DE2737062B1 - Schubkolbenpumpe zur pulsationsfreien Foerderung einer Fluessigkeit - Google Patents

Schubkolbenpumpe zur pulsationsfreien Foerderung einer Fluessigkeit

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DE2737062B1 DE19772737062 DE2737062A DE2737062B1 DE 2737062 B1 DE2737062 B1 DE 2737062B1 DE 19772737062 DE19772737062 DE 19772737062 DE 2737062 A DE2737062 A DE 2737062A DE 2737062 B1 DE2737062 B1 DE 2737062B1
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Description

  • Die Justierschrauben können in eine Anschlagstellung gedreht werden, in der sie die Kolbenstoßel bei Ausführung des Saughubes mit Abstand vor der hinteren Endstellung abfangen, an einer weiteren Rückwärtsbewegung hindern und so die Füllung des Zylinders begrenzen. Dadurch hebt die jeweilige Nockenscheibe von dem Kolbenstößel während eines bestimmten, dem Saughub und dem Vorkompressionshub zugeordneten Drehbereiches ab. Wenn sich die Betriebsbedingungen, d. h. beispielsweise die Temperatur, die Viskosität oder der Druck, gegen den gefördert werden soll, oder die Zusammensetzung der zu fördernden Flüssigkeit ändern, so erfolgt eine manuelle oder automatische Nachjustierung. Mit der automatischen Nachjustierung ändert sich jedoch der Durchsatz der geförderten Flüssigkeit.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schubkolbenpumpe der eingangs beschriebenen Art die Pulsationsfreiheit und eine Konstanz des Durchsatzes durch die Beeinflussung nur einer Betriebsgröße zu erreichen.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Länge des Vorkompressionshubes konstant gehalten ist, und daß die Drehgeschwindigkeit des Drehantriebes zu Beginn der Förderung im Bereich des Vorkompressionshubes auf einen verminderten Wert reduziert und bis zum Ende des Vorkompressionshubes kontinuierlich wieder auf den normalen Wert erhöht wird, und daß die Drehgeschwindigkeit über den gesamten so entstandenen Verlauf verringert wird entsprechend der durch die Vorkompression bedingten Mehrförderung.
  • Der Erfindung liegt folgende Überlegung zugrunde: Wenn eine Flüssigkeit verwendet wird, die eine sehr hohe Kompressibilität hat oder bei der der Druck, gegen den gefördert werden soll, sehr hoch ist, so ist es möglich, daß die Förderung erst am Ende des Vorkompressionshubes beginnt. In diesem Fall wird durchgehend mit dem normalen Wert der Drehgeschwindigkeit des Drehantriebes gearbeitet. Wenn dagegen die Kompressibilität der Flüssigkeit und die Betriebsbedingungen so sind, daß die Förderung bereits vor dem Ende des Vorkompressionshubes beginnt, so wird die Drehgeschwindigkeit zu Beginn der Förderung auf den verminderten Wert reduziert und bis zum Ende des Vorkompressionshubes wieder auf den normalen Wert erhöht, um die in diesem Abschnitt vorzeitig von dem den Vorkompressionshub ausführenden Kolben geförderte Flüssigkeits-Menge durch eine Minderförderung des anderen Kolbens auszugleichen. Bei der Reduzierung der Drehgeschwindigkeit muß berücksichtigt werden, daß diese auch eine Verminderung der Flüssigkeitsmenge zur Folge hat, die von dem den Vorkompressionshub ausführenden Kolben gefördert wird. Der Grad der Reduzierung hängt davon ab, wo die Förderung innerhalb des Vorkompressionshubes beginnt und ist bei vorgegebener Nockenscheiben-Kurvenform eine eindeutige Funktion. Durch diese Kompensation ist es möglich, pulsationsfrei zu fördern. Sie wird als Primärregelung bezeichnet.
  • Die Vorkompression bedingt eine Durchsatzerhöhung der geförderten Flüssigkeit, wenn sich diese nach Verlassen der Schubkolbenpumpe entspannen kann.
  • Diese Durchsatzerhöhung wird dadurch kompensiert, daß die Drehgeschwindigkeit des Drehantriebes über den gesamten durch die Primärregelung entstandenen Verlauf entsprechend proportional abgesenkt wird. Die dadurch erzielte Konstanz des Durchsatzes wird als Sekundärregelung bezeichnet. Sowohl die Primärregelung als auch die Sekundärregelung beruhen auf einer Veränderung der Drehzahl des Drehantriebes, die damit die einzige zu beeinflussende Betriebsgröße ist.
