DE2425109C2 - Pumpe zur Förderung kleiner Mengen dosierter Flüssigkeiten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Pumpe gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige, aus der DE-AS 12 36 339 bekannte Pumpe dient zum Fördern kleiner, vorgegebener Flüssigkeitsmengen. Der Kolben ist mit einer einen Hohlraum teilenden Membran verbunden, wobei die Membran auf einer Seite durch eine Feder in Ausgangsstellung des Kolbens kraftbeaufschlagt ist. Die andere Seite der Membran wird zum Einfahren des Kolbens in den Zylinder mit einem unter Druck stehenden Medium (Wasser) beaufschlagt. Durch die Pumpbewegung des Kolbens wird die im Zylinder befindliche Flüssigkeit unter einem konstanten Druck gehalten, damit ein druckkonstanter Zufluß zu einer nachfolgend angeordneten Dosierpumpe gewährleistet ist. Wird von der Dosierpumpe Flüssigkeit abgezogen, so fährt der Kolben unter Einwirkung des Betätigungsdruckes auf die Membran in den Zylinder ein, wobei über die Drucköffnung Flüssigkeit abströmt. Durch Druckumsteuerung auf der einen Seite der Membran wird der Kolben wieder in seine Ausgangsstellung zurückgefahren, wobei über die Ansaugöffnung im Boden des Zylinders die zu fördernde Flüssigkeit in den Zylinder nachströmt.

Um die Flüssigkeitsforderung zu gewährleisten, muß jeglicher Luftzutritt zum Zylinder unterbunden sein, weshalb der Zylinder in der Ansaugphase vollständig in die zu fördernde Flüssigkeit eingetaucht sein muß. Im Zylinder vorhandene Luftblasen wurden zu Förderdruckschwankungen und Funktionsstörungen am Ventil der Ansaugöffnung führen, wodurch ein exaktes Dosieren unmöglich wird. Die bekannte Pumpe muß daher eine erhebliche Tauchlänge haben. Darüber hinaus ist zur Dosierung eine getrennte Dosierpumpe und zum Mischen mit anderen, insbesondere unter Druck stehenden Flüssigkeiten, zusätzlich eine Mischvorrichtung erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe geringer Baugröße zu schaffen, mit der eine zu fördernde Flüssigkeit dosiert einer unter Druck stehenden Flüssigkeit zugemischi und die Mischflüssigkeit gefördert werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Bei ausgefahrenem Tauchkolben stellt sich sowohl im Zylinder wie in der Axialbohrung der Druck ein, den die in die Kammer einströmende Flüssigkeit hat. Eventuell in der Dosierflüssigkeit im Zylinder befindliche Luftblasen werden zusammengedrückt, so daß bei einfahrendem Tauchkolben eine vollständige Förderung sichergestellt ist und die Luftblasen durch die Drucköffnung abströmen. Somit ist beim nachfolgenden Saughub eine einwandfreie Funktion des Ventils der Ansaugöffnung gewährleistet, wodurch eine einwandfreie Förderung sichergestellt ist, die exakt der vorgegebenen Dosiermenge entspricht. Sobald der Tauchkolben aus dem Zylinder ausgefahren ist, steht der Zylinder mit der Kammer in Verbindung, wodurch sich die unter Druck stehende Flüssigkeit mit der Dosierflüssigkeit mischt, so daß bei einem nachfolgenden Einfahren des Tauchkolbens in den Zylinder die Mischflüssigkeit über die Drucköffnung gefördert ist. Mit der erfindungsgemäßen Pumpe ist ein Dosieren, Mischen und Fördern der Mischflüssigkeit ohne zusätzliche Aggregate möglich.

Da die Pumpe gegen eventuelle Lufteinschlüsse hindichtlich der Dosiergenauigkeit unempfindlich ist, muß die Pumpe nicht in die zu fördernde Flüssigkeit getaucht sein, so daß die wegen der sonst erforderlichen Tauchtiefe notwendige Baulänge klein gehalten werden kann.

Wegen der Unempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Pumpe gegen Lufteinschlüsse kann auch mit kleinen wirksamen Kolbenhüben gearbeitet werden, wodurch einerseits eine Verringerung der Baulänge und andererseits eine gute Dosierung kleinster Flüssigkeitsmengen erzielbar ist.

Die erfindungsgemäße Pumpe eignet sich insbesondere für den Anschluß an eine unter Druck stehende Stadtwasserleitung, wobei dem Wasser eine beliebige, drucklose Dosierflüssigkeit zugesetzt werden kann.

Vorzugsweise ist die Eintauchtiefe des Tauchkolbens in den Zylinder änderbar, wodurch die zu fördernde Flüssigkeitsmenge einstellbar ist. Dies kann vorteilhaft dadurch erfolgen, daß der Zylinder im Pumpengehäuse axial schraubbar gehalten ist. Durch Drehen des Zylinders wird dessen axiale Lage zum Tauchkolben geändert, wodurch die Fördermenge sowohl beim Ansaugen durch die Ansaugöffnung wie beim Fördern durch die Drucköffnung änderbar ist. Zum Drehen des Zylinders steht dieser mit einem drehbar am Pumpengehäuse gelagerten Ansatz in Verbindung.

