DE202005013090U1 - Motor e.g. asynchronous motor, dosing pump for dosing e.g. oil, has position sensor providing motion sequence of displacement organ so that electronic controlling of pump responds to operating conditions of dosing circle and dosing pump - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Motordosierpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1.The The invention relates to a motor metering pump according to the preamble of the claim 1.
Derartige Motordosierpumpen sind allgemein bekannt und werden durch Zusatzeinrichtungen den jeweiligen Anforderungen angepasst. Sie arbeiten nach dem volumetrischen Prinzip, bei dem der Dosiervorgang aus dem Transport eines abgeschlossenen Kammervolumens durch ein Verdrängungsorgan besteht. Das Dosiervolumen pro Hub entspricht dabei der Volumendifferenz bei der Bewegung des Verdrängungsorgans.such Motor metering pumps are well known and are by additional equipment the adapted to the respective requirements. They work on the volumetric Principle, in which the dosing process from the transport of a completed Chamber volume through a displacement organ consists. The dosing volume per stroke corresponds to the volume difference in the movement of the repressive organ.
Bei einer solchen Motordosierpumpe wird die im allgemeinen kontinuierliche Drehbewegung eines Antriebsmotors durch eine Getriebeeinheit in eine oszillierende Linearbewegung des Verdrängungsorgans umgesetzt. Die Drehzahl und das Drehmoment des Motors wird in einem Getriebe untersetzt und an die Geschwindigkeit und den Kraftbedarf des Verdrängungsorgans angepasst. Die Abgangswelle des Getriebes treibt eine Vorrichtung zur Umsetzung der Drehbewegung in eine seitliche Auslenkung, d.h. im rechten Winkel zur Drehachse, an, wie z.B. einen Feder-/Nocken- oder einen Exzenterantrieb. Die seitliche Auslenkbewegung betätigt eine Schubstange, die axial verschiebbar in Richtung der Auslenkbewegung in Lagern geführt ist. Diese überträgt die Bewegung und die Kraft auf das Verdrängungsorgan, welches in einem in der Längsachse der Schubstange angeordneten Dosierkopf in Zusammenwirken mit einem Auslass- und Einlassventil in abwechselnder Folge zu einem Pumphub (Druckhub) und einem Ansaughub und damit zu einer Förderung des Dosiermediums führt.at Such an engine metering pump will generally be continuous Rotary movement of a drive motor through a gear unit in a implemented oscillating linear movement of the displacement element. The Speed and torque of the engine is reduced in a gearbox and to the speed and power requirement of the displacer customized. The output shaft of the transmission drives a device for converting the rotational movement into a lateral deflection, i. at right angles to the axis of rotation, at, e.g. a spring / cam or an eccentric drive. The lateral deflection movement actuates a push rod, the axially displaceable in the direction of the deflection movement in bearings guided is. This transmits the movement and the power on the repressive organ, which in one in the longitudinal axis the push rod arranged dosing in cooperation with a Outlet and inlet valve in alternating sequence to a pumping stroke (Pressure stroke) and a suction stroke and thus to a promotion of the dosing medium leads.
Unterschiede verschiedener Ausführungsvarianten liegen zum einen in der Art des Motors; üblich sind Asynchronmotoren, Synchronmotoren und Schrittmotoren, die außerhalb oder innerhalb des eigentlichen Pumpengehäuses montiert sind. Weiter unterscheiden sich einzelne Dosierpumpentypen in der Ausführung des Getriebes, das ein Schneckengetriebe, ein Stirnradgetriebe oder ein Riemenantrieb sein kann. Der Antrieb der Schubstange durch die Auslenkvorrichtung kann zwangsgeführt oder auch einseitig formschlüssig nur beim Vorlaufen der Auslenkvorrichtung erfolgen. Die Schubstange wird im Druckhub durch die Auslenkvorrichtung angetrieben, zum Ansaugen hingegen wird sie im letztgenannten Fall durch eine Rückholfeder angetrieben, die sie an die zurücklaufende Auslenkvorrichtung spielfrei anlegt. Die Rückholfeder wird im Druckhub zusammengepresst und ist in ihrer Dimensionierung auf den Kraftbedarf beim Ansaugvorgang hin ausgelegt. Als weiteres Unterscheidungsmerkmal verschiedener Pumpentypen erfolgt die Krafteinkopplung von der Schubstange zu einer Membran als Verdrängungsorgan entweder durch eine starre Verbindung oder durch einen hydraulischen Zwischenkreis. Da die Hydraulikflüssigkeit, üblicherweise Öl, nicht komprimierbar ist, wirkt eine hydraulische Kopplung wie eine starre Verbindung. Neben dem hier beschriebenen System mit einem Dosierkopf sind auch Pumpenkonstruktionen bekannt, die mit zwei oder mehreren an einem gemeinsamen Antrieb betriebenen Dosierköpfen arbeiten. Zum einen können als Ausführungsbeispiel beidseitig eines Exzenters zwei gegenüberliegende Schubstangen in einer gemeinsamen Längsachse angeordnet sein, die gegenläufig betrieben werden und jeweils einen Dosierkopf mit einem eigenen Verdrängungsorgan antreiben. Zum anderen arbeitet ein weiteres bekanntes Prinzip mit Mehrfachdosierköpfen mit einer verlängerten Exzenterwelle, die mehrere gemeinsam angetriebene Exzenter trägt, die wiederum jeder für sich eine zugeordnete Einheit aus quer zur Exzenterachse angeordneter Schubstange und in Richtung der Schubstangenachse liegendem Dosierkopf mit Verdrängungsorgan antreibt.differences various embodiments lie on the one hand in the nature of the engine; usual are asynchronous motors, Synchronous motors and stepper motors outside or inside the actual pump housing are mounted. Furthermore, individual metering pump types differ in the execution of the gearbox, a worm gear, a spur gear or a belt drive can be. The drive of the push rod by the deflection device can be forced or one-sided form-fitting take place only when the deflection device. The push rod is driven in the pressure stroke by the deflection device, for sucking whereas in the latter case it is replaced by a return spring they are driven to the returning one Deflection device applies without play. The return spring is compressed in the pressure stroke and is in their dimensions on the power requirement during the intake laid out. As another distinguishing feature of different types of pumps The force is introduced from the push rod to a membrane as a repressive organ either by a rigid connection or by a hydraulic Link. As the hydraulic fluid, usually oil, not is compressible, a hydraulic coupling acts as a rigid Connection. In addition to the system described here with a dosing head Pump constructions are also known with two or more working on a common drive operated dosing heads. For one thing, as embodiment on both sides of an eccentric two opposing push rods in a common longitudinal axis be arranged in opposite directions be operated and each a dosing with its own displacement element drive. On the other hand, another well-known principle works with Mehrfachdosierköpfen with a lengthened Eccentric shaft, which carries several jointly driven eccentric, the everyone again for an associated unit of transverse to the eccentric axis arranged push rod and in the direction of the push rod axis lying dosing with displacement element drives.
Alle beweglichen Teile sind im einfachen Fall in einem gemeinsamen Pumpengehäuse durch Kugel- oder Gleitlager gelagert, in anderen Ausführungen sind einzelne Funktionsgruppen in weiteren Gehäuse- oder Montageteilen, die teilweise auch ölgefüllt sind, zu Funktionsgruppen zusammengefasst und als Baueinheiten montiert. Ein Beispiel hierfür wäre eine außerhalb des Pumpengehäuses montierte Einheit aus Motor und Untersetzungsgetriebe mit Montageflansch und bereits untersetzter Abgangswelle.All moving parts are in a simple case in a common pump housing through Ball or plain bearings are stored, in other versions are individual functional groups in further housing or assembly parts, which are also partially filled with oil, to functional groups summarized and assembled as building units. An example would be one outside of the pump housing mounted unit of motor and reduction gearbox with mounting flange and already squashed output shaft.
Im einfachen Fall wird der Antriebsmotor für eine fortlaufende Dosierung kontinuierlich oder zum Ausführen einzelner Dosierhübe für eine bestimmte Zeit eingeschaltet. Andere Ausführungen steuern den Antriebsmotor über einen Frequenzumrichter nach einem vorgegebenen zeitlichen Profil an, wodurch die Motordrehzahl und damit die Dosierleistung besser reproduzierbar und unabhängig von elektrischen Parametern wie z.B. der Frequenz oder der aktuellen Höhe der Netzspannung wird.in the simple case is the drive motor for a continuous dosing continuous or to run single dosing strokes for one turned on certain time. Other designs control the drive motor via a Frequency converter according to a given time profile, whereby the engine speed and thus the metering performance better reproducible and independent of electrical parameters, e.g. the frequency or the current one height of Mains voltage is.
Die Motordrehzahl wird durch die elektrische Frequenz der Motoransteuerung vorgegeben und bestimmt zusammen mit der Getriebeuntersetzung und der Getriebecharakteristik, die bei einem Exzentergetriebe sinusförmig ist, die Zeitdauer eines jeden Hubs. Bei kontinuierlicher Ansteuerung ergibt sich die Zeitdauer pro Hub aus der effektiven Motordrehzahl im Belastungszustand und der Getriebeuntersetzung. Im sogenannten Ein-/Ausschaltbetrieb, bei dem Einzelhübe oder Hubpakete abgearbeitet werden, zwischen denen der Motor definiert, z.B. im Ansaugtotpunkt, angehalten wird, kommen Anlauf- und Bremszeiten hinzu und verlängern die Zeitdauer pro Hub entsprechend. Die Hubfrequenz wird im kontinuierlichen Betrieb durch die Zeitdauer pro Hub bzw. im Ein-/Ausschaltbetrieb durch die Folgefrequenz der Motoreinschaltungen vorgegeben, die natürlich nicht häufiger erfolgen können, als es die benötigte Zeit zum Ausführen eines Hubs vorgibt.The engine speed is dictated by the electrical frequency of the motor drive and, together with the gear ratio and the transmission characteristic which is sinusoidal in an eccentric gear, determines the duration of each stroke. With continuous control, the duration per stroke results from the effective engine speed in the load condition and the gear reduction. In the so-called on / off operation, in which individual strokes or Hubpakete are processed, between which the engine is defined, for example, in Ansaugotpunkt stopped, start-up and braking times are added and extend the time per stroke accordingly. The stroke frequency is in continuum predefined operation by the duration per stroke or in the on / off mode by the repetition frequency of the engine starts, which of course can not be done more often than it dictates the time required to execute a stroke.
Die Hublänge kann durch Begrenzung der seitlichen Auslenkung eingestellt werden. Dies kann zum einen durch Verstellen einer Exzentrizität geschehen, z.B. durch Verwendung sogenannter Taumelzylinder, die auf der Basis zweier gegeneinander verdrehbarer schiefer Ebenen arbeiten. Zum anderen ist als weitere Möglichkeit ein verstellbarer Anschlag üblich, der bei nicht zwangsgeführten Auslenksystemen einsetzbar ist. Dieser Anschlag in Form einer mechanisch verstellbaren Spindel begrenzt bei entsprechender Einstellung die Rückwärtsbewegung der Schubstange beim Ansaugen auf eine einstellbare Position vor Erreichen des hinteren Totpunkts der Auslenkvorrichtung. Durch den Anschlag wird der Startpunkt der Hubbewegung vorgegeben; die Endlage ergibt sich bei vollständig ausgeführter Auslenkbewegung. Eine mögliche Ausführung ist, einen Hubverstellbolzen mit von der Gerätebedienseite zugänglichem Drehknopf und Skala in ein Gewinde des Pumpengehäuses einzuschrauben, der den Anschlag für die Schubstange beim Ansaugen darstellt. Bei hydraulischen Systemen wird die Hubverstellung z.B. durch eine verschiebbare Muffe realisiert, deren Position durch einen von der Gerätebedienseite zugänglichen Drehknopf mit Skala einstellbar ist, der in einem Gewinde des Pumpengehäuses eingeschraubt ist. Die Muffe deckt eine Bypassbohrung in der Schubstange ab, die nach Abfahren eines bestimmten Wegs einen Nebenschluss des Ölkreislaufs freigibt und so die Kraftkopplung von der Schubstange zur Membran aufhebt.The stroke can be adjusted by limiting the lateral deflection. This can be done by adjusting an eccentricity, e.g. by using so-called wobble cylinders, which are based on two mutually rotatable slate planes work. To the Another is as another option an adjustable stop is common, the not forcibly guided Deflection systems can be used. This stop in the form of a mechanical adjustable spindle limited with appropriate setting the regression the push rod when sucking on an adjustable position Reaching the rear dead center of the deflection device. By the stop the starting point of the lifting movement is specified; the final position results at complete engineered Deflection movement. A possible execution is a Hubverstellbolzen with accessible from the device operating side Screw rotary knob and scale into a thread of the pump housing that holds the Stop for represents the push rod when sucking. For hydraulic systems if the stroke adjustment is e.g. realized by a sliding sleeve, their position by an accessible from the device operating side Rotary knob with scale is adjustable, which screwed into a thread of the pump housing is. The sleeve covers a bypass hole in the push rod, the after shutting off a certain way a shunt of the oil circuit releases and so the power coupling from the push rod to the membrane picks.
