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Schlauch um 0 mit einstellbarer Pördermen 0 Die Erfindung betrifft
eine Schlauchpumpe, welche vorzugsweise zum Dosieren und Fördern von Flüssigkeiten
und Gasen in kleinen Mengen dient, mit einstellbarer Fördermenge pro Umdrehung des
Pumpenrotors. Zum genauen Dosieren von Flüssigkeiten oder Gasen sind Schlauchpumpen
auf Grund ihres einfachen Aufbaues und der Tatsache, daß das zu fördernde Medium
nur mit dem Schlauch in Berührung kommt, besonders geeignet. In der chemischen Industrie,
der klinischen Chemie, der Kunststoffverarbeitung, der Nahrungamittel- und Getränkeindustrie
usw. werden von der Dosiertechnik verschiedene Aufgaben gelöst, Zudosieren kleiner
Beigaben zu großen Strömen, kontinuierliches Mischen von Plüssigkeiten zur Regelung
der Konzentration in Pd'rderstrdmen, Chargendosierung fester Flüssigkeitsvolumina,
pulsationefreie Dosierung sehr kleiner Mengen im Mikroliterbereich, Dosierung von
Suspensionen mit Peststoffanteilen.
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Bekannt sind Schlauchpumpen zum Dosieren nach dem Schlauchabquetschprinzip,
die so gesteuert werden, daß bei einem Dosiervorgang der Pumpenmotor Jeweils ein
oder mehrere vollständige Umdrehungen ausführt. In diesem Palle wirken sich die
Schwankungen der rdrdergeschwindigkeit nicht auf die Dosiergenauigkeit aus. Das
dosierbare Volumen ist in diesem Falle nicht kontinuierlich wählbar, sondern beträgt
das Ein- oder Mehrfache des bei einer Rotorumdrehung dosierten Volumens. Das ibquetschen
der Schläuche wird dabei in mehreren Varianten realisiert: - Ähnlich wie bei Wälzlagern,
wobei der Schlauch zwischen den Rollen und der Rollfläche gehalten wird, werden
die Abquetschrollen von einer zentralen Antriebseinheit bewegt - Die Schläuche werden
durch eine Wippe, die unter dem Pumpen rad angebracht ist, angedrUckt. Die Anzahl
der der lndruckrollen am Pumpenrad kann verändert werden.
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- Durch mehrere Stempel, die nacheinander periodisch gegen den Schlauch
gedrUckt werden, wird eine ibquetsohung erreicht.
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Der Antrieb der Stempel erfolgt ueber ins Nockenwelle durch Getriebemotoren.
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Durch das periodische Abquetschen der Schläuche treten Schwankungen
der Fördergeschwindigkeit auf. Durch diese treten Dosierfehler auf. Diese Schwankungen
sind periodisch und wiederholen sich bei Jeder Umdrehung des Pumpenrotors. Sie sind
prinzipbedingt und können nur auf ein Minimum reduziert werden Zur Änderung des
pro Umdrehung zu fördernden Volumens ist ein Auswechseln des eingelegten Schlauches
gegen den eines anderen Querschnittea erforderlich. Diese Art der Änderung der Dosiermenge
ist umständlich, und auf Grund der Fertigungstoleranzen der Schläuche ist ea auf
diese Weise nicht möglich, ein gewunsohtes Volumen;exakt zu erreichen und zu reprodusieren.
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Bei den bekannten Verfahren ist desweiteren eine Änderung der Fördermenge
durch Variation der Motordrehzahlen möglich. Diese Änderung wird im allgemeinen
durch Getriebewechsel erreicht.
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Diese Art der Anderung der Fördermenge ist ebenfalls sehr umständlich.
Der Einsatz stufenlos regelbarer Getriebe ist zu aufwendig und erfordert viel Platz.
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Zweck der Erfindung ist es, eine einfache Methode der Änderung des
zu dosierenden Volumens zu iinden, die ein Wechseln des Schlauches nicht erforderlich
macht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bei einer Umdrehung
des Pumpenrotors geförderte Volumen durch Änderung der Einwirkung der Abquets=helemente
auf den Schlauch einstellbar zu machen* Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch
gelöst, daß durch eine Veränderung des Verhältnisses vom abgequetschten zum nicht
abgequetschten Teil der berollten Länge des Schlauches eine definierte Veränderung
der Fördermenge pro Umdrehung des Pumpenrotors herbeigeführt wird. Bei gleicher
Rollenzahl wächst dieses Verhältnis mit dem Rollendurchmesser der Rollen. Je größer
der Rollendurchmesser ist, deato größer ist der abgequetschte Teil und damit umso
kleiner das pro Umdrehung dosierte Volumen.
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Ein Antriebsglied ist über Gelenke mit einem Rollenträger so verbunden,
daß zwei Gelenke einen festen definierten Abstand zum Antriebsglied aufweisen, während
der Abstand des dritten Gelenkes mit Hilfe eines Einstellelementes verändert werden
kann.