Um die Funktionssicherheit der Pumpe zu gewährleisten, insbesondere um ein verkantungsfreies Einfahren

des Tauchkolbens sicherzustellen, ist der dem Tauchkolben gegenüberliegende offene Rand des Zylinders nach innen abgerundet

Mittels eines Dichtungsringes, der an dem dem Zylinder zugewandten Ende des Tauchkolbens angeordnet ist wird bei eingefahrenem Tauchkolben eine sichere Abdichtung zum Zylinder erzielt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 e^:nen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe mit in Ausgangsstellung dargestellten Tauchkolben,

Fig.2 eine Ansicht einer mit einem Mengenmesser versehenen Pumpe auf einem Behälter mit der zu fördernden Flüssigkeit.

Das ortsfeste Pumpengehäuse 1 der erfindungsgemäßen Pumpe weist an seinem unteren Ende einen beweglichen Ansatz 2 und eine Skalenteilung zwischen dem Pumpengehäuse 1 und dem Ansatz 2 auf. In einem Gewindeabschnitt 3 des Pumpengehäuses 1 ist ein mit einem Gewinde versehener Zylinder 4 eingeschraubt, der durch Schrauben in seiner Höhe im Pumpengehäuse verstellbar ist. Der Ansatz 2 ist mittels einer Arretierschraube 5 am Zylinder 4 befestigt.

Zur Erzielung einer Abdichtung zwischen dem Zylinder 4 und dem Pumpengehäuse 1 weist der Zylinder 4 eine Dichtung 6 beliebiger Art auf. Am unteren Ende des Zylinders 4 ist ein Mundstück 7 eingeschraubt, das eine als Zentralbohrung ausgebildete Ansaugöffnung 8 aufweist. Über das Mundstück 7 ist ein flexibler Schlauch 9 geschoben, der an seinem unteren Ende einen Filter 28 aufweist und in einen Behälter 27 getaucht ist, der die zu fördernde, drucklose Flüssigkeit enthält (Fig. 2). Wie in F i g. 2 dargestellt, ist die Pumpe auf dem Behälter 27 befestigt, wobei am oberen Pumpenende ferner ein Mengenmesser 29 befestigt ist.

Zwischen dem Mundstück 7 und dem Zylinder 4 ist ein Ventilgehäuse 10 vorgesehen, in dem ein einen Ventilsitz bildender Ring 11 aus geeignetem Material und eine das Ventilglied bildende, frei bewegliche Kugel 12 angeordnet ist. Das Ventilgehäuse 10 ist über eine axiale Bohrung 13 mit dem Zylinder 4 verbunden.

Der obere offene Rand 14 des Zylinders 4 ist nach innen abgerundet, damit ein Tauchkolben 15 leichter einfahren kann. Der Tauchkolben 15 trägt an seinem dem Zylinder 4 zugewandten Ende auf der Umfangsfläche einen Dichtungsring 16, der bei eingefahrenem Kolben eine vollkommene Abdichtung zw'schen dem Tauchkolben 15 und dem Zylinder 4 sicherstellt. Eine Axialbohrung 17 des Tauchkolbens 15 endet in einer Ventilkammer 18, in der ein einen Ventilsitz bildender Ring 19 und eine ein Ventilglied bildende Kugel 20 angeordnet sind.

Die Antriebsvorrichtung 23 für eine Auf und Abwärtsbewegung des Tauchkolbens 15 bildet eine rotierend angetriebene Exzenterscheibe, die den Kolben gegen die Kraft einer Feder 24 aus der gezeigten Ausgangsstellung abwärts bewegt. Der Tauchkolben 15 ist ferner mit einer Membran 21 verbunden, die eine Kammer 22 begrenzt. Die Kammer ist an eine Druckleitung 25 einer Flüssigkeit, z. B. eine Wasserleitung, angeschlossen. In der dargestellten Ausgangsslellung (obere Einstellung) des Tauchkolbens 15 ist die Kammer 22 mit dem Zylinder 4 verbunden, wodurch die unter Druck stehende Flüssigkeit in der Kammer 22 in den Zylinder 4 eindringt. Dies bewirkt, daß der Druck im Zylinder 4 dem Druck dei eindringenden Flüssigkeit angeglichen wird bzw. der Druck im Zylinder 4 auf diesen Druck anwächst.

Zur Einstellung einer bestimmten zu fördernden Flüssigkeitsmenge aus dem Behälter 27 wird der Ansatz 2 und damit der mit dem Ansatz 2 über die Arretierschraube 5 drehfest verbundene Zylinder 4 im Pumpengehause 1 gedreht, wodurch der Zylinder relativ zum Tauchkolben axial verstellt wird und damit die Eindringtiefe des Tauchkolbens 15 während seiner Auf- und Abwärtsbewegung und so die in den Zylinder 4 angesaugte Flüssigkeitsmenge bestimmt wird. Mit Hilfe der zwischen dem Pumpengehäuse 1 und dem Ansatz 2 angeordneten Skalenteilung ist eine wiederholbare, sehr genaue Einstellung erzielbar.

