb mit einem Vordruckniveau in der
Saugleitung, das über dem Umgebungsluftdruck liegt ein
Nachfüllen des Hydraulikraums nur möglich, wenn die
nachzufüllende Menge an Hydraulikflüssigkeit mittels
eines zusätzlichen Druckerzeugers unter einen noch etwas
größeren Druck als der Vordruck in der Saugleitung
gebracht wird. Zusätzlich kann das Fehlen der
Membrananlage bei bestimmten Betriebszuständen zu einer
Überlastung der Membran führen.
Schließlich ist aus der DE A1 43 36 823 eine Vorrichtung
zur elektronischen Membranlagenkontrolle in
Membranprozeßpumpen bekannt, bei der mittels eines
elektromechanischen oder elektronischen Gebers und
Empfängers die Position der Membran bestimmt wird.
Mittels einer elektronischen Auswerteeinheit wird zur
exakten Regelung, durch die Bruch oder vorzeitiger
Verschleiß durch Überlastung verhindert wird, ein Signal
erzeugt, das den Zulauf des Hydraulikmediums in den
Verdrängerraum kontrolliert. Zur Erkennung der
Membranlage ist ein elektromechanischer Aufnehmer
vorgeschlagen, der über einen federbelasteten Stößel die
Lage der Membran direkt erfaßt. Auch in diesem Fall wird
also die Membran durch die Kraft des Stößels zusätzlich
belastet, was grundsätzlich zu einer verringerten
Lebenserwartung der Membran führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Membranpumpe zu
schaffen, bei der das Volumen des Verdrängerraumes
möglichst einfach kontrolliert werden kann, so daß die
Membran geschont wird und die Betriebssicherheit der
Pumpe insgesamt erhöht wird.
Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Membranpumpe
dadurch gelöst, daß im Verdrängerraum ein Drucksensor
angeordnet ist, der mit einer Auswerteeinheit verbunden
ist, die zur Erzeugung eines Nachfüllsignals ausgebildet
ist, das mittels einer Wirkverbindung eine
Nachfülleinheit betätigend geschaltet ist. Der im
Verdrängerraum angeordnete Drucksensor meldet das
Entstehen des Unterdruckes während des Ansaughubes an
die Auswerteeinheit. Dort wird dieses Signal
beispielsweise mit einem vorgegebenen Grenzwert
verglichen. Sobald der vorgegebene Grenzwert
überschritten wird, erzeugt die Auswerteeinheit ein
Signal, das die Nachfüllung des Verdrängerraumes mit
Hydraulikflüssigkeit bewirkt. Auf diese Weise wird ein
Überlasten der Membran mit Sicherheit vermieden. Der
Grenzwert kann leicht an die verschiedenen
Betriebsbedingungen angepaßt werden. Da der Drucksensor
keine beweglichen Teile aufweist, wird die
Betriebssicherheit gegenüber mechanischen Systemen
vorteilhaft erhöht. Die Membran wird durch den
Drucksensor nicht zusätzlich belastet, da dieser nicht
im direkten Kontakt mit der Membran steht, sondern nur
mit dem Hydraulikmedium in Berührung kommt.
Die Erfindung beruht somit auf der elektronischen
Auswertung des zeitlichen Druckverlaufs im
Verdrängerraum einer hydraulisch angelenkten
Membranpumpe. Mit Vorteil erfolgt wahlweise auch eine
Zuordnung dieses Druckverlaufs zur Verdrängerposition.
Die richtige Befüllung des Verdrängerraums wird durch
einen auf einer Rechnereinheit ablaufenden Algorithmus
und von einer über eine Wirkverbindung betätigte
Nachfülleinheit sichergestellt. Auftretende Leckagen
oder ein Mangel an Hydraulikmedium im Verdrängerraum
werden erkannt und wieder ergänzt.