Der Bewegungsablauf des Verdrängungsorgans ergibt sich aus dem Zusammenspiel der Getriebe- und sonstigen mechanischen Komponenten. Während der Vorwärtsbewegung arbeitet der Antrieb gegen die durch das Verdrängungsorgan und die (faltweise vorhandene) Rückholfeder auf die Schubstange wirkende Kraft. Während der Rückwärtsbewegung wird die Schubstange bei zwangsgeführtem Auslenksystem ebenfalls durch den Antrieb zurückgezogen, bei einseitiger Betätigung drückt die Rückholfeder die Schubstange zurück und bringt dabei die Kraft für das Ansaugen des Dosiermediums auf. Die Bewegung der Schubstange folgt dabei der Charakteristik der Auslenkvorrichtung; bei einem Exzenter ist dies z.B. ein sinusförmiger Verlauf, der bei voller Hublänge zwischen den beiden Totpunkten des Exzenterhubs liegt. Im Betrieb mit reduzierter Hublänge ist die Bewegung bei Verstellung einer Exzentrizität weiterhin rein sinusförmig mit reduzierter Amplitude, bei starr gekoppelten Systemen mit verstellbarem Anschlag bzw. hydraulischen Systemen mit Bypassbohrung bleibt der ursprüngliche Bewegungsablauf und die Amplitude der Auslenkvorrichtung erhalten, wird jedoch nicht mehr vollständig ausgeführt; vielmehr ist die Schubstangenbewegung je nach eingestellter Hublänge und Kopplungssystem im Anfangs- bzw. im Endbereich abgeschnitten (Phasenanschnitt). Die Vorwärtsbewegung zur Ausführung des Druckhubs spielt sich je nach Ansteuerung des Motors in einem Zeitbereich deutlich unterhalb einer Sekunde ab (z.B. im Bereich um 200ms), der Ansaughub erfolgt ebenfalls nach einem durch die Auslenkvorrichtung vorgegebenen Verlauf innerhalb ähnlicher Zeit wie der Druckhub. Daraus resultieren in beiden Hubphasen relativ hohe Momentangeschwindigkeiten des Dosiermediums; bei einem Exzenterantrieb liegt das Maximum jeweils etwa auf halber Strecke der Bewegung.Of the Movement of the repressive organ results from the interaction of the gear and other mechanical Components. While the forward movement the drive works against those by the extruder and the (folding way existing) return spring force acting on the push rod. During the backward movement, the push rod becomes with positively driven deflection system also retracted by the drive, with one-sided operation presses the return spring the push rod back and brings the power for the suction of the dosing on. The movement of the push rod follows the characteristic of the deflection device; at a Eccentric this is e.g. a sinusoidal course, the full stroke length between the two dead centers of Exzenterhubs lies. In operation with reduced Stroke length is the movement with adjustment of an eccentricity continues to be purely sinusoidal with reduced amplitude, in rigidly coupled systems with adjustable stop or hydraulic systems with bypass bore remains the original Movement and the amplitude of the deflection device is received, is but not completely performed; Rather, the push rod movement is depending on the set stroke length and Coupling system in the beginning or in the end cut off (phase control). The forward movement for execution The pressure stroke plays depending on the control of the engine in one Time range well below one second (e.g., in the range 200ms), the intake stroke is also after one by the Deflection device predetermined course within similar Time like the pressure stroke. This results in both Hubphasen relatively high instantaneous speeds of the dosing medium; in an eccentric drive the maximum is about halfway along the movement.
Bei Ausführungen, bei denen mehrere Einheiten, bestehend aus Schubstange und Dosierkopf, von einer gemeinsamen, mit mehreren Exzentern arbeitenden Exzenterwelle angetrieben werden, können diese Exzenter phasenversetzt auf der Welle angeordnet sein, um den jeweiligen Spitzenkraftbedarf der einzelnen Dosierköpfe zeitlich auf eine volle Drehung der Exzenterwelle zu verteilen und so die zur Verfügung stehende Motorkraft optimal auszunützen.at designs, where several units consisting of push rod and dosing, of a common, with multiple eccentrics eccentric shaft can be driven these eccentric out of phase be arranged on the shaft to the respective peak power requirement of each dosing heads in time to distribute a full rotation of the eccentric shaft and so the to disposal optimally exploiting stationary engine power.
Bestimmte Ausführungen, sog. Membrandosierpumpen, haben als Verdrängungsorgan eine teilflexible Membran. Diese ist nicht starr, sondern verformt sich im Walkbereich elastisch um einen bestimmten Betrag, wenn der Druck des Dosiermediums auf sie einwirkt. Der Betrag dieser Verformung, die in einem ersten, für die Dosierung ungenutzten Teil der Hubbewegung aufgebaut wird, geht der effektiv ausgeführten Hubbewegung verloren und führt dazu, dass die Dosiermenge bei zunehmendem Arbeitsdruck abnimmt. Diese fallende Charakteristik ist in normalen Anwendungen deutlich stärker ausgeprägt als es die geforderte Dosiergenauigkeit zulassen würde. Motordosierpum pen können daher üblicherweise nicht in einer allgemeinen Einstellung über einen weiten Bereich des Arbeitsdrucks mit der gewünschten Genauigkeit betrieben werden; vielmehr wird der auftretende Fehler durch eine Kalibriermessung erfasst und in die weiteren Berechnungen mit einbezogen. Diese Kalibriermessung muss jedoch in der konkreten Anwendung unter realen Arbeitsbedingungen erfolgen und ist insbesondere in Verbindung mit aggressiven Chemikalien ein Arbeitsschritt, der erheblichen Aufwand mit sich bringt.Certain designs, So-called diaphragm metering pumps have a partially flexible displacement body Membrane. This is not rigid, but deforms in the walk area elastic by a certain amount when the pressure of the dosing medium interacting with them. The amount of this deformation, which in a first, for the Dosing unused part of the stroke movement is built up, goes the effectively executed Lost stroke movement and causes that the dosage decreases with increasing working pressure. These falling characteristic is much more pronounced in normal applications than it is would allow the required dosing accuracy. Motordosierpum pen can therefore usually not in a general attitude over a wide range of Working pressure with the desired Be operated accuracy; rather, the occurring error recorded by a calibration measurement and in the further calculations included. However, this calibration measurement must be in the concrete Application is done under real working conditions and is particular In conjunction with aggressive chemicals one step, the considerable Effort brings with it.
Derzeit allgemein übliche Motordosierpumpen sind zwar leistungsfähig und weisen für viele Prozesse günstige Dosiereigenschaften auf, haben aber dennoch Nachteile in bezug auf die hydraulischen Eigenschaften des Dosiervorgangs gegenüber dem wünschenswerten Idealzustand. Als Beispiel seien hier die relativ starke Abhängigkeit der dosierten Menge vom Arbeitsdruck des Dosierkreislaufs und Nachteile wie Fließgeräusche bzw. Druckverluste durch hohe momentane Strömungsgeschwindigkeiten des Dosiermediums genannt.Although currently common motor metering pumps are powerful and have for many processes favorable metering properties, but still have disadvantages in terms of the hydraulic properties of the dosing over the desirable ideal condition. As an example, here are the relatively strong dependence of the metered amount of the working pressure of the dosing and disadvantages such as flow noise or pressure losses due to high instantaneous flow rates of the metering called.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist insbesondere, die bekannten Nachteile in bezug auf die hydraulischen Eigenschaften des Dosiervorgangs zu beseitigen und dadurch einen variablen, größeren Einsatzbereich der Motordosierpumpen zu erzielen, ohne deren Herstellungsaufwand negativ zu beeinflussen. Weiterhin soll der Bewegungsvorgang der Schubstange und des damit verbundenen Verdrängungsorgans so den Soll-Angaben angepasst werden, dass sowohl der Dosiervorgang selbst einstellbar ist, als auch die durch Fertigungstechnik oder nachteilige Eigenschaften von Bauteilen (z.B. der elastischen Membran, falls vorhanden) entstehenden Fehler durch die elektronische Steuerung berücksichtigbar und behebbar sind. Durch diese Maßnahmen soll die exakte Dosierung eines vorgegebenen Volumens eines Dosiermediums bei einem Dosiervorgang durch Vermeidung bzw. Erkennung fehlerhafter Betriebszustände sichergestellt werden und Fertigungs- und/oder in der Nutzung auftretende Ungenauigkeiten durch die eingesetzte Elektronik ausgleichbar sein.task In particular, the present invention is the known disadvantages with regard to the hydraulic properties of the dosing process eliminate and thus a variable, wider range of application of the motor metering pumps to achieve without negatively affecting their production costs. Furthermore, the movement process of the push rod and the so connected displacer so the target information be adjusted so that both the dosing itself adjustable is as well as by manufacturing technology or adverse properties of components (e.g., the elastic membrane, if any) be considered and repaired by the electronic control. Through these measures should the exact dosage of a given volume of a dosing medium in a dosing by avoidance or detection of faulty operating conditions be ensured and manufacturing and / or occurring in the use Inaccuracies be compensated by the electronics used.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass mit der Schubstange ein Bezugselement verbunden ist, dessen Position von einem Positionssensor abgetastet wird, wobei der Positionssensor ein Ist-Signal (xI) abgibt, welches zur Position des Bezugselements und damit des Verdrängungsorgans in einer festen Beziehung steht und mit dessen Hilfe Kenntnis über den Bewegungsablauf des Verdrängungsorgans gewonnen wird, so dass die elektronische Steuerung der Dosierpumpe auf Betriebszustände des Dosierkreises und der Pumpe reagieren kann.The solution of the problem is that with the push rod, a reference element is connected, whose position is scanned by a position sensor, wherein the position sensor outputs an actual signal (x I ), which to the position of the reference element and thus of the displacement member in a fixed relationship stands and with the help of which knowledge about the movement sequence of the displacement element is obtained, so that the electronic control of the metering pump can react to operating states of the dosing circuit and the pump.
Mit Hilfe des Positionssensors wird die Bewegung der Schubstange erfasst und durch die elektronische Steuerung ausgewertet. Hierzu untersucht die Steuerung ausgehend von den Rahmenbedingungen den Bewegungsablauf auf jeweils charakteristische Merkmale und reagiert darauf mithilfe einer Beeinflussung der Motoransteuerung so, dass die Dosierung der Vorgabe möglichst gut folgt und die sonst z.B. durch die Eigenschaften der Membran entstehenden Ungenauigkeiten eliminiert werden.With Help of the position sensor detects the movement of the push rod and evaluated by the electronic control. For this purpose, the examined Control based on the framework of the movement on each characteristic features and responds by using influencing the motor control so that the dosage the default as possible follows well and the otherwise e.g. through the properties of the membrane arising inaccuracies are eliminated.
Besonders vorteilhaft ist, dass der Positionssensor nach einem berührungsfreien Prinzip arbeitet, weil dadurch ein verschleißfreier Betrieb des Sensors sichergestellt wird, was angesichts der hohen Anzahl von Hüben während der Lebensdauer einer Dosierpumpe erforderlich ist. Da das mit der Schubstange verbundene Positionselement außerhalb des Dosierkopfes angeordnet ist, wird damit eine größere Flexibilität bezüglich des Montageraums für den Positionssensor erreicht.Especially It is advantageous that the position sensor for a non-contact Principle works because it ensures a wear-free operation of the sensor will be, given the high number of strokes during the lifetime of a Metering pump is required. Since that connected to the push rod Position element outside is arranged of the dosing, thus greater flexibility in terms of Mounting space for reached the position sensor.
Beeinflusst das Bezugselement den Strahlengang einer Lichtquelle und arbeitet der mit ihm zusammenwirkende Positionssensor, der im Pumpengehäuse oder an einem sonstigen ruhenden Teil fest angeordnet ist, nach einem lichtempfindlichen Empfängerprinzip, ist zum einen ein verschleißfreier Betrieb sichergestellt, wie er angesichts der hohen Anzahl von Hüben während der Lebensdauer einer Dosierpumpe unerlässlich ist, und die bewegten Teile werden berührungsfrei abgetastet. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist, dass eine derartige Ausbildung eines Positionssensors prinzipiell unempfindlich gegenüber magnetischen Streufeldern ist.influenced the reference element the beam path of a light source and works the cooperating with it position sensor, in the pump housing or is fixedly arranged on another stationary part, after one photosensitive receiver principle, On the one hand, it is a wear-free one Operation ensured, given the high number of strokes during the operation Life of a metering pump is essential, and the moving Parts become non-contact sampled. Another advantage of this arrangement is that one Such a design of a position sensor in principle insensitive across from magnetic stray fields.
Ist das Bezugselement ein Schattenkörper bzw. eine schattengebende Kontur und besteht der mit ihm zusammenwirkende Positionssensor, der im Pumpengehäuse oder an einem sonstigen ruhenden Teil fest angeordnet ist, aus einer Reihe lichtempfindlicher ladungsgekoppelter Empfängerzellen (sog. CCD-Zellen; charge coupled device), hat eine derartige Anordnung auf optischer Basis wichtige Eigenschaften, die der Positionssensor erfüllen muss. Zum einen arbeitet die Anordnung aufgrund des optischen Funktionsprinzips verschleißfrei und ist unempfindlich gegenüber magnetischen Streufeldern, zum anderen weist ein derartig ausgebildeter Sensor praktisch keinen Linearitätsfehler auf.is the reference element is a shadow body or a shadowing contour and consists of the cooperating with him Position sensor located in the pump housing or other stationary part is fixed, from a series of photosensitive charge-coupled receiver cells (so-called CCD cells, charge coupled device), has such an arrangement on an optical basis important properties that the position sensor fulfill got to. On the one hand, the arrangement works on the basis of the optical principle of operation wear and is insensitive to magnetic stray fields, on the other hand has such a trained Sensor virtually no linearity error on.
Ist der Positionssensor weiterhin auf einem eigenen Sensorträger angeordnet, der mit dem Pumpengehäuse oder einem sonstigen ruhenden Teil fest verbunden ist, kann eine solche Anordnung als Baueinheit vormontiert und geprüft werden und erleichtert so die Montage. Wird der Sensorträger als Teil aus nicht nichtleitendem Kunststoff ausgeführt, wird dadurch zusätzlich die elektrische Isolation der Sensorbauteile gegen metallische Teile des Gehäuses bzw. des Getriebes vereinfacht.is the position sensor is still arranged on a separate sensor carrier, the one with the pump housing or another stationary part is firmly connected, one can Such arrangement can be pre-assembled and tested as a unit and thus facilitates the assembly. Is the sensor carrier as Part made of non-conductive plastic, this is additionally the electrical insulation of the sensor components against metallic parts of the housing or the transmission simplified.
