DE2549008C2

DE2549008C2 - Dosierpumpe zum Fördern zweier Medien

Info

Publication number: DE2549008C2
Application number: DE19752549008
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-11-03
Filing date: 1975-11-03
Publication date: 1982-11-25
Also published as: DE2549008A1; SU927131A3

Description

Gegensund der Erfindung ist eine Dosierpumpe zum Fördern zweier Medien nach dem Oberbegriff des ₂s Patentanspruchs. Eine solche Dosierpumpe ist beispielsweise mit der GB-PS 1 83 459 bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Dosierpumpe wird im Hauptförderraum ein hochviskoses öl gefördert, während im Dosierförderraum eine niedrigviskose Flüssigkeit geför- _M dert wird. Beide 'Flüssigkeiten werden im Bereich eines Einspritzventils zusammengeführt, wobei die niedrigviskose Flüssigkeit der hochviskosen Nutzflüssigkeit zugemischl wird. Die hydraulische Kopplung zwischen dem Hauptkolben und dem Losierkolben ist so getroffen, daß an der Zumischstelle im Bereich des Einspritzventils ein Teil der Nutzflüssigkeit in die Druckleitung der niedrigviskosen Flüssigkeit eintritt und sich dort vermischt.

Mit der US-PS 34 50 053 ist eine weitere Dosierpumpe bekanntgeworden, bei der der Dosierkolben ebenfalls hydraulisch mit dem Hauptkolben verbunden ist Auch hier ist die hydraulische Kopplung zwischen dem Hauptkolben und dem Dosierkolben so getroffen, daß beide gleichphasig laufen und daß es daher an der .Zumischstelle, wo die Chemikalienflüssigkeit in die Nutzflüssigkeit eingeführt wird, zu einer Vermischung beider Flüssigkeiten und zu einem Eintritt der Nutzflüssigkeit in die Druckleitung der Chemikalienflüssigkeit kommt. so

Mit dem Gegenstand der DE-OS 21 37 569 ist eine Einspritzpumpe bekanntgeworden, bei der eine hydraulische Kopplung zwischen einem Haupt- und einem Dosierkolben fehlt

Zwar ist bei dem Gegenstand der DE-OS 15 28 529 eine Auslaßsteuerung bekanntgeworden, bei der ein Steuerkolben vorhanden ist, der hydraulisch mit dem Arbeitszylinder einer Pumpe verbunden ist und der durch eine Rückstellfeder gegen einen einstellbaren Anschlag zur Anlage kommt, Der Steuerkolben ragt eo dabei je nach Einstellung des Anschlages mehr oder weniger weit in den Arbeitszylinder hinein und verschließt die Steueröffnung. Während des Pumpenhubes muß demnach zunächst durch die angesaugte Fördermittelmenge der Steuerkolben so lange verschoben werden, bis er die Drucköffnung freigibt Erst dann kann die aufgrund des Anschlages eingestellte Fördermenge durch die Druckleitung abgegeben werden.

Dieser bekannten Steuerung liegt aber im Gegensatz zur Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Fördermenge der Pumpe einzustellen. Hinweise, daß auf diese Weise auch ein Dosierkolben, z. B. nach der GB-PS 1 83 459, der DE-OS 21 37 569 oder der US-PS 34 50 053 betätigt werden kann, lassen sich aus dieser Druckschrift nicht entnehmen.

