DE2223354A1 - METHOD AND DEVICE FOR SMOOTHING THE PUMPING PERFORMANCE OF PERISTAL PUMPS - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR SMOOTHING THE PUMPING PERFORMANCE OF PERISTAL PUMPSInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtungen zur GläVttung der Förderleistung von Schiauchpumpen.Methods and devices for smoothing the delivery rate of hose pumps.
Die Erfindung, ein Zusatz zum Gegenstand der Hauptpatenfcanmeldung P 19 51 347.I , betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Glättung der Förderleistung von Schlauchpumpen, bei denen ein Schlauch aufeinanderfolgend mit Hilfe einzelner, auf den Schlauch mit einer klemmenden oder rollenden Bewegung einwirkender Pump- oder Sperrorgane (Rollen, quetschende Stempel) so beeinflußt wird, daß während einer Zeitdauer eine bestimmte Substanzmenge durch ein, in Förderrichtung gesehen, hinteres und ein vorderes Pump- oder Sperrorgan vorübergehend in einem Abschnitt des Schlauches eingeschlossen, durch geeignete Bewegung derselben weitergefördert und anschließend durch Abheben des vorderen Pump- oder Sperrorgans vom Schlauch mit der vorher auf gleiche Weise vorausgeförderten Substanz in Verbindung gebracht wird.The invention, an addition to the subject of the main patent scan message P 19 51 347.I, relates to methods and devices for smoothing the Delivery rate of peristaltic pumps in which one hose is consecutive with the help of individual pumping or blocking devices (rollers, squeezing) acting on the hose with a clamping or rolling movement Stamp) is influenced so that during a period of time a certain amount of substance through a, seen in the conveying direction, rear and a front pumping or blocking member temporarily enclosed in a portion of the hose, conveyed further by suitable movement thereof and then by lifting the front pumping or blocking element from the hose with the one previously conveyed in advance in the same way Substance is associated.
In der Hauptpatentanmeldung ist u.a. das Pumpen einer Substanz mittels, einer Schlauchpumpe beschrieben. Bei diesem Verfahren wird die ungleichmäßige Pumpleistung durch Überlagerung einer von einer besonderen pumpfähigen Vorrichtung erbrachten Pumpieistung in eine gleichmäßige Pumpleistung verwandelt. Zu diesem Zweck wird bei dem betreffenden Verfahren vorgeschlagen, den Schlauch längs eines vor dem Ausgang der Pumpe liegenden Abschnittes abwechselnd durch einen gegen den Schlauch seitlich einwirkenden, beispielsweise von einer Nockenscheibe gesteuerten Quetschstempel zu verengen und sich wiederum ausdehnen zu lassen. Auf diese Weise wird das durch das Abheben der Rollen oder ähnlichen Pumporgane verursachte Pulsieren in der Förderleistung dieser Pumpen vermieden. In the main patent application, among other things, the pumping of a substance by means of a peristaltic pump described. In this method, the uneven pump output is caused by superimposing one of a special pumpable device provided pumping power in a uniform Transformed pump performance. To this end, the relevant procedure suggested alternating the hose along a section located in front of the outlet of the pump by a side against the hose acting, for example controlled by a cam disk To constrict the compression die and to allow it to expand again. on In this way, the pulsation in the delivery rate of these pumps caused by the lifting of the rollers or similar pumping elements is avoided.
Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei höheren Druckwerten, auf die die Schlauchpumpen die Substanz fördern sollen, trotz Anwendung der in der Hauptpatentanmeldung beschriebenen Erfindung dennoch kleine und kurz andauernde, nicht immer vernachlassigbare Rückstöße der Substanz im Schlauch auftreten.However, it has been found that at higher pressures, on which the hose pumps are supposed to convey the substance, despite the application of the invention described in the main patent application, nevertheless small and brief, not always negligible recoils of the substance occur in the hose.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren, und Vorrichtungen für das Pumpen von Substanzen mittels Schlauchpumpen anrugeben, durch die auch diese störenden Ruckstöße vermieden werden können.It is the object of the present invention, methods and devices indicate for pumping substances using peristaltic pumps, by which these annoying jolting can also be avoided.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Druck der Substanznienge vor dem Abheben des vorderen Pump- oder Sperrorgans auf den im Raum der vorausgeförderten Substanz herrschenden Druck erhöht wird.To solve this problem, it is proposed that the pressure of the Substance tight before lifting the front pumping or blocking member the pressure prevailing in the space of the pre-conveyed substance increases will.