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Die Rollen des Rollenträgers drUcken über ein gegen Drehung gesichertes
Abquetschelement auf den Schlauch.
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Das Abquetschelement führt bei der Drehung eine reine Taumelbewegung,
deren Größe einstellbar iet, aus.-Entsprechend der Amplitude der Taumelbewegung
wird das Verhältnis vom abgequets¢hten zum nicht abgequetschten Teil der gerollten
Länge des Schlauches geändert. Die Elastizität des Schlauches sorgt dafUr, daß ständig
Kontakt zwischen Abquetschelement und Rollen vorhanden ist. Der Taumelwinkel wird
nur so groß gemacht, daß der der Abquetschstolle gegenüberliegende Teil des Schlauches
gerade vollständig geöffnet ist - dieser Zustand führt die für einen bestimmten
Schlauchdurchmeser maximale Fördermenge herbei -um Jederzeit eine sichere Anlage
des Abquetschelementes an den Rollen und damit eine definierte Lage zu gewährleisten.
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Die erfindungsgomäße Lösung garantiert den Aufbau einer Schlauch pumpe
mit einstellbarer Fördermenge mit einem Minimum an Aufwand und Raumbedarf. In weiten
Grenzen kann die Pördermenge, ohne Schlauchwochsel variiert werden. Der Einsatz
komplizierter Getriebe entfällt. Durch die Einstellbarkeit werden die Dosierfehler,
die durch Toleranzen der Schlauchdurchmesser entstehen, völlig eliminiert. Die Genauigkeit
der Einstellbarkeit der Fördormenge ist hoch und sehr gut reproduzierbar. Diese
Art der Einstellung ermöglicht den Einsatz der Pumpe als Automatisierungebaustein
in Regelkreisen. Mit der orfindungegemäßen Lösung ist es erstmalig möglich, allen
genannten Problemen der Dosiertechnik gerecht su werden. Die Art der Schlauchabquetschwung
garantiert eine sehr hohe Lebensdauer der Schläuche. Die principbedingte Pulsation
der Schlauchpumpe ist äußerst gering, wenn mit zwei um einen bestimmten Winkel versetzten
Schläuchen, die in einem Pumpenkopf betrieben werden, gearbeitet wird.
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An einem Ausführungsbeispiel soll die erfindungsgemäße Lösung näher
erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: Darstellung des
Abquetschprinzips schematisch Fig. 2. DrauSsicht von Fig. 1 Die drehende Bewegung
des Antriebsgliedes 2 (Fig. 1) wird über die mit diesem verbundenen Kugeln 4 und
die Kugel der Stellschraube 1, die in die Kugelpfannen 10 vom Rollenträger 3 eingreifen,
auf diesen übertragen. Im Rollenträger 3 sind drei Rollen 5 gelagert, durch die
das Abquetschelement 8 gegen den in is gestellfeste Gegendruckstück 9 in eine ringförmige
Nut eingelegten Schlauch 7 gepreßt wird. Durch Verstellen der mit einer Skala versehenen
Stellschraube 1 wird der Rollenträger 3 um die durch die Kugelmittelpunkte der beiden
Kugeln 4 definierte Achse geschwenkt. Der Abstand dieser Achse von der Drehachse
des Antriebsgliedes ist gleich dem Radius des Schlauchringes. Das Abquetschelement
8 ist durch einen Haltestift 6, der in einen Schlitz des Gegendruckstückes 9 eingreift,
gegen Drehung gesichert und kann somit nur eine reine Taumelbewegung ausführen.
Voraussetzung für das Zustandekommen einer Taumelbewegung ist, daß gleichzeitig
mit dem vermittels der Stellschraube bewegten Schwenkens des Rollenträgers 3, die
durch die drei Berührungspunkte der Rollen 5 und dem Abquetschelement 8 definierte
Ebene um die genannte Achse geschwenkt wird, so daß die genannte Ebene nicht rechtwinklig
zur Drehachse des Antriebsgliedes liegt, Die Mitte des abgequetschten Bereiches
des Schlauchringes liegt unter der genannten Schwenkachse.
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Ist nun der der Abquetschstelle gegenüberliegende Teil des Schlauches
gerade geöffnet, dann ist die abgequetschte Strecke des Schlauches am kleinsten
und somit die geförderte Menge pro Umdrehung am größten. Macht man durch Hineindrehen
der Stellschraube 1 den Taumelwinkel gleich Null, dann ist der Schlauch entlang
des gesamten Ringes abgequetscht, dann ist die Fördermenge pro Umdrehung gleich
Null.
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Aufstallung der verwendeten Bezugszeichen 1 Einstellelement/Stellschraube
2 Antriebsglied 3 Rollenträger 4 Kugel 5 Rolle 6 Haltestift 7 Schlauch 8 Abquetschelement
9 Gegendruckstück 10 Kugelpfannen