Wenn eine Stützplatte für die Membran im
Verdrängerraum angeordnet ist, wird im Verdrängerraum
ein zusätzlicher stärker ausgeprägter Unterdruckimpuls
erzeugt, sobald sich die Membran beim Saughub an die
Stützplatte anlegt. Dieser Unterdruckimpuls läßt sich
von der Auswerteeinheit noch präziser auswerten und
daraus ein Signal zum Nachfüllen erzeugen, was die
Betriebssicherheit der Pumpe vorteilhaft erhöht. Zur
Einleitung des Nachfüllvorgangs können dann
beispielsweise zwei Kriterien gleichzeitig als erfüllt
von Auswerteeinheit überprüft werden, d. h. die Membran
erreicht ihre rückwärtige Anlage und der Druck im
Hydraulikraum liegt geringfügig unter dem Umgebungsdruck
im Vorratsbehälter.
Besonders vorteilhaft läßt sich das Nachfüllen
verwirklichen, wenn die Nachfülleinheit als Ventil
ausgebildet ist, vorzugsweise als elektrisch
betätigtes Ventil, das in der Nachfülleitung
angeordnet ist. Eine Verbindung zwischen dem
Verdrängerraum und dem Vorratsbehälter für das
Hydraulikmedium herstellen kann. Mit Vorteil lassen sich
auch im Betrieb befindliche Membranpumpen einfach
nachrüsten, so daß die Vorteile der elektronischen
Ansteuerung des Nachfüllventils auch bei älteren Pumpen
zu nutzen sind.
Dadurch, daß die Auswerteeinheit ein
Entlüftungssignal erzeugend ausgebildet ist, das
eine Entlüftungseinheit betätigend geschaltet ist,
kann zu einem Zeitpunkt während eines Arbeitszyklus des
Verdrängers, in dem der Druck im Verdrängerraum größer
ist als der Umgebungsdruck im Vorratsbehälter für die
Hydraulikflüssigkeit, bei Bedarf auch freigewordene,
ursprünglich in dem Hydraulikmedium gelöste Luft aus dem
Verdrängerraum ausgetragen werden.
Da das Entlüften und das Nachfüllen des Verdrängerraums
zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfolgt, kann mit
Vorteil auf separate Ventile verzichtet werden. Beide
Funktionen können von demselben Ventil erfüllt werden,
wenn das Entlüftungsventil und das Nachfüllventil
als Baueinheit ausgebildet sind. Alternativ kann die
freigewordene ursprünglich im Hydraulikmedium gelöste
Luft sowohl durch das Nachfüllventil selbst als auch
durch ein weiteres, beispielsweise elektromagnetisch
angesteuertes baugleiches Entlüftungsventil aus dem
Verdrängerraum ausgetragen werden. Das nachfüll- und das
Entlüftungsventil können baugleich ausgeführt werden.
Der Entlüftungs- und der Nachfüllvorgang erfolgen je
nach Bedarf und nicht notwendigerweise bei jedem
Arbeitszyklus.
Eine weitere Möglichkeit, ohne die Verwendung eines
Lagesensors besteht in der Anordnung eines Drucksensors
in den Förderraum der Membranpumpe mit einer
Signalverbindung zur Auswerteeinheit zusätzlich zu dem
Drucksensor im Verdrängerraum. In der Auswerteeinheit
kann eine Verknüpfung der beiden Sensorsignale
beispielsweise über eine Differenzbildung erfolgen und
die Nachfüll- bzw. Entlüftungssignale erzeugt werden.
Hierdurch ist ebenfalls ein sicheres Schalten des
Nachfüll- und des Entlüftungsventils auch unter allen
Betriebsbedingungen gewährleistet.
Die Drucksensoren können alternativ als Sensoren zur
Erfassung der Dehnung der Gehäusebauteile des
Förderraums und des Verdrängerraums ausgeführt sein.
Diese liefern Signale, die den Drucksignalen
proportional sind. Mit entsprechenden Signalverbindungen
zur Auswerteeinheit kann die Auswertung zur Erzeugung
der Nachfüll- bzw. Entlüftungssignale erfolgen.
Mit Vorteil erfolgt zusätzlich zur Erfassung des Drucks
im Verdrängerraum die Bestimmung der Verdrängerposition,
indem ein Lagesensor zur Signalisierung der
Verdrängerlage vorgesehen ist und eine
Signalverbindung vom Lagesensor zur Auswerteeinheit
vorgesehen ist. Diese zusätzliche Information der Lage
des Kolbens und die Verknüpfung der Kolbenlage mit dem
Drucksignal ermöglicht zusätzliche Verriegelungen, die
das Schalten der Entlüftungs- bzw. Belüftungsventile zum
falschen Zeitpunkt sicher verhindern.