Durch dieses Vorgehen wird erreicht, daß beim Abheben des vorderen Pump- oder Sperrorgans kein Rückfluß von Substanz aus dem unter Druck stehenden Raum der vorausgeförderten Substanz in den rückwärtigen Abschnitt, des Schlauchinnenraumes stattfindet, da der Druck in der zwischen hinterem und vorderem Pump- oder Sperrorgan vorübergehend eingeschlossenen Substanzmenge vorher auf denselben Druck erhöht wird.This procedure ensures that when you lift off the front Pumping or blocking device no backflow of substance from the pressurized standing space of the pre-conveyed substance in the rear section, of the hose interior takes place because the pressure in the between rear and front pumping or blocking member temporarily enclosed amount of substance is previously increased to the same pressure.
Diese Erhöhung des Druckes kann einerseits vorteilhafterweise dadurch vorgenommen werden, daß ein von außen auf den zwischen dem hinteren und dem vorderen Pum,)- oder Sperrorgan befindlichen Schlauchabschnitt wirkender Druck während des Einyesuhlossenseins der Substanzmenge ausgeübt wird. Dieser von außen wirkende Druck kann mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch den Schlauch beeinflussen.This increase in pressure can be advantageous on the one hand be made that a hose section located between the rear and the front Pum,) - or blocking member from the outside acting pressure is exerted while the amount of substance is being eyed will. This external pressure can affect the hose mechanically, hydraulically or pneumatically.
Der Erfindungsgedanke kann andererseits auch in der Weise ausgeführt werden, daß der Druck durch Nachfordern weiterer Substanz in den unmittelbar hinter dem vorderen I1Um ρ - oder Sperrorgan befindlichen Schlauchabschnitt vor Abheben des vorderen Pump- oder Sperrorgans erhöht wird. Hierbei wird vor allem die Druckspeicherfähigkeit des elastischen Schlauchmaterials ausgenutzt.On the other hand, the concept of the invention can also be carried out in such a way that the pressure is increased by demanding further substance into the hose section located immediately behind the front I 1 Um ρ or blocking element before the front pumping or blocking element is lifted off. Above all, the pressure storage capacity of the elastic hose material is used here.
Als Vorrichtungen zur Durchführung der einzelnen Verfahren werden Schlauchpumpen der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, die durch einen den Schlauchabschnitt zwischen dem hinteren und dem vorderen Pu&m· oder Sperrogan einengenden Stempel oder eine mitlaufende, der- 3chlfuc;-·Peristaltic pumps of the type described at the outset are proposed as devices for carrying out the individual methods, which are carried out by a hose section between the rear and the front Pu & m or locking device restricting stamp or a follow-up, der- 3chlfuc; - ·
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abschnitt in ähnlicher Weise einengende Rolle gekennzeichnet sind.section are marked in a similar way restricting role.
Insbesondere bei einer für verschiedene Druckerhöhungen geeigneten Vorrichtung ist es vorteilhaft, wenn ein hinter dem hinteren Pump- oder Sperrorgan auf den Schlauch einwirkendes weiteres Pump— oder Sperrorgan vorgesehen ist, welches, vor Einschließen der Substanzmenge infolge Eingriffes des hinteren Pump- oder Sperrorgans, durch eine geeignet rasche Bewegung weitere Substanz in den Schlauchinnenraum unmittelbar hinter dem vorderen Pump- oder Sperrorgan nachfördert.Especially with one suitable for different pressure increases Device, it is advantageous if a further pumping or blocking element acting on the hose behind the rear pumping or blocking element is provided which, before including the amount of substance as a result Intervention of the rear pumping or blocking element, further substance directly into the inner space of the tube by a suitably rapid movement replenished behind the front pumping or blocking element.