  • Die Drehgeschwindigkeit des Drehantriebes kann bis zum Ende des Vorkompressionshubes nach unterschiedlichen aber eindeutigen Funktionsverläufen, die entsprechend unterschiedliche Nockenscheiben-Kurvenformen voraussetzen, wieder auf den normalen Wert erhöht werden. Für die Praxis als besonders einfach hat es sich erwiesen, wenn die Erhöhung gleichförmig, d. h. nach einer linearen Funktion, erfolgt.
  • Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung kann ferner darin bestehen, daß die Nockenscheibe eine Doppelrillen-Nockenscheibe ist und daß die Rillen formschlüssig abgetastet werden. Dies hat gegenüber der bekannten Schubkolbenpumpe den Vorteil, daß keine Federn zur Rückstellung der Kolben vorgesehen sein müssen, die mit der Zeit Ermüdungserscheinungen zeigen. Durch den Wegfall der Feder werden die Lebensdauer bzw. die Wartungsintervalle erhöht. Auch kann ein leistungsschwächerer Drehantrieb mit geringerer Verlustleistung verwendet werden.
  • Die Primärregelung der Schubkolbenpumpe kann praktisch realisiert werden durch einen Vorkompressionshub-lndikator, der den Beginn des Vorkompressionshubes anzeigt, und durch einen Drehstellungs-Geber, welcher die augenblickliche Drehstellung der Nockenscheibe anzeigt, und durch einen mit einem Druckmeßgerät verbundenen Pulsations-Diskriminator, mittels welchem feststellbar ist, ob ein Druckimpuls auf einer Überkompensation oder auf einer Unterkompensation beruht, und durch einen Laufprogramm-Speicher für den Drehantrieb, in dem eine Vielzahl von Laufprogrammen gespeichert ist, die für verschiedene bestimmte Drehstellungen der Nocken zwischen dem Beginn und dem Ende des Vorkompressionshubes einen entsprechend anderen Verlauf einer reduzierten Laufgeschwindigkeit der Nockenscheibe zwischen der jeweils zugeordneten bestimmten Drehstellung und dem Ende des Vorkompressionshubes festlegen, und durch einen mit dem Pulsations-Diskriminator gekoppelten Laufprogrammselektor, der je nachdem, ob der Pulsations-Diskriminator eine Überkompensation oder eine Unterkompensation anzeigt, den Laufprogrammspeicher veranlaßt, ein Laufprogramm zu aktivieren, bei dem die zugeordnete bestimmte Drehstellung einen größeren bzw. kleineren Abstand vom Beginn des Vorkompressionshubes hat als bei dem vorher ausgewählten Laufprogramm. Die Laufprogramme unterscheiden sich durch den Grad der Reduzierung der Drehgeschwindigkeit des Drehantriebes für die Nokkenscheibe sowie den Zeitabstand zwischen dem Beginn der Reduzierung und dem Wiedererreichen der normalen Drehgeschwindigkeit. Zwischen dem Grad der Reduzierung und dem erwähnten Zeitabstand besteht eine eindeutige Beziehung.
  • Die Sekundärregelung kann dadurch praktisch realisiert werden, daß zwischen den Drehantrieb für die Kurvenscheibe und den Laufprogramm-Speicher ein Kompressionsrechner geschaltet ist, dem von dem Laufprogrammspeicher das ausgewählte Laufprogramm zugeführt wird und dem von dem Vorkompressionshub-lndikator über den Pulsations-Diskriminator und den Laufprogramm-Selektor eine Information über den Abstand zwischen dem Beginn des Vorkompressions-Hubes und dem Beginn der Förderung zugeführt wird, und daß dieser unter Berücksichtigung von ihm eingegebenen Eigenwerten der Schubkolbenpumpe die von dem ausgewählten Laufprogramm vorgegebene Drehgeschwindigkeit über ihren gesamten Verlauf proportional vermindert.
  • Zwischen den Kompressionsrechner und den Drehantrieb ist ein Multiplizierer geschaltet, der das von dem Kompressionsrechner modifizierte Laufprogramm mit einem durch einen Durchsatz-Vorwähler auswählbaren Faktor multipliziert.
  • Für die Ausbildung des Drehantriebes und dessen schnelle und genaue Steuerung wird vorgeschlagen, daß der Drehantrieb ein Elektromotor ist und daß mit dem Elektromotor ein Tachogenerator zwecks Erregung eines Ist-Wertes verbunden ist, welcher einem den Elektromotor steuernden Folgeregler zugeführt wird, der seinen Soll-Wert von dem Multiplizierer erhält.
  • Der Vorkompressionshub-lndikator kann von einem an der Nockenscheibe befestigten Signalgeber-Element und einem mit dem Signalgeber-Element korrespondierenden Sensor gebildet sein.
