DE2651614C2

DE2651614C2 - Dosierpumpe

Info

Publication number: DE2651614C2
Application number: DE2651614A
Authority: DE
Inventors: Johann Ing.(grad.) 8221 Fachendorf Kern; Josef 8212 Übersee Selbertinger; Richard Ing.(grad.) 8221 Siegsdorf Spies
Original assignee: Lang Apparatebau GmbH
Current assignee: Ecolab Engineering GmbH
Priority date: 1976-11-12
Filing date: 1976-11-12
Publication date: 1984-10-04
Also published as: DE2651614A1; IT1087489B; CH624735A5; AT395898B; FR2370877B1; NL7711593A; NL183417C; LU78489A1; NL183417B; FR2370877A1; ATA806177A; BE860706A

Description

ie hin offenen Zwischenkammer eine Falleitung gesetzt ein.

Durch die Erfindung wird zunächst erreicht, daß die Dosierflüssigkeit in der Schwimmerkammer stets ein löheres Niveau einnimmt als die eigentliche als Tauchcolbenpumpe ausgebildete Dosierpumpe. Weil die Vorörderpumpe erfindungsgemäß ein größeres Hubvolunc-n als die Dosierpumpe hat, ist ein Flüssigkeitszulauf iu der den Zylinderraum der Dosierpumpe vorgelager- :en Zwischenkamrper in jedem Falle gesichert.

Für eine sichere Zufuhr von Flüssigkeit ist es im letztgenannten Sinne günstig, wenn die Schwimmerkammer äinen Übedauf für zuviel in sie geförderte Dosierflüssigkeit und ferner, wenn die Schwimmerkammer ein bei Absenken des Schwimmers von diesem geöffnetes Zufuhrventil für Frischwasser als Trockenlaufschutz der Dosierpumpe aufweist. Dabei soll das niedrigste Schwimmerniveau höher liegen als die dem Zylinderraum der Dosierpumpe vorgelagerte Zwischenkammer und der Hubraum der Vorförderpumpe. Die eigentliche Dosierpumpe entnimmt sich also bei jedem Hub ihre eingestellte Dosiermenge, die dann in. die Dosiersieüe wegdosiert wird. Die zuviel geförderte Dosier- bzw. Chemikalienmenge verläßt dagegen die Schwimmerkammer, beispielsweise über einen Überlauf der mit dem Vorratsbehälter für die Dosierflüssigkeit verbunden ist. Andererseits senkt sich bei Mangel an Dosierflüssigkeit das Niveau in der Schwimmerkammer, bis der Schwimmer ein Ventil öffnet, aus dem Frischwasser in die Kammer einläuft. Ein Trockenlaufen der Dosierpumpe ist damit ausgeschlossen.

Im Hinblick auf die erstrebte Trockenlaufsicherheit sowie die Selbstspülung ist es ferner sehr günstig, wenn zwischen der dem Zylinderraum der Dosierpumpe vorgelagerten Zwischenkammer und dem Hubraum der Vorförderpumpe eine für einen Teil des Saughubs (insbesondere am Ende des letzteren) geöffnete, zur Entlüftung der Zwischenkammer und als Trockenlaufschutz der Vorförderpurnpe dienende Querverbindung vorgesehen ist. Die Querverbindung zwischen den beiden Pumpen bewirbt nämlich, daß eine Zirkulation entsteht, so daß auch die Vorförderpumpe — ggfs. mit Frischwasser gespült wird. Außerdem kann bei jedem öffnen der Querverbindung eventuell vorhandene Luft aus der dem Zylinderraum der Dosierpumpe vorgelagerten Zwischenkammer abgesaugt werden. Dieses Ansaugen wird dadurch ermöglicht, daß der Hubraum der Vorförderpumpe sowohl in seiner Saugleitung als auch in seiner Druck- oder Steigleitung Ventile aufweist. Die Saugkraft kann vergrößert werden, wenn das Saugventil zwischen dem Vorratsbehälter der Dosierflüssigkeit und dem Hubraum der Vorförderpumpe derart federbelastet ist, daß sich beim Saughub in dem Hubraum ein entsprechend niedriger Druck einstellt, der also deutlich kleiner ist als der Druck in der Schwimmerkammer bzw. in der vorgenannten Zwischenkammer.