Ausgehend vom Gegenstand der GBPS I 83 459 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der genannten Art zu schaffen, bei der das Brauchwasser die Hauptpumpe erst verläßt, wenn der Dosierkolben seinen Hub beendet hat

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt dadurch, daß die mit dem Hauptförderraum hydraulisch verbundene Stirnseite des Dosierkolbens als Ventilschieber ausgebildet ist, der die Druckleitung des Hauptförderraumes nach beendetem Dosierhub freigibt

Hiermit ergibt sich der Vorteil, daß eine Phasenverschiebung zwischen dem Haupt- und dem Dosierkolben erreicht wird und damit eine Rückeinspeisung von Niiizflüssigkeit in die Druckleitung der Chemikaiienflüssigkeit verhindert wird, weil zunächst hoher Druck in der Druckleitung der Chemikalienflüssigkeit erzeugt wird, dem ein Druckabfall folgt, worauf sich dann ein Druckaufbau in der Druckleitung des Hauptförderraumes anschließt

Die Zumischung von Brauchflüssigkeit aus der Druckleitung des Hauptförderraumes zu der Chemikalienflüssigkeit aus der Druckleitung des Dosierförderraumes erfolgt also nur dann, wenn der Pumpendruck im Hauplförderraum einen gewissen minimalen Wert überschreitet Dieser Wert ist durch die Kraft der Feder bestimmt

Die vorliegende Erfindung wird anhand der Zeichnungen unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 schematisierter Längsschnitt durch eine Dosierpumpe;

Fig.2 Anwendungsbeispiel de Dosierpumpe nach Fig. 1 in der Ausführung als Vierfach-Hauptkolbenpumpe.

In Fig. 1 ist die Kopplung einer Hauptpumpe 1 mit einer Dosierpumpe 2 gezeigt Die Hauptpumpe 1 besteht dabei aus einem Pumpengehäuse 4 mit einem in Pfeilrichtung 16 und in Gegenrichtung dazu oszillierenden Hauptkolben 5. Der Hauptkolben S führt dabei eine Kompression bzw. eine Expansion von Nutzflüssigkeit A in einem Hauptförderraum 6 aus. Die Nutzflüssigkeit A wird in Pfeilrichtung 34 mit einer Ansaugleitung 7 zugeführt, die mit einem Ansaugventil 8 gegen den Hauptförderraum 6 abgeschlossen ist Über eine später noch näher zu erläuternde Schiebersteuerung Il wird die Nutzflüssigkeit A aus dem Hauptförderraum 6 bei einem bestimmten Druck durch einen Zuführkanal 10 über ein Druckventil 9 in die Ausstoßleitung 21 eingespritzt und verläßt diese in Pfeilrichtung 31.

Ein Dosierkolben 13 ragt mit einer Stirnseite in den Hauptförderraum 6 und ist in einer Bohrung 20 verschieblich gelagert, wobei diese Bohrung den Hauptförderraum 6 von dem Dosierförderraum 17 trennt. Die Dosierpumpe 2 ist gebildet aus einem Pumpengehäuse 3 und dem Dosierkolben 13, sowie einer Rückstellfeder IS. Bewegt sich der Dosierkolben 13 in Pfeilrichtung 26 nach vorne, so wird die im Dosierförderraum 17 befindliche DosierflUssigkeit komprimiert und tritt durch das Druckventil 29 in die Druckleitung 22 ein und verläßt diese in Pfeilrichtung 32. Der Dosierkolben 13 wird durch eine Feder 15 in die in

F i g. 1 gezeichnete Lage in Gegenrichtung zur Pfeilrichtung 26 gebracht, wobei damit der sich einstellende Unterdruck zum Ansaugen der Dosierflüssigkejt aus der Ansaugleitung 27 führt, die durch ein Ansaugventil 28 abgeschlossen ist

Die Dosierflüssigkeit tritt in Pfeilrichrung 24 in die Ansaugleitung 27 der Dosierpumpe 2 ein. In de; Ansaugleitung 27 ist ein Absperrventil 25 angeordnet. Das Absperrventil 25 soll verhindern, daß kurz vor dem Stillsetzen der gesamten Dosier- und Einspritzpumpe noch Dosierf.üssigkeit in die Druckleitung 22 befördert wird und damit bei stillgesetzter Pumpe im Dosierförderraum und den daran angeschlossenen Leitungen und Dichtungen verbleibt.