Stellen die Lichtquelle, der Schattenkörper bzw. die schattengebende Kontur und der Empfänger eine lichtschrankenähnliche Anordnung dar und werden die Messwerte kontinuierlich oder taktweise der elektronischen Steuerung zugeführt, stellt eine solche Anordnung der elektronischen Steuerung mit einer den Anforderungen gerechten Geschwindigkeit die Positionsdaten zur Verfügung.Put the light source, the shadow body or the shadowing contour and the receiver a light barrier-like Arrangement and the measured values are continuous or intermittently supplied to the electronic control, provides such an arrangement the electronic control with a just the requirements Speed the position data available.
Besteht der optische Empfänger des Positionssensor aus einer Anzahl linear angeordneter Empfänger (Pixels), vorzugsweise 128 Pixels, so kann eine solche Anordnung auf einfache Weise die Position durch Auszählen der Schattengrenze zwischen beleuchteten und unbeleuchteten Zellen ermitteln und erreicht bereits mit dieser einfachen Methode eine Auflösung entsprechend dem Abstand der Zellen des verwendeten Empfängerbausteins.Consists the optical receiver the position sensor consists of a number of linearly arranged receivers (pixels), preferably 128 pixels, such an arrangement may be simple Make the position by counting the shadow border between illuminated and unlit cells determine and reach already with this simple method one resolution according to the distance of the cells of the used receiver module.
Ist die Lichtquelle eine Leuchtdiode (LED), die so gegenüber dem optischen Empfänger des Positionssensor angeordnet ist, dass deren Lichtstrahlenbündel auf dem direkten Weg zum Empfänger durch die Schubstange nicht behindert wird, hat dies den Vorteil, dass die preiswerte LED einen annähernd punktförmigen Leuchtfleck besitzt, der für eine hohe optische Auflösung unerlässlich ist, und praktisch eine nahezu unendliche Lebensdauer aufweist. Die Anordnung gegenüber dem Positionssensor an der Schubstange vorbei ergibt einen großen Abstand zwischen Lichtquelle und Empfänger, der den Projektionswinkel des relevanten Lichtstrahls relativ unabhängig von der Montageposition der Elemente macht.Is the light source a light emitting diode (LED), which is arranged opposite to the optical receiver of the position sensor, that their light beam on the direct path to the receiver is not hindered by the push rod, this has the advantage that the inexpensive LED has an approximately point-like spot, which is essential for a high optical resolution , and practically has an almost infinite life. The arrangement opposite the position sensor past the push rod results in a large distance between the light source and the receiver, which makes the projection angle of the relevant light beam relatively independent of the mounting position of the elements.
Wird der Ausgangswert des Positionssensors durch Interpolation der Helligkeitswerte mehrerer im Schattenübergangsbereich liegender Pixels gebildet, so wird für das Ausgangssignal des Positionssensors eine feinere Auflösung erreicht, als sie durch das mechanische Raster der Zellen des CCD-Empfängers vorgegeben ist.Becomes the output value of the position sensor by interpolation of the brightness values several in the shadow transition area lying pixel, so is for the output signal of the position sensor a finer resolution achieved as dictated by the mechanical grid of the cells of the CCD receiver is.
Werden bei der Verarbeitung der Signale des Positionssensors Filtermaßnahmen eingesetzt, so wird die Störimmunität des Positionssensors verbessert.Become during the processing of the signals of the position sensor filter measures used, then the interference immunity of the position sensor improved.
Die Empfindlichkeit des Positionssensors gegenüber Montageabweichungen und mechanische Verschiebungen während des Betriebs, z.B. durch Erwärmung oder Lagerverschleiß, wird verringert, wenn Nulllagefehler des Positionssensors mittels eines Referenzspeichers bzw. Skalierungsfehler des Positionssensors durch Anfahren einer oder mehrerer Referenzpositionen eliminiert werden.The Sensitivity of the position sensor to assembly deviations and mechanical shifts during of operation, e.g. by heating or bearing wear, is reduced when zero position error of the position sensor by means of a reference memory or scaling error of the position sensor eliminated by approaching one or more reference positions become.
Werden Belichtungsschwankungen des Positionssensors durch eine Steuerung oder Regelung der Lichtquelle anhand der gewonnenen Helligkeitswerte der Pixels ausgeglichen, verringert dies die Empfindlichkeit des Positionssensors gegenüber Schwankungen von Bauteileparametern.Become Exposure fluctuations of the position sensor by a controller or regulation of the light source based on the brightness values obtained balanced pixels, this reduces the sensitivity of the pixel Position sensors against fluctuations of component parameters.
Werden Helligkeitsschwankungen zwischen einzelnen Pixels des optischen Empfängers durch Einbeziehen eines Referenzspeichers für die Empfindlichkeit jedes Pixels kompensiert, verringert dies die Auswirkungen von Verschmutzungen des optischen Empfängers.Become Brightness variations between individual pixels of the optical receiver by incorporating a reference memory for the sensitivity of each Compensating pixels reduces the effects of contamination of the optical receiver.
Erfolgt die Erkennung, auf welchen Wert das Hubverstellorgan eingestellt ist, durch Messung während der Dosierung unmittelbar über den Positionssensor, kann der ansonsten zusätzlich notwendige Sensor für die mechanische Stellung der zugehörigen Einstellelemente entfallen.He follows the detection of what value the Hubverstellorgan set is, by measurement during the dosage immediately above the position sensor, the otherwise necessary additional sensor for the mechanical Position of the associated Setting elements omitted.
Erkennt die elektronische Steuerung durch Auswertung des Positionssensorsignals eine Blockade des Verdrängungsorgans bzw. einen unvollständig ausgeführten Hub, erhöht dies die Zuverlässigkeit der Dosierung. Bei Dosierpumpen herkömmlicher Bauart ohne Positionssensor werden oft Sensoren eingesetzt, die zur Überwachung der Dosierbewegung z.B. beim Passieren einer Referenzmarke pro Hub einen Rückmeldeimpuls an die elektronische Steuerung abgeben, woraus die Hubperiodendauer gemessen und ein störungsfreier Ablauf des Dosiervorgangs abgeleitet werden kann. Gegenüber solchen Sensoren hat die beschriebene Verwendung eines Positionssensors den Vorteil, dass die gewünschte Information zu jedem Zeitpunkt des Dosierhubs vorliegt, und nicht nur beim Passieren der Referenzmarke, so dass solche zusätzlichen Sensoren ohne Nachteil entfallen können.Recognizes the electronic control by evaluation of the position sensor signal a blockade of the repressive organ or an incomplete executed Hub, increased this the reliability of Dosage. For dosing pumps of conventional design Without a position sensor, sensors are often used for monitoring the metering movement e.g. when passing one reference mark per stroke a feedback pulse deliver to the electronic control, from which measured the Hubperiodendauer and a trouble-free Flow of dosing can be derived. Opposite such Sensors has the described use of a position sensor the advantage that the desired Information is present at each time of the metering stroke, and not only when passing the reference mark, so that such additional Sensors without disadvantage can be omitted.
Arbeitet der Antriebsmotor nach einem schlupfbehafteten Prinzip, indem z.B. ein Asynchronmotor eingesetzt wird, und ermittelt die elektronische Steuerung aus der durch die Ansteuerung vorgegebenen Solldrehzahl des Antriebsmotors und der bekannten Getriebecharakteristik eine Sollhubfrequenz bzw. eine Sollhubperiode für das Verdrängungsorgan und erfasst sie zusätzlich durch Auswertung des Positionssensorsignals die tatsächliche Hubfrequenz bzw. die tatsächliche Hubperiode des Verdrängungsorgans, wobei sie durch Vergleich der tatsächlichen Hubfrequenz mit der Sollhubfrequenz bzw. der tatsächlichen Hubperiode mit der Sollhubperiode des Verdrängungsorgans den Schlupf des Antriebsmotors errechnet und dessen Solldrehzahl so verändert, dass sich das Verdrängungsorgan letztendlich mit der gewünschten Hubfrequenz bewegt, verbessert dies die Genauigkeit der Dosierung durch Eliminieren des Fehlers in der Hubfrequenz, der durch den Schlupf des Antriebsmotors hervorgerufen würde. Bei Dosierpumpen herkömmlicher Bauart ohne Positionssensor werden oft Sensoren eingesetzt, die zur Überwachung der Dosierbewegung z.B. beim Passieren einer Referenzmarke pro Hub einen Rückmeldeimpuls an die elektronische Steuerung abgeben, woraus ebenfalls die Hubperiodendauer gemessen und korrigiert werden kann; solche zusätzlichen Sensoren können bei Verwendung eines Positionssensors entfallen.Is working the drive motor according to a slip-prone principle, e.g. an asynchronous motor is used, and determines the electronic control from the predetermined by the control target speed of the drive motor and the known transmission characteristic a Sollhubfrequenz or a Sollhubperiode for the repressive organ and records them additionally by evaluating the position sensor signal the actual Stroke frequency or the actual Lifting period of the displacement element, by comparing the actual stroke frequency with the Sollhubfrequenz or the actual Stroke period with the Sollhubperiode the displacer the slip of Drive motor calculated and its target speed changed so that the repressive organ ultimately with the desired Stroke frequency moves, this improves the accuracy of the dosage by eliminating the error in the stroke frequency caused by the slip of the drive motor would be caused. For dosing pumps conventional Type without position sensor often sensors are used, the for monitoring the metering movement e.g. when passing one reference mark per stroke a feedback pulse to the electronic control, from which likewise the Hubperiodendauer can be measured and corrected; such additional sensors may be included Use of a position sensor omitted.
Arbeitet der Antriebsmotor nach einem schlupfbehafteten Prinzip, indem z.B. ein Asynchronmotor eingesetzt wird, und ermittelt die elektronische Steuerung aus der durch die Ansteuerung vorgegebenen Solldrehzahl des Antriebsmotors und der bekannten Getriebecharakteristik eine Sollhubfrequenz bzw. eine Sollhubperiode für das Verdrängungsorgan und erfasst zusätzlich durch Auswertung des Positionssensorsignals die tatsächliche Hubfrequenz bzw. die tatsächliche Hubperiode des Verdrängungsorgans, wobei sie durch Vergleich der tatsächlichen Hubfrequenz mit der Sollhubfrequenz bzw. der tatsächlichen Hubperiode mit der Sollhubperiode des Verdrängungsorgans den Schlupf des Antriebsmotors errechnet und ermittelt weiter die elektronische Steuerung aus dem so ermittelten Schlupf des Antriebsmotors und der bekannten Getriebecharakteristik die auf das Verdrängungsorgan wirkende Kraft und nimmt so einen Rückschluss auf den Arbeitsdruck des Dosiermediums vor, können mit dieser Information Überwachungs- und Kompensationsfunktionen realisiert werden, die die Zuverlässigkeit sowie die Genauigkeit der Dosierung verbessern. Ermittelt die elektronische Steuerung aus der durch die Ansteuerung vorgegebenen Solldrehzahl des Antriebsmotors und der be kannten Getriebecharakteristik für jeden Moment des Dosiervorgangs eine Sollgeschwindigkeit für das Verdrängungsorgan und erfasst sie zusätzlich durch Auswertung des Positionssensorsignals die tatsächliche Geschwindigkeit des Verdrängungsorgans, wobei sie durch Vergleich der tatsächlichen Momentangeschwindigkeit mit der Sollgeschwindigkeit des Verdrängungsorgans den momentanen Schlupf des Antriebsmotors errechnet und daraus, wiederum in Zusammenhang mit der bekannten Getriebecharakteristik, auf den momentanen Kraftverlauf am Verdrängungsorgan schließt, so liegt die gewünschte Information über den Kraftverlauf zu jedem Zeitpunkt des Dosiervorgangs vor und die angestrebten Überwachungs- und Kompensationsfunktionen können zeitlich differenzierter erfolgen, was die Zuverlässigkeit sowie die Genauigkeit der Dosierung weiter verbessert.The drive motor operates according to a slip-prone principle, for example by using an asynchronous motor, and determines the electronic control of the predetermined by the control target speed of the drive motor and the known transmission characteristics Sollhubfrequenz or Sollhubperiode for the displacement member and additionally detects by evaluating the position sensor signal the actual Hubfrequenz or the actual stroke period of the displacement member, wherein they by comparing the actual stroke frequency with the Sollhubfrequenz or the actual stroke period with the Sollhubperiode the Displacement organ calculated the slip of the drive motor and further determines the electronic control of the thus determined slip of the drive motor and the known transmission characteristics acting on the displacer force and thus makes a conclusion on the working pressure of the metering, can be realized with this information monitoring and compensation functions which improve the reliability and accuracy of the dosage. Determines the electronic control of the predetermined by the control target speed of the drive motor and any known transmission characteristic for each moment of dosing a target speed for the displacement member and detects it in addition by evaluating the position sensor signal, the actual speed of the displacement member, wherein they by comparison of the actual instantaneous speed with the desired speed of the displacement member calculates the current slip of the drive motor and from it, in turn in connection with the known transmission characteristics, closes on the momentary force curve on the displacement member, so there is the desired information about the force curve at each time of the dosing and the desired monitoring and compensation functions can be time differentiated, which further improves the reliability and accuracy of the dosage.
Nimmt die elektronische Steuerung aus dem beobachteten Kraftverlauf am Verdrängungsorgan einen Rückschluss auf den Arbeitsdruck des Dosiermediums vor, so kann bekannten schädlichen Auswirkungen des Arbeitsdrucks auf den Dosiervorgang entgegengewirkt werden.takes the electronic control of the observed force on Repressor one conclusion on the working pressure of the dosing medium, so may be known harmful Impact of working pressure on the dosing counteracted become.