Ebenso vorteilhaft ist eine Schlauchpumpe der genannten Art, welche gekennzeichnet ist durch ein hinter dem hinteren Pump- oder Sperrorgan mit dessen Geschwindigkeit mitlaufendes zusätzliches Pump- oder Sperrorgan und einen Stempel, der den Schlauchabschnitt zwischen dem zusätzlichen uni dem hinteren Pump- oder Sperrorgan, vor Einschließen der Substanzmenge infolge Eingriffes des hinteren Pump- oder Sperrorgans, einengt, oder eine mitlaufende, denselben Schlauchabschnitt in ähnlicher Weise einengende Rolle.A hose pump of the type mentioned, which is characterized by an additional pumping or blocking element running behind the rear pumping or blocking element at its speed, and a plunger which separates the hose section between the additional uni the rear pumping or blocking element, before the amount of substance is enclosed as a result of the intervention of the rear pumping or blocking element, or a co-rotating roller that constricts the same hose section in a similar manner.
In Verbindung mit der in der llauptpatentanmeldung beschriebenen Erfindung können durch diese Maßnahmen nun auch Schlauchpumpen den hohen Anforderungen entsprechen, die in vielen Anwendungsgebieten beispielsweise beim Förderen empfindlicher Substanzen in der biochemischen, medizinischen und pharmazeutischen Forschung und Industrie an die verwendeten Verdrängerpumpen gestellt werden müssen.In connection with that described in the main patent application Invention, by means of these measures, peristaltic pumps can now also meet the high demands that are made in many areas of application, for example in conveying sensitive substances in biochemical, medical and pharmaceutical research and industry the displacement pumps used must be provided.
Die Erfindung wird an Hand von Beispielen und mit Hilfe der schematischen Darstellung in der Zeichnung nachfolgend näher erläutert. Von den Figuren zeigenThe invention is illustrated by examples and with the aid of the schematic Representation in the drawing explained in more detail below. From the figures show
Fig. 1 eine erfindungsgemaße Schlauchpumpe,1 shows a hose pump according to the invention,
Fig. 2 den Ablauf des mit dieser Schlauchpumpe durchführbaren Pumpverfahrens, wobei der in der Pumpe ausgelegte Schlauch wegen besserer Übersichtlichkeit in gerader Ausstreckung gezeigt ist.2 shows the sequence of the pumping process that can be carried out with this peristaltic pump, The hose laid out in the pump is shown in a straight extension for better clarity is.
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Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße Schlauchpumpe,3 shows a further hose pump according to the invention,
Fig. k den Ablauf des mit der in Fig. 3 gezeigten Schlauchpumpe durchführbaren Verfahrens,FIG. K shows the sequence of the method that can be carried out with the hose pump shown in FIG. 3,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend den Darstellungen in Fig. 2 und h, 5 shows a further embodiment of the method according to the invention corresponding to the representations in FIGS. 2 and h,
Fig. 6 Beispiel für eine verstellbare Ausführungsform eines Teilstückes der Erfindung.6 shows an example of an adjustable embodiment of a section the invention.