Die erwähnte Querverbindung zwischen der dem Zylinderraum der Dosierpumpe vorgelagerten Zwischenkammer und dem Hubraum der Vorförderpumpe soll — wie gesagt — nur für einen Teil des Saughubs geöffnet sein, Eine in diesem Sinne günstige Ausbildung der Querverbindung besteht darin, daß als solche mindestens ein an einer Stelle unterbrochener Kanal in einer den Dosierkolben dicht umschließenden Führungsbüchse vorgesehen iüt, wenn gleichzeitig der Dosierkolbcn eine mit der unterbrochenen Steile des Kanals auf einen Teil des Saughubs zur Deckung kommende Ausnehmung aufweist. Bei Bewegung der Kolbenstange bzw. des Dosierkolbens wird dann immer die Querverbindung auf einem Teil des Gesanuhubes geöffnet, so daß eine Verbindung zwischen der Zwischenkammer der eigentlichen Dosierpumpe und dem Hubraum der Vorförderpumpe entsteht und damit Trockenlaufsicherheit sowohl der eigentlichen Dosierpumpe als auch der Vorförderpumpe sowie Selbstentlüftung der ersteren gewährleistet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Dosierpumpenanordnung führt die Kolbenstange und damit der Dosierkolben in der Regel einen immer gleichbleibenden Hub aus. Gemäß weiterer Ausbildung ist der Zylinder der Dosierpumpe daher in Bewegungsrichtung des Dosierkolbens derart einstellbar verschiebbar ausgebildet, daß

is bei dem gleichbleibenden Hub die Dosiermenge durch Einstellen der Eintauchtiefe des Dosierkolbens in den Zylinder vorwählbar ist. Es hat sich ferner als günstig erwiesen, wenn an dem der Dosierstelle zugewandten Ausgang des Zylinders der Dosierpumpe ebenfalls ein federbelastetes Druckventil vorgesehen ist. Dadurch wird erreicht, daß beim Saughub bereits <n Richtung auf die Dosierstelle ausgestoßene Dosierfliisigkeit weder durch den zurückfahrenden Dosierkolben nG^h über die beim Saughub zeitweise zum Hubraum der Vorförderpumpe geöffnete Querverbindung zurückgesaugt werden kann.

Anhand üer schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels ist die Funktionsweise der Dosierpumpe erläutert.

In der Zeichnung sind die Vorförderpumpe allgemein mit 1, die Schwimmerkammer allgemein mit 2 und die Dosierpumpe allgemein mit 3 bezeichnet. Mit dem Dosicrkolben 4 ist die Kolbenstange 5 der die Dosierflüssigkeit in die Schwimmerkammer 2 fördernden und ein größeres Hubvoiumen als der Dosierkoiben aufweisenden Vorförderpumpe 1 starr gekoppelt. Die durch einen nicht gezeichneten Antrieb axial hin- und herbewegbarc Kolbenstange 5 der Vorförderpumpe 1 ist mit einer Membran 6 verbunden und saugt bei Betrieb aus einem Vorratsbehälter 7 Dosierflüssigkeit, zum Beispiel Dosierchemikalien, über die Saugleitung 8 und das Saugv-.mil 9 in den Hubraum 10. Das Saugventil 9 ist durch eine Saugventilfeder 11 vorgespannt. Bei dem, dem Saughub folgenden Druckhub drückt die Membran 6 die angesaugte Flüssigkeit über das Druckveniil 12 in Pfeilrichtung durch eine Steigleitung 13 in die Schwimmerkammer 2.

