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Hydraulische mengen- und druckregulierbare Kapsel-Pumpe Die Erfindung
bezieht sich auf eine hydraulische mengen- und druckregulierbare Kapsel-Pumpe9 vorzugsweise
£r eine dosierte Förderung von flüssigen, viskosen oder staubförmigen Medien mit
einem, in einem Gehäuse mit zylindrischen Innenraum gelagerten, durch einen Exzenter
antreibbaren zylindrischen Kolben kleineren Durchmessers als der Innenraum des Gehäuses,
mit einer, an der Gehäusewand angelenkten und an der Umfangs fläche des Kolbens
dicht anliegendens den Druckraum vom Ansaugraum trennenden Dichtungsklappe Es sind
hydraulische Kapsel-Pumpen zur Förderung von flüssigen, viskosen oder staubförmigen
Medien mit einem, in einem Gehäuse mit zylindrischen Innenraum gelagerten, durch
einen Exzenter antreibbaren zylindrischen Kolben kleineren Durchmessers als der
Innenraum des Gehäuses, mit eimers an der Gehäusewand angelenkten und an der Umfangsfläche
des Kolbens dicht anliegenden, den Druckraum vom Ansaugraum trennenden Dichtungsklappe
bekannt.
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Derartige Kapsel-Pumpen weisen jedoch den Nachteil auf, daß diese
als Dosier-Speisepumpen beispielsweise bei chemischen oder physikalischen Arbeitsprozessen
nur bedingt verwendbar sind, da die in der Zeiteinheit zu fördernde Menge nur schwer
und nicht exakt genug eingestellt werden kann, da beispielsweise eine Druckänderung,
d damit eine Mengenänderung des in der Zeiteinheit zu fördernden Mediums nur unvollkommen
oder durch ungenau zu kontrollierende Maßnahmen, wie beispielsweise durch Änderung
der Antriebsgeschwindigkeit des Kolbens, eingestellt werden kann. Insbeaondere ist
es nachteilig, daß bei derartig bisher bekannten Vorrichtungen eine selbsttätige
Mengenregelung des zu fördernden Mediums nicht möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufhabe zugrunde, eine derartige Kapsel-Pumpe
zu schaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist und mit der eine genau einstellbare
und sich selbsttätig regelnde in der Zeiteinheit erfolgende Mengenförderung ermöglich
wird, so daß die Kapsel-Pumpe als genaue Dosier-Speisepumpe auf den verschiedensten
Gebieten der Technik verwendet werden kann.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein den Druckraum mit dem Ansaugraum
verbindender Rückspeisungskanal mit mittels in diesem befindlichen Druckregler mit
selbsttätig einstellbaren Durchtrittsquerschnitt angeordnet ist und der Austrittskanal
mit einem Mengenregler versehen ist.
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Es ist vorteilhaft, wenn der Druckregler als Absperrorgan in Form
eines unter Federspannung einer einstellbaren Druckfeder stehenden, quer zur Längsachse
des Rückspeisekanals verschiebbaren Plungers gestaltet ist.
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Es ist günstig, wenn der am Austrittskanal der Kapsel-Pumpe angeordnete
Mengenregler in Form eines von Hand einstellbaren Drosselventils gestaltet ist.
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Es ist vorteilhaft, wenn zwei oder mehrere Kapsel-Pumpen, mit in voneinander
getrennten Innenräumen des Gehäuses auf exzentrisch gegeneinander versetzten Kurbelwellen
der gemeinsamen Antriebswelle gelagerten Kolben angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß ergibt sich der Vorteilj daß eine genaue Mengenregelung
auch bei unverändert bleibender Drehzahl mittels des als Absperrorgan wirkenden
Druckreglers ermöglicht wird und damit der Liefergrad und somit die in der Zeiteinheit
durchzusetzende Fördermenge genau einstellbar und selbsttätig regelbar ist, wobei
darauf hinzuweisen ist, daß es bei derartigen Pumpen für die Verwendung bei chemischen
oder physikalischen Prozessen weniger auf einen hohen Druck als auf die ganz genaue
Einhaltung einer voreingestellten Liefermenge ankommt.
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Die erfindungsgemäße Dosier-Pumpe kann bei chemischen oder physikalischen
Arbeitsprozessen, beispielsweise als Zubringerpumpe in der Lebensmittelchemie und
auch in der KunststoffundKunstdüngererzeugung sowie auch beim Bau von medizinischen
Apparaten beispielsweise für Herz-Lungenmaschinen, verwendet werden, bei denen eine
genaue Einstellung und selbsttätige Regelung der in der Zeiteinheit zu fördernden
Menge erforderlich ist.