Die in Fig. 1 dargestellte Schlauchpumpe weist, einen im Gehäuse 1 ausgelegten Schlauch 2 auf. Bei dieser Pumpe dienen zwei Rollen 3 und 'i als vorderes bzw. hinteres Pump- oder Sperrorgan. Außer diesen Hollen wirken auf den Schlauch ein Stempel rj und als weiteres Pump- oder Sperrorgcin b eiiif veitare Rolle b . Der Antrieb für die Bewegungen der Rollen und d'?i< Stempels erfolgt über die Achsen 7, P und 9. Mit 10 ist der unter einem gewissen Druck stehende Raum der von der Pumpe bereits vorausgeforderten Substanz bezeichnet. Mit 11 ist der hinter der vorderen Rolle 3 befindliche Schlauchabschnitt benannt, in dem eine bestimmte Substanzmenge während einer gewissen Zt-i tdauer /wischen der hinteren '* und der vorderen Holle 3 eingeschlossen ist. Der Stempel 5 wirkt im Schlauchbereich 12 zwischen der weiteren Rolle () und der hinteren Rolle 4 auf den Schlauch 2 ein.The hose pump shown in FIG. 1 has a hose 2 laid out in the housing 1. In this pump, two rollers 3 and 'i serve as the front and rear pumping or blocking elements. Besides these Hollen act on the hose a punch r j and as a further pump or Sperrorgcin b eiiif veitare role b. The drive for the movements of the rollers and the ram takes place via the axes 7, P and 9. The space under a certain pressure of the substance which has already been demanded by the pump is designated by 10. The hose section located behind the front roller 3 is designated with 11, in which a certain amount of substance is enclosed during a certain period of time / between the rear and the front cover 3. The punch 5 acts on the hose 2 in the hose area 12 between the further roller () and the rear roller 4.
Fig. 2 stellt j ti einzelnen Schritten a bis 1 den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, das sich mit der in Fig. 1 abgebildeten Schlauchpumpe durchführen läßt. Die Rolle 3 treibt durch ihren Vorlauf Substanz ir. ien Raun 10 und saugt zudem Substanz aus dem rückwärtig liegenden Teil des Schlauches 2 nach (Schritt a) . Sodann klemmt die in diesem Beispiel mit gleicher Geschwindigkeit wie der der Rolle 3 mitlaufende weitere Rolle <> den Schlauch 2 ab, wodurch eine bestimmte Substanzmengt, welche vorher unter dem NacJisaugdruck stand, zwischen der Rolle b und der vorderen Holle 3 im Schlauch eingeschlossen wird (b). Von Schritt b bis Schritt f engt der Stempel 5 den Schlauch im Bereich 12, ohne ihn abzusperren, soweit ein, bis der Druck im Schlauchabschnitt Il auf den Wert angestiegen ist, der im Raum 10 herrscht. InzwischenFIG. 2 shows the individual steps a to 1 of the sequence of the method according to the invention, which can be carried out with the hose pump shown in FIG. The roller 3 drives substance into the space 10 through its forward movement and also sucks in substance from the rearward part of the hose 2 (step a). Then the other roller, which in this example runs at the same speed as that of roller 3, clamps off the hose 2, whereby a certain amount of substance, which was previously under the suction pressure, is trapped between the roller b and the front hollow 3 in the hose ( b). From step b to step f, the plunger 5 constricts the hose in the area 12 without blocking it until the pressure in the hose section II has risen to the value that prevails in the space 10. In the meantime
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greift die hintere Rolle h am Sehlaich 2 ein und schließt die Substanzmenge im Schlauchabschnitt 13 nach rückwärts ab (f). Ab Schritt h heben Rolle 6 und Stempel 5 wieder vom Schlauch 2 ab, Etwa zur gleichen Zeit stellt die vordere Roll»· 1 durch Abheben vom Schlauch 2 die Verbindung zwischen der Sub:-tanz menge und der bereits voraus ge förderten Substanz her (h). Wegen der vorher durchgeführten Druckangleichimg findet kein Rückfluß von Substanz aus deji Raum 10 in den Schlauchabschnitt 11 statt.the rear roller h engages on the sight spawn 2 and closes off the amount of substance in the hose section 13 to the rear (f). From step h onwards, roller 6 and plunger 5 lift off the hose 2 again ). Because of the pressure equalization carried out beforehand, there is no backflow of substance from the space 10 into the hose section 11.