Darüber hinaus ist die Anordnung von je einem
Drucksensor im Förderraum, einem Drucksensor im
Verdrängerraum und eines Lagersensors zur Erfassung der
Verdrängerposition mit ihren jeweiligen
Signalverbindungen zur Auswerteeinheit und die
kombinierte Auswertung aller drei Sensorsignale möglich.
Bei einem Verfahren zur Steuerung der Lage einer
Membran, die den Förder- und den Verdrängerraum einer
Membranpumpe trennt, wobei der mit einer von dem
Hydraulikmedium durchströmbaren Stützplatte für die
Membran ausgestattete Verdrängerraum über eine
Nachfülleinheit mit dem Verdrängerraum in Verbindung
steht, sieht die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe
vor, daß das Drucksignal im Verdrängerraum von einem
Sensor erfaßt und einer Auswerteeinheit zugeleitet wird,
die daraus nach einem bestimmten Algorithmus bei Bedarf
das Nachfüllen des Verdrängerraums mit Hydraulikmedium
und bei Bedarf das Entlüften des Verdrängerraums von
freiwerdenden ursprünglich in dem Hydraulikmedium
gelösten, Gasanteilen bewirkt.
Unter bestimmten Voraussetzungen kann statt des
gemessenen Istdrucksignals auch eine Ableitung nach der
Zeit oder nach dem Weg als Signal verarbeitet werden.
Mit Vorteil wird zusätzlich der Druck im
Verdrängerraum von einem Sensor erfaßt und einer
Auswerteeinheit zugeleitet, die daraus nach einem
bestimmten Algorithmus das Entlüften des
Verdrängerraumes bewirkt.
Die Zuverlässigkeit des Verfahrens wird weiter durch die
Maßnahme gehoben, daß die Lage des Verdrängers
erfaßt, beispielsweise durch einen Winkelgeber an
der Antriebswelle, und der Auswerteeinheit
zugeleitet wird und das Signal mit dem Druck im
Verdrängerraum von der Auswerteeinheit verknüpft
wird.
Alternativ oder ergänzend kann auch zur Bewirkung des
Nachfüllens und/oder Entlüftens des Verdrängerraumes
der Druck im Förderraum erfaßt und der
Auswerteeinheit zugeleitet werden und mit dem Druck
im Verdrängerraum von der Auswerteeinheit verknüpft
werden.
Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben, wobei
weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der
Zeichnung zu entnehmen sind. Funktionsmäßig gleiche
Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:
Fig. 1 Skizze eines hydraulisch angelenkten
Membranpumpenkopfes mit elektronischer
Regelung der Befüllung des Verdrängerraums,
Fig. 2 Diagramm des Druckverlaufes im Förderraum
einer hydraulisch angelenkten Membranpumpe
ohne Nachfüllvorgang, und
Fig. 3 Diagramm des Druckverlaufes im Verdrängerraum
einer hydraulisch angelenkten Membranpumpe
In Fig. 1 ist der Aufbau eines hydraulisch angelenkten Membranpumpenkopfes mit einer erfindungsgemäßen elektronischen Regelung dargestellt. Im Förderraum 1 dieses Membranpumpenkopfes 12 tritt in Abhängigkeit von der Zeit typischerweise ein Druckverlauf gemäß Fig. 2 auf. Die oszillierende Bewegung des Verdrängers 3 wird hierbei durch die im Verdrängerraum 2 enthaltene, unter Wechseldruck stehende Hydraulikmedium auf die Membran 4 übertragen. Tritt beabsichtigte oder unvorhergesehene Leckage im Verdrängerraum 2 auf, so stellt sich dort ein Mangel an Hydraulikflüssigkeit ein. Als Folge erreicht die Membran 4 zum Ende des Saughubes die im Verdrängerraum angeordnete durchströmbare, vorzugsweise Ihre Verdränger als Lochplatte 5 ausgebildete rückwärtige Anlage, bevor der Verdränger 3 seine hintere Totlage erreicht hat. Die Bewegung der Membran 4 und des Verdrängers 3 entkoppeln sich dadurch. Der Druck im Förderraum 1, der von einem Drucksensor 19 erfaßt wird, verbleibt daraufhin auf dem Druckniveau in der Saugleitung 13. Der Druck im Verdrängerraum 2 fällt unter das Niveau im Förderraum I bis hin zum Dampfdruck der Hydraulikflüssigkeit ab. Der typischer Weise im Verdrängerraum 2 des hydraulisch angelenkten Membranpumpenkopfes nach Fig. 1 sich einstellende und mit dem Drucksensor 6 erfaßbare zeitliche Druckverlauf ist in Fig. 3 dargestellt. Deutlich ist im Vergleich zu Fig. 2 die Absenkung des Drucks zum Ende des Saughubs erkennbar, der sich bei Anlage der Membran 4 an die Lochplatte 5 einstellt.