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Es ist des weiteren vorteilhaft, daß die KapsEl-Pumpe auch bei den
verschiedensten Drehzahlen wartungsfrei arbeitet und für die Förderung sämtlicher
Flüssigkeiten sowie auch viskoser und staubförmiger Medien geeignet ist, da sie
trotz in den zu fördernden Medien vorhandenen Verunreinigungen oder Ablagerungen
störungsfrei zu arbeiten vermag.
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Es ist auch vorteilhaft, daß die Kapsel-Pumpe mit Leichtigkeit bei
Bedarf aus säurefestem Kunststoff oder aus Edelstahl herstellbar ist und somit auch
für die Förderung von Korrosionen bewirkenden Medien verwendbar ist.
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Durch die Kombination mehrerer Kapsel-Pumpen auf einer gemeinsamen
Welle und bei Anordnung der Exzenter in schwungausgleichender Form, ist es möglich,
verschiedenartige Medien bei jeweils einzel individuell regulierbarer Mengenleistung
zu fördern und hierbei alle Kapsel-Pumpen durch nur eine einzige Antriebsquelle
anzutreiben.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt.
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Es zeigt: Fig. 1 die men&en- und druckregulierbare hydraulische
Kapsel-Pumpe mit einem auf einer exzentrischen Antriebswelle gelagerten Kolben,
mit einem im Rückspeisungskanal angeordneten Druckregler, im Querschnitt; Fig. 2
die Kapsel-Pumpe gemäß Fig. 1 im Längsschnitt, nach der Linie 2-2 gemäß Fig,1 Fig.
3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Kapsel-Pumpe mit einem auf einem rotierenden
Exzenter gelagerten, innerhalb des Innenraumes des Gehäuses eine Taumelbewegung
ausführenden zylindrischen Kolben, mit einem gemäß Fig. 1 gestalteten Druckregler,
im Querschnitt; Fig. 4 die Kaspel-Pumpe gemäß Fig. 3 im Längsschnitt,' nach der
Linie 4-4 gemäß Fig.3 ; Fig. 5 eine Anordnung, bei der mehrere Kapsel-Pumpen auf
einer gemeinsamen angetriebenen Kurbelwelle angeordnet sind.
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ig 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 gemäß Fig.5.
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In einem Gehäuse 1 (Fig. 1> mit zylindrischem Innenraum 2 ist auf
einer sich zentrisch durch diesen Innenraum erstreckenden Antriebswelle 3 ein als
Rotor gestalteter zylindrischer Kolben 4 kleineren Durchmessers als der Durchmesser
des Innenraumes 2 exzentrisch gelagert. An der einen Seite dieses Innenraumes 2
ist im Gehäuse l eine Aussparung 5 vorgesehen, in welcher eine mit ihrem einen Ende
an der Umfangsfläche des Kolbens dicht anliegende und an diese durch den Druck des
zu fördernden Mediums dicht angepreßte mit ihrem anderen Ende mittels vorspringenden
Enden 6 eines Gelenkbolzens 7 an den Seitenwänden 8, 9 des Gehäuses 1 angelenkte
Dichtungsklappe 10 eingreift, die bei der Umdrehungsbewegung des als Rotor gestalteten
Bewegung vollführt zylindrischen Kolbens eine um den Gelenkbolzen 7 pendelnde, /
und hierbei den Ansaugraum 11 vom Druckraum 12 trennt.
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An der, in Fig. 1, rechts gelegenen Seite dieser Dichtungsklappe 10
mündet ein Ansaugkanal 13 in den Innenraum 2, wobei ein Austrittskanal 14. in die
Aussparung 5 mündet. Im Austrittskanal 14 ist ein als Mengenregler gestaltetes Drosselventil
15 angeordnet, mit dem die zu fördernde Menge von Hand eingestellt werden kann.
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Der Ansaugkanal 13 ist mit dem Austrittskanal 14 mittels eines Rückspeisungskanales
16. verbunden, in welchem ein Druckregler 17. mit selbsttätig einstellbarem Durchtrittsquerschnitt
für den Rückspeisungskanal 16. angeordnet ist.
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Der Druckregler 17. besteht aus einem unter Federspannung einer einstellbaren
Druckfeder stehenden Plunger 19., der in einer quer zum Rückspeisekanal 16 verlaufenden
Bohrung in Abhängigkeit von it Druckraum 12 herrschenden Druck des zu fördernden
Mediums gegen den Federdruck der Druckfeder 18 verschiebbar.ist, und hierbei, in
Abhängigkeit von der Größe des Verschiebungsweges dieses Plungers 19. den Querschnitt
des Rückspeisungskanales 16
weniger oder stärker öffnet. Beim Stillsetzen
der Kapsel-Pumpe schließt der Plunger 19 den Rückspeisekanal 16, so daß beim Anfahren
der Pumpe ein Ansaugen des zu fördernden Mediums aus dem Austrittskanal in den Ansaugraum,
aus dem Druckraum 12 in den Ansaugraum 11 verhindert wird.