  • Die erfindungsgemäße Schubkolbenpumpe ist bevorzugt zur Förderung von Flüssigkeiten geeignet; grundsätzlich ist sie jedoch auch zur Förderung von Gasen anwendbar.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichungen beschrieben. Es zeigt Fig.1 ein Blol:schaltbild der Schubkolbenpumpe, das nur die wichtigsten Verbindungen zwischen den Blöcken zwecks Vereinfachung der Erklärung enthält; F i g. 2 ein Diagramm betreffend die Abhängigkeit des Fõrdervolumens/Zeiteinheit von dem Drehwinkel der Nockenscheibe für eine ideale nicht kompressible Flüssigkeit; F i g. 3 ein Diagramm betreffend die Abhängigkeit des Kolbenhubweges von dem Drehwinkel der Nockenscheibe, die zur Steuerung der Kolben zwecks Ausführung des Förderdiagramms nach F i g. 2 verwendet wird; F i g 4 ein Diagramm betreffend die Abhängigkeit des F6rdervolumenslZeiteinheit vom Drehwinkel der Nokkenscheibe für eine reale kompressible Flüssigkeit, die gegen einen Druck gefordert werden soll, der höher als Atmosphärendruck ist, wobei eine Nockenscheibe verwendet ist, die einen Kolbenhubweg gemäß F i g. 3 erzeugt; F i g. 5 ein Diagramm betreffend die Abhängigkeit des FördervolumenslZeiteinheit von dem Drehwinkel der Nockenscheibe für eine reale kompressible Flüssigkeit, die gegen einen Druck gefördert werden soll, der höher als Atmosphärendruck ist, wobei eine Nockenscheibe verwendet ist, die einen Kolbenhubweg gemäß dem Diagramm nach i g. 6 erzeugt; Fig. 6ein Diagramm betreffend die Abhängigkeit des Kolbenhubweges vom Drehwinkel der Nockenscheibe unter Einbau einer Vorkompressionsphase; F i g. 7 ein Diagramm betreffend die Abhängigkeit der Kolbengeschwindigkeit von dem Drehwinkel einer Nockenscheibe, die einen Kolbenhubweg gemäß dem Diagramm naco F i g. 6 erzeugt; F i g. 8 ein Diagramm betreffend die Kolbengeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Drehwinkel einer Nockenscheibe, die einen Kolbenhubweg gemäß dem Diagramm nach F i g 6 erzeugt, wobei die Geschwindigkeit der Nockenscheibe gemäß F i g. 9 variiert wird; F i g, 9 ein Diagramm betreffend die Abhängigkeit der Geschwindigkeit der Nockenscheibe von dem Drehwinkl der Nockenscheibe bei Verwendung einer realen kompressiblen Flüssigkeit, die gegen einen Druck gefördert werden soll, der höher als Atmosphärendruck ist; Fig. 10 eine Seitenansicht der Doppelrillen-Nockenscheibe mit Stößel und Rolle.
  • Die Schubkolbenpumpe nach F i g. 1 enthalt zwei Zylinder 12a, 12b, deren Kolben Ober Stößel 25a, 25b von einer Doppelrillen-Nockenscheibe 8, die in F i g. 10 in Seitenansicht gezeigt ist, gesteuert werden. Die Doppelrillen-Nockenscheibe 8 weist auf jeder Seite eine Rille 9a, 9b auf. In jeder Rille läuft eine Rolle 10a, 10b, die mit dem entsprechenden Stößel 25a, 25b verbunden ist. Jeder Stößel 25a, 25b läuft in einem Lager 11a, 11b, welches die Belastung aufnimmt, die von der Nockenscheibe 8 tangential zu der Kurve auf den Stößel 1 1a, t 1 b ausgeübt wird.
  • Jeder Zylinder 12a, 12b ist mit einem Einlaßventil 13a, 13b und einem Auslaßventil 14a, 14b verbunden. Die Einlaßventile 13a, 13b sind gemeinsam an eine Flüssigkeitsquelle geschaltet; die Auslaßventile 14a, 14b bilden den Ausgang für die pulsationsfrei geförderte Flüssigkeit Mit der Ausgangsleitung ist ein Druckaufnehmer 15 verbunden, der die Druckstöße in elektrische Impulse umwandelt und einem Meßverstärker 16 zuführt Der Meßverstarker liefert die Meßdaten an eine Druckanzeige 17. die jedoch für die grundsätzliche Funktion der Anordnung nicht erforderlich ist Weiterhin ist der Meßverstarker 16 mit einem Pulsations-Diskriminator 18 verbunden, der feststellt. ob die von dem Meßverstärker 16 gelieferten Impulse auf einer Überkompensation oder einer Unterkompensation beruhen.