Die Arbeitsweise wird nachstehend näher erläutert. Führt der Hauptkolben 5 der Hauptpumpe 1 eine in Pfeilrichtung 16 gehende Bewegung aus, so wird die im Hauptförderraum 6 befindliche Nutzflüssigkeit verdrängt. Durch diese Verdrängung wird ein koaxial mit dem Dosierkolben 13 verbundener zylindrischer Ventilschieber 12 in Pfeilrichtung 26 bewegt Hat der Venliischieber «2 den Hub 23 in Pfeilrichtung 26 zurückgelegt so gibt die Stirnfläche 30 des Verdischiebers 12 die Mündung eines Zuführkanals 10 frei, der mit seinem anderen Ende in die Druckleitung 21 mündet

Die Nutzflüssigkeit wird in diesem Augenblick aus dem Hauptförderraum 6 durch den Zuführkanal 10 in die Druckleitung 21 unter hohem Druck eingespritzt und verläßt die Druckleitung 21 in Richtung 31. Mit der Bewegung des Ventilschiebers 12 in Pfeilrichtung 26 um den Hub 23 wurde gleichzeitig der Dosierkolben 13 in gleicher Richtung bewegt Die im Dosierförderraum 17 befindliche Dosierflüssigkeit wird mit der Bewegung des Dosierkolbens 13 durch das Druckventil 29 hindurch in die Ausstoßleitung 22 gespritzt und verläßt die Ausstoßleitung 22 in Pfeilrichtung 32.

Nachdem die Stirnfläche 30 des Ventilschiebers 12 die Mündung des Zuführkanals 10 freigegeben hat wird Nutzflüssigkeit in den Zuführkanal 10 eingespritzt. Gleichzeitig oder kurz darauf bewegt sich dann der Hauptkolben S in Gegenrichtung zur eingezeichneten Pfeilrichtung 16 zurück. Damit wird aus der Ansaugleitung 7 in Pfeilrichtung 34 über das Ansaugventil 8 Nutzflüssigkeit in den Hauptförderraum 6 angesaugt.

Mit dem Druckabfall im Hauptförderraum 6 bewegt sich der Dosierkolben 13 und der Ventilschieber 12 während des Rückhubs in Gegenrichtung zur eingezeichneten Pfeilrichtung 26 aufgrund der Kraft einer Feder 15, die sich einerseits an einem Flansch 14 des Dosierkolbens 13 abstützt und andererseits an der Stirnfläche des Dosierförderraumes 17 im Pumpengehäuse 3 der Dosierpumpe 2 anliegt Mit dem Zurückbewegen des Dosierkolbens 13 in Gegenrichtung zur Pfeilrichtung 26 wird aus der Ansaugleitung 27 über das Ansaugventil 28 Dosierflüssigkeit in den Dosierförderraum 17 eingesaugt.