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Die Dichtungsklappe 10 trennt den Ansaugraum 11 vom Druckraum 12 in
jeder Stellung des als Rotor wirkenden zylindrischen Kolbens 4, wobei das freie,
an der Umfangsfläche des als Rotor wirkenden zylindrischen Kolbens anliegende Ende
von im Druckraum 12 herrschenden Druck des zu fördernden Mediums in jeder Stellung
des Kolbens 4 an diesen dicht angepreßt wird, so daß die im Druckraum 12 befindliche
Druckflüssigkeit nicht in den Ansaugraum 11 sondern lediglich in Richtung zum Austrittskanal
14 hin hinausgedrückt wird, aus welchem sie teilweise über den Druckregler 17 und
den Rückspeisungskanal 16 wieder in den Ansaugraum 11 und teilweise in Abhängigkeit
von der Stellung des als Mengenregler wirkenden Drosselventiles 15 sowie des Druckreglers
17 zur Austrittsmündung 21 der Kapsel-Pumpe gelangt. Durch Einstellen der Einstellschraube
22 des als Mengenregler wirkenden Drosselventiles 15 sowie durch Einstellen der
die Druckfeder 18 des Druckreglers 17 einstellenden Einstellschraube 23 wird es
ermöglicht, bei gleichbleibender Umdrehungszahl der AntriebSwelle eine sich in Abhängigkeit
von im Druckraum 12 herrschenden Druck des zu fördernden Mediums eine selbsttätige
Regelung der Größe der Querschnittsfläche des RUckspeisekanals 16 zu erzielen und
in Abhängigkeit davon eine genaue Einstellung des im Druckraum 12 herrschenden Druckes
des zu fördernden Mediums und somit eine genaue Dosierung des die Austrittsmündung
21 der Kapsel-Pumpe in der Zeiteinheit verlastenden zu fördernden Mediums. Gemäß
einem zweiten, in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei welchem die
Anordnung des als Mengenregler dienenden Drosselventiles 15 sowie die Gestaltung
des als Absperrorgan wirkenden Druckreglers
17 und des-Rückspeisungskanals
16 die gleiche ist wie gemäß Fig. 1 und 2, ist eine Variante der Gestaltung des
Kolbens 4' sowie der Dichtungsklappe lO'..dargestellt, bei welcher der Grad der
Abnutzung der Umfangsfläche des Kolbens sowie der Innenfläche des Innenraumes 2,
2' nicht so großst, da hierbei der Kolben 4' nicht als Rotor gestaltet ist, sondernfrei
drehbar auf einem Exzenter 24 gelagert ist, der sinerseits mit einer sich mittig
durch den Innenraum 2'*des Gehäuses 1 erstreckenden Achswelle 3' verbunden ist.
Die analog dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel mittels eines Gelenkbolzens 72 in
den Seitenwänden 8' und 9' gelenkig gelagerte Dichtungsklappe 10' stützt sich hierbei
nicht wie in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel frei gegen die Umfangsfläche
des Kolbens, sondern ist mittels eines Stiftes 25 in einer zur Umfangsfläche des
Kolbens 4' hin offenen Ausnehmung 26 beweglich gelagert, so daß bei der Drehbewegung
des auf der Achswelle 3t sitzenden Exzenters 24 dieser mit seiner UmSangsfläche
entlang der Innenfläche des Kolbens 4' gleitet und der Kolben 4' somit keine Rotationsbewegung,
sondern durch die Halterung der Dichtungsklappe 10' in der Ausnehmung 26 praktisch
eine Taumelbewegung durchführt, bei der der vom Kolben und der Gehäuseinnenwandung
sowie der Dichtungsklappe bestimmte freibleibende Innenraum des Gehäuses 1 mit dem
Kolben kreist, so daß er sich bei jeder Umdrehung zunächst mit der Mündung des Ansaugkanales
13' deckt, sich dann von der Mündung weg allmählich vergrößert und dadurch das Fördermedium
ansaugt, schließlich aber durch den Kolben mit dem Austrittskanal 14 verbunden wird,
über dem nunmehr das Medium hinausgedrückt wirde Bei dieser Taumelbewegung vollrührt
die Dichtungsklappe 10 ' eine zusätzliche, den Pumpenvorgang unterstützende Schwenkbewegung.