Ausgehend von der eingetauchten Lage (untere Endlage) des Tauchkolbens 15 wird dieser bei sich drehendem Exzenter durch die Feder 24 emporgehoben. Das im Zylinder 4 erzeugte Vakuum bewirkt ein Anheben der Kugel 12 von ihrem Dichtring ti, so daß eine bestimmte Flüssigkeitsmenge aus dem Behälter 27 durch die Ansaugöffnung 8 und die Bohrung 13 des Zylinders 4 angesaugt wird. Überfährt der Tauchkolben 15 auf seinem Weg zu seiner dargestellten Ausgangsstellung (obere Endlage) den freien Rand 14 des Zylinders 4, so strömt die unter höherem Druck stehende Flüssigkeit (ζ. B. Leitungswasser) in den Zylinder 4 ein. Der Druck der angesaugten Flüssigkeit im Zylinder 4 wird sich bis zum Druckpegel der über die Leitung 25 in die Kammer 22 einströmende Flüssigkeit erhöhen, wodurch sämtliehe im Zylinder 4 befindliche Luftblasen zusammengedrückt und leicht durch die Flüssigkeit mitgeschleppt werden können. Im Zylinder 4 in der Flüssigkeit befindliche Lufteinschlüsse behindern daher die Förderung über die Drucköffnung zur Auslaßöffnung 26 nicht. Unter Einwirkung des Druckes der Flüssigkeit in der Kammer 22 wird gleichzeitig die Ventilkugel 12 auf ihren Dichtring 11 gedrückt und damit die Ansaugöffnung 8 verschlossen, so daß keine Flüssigkeit aus dem Zylinder 4 entweichen kann.

Fährt der Tauchkolben 15 wieder nach unten und dringt dicht in den Zylinder 4 ein, wird die im Zylinder befindliche Mischflüssigkeit durch die Axialbohrung 17 des Tauchkolbens 15 emporgepreßt und die Kugel 20 in der Ventilkammer 18 von ihrem Dichtring 19 angehoben. Abhängig vom Hub(EinUi ichtiefe) des Kolbens 15 wird eine bestimmte Flüssigkeiisinenge über die Ventilkammer 18 auf die andere Seite der Membran 21 gefördert und über die Auslaßöffnung 26 abgeführt.

Da der Tauchkolben 15 jedesmal auf dem Weg zur

so oberen Endlage aus dem Zylinder 4 ausfährt, wird auch jedesmal der im Zylinder 4 herrschende Druck durch die hereinfließende Druckflüssigkeit der Kammer 22 erhöht, deren Druck höher als der Druck der anzusaugenden Flüssigkeit im Behälter 27 ist. Es genügt daher eine

v, minimale Verschiebung des Tauchkolbens im Zylinder zur Förderung der bereits gemischten Flüssigkeit. Auf diese Weise ist die Anwendung von verhältnismäßig klein bauenden Pumpen möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Pumpe zum Fördern kleiner vorgegebener Flüssigkeitsmengen mit einem Zylinder (4), dessen unteres Ende eine über ein Ventil (11,12) verschließbare Ansaugöffnung (8) für die zu fördernde Flüssigkeit aufweist und dessen oberes Ende auf eine Kammer (22) ausmündet, mit einem axial gegenüber dem Zylinder (4) verschiebbaren und von der Kammer (22) aus in diesen eingreifenden Kolben (15), der eine Axialbohrung (17) aufweist und dem eine Ventilkammer (18) mit einer über ein Ventil (19,20) verschließbaren Drucköffnung starr zugeordnet ist, und mit einer Antriebsvorrichtung (23) für den Kolben (15), dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (22) mit einer Flüssigkeit versorgt ist, die unier höherem Druck als die über die Ansaugöffnung (8) anzusaugende Flüssigkeit steht und daß der Kolben (15) als Tauchkolben zwischen einer Stellung innerhalb und einer Stellung außerhalb des Zylinders (4) verschiebbar ist, so daß eine Verbindung zwischen der Kammer (22) und dem Inneren des Zylinders (4) besteht.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchtiefe des Tauchkolbens (15) in den Zylinder (4) änderbar und damit die geförderte Flüssigkeitsmenge einstellbar ist.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (4) im Pumpengehäuse (1) axial schraubbar gehalten ist und mit einem drehbar am Pumpengehäuse gelagerten Ansatz (2) verbindbar ist.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Tauchkolben (15) gegenüberliegende offene Rand (14) des Zylinders (4) nach innen abgerundet ist.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkolben (15) an seinem dem Zylinder (4) zugewandten Ende einen Dichtungsring (l6) trägt.