Mit den beiden beschriebenen Zeitabläufen ist ein Arbeitszyklus der Dosierpumpe beendet. Nachdem nur während eines solchen Arbeitsaktes relativ geringe Druckunterschifide zwischen dem Dosierförderraum 17 und dem Hauptförderraum 6 bestehen, dringt nur eine unwesentlich geringe Menge von Nutzflüssigkeit aus dem Hauptförderraum 6 über die Bohrung 20 am Ventilschieber 12 vorbei und der Flansch 14 in den Dosierförderraum. Diese Leckverluste sind so gering, daß sie die geförderte Dosierflüssigkeit nicht wesentlich verdünnen. Durch die hydraulische Kopplung des Dosierkolbens 13 mit dem / iauptkolben 5 wird erreicht, daß der Druck im Dosierförderraum 17 immer etwas höher als der Druck im Hsaptfnrderraum 6 ist Diese Druckverhältnisse gewähneisUTi, ά-ύ'. -'ie ir. der 'üiückleitiing 22 der Dosierpumpt 2 austroittide DüAicrfiiLsigkeit der in der Druckleitung 21 der Hauptpumpe 1 befindlichen Nutzflüssigkeit zugemischt werden kann. Zusätzlich haben Hauptkolben 5 und Dosierkolben 13 stets die gleiche Hubzahl pro Zeiteinheit. Damit läßt sich über die Steuerung der ίο Hubzahl des Hauptkolbens eine einfache Mengenregelung der Fördermenge in der Dosierpumpe 2 erreichen. Wird das Ansaugventil 25 in der Ansaugleitung 27 der Dosierpumpe 2 abgesperrt so wird mit dem nächsten Saughub des Dosierkolbens 13 zunächst der im Dosierförderraum 17 herrschende Überdruck abgebaut Beim darauffolgenden Druckhub in Pfeilrichtung 26 des Dosierkolbens 13 wird die im Dosierförderraum 17 noch befindliche Dosierflüssigkeit in die Ausstoßleitung 22 verdrängt Der sich mit dem nächsten Saughub wiederum vermindernde Überdruck führt schließlich dazu, daß der Dosierkolben 13 in Pfeilrichtung 26 sich mit seiner Stirnfläche an den Anschlag 18 bewegt und dort stehenbleibt Der damit im Dosierförderraum 17 herrschende Unterdruck befördert den Dosierkolben 13 gegen den Anschlag 18 an der Stirnseite des Pumpengehäuses 3 der Dosierpumpe 2.

Mit dem Schließen des Absperrventils 25 wird also gleichzeitig der Ventilschieber 12 der Schiebersteuerung 11 freigelegt so daß die geförderte Menge bzw. der erzeugte Druck der Nutzflüssigkuit nicht vermindert wird.

Verharrt der Dosierkolben 13 an dem stirnseitigen Anschlag 18 im Pumpengehäuse 3 bei geschlossenem Absperrventil 25, so saugt der im Dosierförderraum 17 herrschende Unterdruck über die Bohrung 20 und der Stirnfläche 19 Nutzflüssigkeu A aus dem Hauptförderraum 6 an. Die Nutzflüssigkeit A wird durch die Bohrung 20 und der Stirnfläche 19 in den Dosierförderraum 17 eintreten und die dort befindlichen Reste von aggressiver Dosierflüssigkeit verdünnen. Das Ansaugen von Nutzflüssigkeit aus dem Hauptförderraum 6 geschaht so lange, bis die Rückstellkraft der Rückstellfeder 15 größer ist als die Saugkraft auf den Dosierkolben 13 aufgrund des Unterdrucks im Dosierförderraum 17. Der Dosierkolben 13 wird sich dadurch wieder in Gegenrichtung zur Pfeilrichtung 26 nach rechts (in Fig. 1) bewegen, wobei gleichzeitig damit wiederum der Ventilschieber 12 die Mündung des Zuführkanals 10 verschließt und der nächste oder einer der folgenden Druckhübe des Hauptkolbens 5 wiederum den Ventilschieber 12 und den Dosierkolben 13 in Pfeilrichtung 26 nach links bewegt, wobei mit mehreren Saug- und Druckhüben des Dosierkolbens 13 bei abgeschlossenem Absperrventil 25 wiederum Nutzflüssigkeit aus dem Hauptförderraum 6 über die Bohrung 20 und die Stirnfläche 19 in den Dosierförderraum 17 eingeleitet wird. Die im Dosierförderraum 17 befindliche, aggressive Dosierflüssigkeit wird damit noch weiter verdünnt.

Ein weiteres Merk .nai der vorliegenden Erfindung ist, daß der Dosierkolben 13 koaxial mit dem zylindrischen Ventilschieber 12 verbunden ist und der Ventilschieber 12 die Lagerung und Führung des Dosie' koibens 13 bildet. Mit diesem Merkmal ist eine besonders einfache b5 und billige Führu.·.^ des Dosierkolbens 13 im Pumpengehäusc4der Hauptparnpe 1 gewährleistet.