In der Schwimmerkammer 2 steigt die Dosierflüssigkeit bis auf das Niveau I. Zuviel geförderte Flüssigkeit

läuft wieder über den Überlauf 14 und die Verbindungsleitung 15 zurück in den Vorratsbehälter 7. Während dieses Vorgangs erhält der Schwimmer 16 Auftrieb und verschließt über den Steuerhebel 17 das Ventil 18 und somit d>e Verbindung zu einem nicht gezeichneten Frischwasserzulauf 19. Sinkt dagegen das Niveau in der Schwimmerkammer ?^!nfolge Mangels an Dosierflüssigkeit auf das untere Niveau II, so hat der Schwimmer 16 keinen Auftrieb mehr und das Ventil 18 wird selbsttätig oder durch den Steuerhebel 17 geöffnet. Es kann dann

bo Wasser aus dem FrLchwasserzulauf 19 einfließen. Dadurch wird de.' gewünschte Trockenlaufschutz sowie die Selbstspülur.g bewirkt, denn das zugeführte Frischwasser wird ebenfalls ständig dosiert und zirku'iert bei der Kolbcnbewegung durch die eigentliche Dosierpumpe

b5 und deren Vorförderpumpe.

Gleichzeitig wird in Pfeilrichtung 20 die dem Zylinderraum 21 vorgelagerte Zwischenkammer 22 und der Zylinderraum 21 selbst über die Falleitung 23 mit Do-

sierflüssigkeit (ggf. Spülwasser) gefüllt. Beim Dosierhub wird der Dosierkolben 4 in den durch den Pumpcn-O-Ring 24 abgedichteten Zylinder 25 der Dosierpumpe 3 angeführt. Dadurch wird die im Zylinder 25 befindliche Menge an Dosiermittel über ein federbclastctcs Druckventil 26 in die nicht gezeichnete Dosiersielle 27 eingebracht. Der Zylinder 25 ist in einer Führungshülsc 28 in der Bewegungsrichtung des Dosierkolbcns 4 — also in Pfeilrichtung 29 — einstellbar längsverschicbbar. Dadurch kann bei gleichbleibendem Hub des Dosierkolbens 4 die Dosiermenge eingestellt werden, weil durch die Längsstellung des Zylinders 25 die Eintauchtiefe des Dosierkolbens 4 und damit das Hubvolumen vorgegeben ist.

Im Ausführungsbeispiel sind als Querverbindung zwischen der dem Zylinderraum 21 vorgelagerten Zwischenkammer 22 der eigentlichen Dosierpumpe einerseits und dem Hubraum 10 der Vorförderpumpe 1 andererseits Verbindungskanäle 30 vorgesehen, die in die Innenseite einer den Dosierkoiben 4 dicht umschließenden Führungshülse 31 gesetzt und durch einen O-Ring 32 unterbrochen sind. Die Querverbindung wird in einer Phase des Saughubs der Vorförderpumpe 1, vorzugsweise am Ende von derem Saughub, durch eine den O-Ring 32 überbrückende Ausnehmung 33 des Dosicrkolbens 4 gebildet. Insbesondere, wenn mehrere Verbindungskanäle 30 am inneren Umfang der Führungshülse 31 vorgesehen sind, ist es zweckmäßig, die Ausnehmung 33 als Taille des Dosierkolbens 4 auszubilden. In der gezeichneten Stellung der Kolbenstange 5 und damit des Dosierkolbens 4 (am Ende des Saughubs der Vorförderpumpe 1) ist die Querverbindung über die Verbindungskanäle 30 und die Ausnehmung 33 zwischen der dem Zylinderraum 21 der Dosierpumpe 3 vorgelagerten Zwischenkammer 22 und dem Hubraum 10 der Vorförderpusnpe 1 geöffnet. Im letzten Teil des Saughubs der Membran 6 wird somit Flüssigkeit aus der ZwiSCMcnkarnruer 22 und eventuell in der /wischcR-kammer 22 vorhandene Luft in den Hubraum 10 der Vorförderpumpe 1 abgesaugt, weil in dieser Phase im Hubraum 10 ein geringerer Unterdruck als in der Schwimmerkammer 2 und der Zwischenkammer 22 herrscht. Es entsteht also in der genannten Phase eine ständige Zirkulation durch die aus Kanal 30 und Ausnehmung 33 bestehende Querverbindung. Der Differenzdruck zwischen dem Hubraum 10 der Vorförderpumpe 1 einerseits und der Schwimmerkammer 2 sowie der Zwischenkammer 22 andererseits wird beim Saughub mit Hilfe der dem Saugventil 9 zugeordneten Saugventilfeder 11 noch vergrößert.