Erkennt die elektronische Steuerung aus dem ermittelten Arbeitsdruck des Dosiermediums einen Betrieb außerhalb des spezifizierten Druckbereichs und stellt sie die Dosierung bei Überschreiten eines durch die Spezifikation der Dosierpumpe bzw. durch eine Benutzereingabe vorgegebenen maximal zulässigen Drucks bzw. bei Unterschreiten eines vorgegebenen Minimaldrucks ein, so werden fehlerhafte Betriebszustände wie Überdrucksituationen bzw. Druckverlust durch eine defekte Verrohrung erkannt und es können Sicherheitsmaßnahmen wie z.B. das Einstellen der Dosierung ergriffen werden, was die Zuverlässigkeit der Dosierung verbessert. Die sonst notwendigen zusätzlichen Betriebsmittel wie z.B. Überdruckbegrenzer können hierdurch eingespart werden, sofern die Dosierpumpe das einzige druckerhöhende Aggregat im Prozess ist. Die Möglichkeit, den Arbeitsdruck auch auf Werte innerhalb des spezifizierten Druckbereichs der Dosierpumpe zu kontrollieren, erweitert die Möglichkeiten der Drucküberwachung auf Situationen, in denen das Überwachungssystem herkömmlicher Dosierpumpen, welches erst bei einer Blockade der Dosierpumpe anspricht, nicht einsetzbar ist.Recognizes the electronic control from the determined working pressure of the Dosing medium an operation outside of the specified pressure range and sets the dosage when exceeding one by the specification of the dosing pump or by a user input predetermined maximum allowable Pressure or falls below a predetermined minimum pressure a, so erroneous operating conditions such as overpressure situations or pressure loss Detected by a defective piping and it can be security measures such as. adjusting the dosage to be taken, giving the reliability the dosage improved. The otherwise necessary additional Resources such as e.g. Überdruckbegrenzer can be saved, provided that the metering pump is the only pressure increasing Aggregate is in the process. The possibility, the working pressure also to values within the specified pressure range Controlling the metering pump expands the possibilities the pressure monitoring on situations where the surveillance system conventional Dosing pumps, which only responds when the dosing pump is blocked, can not be used.
Ist das Verdrängungsorgan eine teilweise elastische Membran und ermittelt die elektronische Steuerung aus dem gemessenen Arbeitsdruck des Dosiermediums und der bekannten Abhängigkeit der Dosierleistung vom Arbeitsdruck, die von der elastischen Ver formung der Membran verursacht wird, einen zu erwartenden Dosierfehler, und beeinflusst sie die Drehzahl des Antriebsmotors und damit die Hubfrequenz so, dass diesem zu erwartenden Dosierfehler entgegengewirkt wird, so verbessert dies die Genauigkeit der Dosierung.is the repressive organ a partially elastic membrane and detects the electronic control from the measured working pressure of the metering and the known dependence the dosing of the working pressure, the deformation of the elastic Ver the membrane is causing an expected dosing error, and it affects the speed of the drive motor and thus the Stroke frequency so that counteracts this expected dosing error This improves the accuracy of the dosage.
Beeinflusst das aus dem Positionssensor ausgelesene Signal (xI) für die Position der Schubstange über einen Regelkreis im Rahmen seiner Regelgenauigkeit die Drehzahl des Antriebsmotors und als Folge die Linearbewegung der Schubstange und damit des Verdrängungsorgans so, dass sie einem vorgegebenen Sollwertprofil folgt, so kann diese gezielte Beeinflussbarkeit der Bewegung des Verdrängungsorgans zum Erreichen bzw. zur Verbesserung vorteilhafter hydraulischer Eigenschaften der Dosierung, z.B. bei der Langsamdosierung und/oder der Dosiergenauigkeit im Teilhubbereich, ausgenutzt werden.The signal read out of the position sensor (x I ) for the position of the push rod via a control loop within its control accuracy influences the speed of the drive motor and as a result the linear movement of the push rod and thus the displacement member so that it follows a predetermined setpoint profile, so this targeted influenceability of the movement of the displacement member to achieve or improve advantageous hydraulic properties of the dosage, for example in the slow dosing and / or the dosing accuracy in Teilhubbereich be exploited.
Besitzt die Dosierpumpe zusätzlich zu dem Positionssensor eine Regeleinrichtung und beeinflusst diese alternativ die Position (im folgenden xI genannt), die Geschwindigkeit (im folgenden vI genannt) oder die Beschleunigung des Verdrängungsorgans über eine Regeleinrichtung durch Veränderung der Drehzahl des Antriebsmotors beeinflusst, können passend zu den Anforderungen einer konkreten Dosieraufgabe gezielt die Vorteile der jeweils geeigneteren Regelmethode genutzt werden. Eine Regelung der Geschwindigkeit erlaubt eine direkte Kontrolle der tatsächlichen Fließgeschwindigkeit des Dosiermediums, die z.B. für das verlangsamte Ansaugen zum Vermeiden von Kavitation erforderlich ist. Eine Regelung der Position erlaubt hingegen Situationen nahe des Stillstands zu kontrollieren, bei denen die Geschwindigkeitsinformationen, die durch Differenzieren des Wegsignals gebildet werden, sehr klein werden und durch die Regeleinrichtung nicht mehr sinnvoll verarbeitet werden können. Die Regelung der Position umgeht diese Schwierigkeit und ist z.B. bei der elektronischen Hublängenbegrenzung oder der Langsamdosierung vorteilhaft anzuwenden. Die Regelung der Beschleunigung ist vorteilhaft für eine leichte Beherrschbarkeit der Regelung, da die Beschleunigung der bewegten Massen für schnelle Vorgänge ein direktes Abbild der Motorkraft darstellt.If the metering pump has a control device in addition to the position sensor and influences this alternatively the position (referred to below as x I ), the speed (hereinafter referred to as v I ) or the acceleration of the displacer via a control device influenced by changing the speed of the drive motor, can suitably For the requirements of a specific dosing task, the advantages of the respectively more suitable control method are specifically used. Control of the speed allows a direct control of the actual flow rate of the dosing medium, which is required, for example, for the slower suction to avoid cavitation. On the other hand, regulation of the position makes it possible to control situations near standstill, in which the speed information which is formed by differentiating the path signal becomes very small and can no longer be usefully processed by the control device. The control of the position avoids this difficulty and is advantageous to apply for example in the electronic stroke length limitation or slow dosing. The regulation of the acceleration is advantageous for easy controllability of the control, since the acceleration of the moving masses for fast processes is a direct reflection of engine power.
Besitzt die Dosierpumpe zusätzlich zu dem Positionssensor eine Regeleinrichtung und setzt diese vI des Verdrängungsorgans in der Ansaugphase und/oder in der Druckphase gezielt herab, so wird damit Druckverlusten, die durch Strömungswiderstände verur sacht werden, bzw. dem Entstehen von Kavitation entgegengewirkt. Bei der Dosierung hochviskoser Medien, z.B. von Lecithin, entstehen an Engstellen wie z.B. in den Ventilen bei zu hoher Strömungsgeschwindigkeit hohe Druckverluste. Diese Druckverluste müssen in Form einer zusätzlichen Kraft durch den Antrieb aufgebracht werden und können bei Anwendung der Regelung von vI des Verdrängungsorgans niedrig gehalten werden. Zusätzlich werden Fließgeräusche bei herabgesetzter Strömungsgeschwindigkeit wirksam verringert. Bei der Dosierung leicht ausgasender Medien, z.B. von Chlorbleichlauge, tritt insbesondere während des Ansaugens bei zu hoher Strömungsgeschwindigkeit durch Unterschreiten des Dampfdrucks des Dosiermediums Kavitation auf, die erhöhten mechanischen Verschleiß zur Folge hat. Bei einer Regelung von vI des Verdrängungsorgans in der Ansaugphase und/oder in der Druckphase wird dies vorteilhaft vermieden.Does the metering pump in addition to the position sensor, a control device and sets this v I of the displacement member in the intake phase and / or deliberately descend in the pressure phase, it is thus pressure losses, which are alleged by flow resistance Verur, or the formation of cavitation counteracted. When dosing highly viscous media, eg lecithin, high pressure losses occur at bottlenecks, such as in the valves, when the flow velocity is too high. These pressure losses must be applied in the form of an additional force by the drive and can be kept low when using the control of v I of the displacer. In addition, flow noise is effectively reduced at reduced flow rate. During the metering of slightly outgassing media, for example of sodium hypochlorite, cavitation occurs, in particular during the suction at excessively high flow velocity due to falling below the vapor pressure of the metering medium, which results in increased mechanical wear. In a regulation of v I of the displacement member in the intake and / or in the pressure phase, this is advantageously avoided.
Besitzt die Dosierpumpe zusätzlich zu dem Positionssensor eine Regeleinrichtung und wird die gewünschte Hublänge durch eine Bedienervorgabe der Regeleinrichtung mitgeteilt und durch die Regeleinrichtung die Bewegung des Verdrängungsorgans elektronisch auf die auszuführende Hublänge begrenzt, indem die Regeleinrichtung den Antriebsmotor nach Ausführen der gewünschten Hublänge anhält, in den Reversierbetrieb umschaltet und so im Anschluss einen Ansaughub durchführt und den Motor dann anhält bzw. den darauffolgenden Druckhub ausführt, können grundsätzlich die zugehörigen mechanischen Einstellelemente entfallen.has the metering pump in addition to the position sensor, a control device and is the desired stroke length an operator specification of the control device communicated and by the Regulating the movement of the displacer electronically the to be executed stroke limited by the control device, the drive motor after performing the desired stroke continues, switched to the reversing mode and so a suction stroke performs and then stop the engine or performs the subsequent pressure stroke, in principle, the associated mechanical Setting elements omitted.
Besitzt die Dosierpumpe zusätzlich zu dem Positionssensor eine Regeleinrichtung und verteilt die Regeleinrichtung die Vorwärtsbewegung des Verdrängungsorgans während der Druckphase durch Ansteuern des Antriebsmotors so auf die durch die Folgefrequenz der Dosierhübe vorgegebene Zeit, dass die Ausbringung des Dosiermediums möglichst gleichmäßig erfolgt, bis hin zu sehr langsam ausgeführten Dosierhüben von z.B. einigen Minuten, können Konzentrationsschwankungen des Dosiermediums weitgehend vermieden werden.has the metering pump in addition to the position sensor, a control device and distributes the control device the forward movement of the repressive organ while the printing phase by driving the drive motor so on the the repetition frequency of the metering strokes given time that the application of the dosing medium takes place as evenly as possible, to very slowly executed dosing strokes from e.g. a few minutes, can Concentration variations of the dosing largely avoided become.
Die Dosiergenauigkeit wird verbessert, wenn das Verdrängungsorgan eine teilweise elastische Membran ist und die elektronische Steuerung aus dem momentanen Kraftverlauf an der Membran das Öffnen des Auslassventils erkennt und mithilfe dieser Beobachtung den Totbereich, der aufgrund der elastischen Verformung der Membran entsteht, misst und den tatsächlich ausgeführten Hubweg durch gezieltes Beenden der Hubbewegung abhängig von der ermittelten Membranverformung so beeinflusst, dass die Abhängigkeit der Dosiermenge vom Gegendruck wesentlich vermindert wird. Diese Verbesserung wird durch Eliminieren des Fehlers erreicht, der durch die elastische Verformung der Membran unter Einwirkung des Arbeitsdrucks dadurch entsteht, dass der Betrag dieser Verformung nicht zur Dosierung beiträgt. Durch die verminderte Abhängigkeit der Dosiermenge vom Arbeitsdruck können Nachkalibrierungen, die sonst bei signifikanter Veränderung von Betriebsparametern wie z.B. dem Arbeitsdruck erforderlich sind, entfallen. Die Ableitung der Membranverformung aus einer Beobachtung des Kraftverlaufs ist bei Auswertung des Motorschlupfs besonders vorteilhaft, weil dieser ein gutes Abbild des tatsächlichen Kraftbedarfs darstellt und so keinen zusätzlichen messtechnischen Aufwand erfordert.The Metering accuracy is improved when the displacement element a partially elastic membrane is and the electronic control from the momentary force on the membrane the opening of the Exhaust valve detects and using this observation the dead zone, which arises due to the elastic deformation of the membrane measures and actually executed Stroke through targeted termination of the stroke depends on the determined membrane deformation influenced so that the dependence the dosage of the back pressure is substantially reduced. These Improvement is achieved by eliminating the error caused by the elastic deformation of the membrane under the influence of the working pressure This results in that the amount of this deformation is not for metering contributes. Due to the reduced dependence The dosing of the working pressure can recalibrations, the otherwise with significant change of operating parameters such as the working pressure required, omitted. The derivation of the membrane deformation from an observation the force curve is particularly important in evaluating the engine slip advantageous, because this is a good reflection of the actual power requirement represents and so no additional metrological Effort required.
Die Dosiergenauigkeit wird verbessert, wenn die Dosierpumpe zusätzlich zu dem Positionssensor eine Regeleinrichtung besitzt, das Verdrängungsorgan eine teilweise elastische Membran ist und der tatsächlich ausgeführte Hubweg abhängig von der ermittelten Membranverformung beeinflusst wird, indem die Regeleinrichtung den Antriebsmotor nach Ausführen der gewünschten Hublänge ab dem Öffnen des Auslassventils anhält, in den Reversierbetrieb umschaltet und so im Anschluss einen Ansaughub durchführt und den Motor dann anhält bzw. den darauffolgenden Druckhub ausführt, so dass der durch die Membranverformung verursachte Fehlerbeitrag (bezogen auf den Hubweg bzw. das dosierte Volumen), der dadurch entsteht, dass der Betrag dieser Verformung nicht zur Dosierung beiträgt, eliminiert wird. Durch die verminderte Abhängigkeit der Dosiermenge vom Arbeitsdruck können Nachkalibrierungen, die sonst bei signifikanter Veränderung von Betriebsparametern wie z.B. dem Arbeitsdruck erforderlich sind, entfallen, und die Linearität des Verhältnisses zwischen eingestellter Hublänge und der tatsächlich dosierten Menge des Dosiermediums verbessert sich. Die Ableitung der Membranverformung aus einer Beobachtung des Kraftverlaufs ist bei Auswertung des Motorschlupfs besonders vorteilhaft, weil dieser ein gutes Abbild des tatsächlichen Kraftbedarfs darstellt und so keinen zusätzlichen messtechnischen Aufwand erfordert.The Metering accuracy is improved when the metering pump in addition to the position sensor has a control device, the displacement element is a partially elastic membrane and the actually executed stroke dependent is influenced by the determined membrane deformation by the Regulating the drive motor after performing the desired stroke from opening the exhaust valve stops, switched to the reversing mode and so a suction stroke performs and then stop the engine or performs the subsequent pressure stroke, so that by the Membrane deformation caused error contribution (related to the stroke or the metered volume), which arises because the amount This deformation does not contribute to the dosage is eliminated. By the diminished dependency The dosing of the working pressure can recalibrations, the otherwise with significant change of Operating parameters, such as the working pressure required, omitted, and the linearity of the relationship between set stroke length and indeed metered amount of the metering medium improves. The derivative the membrane deformation from an observation of the force curve is in evaluation of the engine slip particularly advantageous because of this a good reflection of the actual Required power and thus no additional metrological effort requires.