In Fig. 1 ist der Aufbau eines hydraulisch angelenkten Membranpumpenkopfes mit einer erfindungsgemäßen elektronischen Regelung dargestellt. Im Förderraum 1 dieses Membranpumpenkopfes 12 tritt in Abhängigkeit von der Zeit typischerweise ein Druckverlauf gemäß Fig. 2 auf. Die oszillierende Bewegung des Verdrängers 3 wird hierbei durch die im Verdrängerraum 2 enthaltene, unter Wechseldruck stehende Hydraulikmedium auf die Membran 4 übertragen. Tritt beabsichtigte oder unvorhergesehene Leckage im Verdrängerraum 2 auf, so stellt sich dort ein Mangel an Hydraulikflüssigkeit ein. Als Folge erreicht die Membran 4 zum Ende des Saughubes die im Verdrängerraum angeordnete durchströmbare, vorzugsweise Ihre Verdränger als Lochplatte 5 ausgebildete rückwärtige Anlage, bevor der Verdränger 3 seine hintere Totlage erreicht hat. Die Bewegung der Membran 4 und des Verdrängers 3 entkoppeln sich dadurch. Der Druck im Förderraum 1, der von einem Drucksensor 19 erfaßt wird, verbleibt daraufhin auf dem Druckniveau in der Saugleitung 13. Der Druck im Verdrängerraum 2 fällt unter das Niveau im Förderraum I bis hin zum Dampfdruck der Hydraulikflüssigkeit ab. Der typischer Weise im Verdrängerraum 2 des hydraulisch angelenkten Membranpumpenkopfes nach Fig. 1 sich einstellende und mit dem Drucksensor 6 erfaßbare zeitliche Druckverlauf ist in Fig. 3 dargestellt. Deutlich ist im Vergleich zu Fig. 2 die Absenkung des Drucks zum Ende des Saughubs erkennbar, der sich bei Anlage der Membran 4 an die Lochplatte 5 einstellt.
Der Nachfüllvorgang kann nun durch das Nachfüllventil 9
stattfinden, da ein Druckgefälle von der unter
Umgebungsluftdruck stehenden Hydraulikflüssigkeit im
Vorratsbehälter 11 hin zum Verdrängerraum 2 besteht. Die
Erkennung der Druckabsenkung im Hydraulikraum 2 zum Ende
des Saughubs erfolgt über die Auswertung des Signals des
Drucksensors 6 und bei Bedarf zusätzlich durch
Verknüpfung mit dem Signal des Positionssensors 7 in der
Auswerteeinheit 8. Die Auswerteeinheit ist als frei
programmierbare Rechnereinheit ausgebildet ist. Der
Positionssensor 7 gibt die momentane Lage des
Verdrängers 3 an. Die Verknüpfung der Signale von
Positionssensor 7 und Drucksensor 6 verhindert, daß
beispielsweise störende Druckabsenkungen im
Verdrängerraum 2 infolge von Flüssigkeitsschwingungen
oder Androsselungen durch Querschnittsverengungen in der
Saugleitung zur Bewirkung des Nachfüllvorgangs führen.
Der auf der Auswerteeinheit 8 ablaufende Algorithmus
entscheidet somit sinnvoll über Sperrung und Freigabe
des Nachfüllvorgangs durch das Nachfüllventil 9.