Liste der Bezugszeichen

1	= Vorförderpumpe
2	= Schwimmerkammer
3	= Dosierpumpe
4	= Dosierkoiben
5	= Kolbenstange
6	= Membran
7	= Vorratsbehälter
8	= Saugleitung
9	= Saugventil
10	= Hubraum
U	= Saugventilfeder
12	= Druckventil
13	= Steigleitung
14	= Oberlauf von 2
15	= Verbindungsleitung

16	= Schwimmer
17	= Steuerhebel
18	= Ventil
19	= Frischwasserzulauf
o 20	= Pfeilrichuing
21	= Zylinderraum
22	= Zwischenkammcr
23	= Fiillcitung
24	= Pumpcn-O-Ring
K) 25	= Zylinder von 3
26	= Druckventil
27	= Dosicrstelle
28	= Führungshülsc
29	= Pfcilrichiung
15 30	- Vcrbindungskanal
31	= Führungshülsc
32	= O-Ring
33	= Ausnehmung.

Hierzu ι num^dcnnungun

Claims

Patentansprüche:

1. Dosierpumpe mit einem als Tauchkolben ausgebildeten Dosierkolben, der mit einer, ein größeres Hubvolumen als der Dosierkolben aufweisenden Vorförderpumpe starr gekoppelt ist, und der unterhalb des Niveaus einer Dosierflüssigkeit liegt, gekennzeichnet durch die die Dosierflüssigkeit in eine Schwimmerkammer (2) fördernde und ais Membranpumpe ausgebildete Vorförderpumpe (I).

2. Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Vorratsbehälter (7) für die Dosierflüssigkeit und dem Hubraum (10) der Vorförderpumpe (1) eine Saugleitung (8) mit einem durch den Saughub geöffneten Saugventil (9) vorgesehen ist, daß zwischen dem Hubraum (10) der Vorförderpumpe (1) und der Schwimmerkammer (2) eine Steigleitung (13) mit einem durch den Druckhub geöffneten Druckventil (12) vorgesehen ist und daß zwischen aer Schwimmerkammer (2) und einer beim Saughub mit dem Zyünderraum (21) der Dosierpumpe (3) in Verbindung stehenden Zwischenkammer (22) eine Falleitung (23) vorgesehen ist.

3. Dosierpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugventil (9) zwischen dem Vorratsbehälter (7) der Dosierflüssigkeit und dem Hubraum (10) der Vorförderpumpe (1) derart durch eine Saugventilfeder (11) vorbelastet ist, daß sich beim Saughub in dem Hubraum (10) ein niedriger Druck einstellt als in der Schwimmerkammer (2) bzw. in de; Zwischenkammer (22).

4. Dosierpumpe nach de Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der dem Zylinderraum (21) der Dosierpumpe (3) vorgelagerten Zwischenkammer (22) und dem Hubraum (10) der Vorförderpumpe (1) eine für einen Teil des Saughubs — insbesondere am Ende des letzteren — geöffnete, zur Entlüftung der Zwischenkammer und als Trockenlaufschulz der Vorförderpumpe dienende Querverbindung (30,33) vorgesehen ist.

5. Dosierpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Querverbindung mindestens ein an einer Stelle unterbrochener Kanal (30) in einer den Dosierkolben (4) dicht umschließenden Führungshülse (31) vorgesehen ist und daß der Dosierkolben (4) eine mit der unterbrochenen Stelle des Kanals (30) auf einem Teil des Saughubs zur Dekkung kommenden Ausnehmung (33) aufweist.

6. Dosierpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterbrechung des Kanals (30) ein in die Wand der Führungshülse (31) gesetzter O-Ring (32) vorgesehen ist, der außer im Bereich der Ausnehmung (33) den Umfang des Dosierkolbens (4) dicht umschließt.

7. Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmerkammer (2) einen Überlauf (14) für zuviel in sie geförderte Dusierflüssigkeit und ein bei Absenken des Schwimmers (16) von diesem geöffnetes Zufuhrventil (18) für Frischwasser als Trockenlaufschutz der Anordnung aufweist, wobei das niedrigste Schwimmerniveau (II) höher liegt als die dem Zylinderraum (21) der Dosierpumpe (3) vorgelagerte Zwischenkammer (22) und der Hubraum (10) der Vorförderpumpe (1).