Wenn das Verdrängungsorgan eine teilweise elastische Membran ist und die Dosierpumpe zusätzlich zu dem Positionssensor eine Regeleinrichtung besitzt, und die tatsächlich ausgeführte Hubfrequenz abhängig von der ermittelten Membranverformung beeinflusst wird, indem die Regeleinrichtung einen Korrekturwert für den durch die Membranverformung verursachten Fehlerbeitrag (bezogen auf den Hubweg bzw. das dosierte Volumen) ermittelt und die Solldrehzahl des Antriebsmotors mithilfe dieses Korrekturwerts so verändert, dass der durch die Membranverformung verursachte Fehlerbeitrag eliminiert wird, wird die Abhängigkeit der Dosiermenge vom Arbeitsdruck verringert.If the repressive organ is a partially elastic membrane and the metering pump in addition to the position sensor has a control device, and the actually executed stroke frequency depends on the determined membrane deformation is influenced by the control device a correction value for caused by the membrane deformation error contribution (related on the stroke or the metered volume) and determines the target speed of the drive motor using this correction value changed so that the error contribution caused by the membrane deformation is eliminated, becomes the dependency the dosage of the working pressure reduced.
Nachfolgend ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine motorbetriebene Membrandosierpumpe mit Exzentergetriebe mit ihren verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten näher beschrieben. Es zeigt:following is as an embodiment the invention, a motor driven diaphragm metering pump with eccentric gear described in more detail with their various applications. It shows:
In
dem sogenannten Gehäuse,
welches von dem Exzentergehäuse
Das
Gehäuse
enthält
weiter in seinem unteren Teil in einem abgeschlossenen Raum, dem
Elektronikgehäuse
Auf
der den Steuerleitungen
Zwischen
dem Schubbügel
Die
Position der Einheit aus Schubbügel
Beim
Ausführungsbeispiel
ist im Exzenterträger
Der
mit dem Exzenterträger
verbundene Sensorträger
Die Schubstange, die die Membran in eine oszillierende Bewegung Versetzt, legt bei jedem Hub eine Strecke zurück, die der mechanischen Hublänge entspricht. Um Montagetoleranzen zu berücksichtigen, muss die Längserstreckung der lichtempfindlichen CCD-Zellen etwas größer sein. Dies gilt prinzipiell auch für jeden anderen denkbaren zum Einsatz kommenden Positionssensor.The Push rod that puts the membrane in an oscillating motion, At each stroke, it returns a distance equal to the mechanical stroke length. To consider mounting tolerances must be the longitudinal extension the photosensitive CCD cells be slightly larger. This applies in principle also for any other conceivable position sensor used.
Wenn
mithilfe des Positionssensorsignals eine Regelung der Membran- oder
allgemein der Verdrängerbewegung
realisiert werden soll, sind, wie insbesondere in
- xS:
- Sollwert der Position des Verdrängungsorgans
- xI:
- Istwert der Position des Verdrängungsorgans
- xSI:
- Regelabweichung der Position des Verdrängungsorgans
- vS:
- Sollwert der Geschwindigkeit des Verdrängungsorgans
- vI:
- Istwert der Geschwindigkeit des Verdrängungsorgans
- vSI:
- Regelabweichung der Geschwindigkeit des Verdrängungsorgans
- SG:
- Stellgröße
- KSG:
- Korrigierte Stellgröße
- MA(U,f):
- Motoransteuerung (Spannung bzw. Frequenz)
- x S:
- Setpoint of the position of the displacer
- x I :
- Actual value of the position of the displacement element
- x SI :
- Control deviation of the position of the displacement element
- v S :
- Setpoint of the speed of the displacement element
- v I :
- Actual value of the velocity of the displacer
- v SI :
- Control deviation of the speed of the displacement element
- SG:
- manipulated variable
- KSG:
- Corrected manipulated variable
- MA (U, f):
- Motor control (voltage or frequency)
Der
bewegliche Teil des Antriebs, dessen Bewegung geregelt werden soll,
besteht aus dem Schubbügel
Der
Positionssensor
In
der
Die Festlegung des konkreten Profils für die Position, die Geschwindigkeit bzw. die Beschleunigung und die Umschaltung zwischen diesen Betriebsarten geschieht dabei anhand der Anforderungen, die sich aus den beispielsweise nachfolgend beschriebenen Funktionen ergeben, unter Berücksichtigung der Funktionsgrenzen des Reglers wie Regelgeschwindigkeit, erreichbare Genauigkeit usw.The Definition of the concrete profile for the position, the speed or acceleration and switching between these modes this happens based on the requirements arising from the example following functions, taking into account the functional limits of the controller such as control speed, achievable Accuracy, etc.
Mit
einer derartigen Regelung ist es bei einer Motordosierpumpe möglich, eine
gewünschte
Geschwindigkeit der Membran
Ebenso kann die Membranposition unmittelbar geregelt werden. Diese Funktion ermöglicht, in ausgewählten Phasen des Dosiervorgangs bestimmte Positionen gezielt anzufahren und wenn erforderlich auch im Stillstand einzuhalten.As well the membrane position can be controlled directly. this function allows in selected Phases of the dosing process targeted approach certain positions and, if necessary, to be maintained at standstill.
Durch die Regelung des Bewegungsablaufs mittels eines Positionsgebers kann im Unterschied zu einem ungeregelten Betrieb auf Änderungen von Betriebsgrößen reagiert werden, die über die Zeit auftreten oder durch Umweltbedingungen bzw. Exemplarstreuungen, also statistische Abweichungen innerhalb der Produktionsserie bedingt sind, und deren schädlicher Einfluss minimiert werden. Als Beispiele seien die Membransteifigkeit oder die Viskosität des Dosiermediums genannt. Beide erfordern einen Anteil an Antriebskraft, der zusätzlich zu der Kraft aufgebracht werden muss, die durch das Einwirken des Arbeitsdrucks auf die Membranfläche entsteht. Diese Störeinflüsse können durch Erfassung ihrer Auswirkung und Nachregeln der Motoransteuerung kompensiert werden. Bei einer ungeregelten Dosierpumpe mit vorgegebener Motordrehzahl, auch wenn diese selbst mittels Regelung stabilgehalten wird, bleiben solche Störeinflüsse unberücksichtigt. Bei einer solchen ungeregelten Dosierpumpe ist darüber hinaus aufgrund der sinusförmigen Charakteristik des Exzentergetriebes eine exakte Vorhersage der momentanen Geschwindigkeit des Verdrängungsorgans ohne Kenntnis der Schubstangenposition, also des Drehwinkels des Exzenters, nicht möglich.By the control of the movement by means of a position sensor unlike an unregulated operation can change of farm sizes responded be over time or by environmental conditions or specimen spreads, ie statistical deviations within the production series are, and their harmful Influence can be minimized. Examples are the membrane stiffness or the viscosity called the metering medium. Both require a share of driving force, the additional must be applied to the force generated by the action of the Working pressure on the membrane surface arises. These disturbances can be caused by Detection of their effect and readjusting the motor control compensated become. For an unregulated metering pump with a given engine speed, even if this itself is kept stable by means of regulation, remain such disturbances are disregarded. at Such an unregulated metering pump is moreover due to the sinusoidal characteristic the Exzentergetriebes an exact prediction of the current speed of the repressive organ without knowledge of the push rod position, ie the angle of rotation of the Eccentric, not possible.
Darüber hinaus ist es durch die Regelung des Bewegungsablaufs mittels eines Positionsgebers möglich, im Gegensatz zu dem spontan ablaufenden Dosiervorgang bei ungeregeltem Betrieb auf innere und äußere Einflussgrößen zu reagieren, die im Folgenden beschrieben sind, und Betriebsbedingungen sicherzustellen, mit deren Hilfe ausgewählte hydraulische Eigenschaften der Dosierung gezielt hervorgerufen bzw. vermieden werden können. Als Beispiel hierfür sei auf die weiter unten beschriebene Funktion des Schutzes vor Kavitation beim Ansaugen verwiesen.Furthermore It is through the regulation of the movement by means of a position sensor possible, in contrast to the spontaneous dosing process with unregulated Operation to react to internal and external factors, which are described below and to ensure operating conditions with their help selected hydraulic Properties of the dosage specifically caused or avoided can be. As an example be aware of the function of protection described below Cavitation referred to when sucking.
Nachfolgend seien beispielsweise einzelne Einsatzmöglichkeiten einer Motordosierpumpe der vorher beschriebenen Art erläutert, die einen Positionssensor aufweist und mittels einer Auswertung des Positionssignals Rückschlüsse auf den Betriebszustand des Dosierkreises zieht oder durch eine Regelung und Veränderung der Motoransteuerung den Bewegungsablauf der Membran beeinflusst.In the following, for example, individual applications of a motor metering pump of the previously described type will be explained, which has a position sensor and draws conclusions about the operating state of the dosing by means of an evaluation of the position signal or by a control and modification of the motor control Movement of the membrane influenced.
Erkennung der Stellung des Einstellreglers für die Hublängerecognition the position of the stroke length adjustment regulator
Dosierpumpen
nach dem Stand der Technik bieten oft eine Betriebsart, in der die
ausgeführten Dosierhübe über das
eingestellte Volumen der Verdrängerkammer
(Hublänge)
direkt in ein dosiertes Gesamtvolumen umgerechnet werden und dieses z.B.
als Volumenstrom in der Einheit l/h angezeigt wird. Für solche
Funktionen ist die Kenntnis über
die durch den Bediener eingestellte Hublänge erforderlich, da hiervon
das pro Hub dosierte Volumen abhängt.
Die Stellung der Hubverstelleinrichtung muss zu diesem Zweck bei
Dosierpumpen bisheriger Bauart durch einen separaten Sensor in ein
elektrisches Signal umgewandelt und in die Steuerung eingelesen werden.
Ein Beispiel für
eine praktische Realisierung wäre
ein Linearpotentiometer am Hubverstellorgan
Eine
Dosierpumpe, die mithilfe des integrierten Positionssensors
Erkennung einer Blockade bzw. eines unvollständig ausgeführten HubsDetection of a blockage or an incomplete stroke
Bei
Dosierpumpen nach dem Stand der Technik ohne Positionssensor werden
oft Sensoren eingesetzt, die zur Überwachung der Dosierbewegung
pro Hub einen Rückmeldeimpuls
an die elektronische Steuerung abgeben. Eine bekannte Ausführung ist
z.B. ein kleiner Permanentmagnet, der an der Ausgangswelle des Getriebes,
also an der Exzenterwelle
Bei
Verwendung eines Positionssensors
Schlupfkompensationslip compensation
Wird
als Antriebsmotor
Der Schlupf kann beispielsweise durch Vergleich der gemessenen Hubperiodendauer mit der durch die elektrische Ansteuerung vorgegebenen ermittelt werden. Diese Methode wird auch bei Dosierpumpen nach dem Stand der Technik durch Messung des Zeitabstands zweier Hallsensorimpulse angewandt. Im Fall einer Dosierpumpe mit Positionssensor wird zur Periodendauermessung ein charakteristischer Punkt entlang des Hubwegs, z.B. auf halbem Weg, definiert und bei aufeinanderfolgenden Dosiervorgängen jeweils der Zeitpunkt festgehalten, zu dem dieser Punkt durchlaufen wird; die Zeitdifferenz zweier solcher Zeitpunkte ist die gesuchte Periodendauer.Of the Slippage can be achieved, for example, by comparing the measured stroke period determined by the predetermined by the electrical control become. This method is also used with dosing pumps according to the state the technique by measuring the time interval of two Hall sensor pulses applied. In the case of a metering pump with position sensor is to Period measurement a characteristic point along the stroke, e.g. midway, defined and in successive dosing operations respectively the date on which this point is passed; the time difference between two such times is the period of the search.
Bei
Motordosierpumpen mit Positionssensor
Druckerkennungpressure detection
Wird
z.B. ein Asynchronmotor eingesetzt, kann mithilfe des nach einer
der vorher beschriebenen Methoden ermittelten Schlupfs die auf das
Verdrängungsorgan
wirkende Kraft ermittelt und so ein Rückschluss auf den Arbeitsdruck
des Dosiermediums vorgenommen werden. Hierbei ist jedoch zu beachten,
dass der Exzenter die auf die Schubstange
Wird
wie oben beschrieben die Abweichung der Hubperiodendauer vom Idealwert
ermittelt, so repräsentiert
diese den über
den Sinusverlauf des Exzenters gemittelten Schlupf, der wiederum
ein Maß für die mittlere
Hubstangenkraft, d.h. den Arbeitsdruck, darstellt. Wird der Schlupf
fortlaufend aus dem Vergleich der durch die elektrische Ansteuerung
vorgegebenen Motordrehzahl mit der Schubstangengeschwindigkeit ermittelt,
kann mithilfe der bekannten Exzentercharakteristik und der Kenntnis
des momentanen Drehwinkels des Exzenters, der aus der Schubstangenposition
folgt, der zeitliche Kraftverlauf an der Schubstange
Wird der Auslenkmechanismus durch eine andere Lösung als einen Exzenter realisiert, ist dessen Charakteristik sinngemäß auf das Gesagte anzuwenden.Becomes the deflection mechanism realized by a solution other than an eccentric, whose characteristic is analogously applicable to what has been said.