Die in Fig. 3 dargestellte Schlauchpumpe, von der nur die wesentlichsten Einzelteile gezeigt sind, veisi zwei je./eiis zwischen den Sollen k und 3 auf den Schlauch einwirkende, mitlaufende Druckrollen 17 und 18 auf, deren Achsenabstanti von der Achse 7 beispielsweise durch eine nicht dargestellte Nockeneinrichiung verändert werden kann. Hierdurch können die Druckrollen während ih·» Ei ngeseh losseri.se ins der Subs Um/menge die erf indungsgeiiiälJ erforderliche Druckerhöhung bewirken. Dieses Vorgehen ist, in Fig. 4 in der gleichen Weise vereinfacht dargestellt, wie die Funktionsweise der in Fig. 1 abgebildeten Pumpe in der Fig. 2 veranschaulicht ist·. Den bei der in Fig. 1 dargestellten Pumpe durch das gemeinsame Ablieben der vorderen' Rolle 3 und der Druckrolle 17 verursachten Substanz verschiebungen im Schlauch wird vorteilhaft gemeinsam durch die in der Hauptpai,entanmeldung beschriebenen Maßnahmen begegnet, d.h. beispielsweise durch die entsprechende Steuerung der Bewegung des dort beschriebenen Quetschstempels, der kompensierend auf den Raum 10 einwirkt.The peristaltic pump shown in Fig. 3, of which only the most essential individual parts are shown, veisi two je./eiis between the should k and 3 acting on the hose, co-rotating pressure rollers 17 and 18, whose axis spacing from the axis 7, for example by a Nockeneinrichiung not shown can be changed. As a result, the pressure rollers can bring about the pressure increase required according to the invention while they are running loose. This procedure is shown in simplified form in FIG. 4 in the same way as the mode of operation of the pump shown in FIG. 1 is illustrated in FIG. The substance displacements in the hose caused in the pump shown in FIG. 1 by the joint failure of the front roller 3 and the pressure roller 17 are advantageously counteracted jointly by the measures described in the main application, ie, for example, by appropriately controlling the movement of the The pinch stamp described there, which has a compensating effect on the space 10.
Mit einer Schlauchpumpe, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, kann eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden. Zur Erläuterung dieses Verfahrens dient Fig.5 · Die hintere 4 and die vordere Rolle J arbeiten wie oben beschrieben. Die als zusätzliches Pump- oder Sperrorgao dienende Rolle b fördert vermöge ihres Eisigriffes am Schlauch 2 und ihrer höheren Vorschubgeschwindigkeit vor dam Einschließen der Substanzmenge infolge Eingriffes dar hinteren Rolle h A further variant of the method according to the invention can be carried out with a hose pump, as shown in FIG. 1. This procedure is illustrated in Fig. 5 · The rear 4 and the front roller J work as described above. The roller b , which serves as an additional pumping or blocking mechanism, promotes by virtue of its ice grip on the hose 2 and its higher feed speed before the amount of substance is enclosed as a result of the intervention of the rear roller h
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weitere Substanz in den Schlauehabsi viin ι 1.ι zwischen hinterer '; und vorderer Rolle 3 nach vodiu'eii rfich dort der Druck in de" iswiiiii eh ten Weise erhöht. Die Druckerhchurii kau π auf Ή -se Weise über eine Geschwind igke i tea teuerung ei ^r Bivejiun^ der .iuöät ζ I ί -hen RoIIf U und durüberhi uaus durch einen - hisr al 1 e rd uiiis nicht, no ;*2üd igen. red„eh ergänzend ein· set ?.b.iren - SteüipM 3 i "- weiten (ί ·■ ;■ η ζ <"; π durchgeführt, werk:!*.further substance in the Schlauehabsi viin ι 1. ι between rear '; and the front roll 3 after vodiu'eii rfich there the pressure in de "iswiiiii eh th way. The Druckerhchurii buy π in Ή -se way about a speed i tea increase of a Bivejiun ^ der .iuöät ζ I ί -hen RoIIf U and durüberhi uaus by a - hisr al 1 e rd uiiis not, no; * 2üd igen. Red "eh complementary a · set? .B.iren - SteüipM 3 i" - widen (ί · ■; ■ η ζ <"; π performed, work:! *.