Zusätzlich kann der Algorithmus auf der Rechnereinheit 8
das Entlüftungsventil 10 zu einem anderen Zeitpunkt als
das Nachfüllventil 9 freigeben, sobald ein Druckgefälle
von Verdrängerraum 2 hin zum Vorratsbehälter 11 besteht.
Auf diese Art und Weise kann überschüssiges
Hydraulikmedium zum Beispiel in Folge einer
Hubveränderung am Pumpentriebwerk und/oder frei
gewordene, ursprünglich in der Hydraulikmedium gelöste
Gase aus dem Verdrängerraum 2 ausgestoßen werden. Durch
die zeitliche Trennung des Nachfüll- und des
Entlüftungsvorganges ist es möglich, beide Funktionen
der ansonst baugleichen Ventile 9 und 10 mit nur einem
Bauteil zu verwirklichen.
Zum Zeitpunkt t0 befindet sich der Kolben in seiner
membranseitigen Endlage. Zu diesem Zeitpunkt schließt
das Druckventil 16. Der Kolben entspannt anschließend
das zwischen dem geschlossenen Druckventil 16 und
Ansaugventil 15 eingeschlossene Fördermedium
einschließlich des im Verdrängerraum enthaltenen
Hydraulikmediums, bis die Medien zum Zeitpunkt t1 den
mittleren Druck in der Saugleitung psm erreichen und das
Ansaugventil 15 öffnet. Der Kolben bewegt sich weiter
und saugt nun aus der Förderleitung Fördermedium an, bis
zum Zeitpunkt t2 die Membran 4 an der Lochplatte 5
anliegt und der Druck im Verdrängerraum 2 unter den
mittleren Druck der Ansaugleitung psm absinkt. Zum
Zeitpunkt t3 öffnet das Nachfüllventil 9 kurzzeitig. Der
Kolben überschreitet damit seine Umkehrposition und läßt
zum Zeitpunkt t4 das Ansaugventil 15 schließen. Das im
Förderraum eingeschlossene Medium wird anschließend bis
auf den mittleren Druck und der Druckleitung pdm
verdichtet. Sobald dieser erreicht ist, öffnet zum
Zeitpunkt t5 das Druckventil. Während der weiteren
Bewegung des Kolbens wird das Fördervolumen aus dem
Förderraum 1 durch das Druckventil 16 ausgestoßen, bis
der Kolben seine andere Umkehrposition erreicht und das
Druckventil zum Zeitpunkt t6 geschlossen wird.
Anschließend beginnt ein neues Arbeitsspiel. Das
Diagramm ist eine idealisierte Darstellung. In der
Praxis sind Abweichungen üblich. Beispielsweise können
durch Stöße in der Saug- und Druckleitung sowie
Entlüftungsvorgänge das Diagramm verändern.
Durch einen Zähler in der Auswerteeinheit 8, der das
Bewirken des Nachfüllvorgangs protokolliert und die
Häufigkeit ermittelt, kann auch die Funktionen der
Dichtungen überprüft werden. Je nach Leckageverhalten
kann eine Wartung bei Bedarf erfolgen. Schließlich wird
auch die Montage der Pumpe bequemer, da ein Justieren
der mechanischen Nachfülleinrichtung entfällt. Die
notwendigen Einstellvorgänge können direkt an der
Auswerteeinheit während des Betriebes vorgenommen
werden.
Mit Vorteil weist deshalb die Auswerteeinrichtung einen
nicht flüchtigen Datenspeicher auf, der die
entsprechenden Daten für eine Anzahl Hübe im Falle einer
Betriebsunterbrechung zur späteren Diagnose speichert
und anschließend auslesbar zur Verfügung stellt.
Wenn die Auswerteeinheit 8 zusätzlich mit einer
Schnittstelle zu einem Kommunikationsnetz ausgerüstet
ist, ist es möglich, die Arbeitsweise der Pumpe aus der
Ferne zu prüfen und gegebenenfalls Fehler zu ermitteln.
Auf diese Weise ist eine Membranpumpe geschaffen worden,
die es ermöglicht, die Pumpe in ein Netzwerk
einzugliedern, das weitere nützliche Informationen über
den Produktionsprozeß liefert.