Druckbegrenzung, Erkennung von DruckverlustPressure limitation, detection of pressure loss
Wird der Arbeitsdruck nach einer der geschilderten Methoden ermittelt, kann er auf Einhaltung bestimmter Grenzen überwacht werden, und bei Ansprechen der Überwachung können Störmeldungen und weitergehende Reaktionen wie z.B. Stillsetzen der Dosierpumpe ausgelöst werden. Eine Überwachung auf Grenzwertüberschreitung kann zum Schutz der Pumpe oder anderer Anlagenkomponenten erfolgen; fallweise kann ein werksseitig vorgegebener Grenzwert von z.B. 130% des Maximaldrucks der Dosierpumpe auf Überschreitung überwacht werden, die Überwachungsgrenze kann jedoch auch innerhalb des spezifizierten Arbeitsbereichs der Dosierpumpe liegen, wenn z.B. empfindlichere Anlagenteile geschützt werden sollen, und ist in diesem Fall durch den Bediener vorzugeben. Möglich ist auch eine Überwachung auf Beibehaltung vorgegebener Betriebsbedingungen; in diesem Fall wird eine Störmeldung z.B. dann ausgelöst, wenn ein einmal vorherrschender und (z.B. durch eine Bedienerangabe) als Referenz gekennzeichneter Arbeitsdruck sich um einen Prozentsatz nach oben oder unten verändert. Wird der Arbeitsdruck auf Einhaltung eines Mindestdrucks von z.B. 1 bar überwacht, ist es damit möglich, ein Leck zu erkennen, welches durch einen Schaden in der Verrohrung hervorgerufen wurde.Becomes the working pressure is determined according to one of the described methods, it can be monitored for compliance with certain limits, and on response the surveillance can Fault messages and further reactions such as e.g. Shutting down the dosing pump to be triggered. A surveillance to exceed limit can be used to protect the pump or other equipment components; Occasionally, a factory preset limit of e.g. 130% the maximum pressure of the dosing pump is monitored for overshoot the monitoring limit However, within the specified workspace, the Metering pump lie when e.g. more sensitive plant components are protected should be specified by the operator in this case. It is also possible a surveillance maintaining specified operating conditions; in this case will be a fault message e.g. then triggered if a once predominant and (for example, by an operator) reference pressure is a percentage changed up or down. If the working pressure is set to maintain a minimum pressure of e.g. 1 bar monitored, is it possible to detect a leak caused by damage in the piping was caused.
Druckkompensationpressure compensation
Die
genaue Dosierleistung wird bei Motordosierpumpen je nach Ausführung unterschiedlich
vom Arbeitsdruck beeinflusst. Zum einen arbeitet der Antriebsmotor
Bei
einer Motordosierpumpe nach dem Stand der Technik ist die Dosierleistung
nicht nur druckabhängig,
sondern zusätzlich
im Teilhubbetrieb nicht streng proportional zur eingestellten mechanischen
Hublänge.
Vielmehr beginnt die effektive Dosierung beim Hub erst nach einem
anfänglichen
Totbereich ab dem Punkt der vollständigen Membranverformung mit
dem Öffnen
des Auslassventils
Diese Kennlinienverschiebung xT1, xT2, xT3...xTn bedingt bei bisheriger Technik eine Nachkalibrierung unter realen Arbeitsbedingungen, sobald die bisher eingestellte Hublänge wesentlich verändert wird, da die neue Dosierleistung nicht mit genügender Genauigkeit über eine proportionale Umrechnung aus der bisherigen und der neu eingestellten Hublänge ermittelt werden kann.This characteristic shift x T1 , x T2 , x T3 ... x Tn requires prior art recalibration under real working conditions as soon as the previously set stroke length is significantly changed, since the new dosing with sufficient accuracy via a proportional conversion from the previous and the newly set stroke length can be determined.
Wird der Arbeitsdruck nach einer der vorher geschilderten Methoden ermittelt, ist es möglich, anhand der beschriebenen Abhängigkeiten, die in Vorversuchen für einen Gerätetyp quantitativ ermittelt werden können, den fehlererzeugenden Einfluss des Arbeitsdrucks auf die Dosierleistung vorherzubestimmen und zu kompensieren. Hierzu wird anhand des ermittelten Arbeitsdrucks und der eingestellten Hublänge, die, wie weiter oben beschrieben, ebenfalls mithilfe des Positionssensors gemessen werden kann, aus der bekannten Fehlerabhängigkeit ein Korrekturwert berechnet, der der eingestellten Hubfrequenz zugeschlagen wird. Zu beachten ist hierbei, dass unter praktischen und wirtschaftlichen Aspekten nur der systematische Anteil des Einflusses eliminiert werden kann. Der druckabhängige Dosierleistungsfehler wird hauptsächlich von Materialeigenschaften und Abmessungen der beteiligten Komponenten bestimmt, die sich in gewissem Maß durch Alterung verändern können bzw. Exemplarstreuungen in der Produktionsserie unterliegen. Diese Variationen werden durch die hier beschriebene Methode, den durch die Membranverformung bedingten Fehler mithilfe vordefinierter, aus Bauteileparametern abgeleiteter bzw. in Messreihen ermittelter Werte zu korrigieren, nicht berücksichtigt; vielmehr müssten in regelmäßigen Intervallen bzw. bei jedem Hub am vorliegenden Geräteexemplar die konkreten Verhältnisse messtechnisch neu erfasst werden.Becomes the working pressure is determined according to one of the previously described methods, Is it possible, based on the described dependencies, the in preliminary tests for a device type can be determined quantitatively the error-generating influence of the working pressure on the dosing capacity to predict and compensate. For this purpose, based on the determined Working pressure and the set stroke length, which, as described above, can also be measured using the position sensor the known error dependence calculates a correction value, which added to the set stroke frequency becomes. It should be noted that under practical and economic Aspects only the systematic part of the influence can be eliminated can. The pressure-dependent Dosing performance error is mainly due to material properties and Dimensions of the involved components determined, which in some Measure through Change aging can or specimen discrepancies in the production series. These Variations are made by the method described here the membrane deformation induced errors using predefined, derived from component parameters or determined in measurement series To correct values, not taken into account; rather would have at regular intervals or at each stroke on the present device specimen the concrete conditions be re-measured metrologically.
Wird der fehlererzeugende Einfluss der Membranverformung wie vorher beschrieben kompensiert, indem der Arbeitsdruck nach einer der vorher geschilderten Methoden ermittelt und die eingestellte Hubfrequenz um einen Korrekturwert angepasst wird, so wird auch der Proportionalitätsfehler im Teilhubbetrieb eliminiert, so dass die Dosierpumpe praktisch über den vollen nutzbaren Einstellbereich der Hublänge von z.B. 20%-100% betrieben werden kann, ohne die bisher notwendigen Nachkalibrierungen durchführen zu müssen, die bei einer herkömmlichen Dosierpumpe bei einer Verstellung der Hublänge um mehr als z.B. 10% notwendig sind, um die spezifizierte Dosiergenauigkeit sicherzustellen.Becomes the defect-causing influence of membrane deformation as previously described compensated by the working pressure according to one of the previously described Methods are determined and the set stroke frequency by a correction value is adapted, so is the proportional error in Teilhubbetrieb eliminated, so that the metering pump practically over the full usable adjustment range of stroke from e.g. 20% -100% can be operated without the previously necessary recalibrations carry out to have to, the at a conventional Dosing pump with an adjustment of the stroke length by more than e.g. 10% necessary are to ensure the specified dosing accuracy.
Vermeidung von Strömungsverlusten bei hochviskosen Medienavoidance of flow losses for high-viscosity media
Die
Funktion, die Geschwindigkeit des Verdrängungsorgans, hier der Membran
Kavitationsschutzcavitation
Bei
leicht ausgasenden Medien (wie z.B. Chlorbleichlauge) kann insbesondere
beim Ansaugen, aber auch im Dosierhub bei zu hoher Strömungsgeschwindigkeit
an Engstellen durch örtliches Unterschreiten
des Dampfdrucks, der u.a. von der chemischen Zusammensetzung des
Dosiermediums sowie dessen Temperatur abhängt, Kavitation auftreten,
die erhöhten
Verschleiß zur
Folge hat. Kavitation kann vermieden werden, indem sowohl im Druckhub als
auch während
des Ansaugens, also des Zurückfahrens
der Membran
Insbesondere der Ansaugvorgang ist für die Entstehung von Kavitation anfällig, da hier der statische Druck besonders niedrig ist und daher der Sicherheitsbereich bis zum Unterschreiten des Dampfdrucks sehr gering ausfällt. Für eine Verfeinerung der Methode ist es daher sinnvoll, die Membrangeschwindigkeit im Ansaugen auf geringere Werte als im Druckhub zu begrenzen. Sinnvolle Werte sind beispielsweise 1 mm/50ms im Druckhub bzw. 1 mm/100ms während des Ansaugens, jedoch sind natürlich auch abweichende Werte möglich. Wesentlich für eine solche individuelle Behandlung der Dosierphasen ist, dass mithilfe des Positionssensors die genaue Position der Membran jederzeit bekannt ist und so der Beginn der (besonders kritischen) Ansaugphase zuverlässig erkannt werden kann.Especially the suction process is for the formation of cavitation prone, since here the static Pressure is particularly low and therefore the security area up falls below the vapor pressure very low. For a refinement The method therefore makes sense, the membrane velocity in Suction to lower values than to limit in the pressure stroke. meaningful Values are, for example, 1 mm / 50 ms in the compression stroke or 1 mm / 100 ms while of sucking, however, are natural also different values possible. Essential for One such individual treatment of dosing is that using the position sensor the exact position of the membrane at any time and thus the beginning of the (especially critical) intake phase reliably detected can be.
Elektronische Hublängenverstellungelectronic Stroke length
Die
Erfindung ermöglicht
es, die mechanische Einrichtung zur Hublängeneinstellung (Verstellorgan
Langsamdosierung zur Vermeidung von Konzentrationsschwankungenslowly dosage to avoid concentration fluctuations
Für Anwendungsfälle, bei denen es auf gute Vermischung mit einem Prozessmediumsstrom ankommt, ist eine möglichst gleichmäßige Einbringung des Dosiermediums in den Prozess erforderlich. Bestimmte Anwendungen erfordern zudem die Möglichkeit, kleinste Teilmengen über sehr lange Zeit verteilt möglichst gleichmäßig zu dosieren, womit eine quasi kontinuierliche Dosierung erreicht werden soll. Für diese Fälle werden nach dem Stand der Technik Motordosierpumpen eingesetzt, die z.B. mit einem Schrittmotor und einem selbsthemmenden Getriebe arbeiten. Ein Gesamthub wird bei diesen Dosierpumpen drehzahlreduziert ausgeführt bzw. in mehrere Teilschritte mit dazwischenliegenden Ruhepausen aufgeteilt, am Ende des Gesamthubweges wird eine vollständige (schnelle) Ansaugphase ausgeführt, und danach der Dosiervorgang in der beschriebenen Weise fortgeführt.For use cases, at which requires good mixing with a process medium stream, is one possible even introduction of the Dosing medium required in the process. Certain applications also require the option smallest subsets over distributed as long as possible to dose evenly, with which a quasi-continuous dosage should be achieved. For this Cases become used in the prior art Motor Metering pumps, the e.g. work with a stepper motor and a self-locking gearbox. A total stroke is performed reduced speed at these metering pumps or divided into several sub-steps with intermediate pauses, at the end of the total stroke becomes a complete (fast) intake phase executed and then continue the dosing in the manner described.
Bei
einer bewegungsgeregelten Motordosierpumpe kann die zur Verfügung stehende
Zeit, die sich aus der Wiederholfrequenz der Dosierhübe ergibt,
so aufgeteilt werden, dass der nach Abzug der Ansaugdauer verbleibende
Anteil bis auf eine kurze Ruhephase maximal für die Vorwärtsbewegung ausgenutzt wird.
Die zu regelnde Geschwindigkeit wird hierbei aus dem zurückzulegenden
Weg (eingestellte Hublänge)
und der zur Verfügung
stehenden Zeit berechnet. Im Gegensatz zu einer Motordosierpumpe nach
dem Stand der Technik kann bei Verwendung eines Positionssensors
Die vorher beschriebenen Einsatzmöglichkeiten des Positionsgebers z.T. zusammen mit einer Regelung zeigen, dass durch den Einsatz eines Positionssensors z.B. an der Schubstange während des gesamten Hub- und Ansaugvorgangs die genaue Lage des Verdrängungsorgans festgestellt und überwacht werden kann. Die Lagefeststellung und Überwachung führt dazu, dass situationsbezogene Steuervorgaben, die zu den beschriebenen Vorteilen führen, mittels der Istwertmessung exakt eingehalten werden.The previously described uses the position sensor z.T. along with a scheme show that through the use of a position sensor e.g. at the push rod while the entire lifting and suction the exact position of the displacement element detected and monitored can be. The situation assessment and monitoring leads to that situational tax rules that describe the described Lead to benefits, be exactly maintained by means of the actual value measurement.