In Fig. ο ist verein i'aeht ei«; vers :e 1 lb:-i r<? Aus f lih ruinös f urin des in Fifi. 1 Lie;-ei{itar> Stempels rj und der ihn ^ t e\i- niden No ckent ι r· r ich i-u'ig ab·- ^ebildec. Eiii i;:i en»£: "o^er.jchii!.? zviptht:. de1: Punkten Λ und H versehener und u:n 'iiüoa Drehpunkt 1 "■ sea -ve η'^o a. "er liebe! wird \c.:i der Nooke;', scheibe Ib bewegt, v-.M'.-irch τ (Jen itecij^cl ". über eine Läiireüver.stellfci Ii richtung 14 and ?i rie i:i ihr in ver < ch ί ed er· er Ti eic feststellbare Zv i ■? c Ii i'iist anjre i "5 , -:eiit: -ieü -?(:«.!. av-ch 2 arückt cc<jr ihn vtn.. diüsan zurückzieht. Die \*>i:~. e diesis'* Auf- ur;<i Ajb^^-.^ur ü 1. > ;i i: sich durch Festlege des j'oüj'ei! Ge ienko.idr.:·) der Längen ve rs *:^i i einr icbtung I^ an best irder Stelle des Bo »"eng el» i i t zis bee m i'iu> «en , die La:ic der Endau,- schlafe des Stempels 5 durch Heraus- j der Here ι as t-h ; eben der Z wi schens tange Jl an der Läncenve-rste ί le i :> i1 ich t unj; i-'j. l'urcii 'me solche Anordnung läßt sich in einfacher Weise der Wert der er f Lndui:n;sjiemä;} vorj/fsohenen Druckerhöhung einstellen.In Fig. Ο one is united i'aeht ei «; verse: e 1 lb: -i r <? From f lih ruinous for the in Fifi. 1 Lie; -ei {itar> stamp r j and the him ^ t e \ i- niden No ckent ι r · r i i-u'ig ab · - ^ ebildec. Eiii i;: i en »£:" o ^ er.jchii!.? Zviptht:. De 1 : Points Λ and H provided and u: n 'iiüoa pivot point 1 "■ sea -ve η' ^ o a. "he love! is \ c.: i the Nooke; ', disk Ib moved, v-.M' .- irch τ (Jen itecij ^ cl". over a Läiireüver.stellfci Ii direction 14 and? i rie i: i you in ver <ch ί ed er · er Ti eic determinable Zv i ■? c Ii i'iist anjre i "5, -: eiit: -ieü -? (:«.!. av-ch 2 moves cc < j r withdraws him vtn .. diüsan. The \ *> i: ~. e diesis' * Auf- ur; <i Ajb ^^ -. ^ ur ü 1.>; ii: itself by fixing the j'oüj'ei! Ge ienko.idr.:·) of the lengths ve rs * : ^ ii Einr icbtung I ^ in best irder place of the Bo »" eng el »iit zis bee m i'iu>« en, the La: ic der Endau, - sleep of the stamp 5 by pulling out the here ι as th; just the intermediate tange Jl at the läncenve-rste ί le i:> i 1 i t unj; i-'j. l'urcii 'me such an arrangement can be simply set the value of the he f Lndui: n; sjiemä;} before the pressure increase.
Der Erf inciungsfiecianke schließt alle nhys ikai i s".h möglichen Verfahren und Vorrichtungen /α deren Darchführung ein, weiche eine Umkehrung der den ErfindungsgeJanicen verwendenden Vorgänge darsteilen, beispielsweise das Fördern - im Sinne eine» Do^ierens - einer Substanz von einem höheres, auf ein tieferes DruckniveauThe Erf inciungsfiecianke includes all nhys ikai i s ".h possible procedures and devices / α their implementation, soft a reversal of the processes using the inventions, for example the conveying - in the sense of a »dosing - of a substance of a higher, to a lower pressure level
". ,! ι c ; Γ; Π ".,! ι c; Γ; Π
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