1
Förderraum
2
Verdrängerraum
3
Kolben (Verdränger)
4
Membran
5
Lochplatte (Stützplatte)
6
Drucksensor
7
Positionssensor
8
Auswerteeinheit
9
Nachfüllventil
10
Entlüftungsventil
11
Vorratsbehälter für Hydraulikflüssigkeit
12
Membranpumpenkopf
13
Saugleitung
14
Druckleitung
15
Ansaugventil
16
Druckventil
17
Steuerleitung
18
Signalleitung
19
Drucksensor
Claims (12)
1. Membranpumpe mit einer Vorrichtung zur Steuerung
der Lage einer einen Förder- und einen
Verdrängerraum trennenden Membran und mit einem
Vorratsbehälter für das Hydraulikmedium, der über
eine Nachfülleinheit mit dem Verdrängerraum in
Verbindung steht, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Verdrängerraum (2) ein
Drucksensor (6) angeordnet ist, der mit einer
Auswerteeinheit (8) verbunden ist, die zur
Erzeugung eines Nachfüllsignals ausgebildet ist,
das mittels einer Wirkverbindung (17) die
Nachfülleinheit betätigend geschaltet ist.
2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß im
Verdrängerraum (2) eine Stützplatte (5) für die
Membran (4) angeordnet ist.
3. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß
die Nachfülleinheit als Ventil (9) ausgebildet
ist, vorzugsweise als elektrisch betätigtes
Ventil, das in der Nachfülleitung angeordnet
ist.
4. Membranpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, da
durch gekennzeichnet, daß
die Auswerteeinheit (8) ein Entlüftungssignal
erzeugend ausgebildet ist, das ein
Entlüftungsventil betätigend geschaltet ist.
5. Membranpumpe nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, da
durch gekennzeichnet, daß
das Entlüftungsventil (10) und das
Nachfüllventil (9) als Baueinheit ausgebildet
sind.
6. Membranpumpe nach einem oder mehreren der
vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein zweiter
Drucksensor (22) im Förderraum (1) angeordnet
ist, der eine Signalverbindung (18) zur
Auswerteeinheit (8) aufweist.
7. Membranpumpe nach einem oder mehreren der
vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Drucksensor
(21) als Dehnungssensor ausgebildet ist, der
die Dehnung des Gehäuses erfaßt.
8. Membranpumpe nach einem oder mehreren der
vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein Lagesensor (7)
zur Signalisierung der Verdrängerlage (3)
vorgesehen ist und eine Signalverbindung (18)
vom Lagesensor (7) zur Auswerteeinheit (8)
vorgesehen ist.
9. Verfahren zur Steuerung der Lage einer Membran,
die den Förder- und den Verdrängerraum einer
Membranpumpe trennt und von einem oszillierenden
Verdränger über ein Hydraulikmedium angetrieben
ist, wobei der Verdrängerraum über eine Leitung mit
Hydraulikmedium bei Bedarf nachgefüllt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druck im Verdrängerraum von einem
Sensor erfaßt und einer Auswerteeinheit
zugeleitet wird, die daraus nach einem
bestimmten Algorithmus das Nachfüllen des
Verdrängerraumes mit Hydraulikmedium bewirkt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Druck im
Verdrängerraum von einem Sensor erfaßt und
einer Auswerteeinheit zugeleitet wird, die
daraus nach einem bestimmten Algorithmus das
Entlüften des Verdrängerraumes bewirkt.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10 da
durch gekennzeichnet, daß
zur Bewirkung des Nachfüllens und/oder
Entlüftens des Verdrängerraumes die Lage des
Verdrängers erfaßt und der Auswerteeinheit
zugeleitet wird und mit dem Druck im
Verdrängerraum von der Auswerteeinheit
verknüpft wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11, da
durch gekennzeichnet, daß
zur Bewirkung des Nachfüllens und/oder
Entlüftens des Verdrängerraumes der Druck im
Förderraum erfaßt und der Auswerteeinheit
zugeleitet wird und mit dem Druck im
Verdrängerraum von der Auswerteeinheit
verknüpft wird.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19826610A DE19826610A1 (de) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | Membranpumpe und Vorrichtung zur Steuerung derselben |
ES99926372T ES2183566T3 (es) | 1998-06-16 | 1999-05-22 | Bomba de mebrana y metodo para regular esta ultima. |
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