Positionssensorposition sensor
Wie
bereits ausgeführt,
dient als Bezugselement für
den Positionsgeber in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Schattenkante
Für die grundsätzliche
Funktionsweise ist der Anbringungsort des Sensors im Bereich der
bewegten Einheit aus Schubbügel
Der
CCD-Baustein
Als
Lichtquelle
Als
Lichtquelle
Die
CCD-Zeile
Die
Steuersignale, die von der Auswerteeinheit erzeugt werden, legen
die Belichtungszeit fest, während
der die einzelnen Pixels der CCD-Zeile
Belichtung und Auslesen der Helligkeitswerte finden im einfachen Fall abwechselnd statt. Je nach Bauart bieten einige handelsübliche CCD-Zeilen-Bausteine auch Möglichkeiten für ein gleichzeitiges Ablaufen beider Vorgänge, indem sie die integrierten Messwerte nach der Belichtung zwischenspeichern und die Integratoren sofort wieder für eine nachfolgende Messung freigeben. Durch zeitgleiches Auslesen der Ergebnisse eines Messdurchgangs während der Belichtungsphase für den darauffolgenden Durchgang kann so die Messgeschwindigkeit erhöht werden.exposure and readout of the brightness values take place alternately in the simple case instead of. Depending on the design, some commercially available CCD line components are available also possibilities for a Simultaneous execution of both processes by using the integrated Store measured values after exposure and the integrators immediately back for release a subsequent measurement. By simultaneous reading the results of a measurement run during the exposure phase for the following passage can be increased so the measuring speed.
Im
in
Als
einfaches Auswerteverfahren wird eine Entscheidungsschwelle HV (in
Bei
anderen Ausführungen
kann der Helligkeitsverlauf gegenläufig von unbeleuchteten hin
zu beleuchteten CCD-Zellen bei aufsteigender Pixelnummer sein; dies
ist einerseits abhängig
von der Anordnung der Elemente Lichtquelle
Nach Ablauf der drei Phasen Belichtung, Auslesen und Verarbeitung liegt ein Positionswert vor. Der Gesamtzeitbedarf der drei Phasen bestimmt die Folgefrequenz, mit der Positionswerte erhalten werden. Die Messauflösung ist gleich dem Pixelraster R der CCD-Zeile, korrigiert um das Abbildungsverhältnis A, welches sich aus der Montagedistanz mit den einzelnen Komponenten ergibt.To Sequence of the three phases exposure, readout and processing is a position value. The total time requirement of the three phases determines the Repetition frequency at which position values are obtained. The measurement resolution is equal to the pixel raster R of the CCD line, corrected for the imaging ratio A, which is the assembly distance with the individual components results.
Für das Abbildungsverhältnis A
gilt (vergl.
- s
- = Tatsächliche Bewegung der Schattenkante
- s'
- = Projizierte Bewegung der Schattenkante in der Ebene des CCD
- x2
- = Abstand zwischen optisch wirksamer Schattenkante und Lichtquelle
- x3
- = Abstand zwischen CCD-Ebene und Lichtquelle
- s
- = Actual movement of the shadow edge
- s'
- = Projected movement of the shadow edge in the plane of the CCD
- x 2
- = Distance between optically effective shadow edge and light source
- x 3
- = Distance between CCD plane and light source
Dieses
Verfahren ermittelt die Position durch Auszählen von Pixels, ist also als
digitales Verfahren anzusehen. Abweichungen und Verschiebungen linearer
Parameter wie z.B. Bauteileempfindlichkeiten wirken sich auf das
Ergebnis im Vergleich zu analogen Verfahren praktisch nicht aus.
Ermittelt man das Abbildungsverhältnis
A für praktische
Wer te, so haben Montagetoleranzen ebenfalls nur einen geringen Einfluss.
In einem praktischen Ausführungsbeispiel mit
x3 = 21 mm und x2 =
20mm ergibt sich ein Nominalwert für das Abbildungsverhältnis A
von 1,05; d.h. eine Bewegung der Schattenkante
Obgleich
die vorher beschriebene Methode zur Bestimmung der Position der
Schattenkante
Hierzu
werden die beiden Pixels links und rechts von der Entscheidungsschwelle
HV gesucht und die Abstände ΔH der zugehörigen Helligkeitswerte von
dieser Schwelle bewertet. Wie in
Die
Abstände Δx, gerechnet
von der jeweiligen Mittelachse jedes der beiden benachbarten Pixels,
in diesem Beispiel der Pixels #61 und #62, in Vielfachen der Pixelbreite
zum Schnittpunkt bilden mit den Helligkeitsabständen ΔH folgendes Verhältnis bezogen auf
das links vom gesuchten Schnittpunkt gelegene Pixel #61 (linksseitiges
Nachbarpixel):
Mit
(Δxl + Δxr) = 1 (1 Pixelbreite) ergibt sich
Bezogen
auf das rechts vom gesuchten Schnittpunkt gelegene Pixel #62 (rechtsseitiges Nachbarpixel)
gilt das Verhältnis:
Mit
(Δxl + Δxr) = 1 (1 Pixelbreite) ergibt sich:
In diesem Beispiel liegt der Schnittpunkt beim Wert 61,7. Folgt der Helligkeitsverlauf im Interpolationsbereich einer idealen Gerade, so führen beide Berechnungswege zum selben Ergebnis, es genügt also prinzipiell, eine der beiden Berechnungen durchzuführen. Mithilfe dieser Eigenschaft können jedoch Fehlerbeiträge durch einen nicht exakt geraden Helligkeitsverlauf im betrachteten Übergangsbereich oder durch immer zu erwartende Messungenauigkeiten minimiert werden, indem beispielsweise beide Berechnungen durchgeführt und deren Ergebnisse gemittelt werden.In In this example, the intersection point is 61.7. Follows Brightness curve in the interpolation range of an ideal line, so lead both calculation paths to the same result, so it is sufficient in principle, to carry out one of the two calculations. aid this property can however error contributions by a not exactly straight brightness curve in the considered transition range or be minimized by always expected measuring inaccuracies, for example, by performing both calculations and averaging their results become.
Bei anderen Ausführungen können je nach Helligkeitsverlauf die Verhältnisse beiderseits des Schnittpunkts bezüglich unbeleuchteter und beleuchteter CCD-Zellen vertauscht sein; in diesem Fall wechseln die Richtungsangaben links und rechts gegebenenfalls ihre Funktion und die Interpolationsgleichungen sind entsprechend anzupassen.at other versions can depending on the brightness gradient, the conditions on both sides of the point of intersection in terms of unlit and illuminated CCD cells to be reversed; in this Case change the direction information left and right if necessary their function and the interpolation equations are corresponding adapt.
Darüber hinaus sind auch andere Ausführungen möglich, bei denen die Helligkeitswerte von mehr als zwei Pixels zur Berechnung herangezogen werden. Die Position kann dann durch redundante Mehrfachberechnung und z.B. Mittelung mehrerer Ergebnisse gebildet werden. Als weitere Möglichkeit kann eine andere als die hier gezeigte lineare Interpolation bzw. eine Interpolation mit den Daten anderer als der direkten Nachbarpixels angewandt werden.In addition, other embodiments are possible in which the brightness values of more as two pixels are used for the calculation. The position can then be formed by redundant multiple calculation and, for example, averaging of several results. As a further possibility, a different linear interpolation than shown here or an interpolation with the data other than the direct neighbor pixels can be used.
Abweichungen und Verschiebungen linearer Parameter wie z.B. Bauteileempfindlichkeiten wirken sich auf das Ergebnis nur innerhalb des Interpolationsbereichs aus. Die Steilheit des Helligkeitsverlaufs im Schattenübergang, resultierend aus der Schärfe der Abbildung der Schattenkante auf die CCD-Ebene, ist von untergeordneter Bedeutung, da von ihr die Interpolation innerhalb weiter Grenzen nicht beeinträchtigt wird; lediglich die Linearität des Helligkeitsverlaufs ist für die Genauigkeit der Interpolation ausschlaggebend.deviations and displacements of linear parameters, e.g. components sensitivities affect the result only within the interpolation range out. The steepness of the brightness gradient in the shadow transition, as a result of the sharpness of the Shadow edge mapping to the CCD plane is child Meaning, because of the interpolation within wide limits not impaired becomes; only the linearity the brightness gradient is for the accuracy of interpolation is crucial.
Unabhängig von der vorher beschriebenen Interpolationsmethode können auf dem beschriebenen Grundprinzip aufbauend weitere Verfahren zur Verbesserung der Sensoreigenschaften genutzt werden. Diese Verfahren sind nachfolgend beschrieben:Independent of The previously described interpolation method can be described on the Basic principle building on further methods for improving the sensor properties be used. These methods are described below:
• Verbesserung der Störimmunität durch Filterung• Improvement of the interference immunity by filtering
Die Störimmunität des Sensors kann durch Filtermaßnahmen verbessert werden. Eine Filterung kann sowohl auf Ebene der Helligkeitswerte der Pixels als auch auf das Ergebnis der Positionsermittlung selbst angewandt werden. Im ersten Fall arbeitet das Verfahren mit Helligkeitswerten, die über mehrere Pixels oder über mehrere Durchgänge gemittelt wurden, im zweiten Fall werden mehrere zunächst ermittelte Positionsergebnisse zu einem abgeleiteten Positionswert zusammengefasst, mit dem dann die weitere Bearbeitung vorgenommen wird.The Noise immunity of the sensor can by filtering action be improved. Filtering can be done both at the level of brightness values the pixel as well as the result of the position determination itself be applied. In the first case, the method works with brightness values, the above several pixels or over several passes In the second case, several are determined first Position results combined to a derived position value, with which then the further processing is made.
• Kompensation von Montageabweichungen• Compensation of mounting deviations
In einer definierten Phase, z.B. in der Ruhephase vor Ablauf des eigentlichen Dosierhubs, kann der Positionswert für diese Phase ermittelt und in einem Referenzspeicher abgelegt werden. Während der aktiven Bewegungsphase werden dann die Positionswerte relativ zu dem zuvor ermittelten Referenzwert verarbeitet. Durch dieses Verfahren ist es möglich, fertigungsbedingte Montageabweichungen der Ruhelage sowie Verschiebungen während des Betriebs z.B. durch Wärmeausdehnung automatisch zu kompensieren und damit die Genauigkeit zu verbessern.In a defined phase, e.g. in the resting phase before the end of the actual Dosierhubs, the position value for this phase can be determined and stored in a reference memory. During the active movement phase then the position values relative to the previously determined Reference value processed. By this method, it is possible production-related Mounting deviations of the rest position and shifts during the Operating e.g. by thermal expansion compensate automatically and thus improve the accuracy.
• Kompensation von Skalierungsfehlern• Compensation of scaling errors
Bei einer erweiterten Alternative kann durch Anfahren zweier oder mehrerer bekannter Positionen, hier Referenzpositionen genannt, die Skalierung des Positionssensors ab geglichen werden. Dies kann einmalig im Zuge des Produktions- bzw. Prüfverfahrens oder auch wiederkehrend im Betrieb geschehen.at An extended alternative can be achieved by starting two or more known positions, here called reference positions, the scaling of Position sensors are compensated. This can be unique in the course of the production or testing procedure or recurring in operation.
Im ersten Fall können die Referenzpositionen durch externe Einrichtungen, z.B. Raststellungen oder externe Messeinrichtungen, vorgegeben werden. Aus den in diesen Referenzpositionen gemessenen Positionswerten kann zusammen mit der Kenntnis über die wirkliche Lage der Referenzpositionen ein Korrekturwert für die Skalierung des Positionssensors abgeleitet und für die weitere Verarbeitung gespeichert werden.in the first case can the reference positions by external devices, e.g. detent positions or external measuring devices. Out of those in these Reference positions measured position values can together with of knowledge about the actual position of the reference positions a correction value for the scaling derived from the position sensor and for further processing get saved.
Im zweiten Fall des wiederkehrenden Skalierungsabgleichs sind bekannte Positionen, z.B. mechanische Anschläge oder Referenzsignale von weiteren vorhandenen Einrichtungen zur Positionserfassung notwendig. Befindet sich die Membran während des Betriebs an einer solchen bekannten Position, kann aus dem an dieser Stelle gemessenen Positionswert ebenfalls ein Korrekturwert für die Skalierung des Positionssensors abgeleitet und für die weitere Verarbeitung gespeichert werden.in the The second case of recurrent scaling adjustment is known Positions, e.g. mechanical stops or reference signals from Further existing devices for position detection necessary. Is the membrane during the Operating on such a known position, can from the on this If the measured position value is also a correction value for the scaling derived from the position sensor and for further processing get saved.
• Kompensation der optischen Empfindlichkeitsparameter• Compensation of the optical sensitivity parameters
In einer erweiterten Ausführung können die Helligkeitswerte der voll beleuchteten Pixels dazu herangezogen werden, um einen repräsentativen Wert für die Beleuchtungsstärke zu ermitteln. Hierzu kann beispielsweise aus einer geeigneten Gruppe von Pixels der Mittelwert der Helligkeit gebildet werden. Anhand der ermittelten Beleuchtungsstärke kann die Belichtung so gesteuert werden, dass die zur Verfügung stehenden Wertebereiche optimal ausgenutzt werden; beispielsweise kann die Lichtquelle in ihrer Helligkeit oder ihrer Einschaltdauer so gesteuert werden, dass die Beleuchtungsstärke der voll beleuchteten Pixels wenig unterhalb der Übersteuerungsgrenze des CCD-Bausteins liegt. Bei jedem Messdurchgang wird dann die Beleuchtungsstärke anhand der Verhältnisse des vorangegangenen Durchgangs so korrigiert, dass sich eine gleitende Anpassung der Belichtungsparameter an eventuelle Veränderungen von Bauteileeigenschaften, z.B. aufgrund von Alterung, ergibt.In an extended version can the brightness values of the fully illuminated pixels are used be a representative Value for the illuminance to investigate. For this purpose, for example, from a suitable group of pixels the mean of the brightness are formed. Based the determined illuminance the exposure can be controlled so that the available Value ranges are optimally utilized; for example, the Light source in their brightness or their duty cycle so controlled be that the illuminance the fully lit pixels just below the overdrive limit of the CCD module is located. During each measurement, the illuminance is then determined the circumstances of the previous passage corrected so that a sliding Adjustment of the exposure parameters to possible changes of Component properties, e.g. due to aging.