F i g. 2 zeigt ein Anwendungsbeispiel der vorliegen den Erfindung mit einer Dosier- und Einspritzpumpe für

eine Waschanlage. Die Nutzflüssigkeit A ist hier Wasser. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig.2 ist eine Hauptpumpe aus vier parallelgeschalteten Hauptpumpen 1, Γ, 1", Γ" gebildet. Die Hauptpumpen 1, Γ, 1", Γ" werden von einem ^r> gemeinsamen Antriebskolben 36 angetrieben. Die Hauptpumpen 1, Γ, 1", Γ" saugen aus einer Zuführleitung 7 Nutzflüssigkeit A (Wasser) an und spritzen die Nutzflüssigkeit unter hohem Druck (50 atü bis 150 atü) in die gemeinsame Druckleitung 21. Die i<> unter hohem Druck ρ stehende Nutzflüssigkeit A strömt in der Druckleitung 21 in Pfeilrichtung 31 einer Sprühlanze 37 zu. Das unter dem Druck P aus der Sprühlanze 37 austretende Wasser dient zum Reinigen von Gegenständen. Als Ausführungsbeispiel ist an der π Hauptpumpe 1 eine Dosierpumpe 2 angeschlossen. Die Dosierpumpe 2 saugt über ein Ansaugventil 28 aus der Ansaugleitung 27 die Dosierflüssigkeit an. Dabei wird die Dosierflüssigkeit durch eine Mischung der Nutzflüssigkeit A und chemischer Flüssigkeiten B, Cund Düber ein Mischventil 35 hergestellt. Die chemischen Flüssigkeiten B, Cund Doder eine davon könnten aber auch direkt über die Ansaugleitung 27 und dem Ansaugventil 28 der Dosierpumpe 2 zugeführt werden.

Die Dosierpumpe 2 pumpt die angesaugte Dosierflüssigkeit in die Druckleitung 22, wo sie hinter dem Druckventil 29 den Druck P Dalte ρ aufweist. Wesentlich ist dabei, daß der Druck in der Druckleitung 22 der Dosierpumpe 2 immer um den Betrag Dalte ρ größer ist als der Druck ρ in der Druckleitung 21 der Hauptpumpen 1, Γ, 1", Γ". Mit diesem Merkmal wird gewährleistet, daß die Dosierflüssigkeit in die Ausstoßleitung 21 der Hauptpumpen eingeführt werden kann. Dem Waschwasser der Sprühlanze 37 wird damit eine bestimmte, vorher eingestellte Menge von Dosierflüssigkeit (/* + B, C, D)zugeführt.

Soll die Dosierpumpe stillgelegt werden, so wird vor dem Abschalten des gesamten Pumpenaggregates zunächst ein (nicht gezeigtes) Absperrventil in der Ansaugleitung 27 der Dosierpumpe 2 geschlossen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunccn

Claims

Patentanspruch:

Dosierpumpe zum Fördern zweier Medien, mit einem Haupt- und einem Hilfs- oder Dosierförderraum, in dem ein Dosierkolben enthalten ist, der sich mit einer Feder gegen den Hauptförderraum abstützt und hydraulisch mit einem im Hauptförderraum beweglichen Hauptkolben verbunden ist, der eine Nutzflüssigkeit aus einer Ansaugleitung fördert und unter Druck in eine Druckleitung spritzt, wobei der Dosierkolben eine Chemikalienflüssigkeit aus einer zweiten Ansaugleitung fördert und in die Druckleitung des Hauptförderraumes einspritzt, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Hauptförderraum (6) hydraulisch verbundene Stirnseite des Dosierkolbens (13) als Ventilschieber (12) ausgebildet ist, der die Druckleitung (10, 21) des Hauptförderraumes (6) nach beendetem Dosierhub freigibt.

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