8. Dosierpumpe, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, chilJ der Zylinder (25) der Dosierpumpe (3) in Bewegungsrichtung de·. Dosierkolbcns (4) einstellbar verschiebbar ist, derart, daß bei gleichbleibendem Hub des Dosierkolbens (4) die Dosiermenge durch Einstellung der Eintauchtiefe des letzteren in den Zylinder (25) vorwählbar ist.

9. Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am der Dosierstelle (27) zugewandten Ausgang des Zylinders (25) der Dosierpumpe (3) ein federvorbelastetcs Druckventil (26) vorgesehen ist.

10 Die Erfindung betrifft eine Dosierpumpe mit einem

-.5 als Tauchkolben ausgebildeten Dosierkolben, der mit einer, ein größeres Hubvolumen als der Dosierkolben aufweisenden Vorförderpumpe starr gekoppelt ist, und der unterhalb des Niveaus einer Dosierflüssigkeit liegt. Eine Dosierpumpe dieser Gattung ist bekannt aus DD-PS 40 753.

Solche für sehr kleine Dosiermengen vorgesehenen Dc-sicrpurnpen körnen in der Rege! wegen ihres entsprechend kleinen Hubvolumens nicht selbstansaugend ausgebildet sein. Daher muß die Dosierflüssigkeit bzw. das Dosierchemikal stets ein höheres Niveau einnehmen als die eigentliche Dosierpumpe. Um ferner eine Selbstentlüfiung der letzteren zu erzielen, bildet man diese in der Regel als Tauchkolbenpumpe aus. Der Dosierkolben verläßt also bei jedem Dosierhub seinen Zylinderraum sowie sein Dichtelement, so daß Luft aus dem Zylinderraum entweichen kann. Dies ist vor allen Dingen dann wichtig, wenn Chemikalien dosiert werden sollen, die zum Ausgasen neigen, z.B. Natriumhvpochlorid, d. h. eine Dosierpumpe für kleine Mengen, die

r> nicht als Tauchkolbenpumpe ausgeführt ist und eine bestimmte Saughöhc bzw. Saugwiderstand überwinden muß. würde durch das Ausgasen des Chemikals im Kolbenraum ihren Betrieb gegen Druck einstellen und müßte entlüftet werden. Weiterhin sollen die beschriebenen Dosierpumpen normalere j'sc trockenlaufsicher sein. Schließlich soll eine Selbstspülung vorgesehen sein, um bei Mangel an Dosierflüssigkeit ständig Wasser zu spülen. Eine Sclbstspülung ist vor allem wichtig, wenn zum Auskristallisiercn neigende Chemikalien dosiert werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung mit einer Dosierpumpe der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die vorgenannten Bedingungen nach der Höhe dci Niveaus der der Pumpe zuzuführenden Dosierflüssigkeit, der Ausbildung als Tauchkolbenpumpe und der Trockenlaufsicherheit sowie der Selbstspülung derart kombiniert sind, daß sich eine bei geringem Aufwand arbeitende, selbstansaugcndc, selbstcntlüftende, trockenlaufsichere und selbstspülendc Dosierpumpencinheit für kleine Dosiermengen ergibt. Die Lösung besteht in der Ausgestaltung gemäß Anspruch 1.

Im Prinzip kann bei der erfindungsgemäßen Dosierpumpe /wischen einem Vorratsbehälter für die Dosicrflüssigkeit bzw. für das Dosierchemikal und dem Hubraum der Vorförderpumpe eine Saugleitung mit einem durch den Saughub der letzteren geöffneten Saugventil vorgesehen sein. Gleichzeitig kann zwischen dem Hubraum der Vorförderpumpe und der Schwimmerkammer b5 eine Steigleitung mit einem durch den Druckhub der Vorförderpumpe geöffneten Druckventil liegen. Schließlich kann /wischen der Schwimmerkammer und einer beim Saughub /um /yliiidcrraum der Dosierpuin-