• Kompensation von Verschmutzungen und Pixelabweichungen• Compensation of contamination and pixel deviations
In
einer erweiterten Ausführung
kann der mechanische Aufbau des Sensors so gestaltet werden, dass
in einer definierten Phase, z.B. in der Ruhephase vor Ablauf des
eigentlichen Dosierhubs, der komplette für den Arbeitsweg genutzte Pixelbereich oder
ein inte ressierender Teilbereich belichtet werden kann. Eine mögliche Ausführung ist
z.B., eine der Membran zugewandte Schattenkante
Natürlich sind für die CCD-Empfängerzeile auch zwei- oder mehrreihige Anordnungen möglich, um durch Redundanz eine erhöhte Sicherheit gegen Ausfälle, z.B. durch Verschmutzung, zu erreichen bzw. durch Mittelung die Messgenauigkeit zu erhöhen. Für besonders große Hublängen können zwei oder mehr CCD-Zeilen kombiniert werden, um den Messbereich über die Funktionsgrenzen einer einzelnen Zeile hinaus zu erweitern.Of course they are for the CCD receiver line too two- or multi-row arrangements possible to redundancy one increased Security against failures, e.g. by pollution, or by averaging the Increase measurement accuracy. For special size stroke can two or more CCD lines are combined to set the measuring range over the Extend the functional limits of a single line.
Die im Ausführungsbeispiel im Detail beschriebene Motordosierpumpe kann in einzelnen Bereichen und Anordnungen von Komponenten wie dem Motor, dem Getriebe, dem Exzenterantrieb und sonstigen Konstruktionsdetails von anderen Ausführungsvarianten abweichen. Wesentlich ist jedoch, dass die oszillierende Bewegung, die durch einen Antrieb erzeugt wird, mittels eines Positionssensors abtastbar ist, wobei der Positionssensor ein Istsignal abgibt, welches zur Position des Bezugselements und damit auch zu der des Verdrängungsorgans in einer festen Beziehung steht, so dass mithilfe dieses Wertes Kenntnis über den Bewegungsablauf des Verdrängungsorgans gewonnen wird.The in the embodiment described in detail motor metering pump can in some areas and arrangements of components such as the engine, the transmission, the Eccentric drive and other construction details of other variants differ. It is essential, however, that the oscillating motion, which is generated by a drive, scanned by means of a position sensor is, wherein the position sensor outputs an actual signal, which for Position of the reference element and thus also to that of the displacement element is in a committed relationship, so using that value Knowledge about the movement of the repressive organ is won.
- 11
- Exzentergehäuseeccentric housing
- 22
- Motor (Asynchronmotor)engine (Asynchronous motor)
- 33
- Gehäuserippenhousing ribs
- 44
- Bodenplattebaseplate
- 55
- Gehäusedeckelhousing cover
- 66
- Elektronik im Gehäusedeckelelectronics in the housing cover
- 77
- Verstellorganadjusting
- 88th
- HubverstellbolzenHubverstellbolzen
- 99
- Abdeckhaubecover
- 1010
- Steuerleitungencontrol lines
- 1111
- Getriebe (Untersetzungsgetriebe)transmission (Speed reducer)
- 1212
- Dosierkopfdosing
- 1313
- Membranmembrane
- 1414
- Einlassventilintake valve
- 1515
- Auslassventiloutlet valve
- 1616
- Dosierraummetering
- 1717
- Exzenterwelleeccentric shaft
- 1818
- Längsachselongitudinal axis
- 1919
- Schubstangepushrod
- 2020
- Schubbügelpush handle
- 2121
- Anlauffläche für ExzenterContact surface for eccentric
- 2222
- Exzenterträgerexcenter
- 2323
- Druckfeder (Rückholfeder)compression spring (Return spring)
- 2424
- Lagerscheibebearing disk
- 2525
- Bund für DruckfederFederation for compression spring
- 2626
- Buchse in LagerscheibeRifle in bearing disc
- 2727
- Buchse im HubverstellbolzenRifle in Hubverstellbolzen
- 2828
- Elektronikgehäuseelectronics housing
- 2929
- Leistungsschaltstufen für die MotoransteuerungPower switching stages for the motor Controller
- 3030
- Membrankern diaphragm core
- 3131
- Sensorträgersensor support
- 3232
- Empfänger, CCD-BausteinReceiver, CCD module
- 3333
- Lichtquellelight source
- 3434
- Ansteuerelektronikcontrol electronics
- 3535
- Schattenkante als Bezugselementshadow edge as a reference element
- 3636
- Positionssensorposition sensor
- 3737
- Differenziererdifferentiator
- 3838
- SollwertvorgabeSetpoint
- 3939
- Soll-Ist-VergleichTarget-performance comparison
- 4040
- PID-ReglerPID controller
- 4141
- Lage-KorrekturPosition correction
- 4242
- Verstärkeramplifier
- SVSV
- Schattenverlaufshadow History
- hH
- heller Bereichbrighter Area
- dd
- dunkler Bereichdark Area
- #58...#65# 58 ... # 65
- Zellen (Pixels) des CCD cell (Pixels) of the CCD
- HH
- Helligkeitswerte der Pixelsbrightness values the pixel
- HV H V
- Helligkeitswert der Vergleichsschwelle (VS)brightness the comparison threshold (VS)
- Hl H l
- Helligkeitswert des Pixels links vom Schnittpunkt mit der VS (linksseitiges Nachbarpixel)brightness of the pixel to the left of the intersection with the VS (left-hand neighbor pixel)
- ΔHl ΔH l
- Helligkeitsabstand des linksseitigen Nachbarpixels zum Helligkeitswert der Vergleichsschwellebrightness distance of the left-side neighboring pixel to the brightness value of the comparison threshold
- Hr H r
- Helligkeitswert des Pixels rechts vom Schnittpunkt mit der VS (rechtsseitiges Nachbarpixel)brightness of the pixel to the right of the intersection with the VS (right-hand neighbor pixel)
- ΔHr ΔH r
- Helligkeitsabstand des rechtsseitigen Nachbarpixels zum Helligkeitswert der Vergleichsschwellebrightness distance of the right-hand neighboring pixel to the brightness value of the comparison threshold
- Δxl Δx l
- Positionsabstand der Mittellinie des linksseitigen Nachbarpixels zum Schnittpunkt mit der VSposition distance the center line of the left-side neighboring pixel to the intersection with the VS
- Δxr Δx r
- Positionsabstand der Mittellinie des rechtsseitigen Nachbarpixels zum Schnittpunkt mit der VSposition distance the center line of the right-hand neighbor pixel to the intersection with the VS
- x1 x 1
- Abstand zwischen Schattenkante und CCD-Ebenedistance between shadow edge and CCD plane
- x2 x 2
- Abstand zwischen Schattenkante und Lichtquelledistance between shadow edge and light source
- x3 x 3
- Abstand zwischen CCD-Ebene und Lichtquelledistance between the CCD plane and the light source
- p1 p 1
- Arbeitsdruck p1 Working pressure p 1
- p2 p 2
- Arbeitsdruck p2 Working pressure p 2
- p3 p 3
- Arbeitsdruck p3 Working pressure p 3
- p4 p 4
- Arbeitsdruck p4 Working pressure p 4
- xT1 x T1
- Totbereich bei Arbeitsdruck p1 Dead zone at working pressure p 1
- xT2 x T2
- Totbereich bei Arbeitsdruck p2 Dead zone at working pressure p 2
- xT3 x T3
- Totbereich bei Arbeitsdruck p3 Dead zone at working pressure p 3
- xT4 x T4
- Totbereich bei Arbeitsdruck p4 Dead zone at working pressure p 4
- ss
- Tatsächliche Bewegung der Schattenkanteactual Movement of the shadow edge
- s's'
- Projizierte Bewegung der Schattenkanteprojected Movement of the shadow edge
- DD
- DosierleistungDosing capacity
- HLHL
- Mechanische Hublängemechanical stroke
- SGSG
- Stellgrößemanipulated variable
- KSGKSG
- Korrigierte Stellgrößecorrected manipulated variable
- MA(U,f)MA (U, F)
- Motoransteuerung (Spannung, Frequenz)motor Controller (Voltage frequency)
- k1k1
- Faktor für die positionsabhängige Lagekorrekturfactor for the position-dependent position correction
- k2k2
- Faktor für den Leistungsverstärkerfactor for the power amplifier
- k3k3
- Faktor für die Ableitung des Geschwindigkeitssignalsfactor for the Derivation of the speed signal
- xS x S
- Sollwert der Position des Verdrängungsorganssetpoint the position of the displacement element
- xI x I
- Istwert der Position des Verdrängungsorgansactual value the position of the displacement element
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011101119A1 (en) * | 2010-02-18 | 2011-08-25 | Grundfos Management A/S | Dosing pump unit and method for controlling a dosing pump unit |
WO2011117199A1 (en) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | Prominent Dosiertechnik Gmbh | Method for controlling and/or regulating a metering pump |
DE102016108020A1 (en) * | 2016-04-29 | 2017-11-02 | Polyplan Gmbh Polyurethan-Maschinen | Function block for a polyurethane system |
EP3358185A1 (en) * | 2017-02-03 | 2018-08-08 | Okenseiko Co., Ltd. | Diaphragm pump |
WO2019233850A1 (en) * | 2018-06-06 | 2019-12-12 | Prominent Gmbh | Dosing pump with linear motor |
CN113145008A (en) * | 2020-01-23 | 2021-07-23 | 卓越有限公司 | Method for mixing aqueous solutions |
DE102022115955A1 (en) | 2022-06-27 | 2023-12-28 | Prominent Gmbh | Dosing pump with stroke adjustment |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0536113B1 (en) * | 1989-06-01 | 1995-04-26 | Papst Licensing GmbH | Motor or position transducer |
DE19532037C1 (en) * | 1995-08-31 | 1996-12-19 | Eberhard Mayer | Control of pump-compressor with separately controlled suction and pressure valves |
DE69030881T2 (en) * | 1989-10-20 | 1997-09-18 | Pulsafeeder Inc., Rochester, N.Y. | COMPUTER-CONTROLLED MEASURING PUMP |
DE10322868A1 (en) * | 2003-05-21 | 2004-12-16 | Lang Apparatebau Gmbh | Method for controlling a diaphragm or piston pump operated by an electric motor driven eccentric |
-
2005
- 2005-08-19 DE DE202005013090U patent/DE202005013090U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0536113B1 (en) * | 1989-06-01 | 1995-04-26 | Papst Licensing GmbH | Motor or position transducer |
DE69030881T2 (en) * | 1989-10-20 | 1997-09-18 | Pulsafeeder Inc., Rochester, N.Y. | COMPUTER-CONTROLLED MEASURING PUMP |
DE19532037C1 (en) * | 1995-08-31 | 1996-12-19 | Eberhard Mayer | Control of pump-compressor with separately controlled suction and pressure valves |
DE10322868A1 (en) * | 2003-05-21 | 2004-12-16 | Lang Apparatebau Gmbh | Method for controlling a diaphragm or piston pump operated by an electric motor driven eccentric |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102762860B (en) * | 2010-02-18 | 2015-12-16 | 格伦德福斯管理联合股份公司 | The method of metering pump unit and control metering pump unit |
EP2362100A1 (en) | 2010-02-18 | 2011-08-31 | Grundfos Management A/S | Metering pump aggregate and method for controlling same |
US10054117B2 (en) | 2010-02-18 | 2018-08-21 | Grundfos Management A/S | Dosing pump unit and method for controlling a dosing pump unit |
CN102762860A (en) * | 2010-02-18 | 2012-10-31 | 格伦德福斯管理联合股份公司 | Dosing pump unit and method for controlling a dosing pump unit |
WO2011101119A1 (en) * | 2010-02-18 | 2011-08-25 | Grundfos Management A/S | Dosing pump unit and method for controlling a dosing pump unit |
JP2013519830A (en) * | 2010-02-18 | 2013-05-30 | グルンドフォス マネージメント アー/エス | Metering pump device and method for controlling metering pump device |
CN102859196B (en) * | 2010-03-24 | 2016-05-04 | 卓越有限公司 | For controlling and/or regulate the method for measuring pump |
WO2011117199A1 (en) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | Prominent Dosiertechnik Gmbh | Method for controlling and/or regulating a metering pump |
RU2558172C2 (en) * | 2010-03-24 | 2015-07-27 | Проминент Гмбх | Method for control of dosing pump and/or regulation of dosing pump |
JP2013522537A (en) * | 2010-03-24 | 2013-06-13 | プロミネント ドジールテフニーク ゲーエムベーハー | Method for controlling and / or adjusting metering pump |
CN102859196A (en) * | 2010-03-24 | 2013-01-02 | 卓越剂量技术有限公司 | Method for controlling and/or regulating a metering pump |
AU2011231775B2 (en) * | 2010-03-24 | 2014-05-08 | Prominent Gmbh | Method for controlling and/or regulating a metering pump |
DE102016108020A1 (en) * | 2016-04-29 | 2017-11-02 | Polyplan Gmbh Polyurethan-Maschinen | Function block for a polyurethane system |
EP3358185A1 (en) * | 2017-02-03 | 2018-08-08 | Okenseiko Co., Ltd. | Diaphragm pump |
US10550832B2 (en) | 2017-02-03 | 2020-02-04 | Okenseiko Co., Ltd. | Diaphragm pump |
WO2019233850A1 (en) * | 2018-06-06 | 2019-12-12 | Prominent Gmbh | Dosing pump with linear motor |
US11592324B2 (en) | 2018-06-06 | 2023-02-28 | Prominent Gmbh | Dosing pump with linear motor |
CN113145008A (en) * | 2020-01-23 | 2021-07-23 | 卓越有限公司 | Method for mixing aqueous solutions |
EP3855277A1 (en) * | 2020-01-23 | 2021-07-28 | ProMinent GmbH | Process for mixing aqueous solutions |
US11980861B2 (en) | 2020-01-23 | 2024-05-14 | Prominent Gmbh | Method of mixing aqueous solutions |
DE102022115955A1 (en) | 2022-06-27 | 2023-12-28 | Prominent Gmbh | Dosing pump with stroke adjustment |
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