  • Der Antrieb der Nockenscheibe 8 erfolgt durch einen Elektromotor 1. Auf der Antriebswelle des Elektromotors 1 sitzt ein Tachogenerator 2, der einen Drehzahllstwert an einen als Leistungsverstärker wirkenden Folgeregler 23 liefert Dem Folgeregler 23 wird von einem Multiplizierer 22 ein Drezahl-Sollwertsignal zugeführt Der Folgeregler 23 paßt die Drehzahl des Motors 1 an den von dem Multiplizierer 22 gelieferten Sollwert an Auf der Antriebswelle des Elektromotors 1 sitzt ferner ein Drehwinkelgeber 3, der beim Drehen Impulse abgibt, deren Zahl einer Anzahl durchlaufener Winkelinkremente entspricht Die Nockenscheibe 8 ist mit dem Motor 1 über ein Untersetzungsgetriebe 4 gekoppelt An der Nockenscheibe 8 sitzt ein Vorkompressionshub-lndikator, der hier als separate Scheibe 5 dargestellt ist Die Scheibe 5 trägt ein Geberelement 6, das mit einem Sensor 7 korrespondiert In der Praxis befindet sich das Geberelement 6 direkt an der Nockenscheibe 8, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist Zu der Schubkolbenpumpe gehört ein Laufprogrammspeicher 20, in dem eine Vielzahl von Laufprb grammen für die Nockenscheibe 8 gespeichert sind. Die einzelnen Laufprogramme unterscheiden sich dadurch, daß die Drehgeschwindigkeit der Nockenscheibe 8 jeweils an einer anderen Stelle zwischen dem Beginn der Vorkompressionsphase und dem Ende der Vorkompressionsphase in Abweichung von der normalen Drehgeschwindigkeit verringert und der normalen Drehgeschwindigkeit bis zum Ende der Vorkompressionsphase entsprechend einer bestimmten Funktion wieder ausgeglichen wird. Das jeweilige Programm wird durch einen Laufprogramm-Selektor 19 ausgewählt, der mit dem Laufprogramm-Speicher verbunden ist. Der Laufprogramm-Selektor 19 erhält von dem Pulsations-Diskriminator 18 die Information, ob die festgestellte Pulsation auf einer Überkompensation oder einer Unterkompensation beruht Wenn die festgestellte Pulsation auf einer Oberkompensation beruht, so wählt der Laufprogramm-Selektor 19 ein Laufprogramm-Speicher 20 aus, bei welchem die Reduzierung der Drehgeschwindigkeit der Nockenscheibe 8 zu einem früheren Zeitpunkt nach dem Beginn der Vorkompressionsphase erfolgt als bei dem vorherigen ProgramnL Wenn die festgestellte Pulsation dagegen auf einer Unterkompensation beruht, so wird ein Laufprogramm ausgewählt, bei dem die Verringerung der Drehgeschwindigkeit der Nockenscheibe 8 zu einem späteren Zeitpunkt erfolgt. Das jeweilige Laufprogramm sorgt also für die Primärregelung.
  • Die Sekundärregelung, mit der eine Konstanthaltung des Durchsatzes (Gewicht der abgegebenen Flüssigkeit pro Zeiteinheit) gewährleistet werden soll, erfolgt durch einen Kompressionsrechner 21. Dieser ist sowohl mit dem Laufprogramm-Speicher 20 als auch mit dem Laufprogramm-Selektor 19 verbunden. Der Kompressionsrechner 21 erhält von dem Vorkompressionshub-Indikator 5, 6, 7 über den Pulsations-Diskriminator 18 und den Laufprogramm-Selektor 19 die Information, wann der Kompressionshub beginnt. Weiterhin erhält der Kompressionsrechner 21 von dem Drehstellungs-Geber 3 über den Laufprogramm-Selektor 19 die Information, bei welcher Winkelstellung der Nockenscheibe 8 die Förderung beginnt. Diese beginnt bei einer realen kompressiblen Flüssigkeit, die gegen einen Druck gefördert wird, der höher als Atmosphärendruck ist, stets vor dem Ende des Vorkompressionshubes.
  • Der Rillenabschnitt, in dem eine Vorkompression erfolgt, ist bei der Kurvenscheibe gemäß F i g. 10 so lang gewählt, daß die Förderung bei den mit der Schubkolbenpumpe zu fördernden Flüssigkeiten und den Drücken, gegen die mit der Schubkolbenpumpe gefördert werden soll, auf jeden Fall vor dem Ende der Vorkompressionsphase beginnt.
  • Der Kompressionsrechner 21 errechnet einen Korrekturfaktor für die durch das ausgewählte Laufprogramm bestimmte Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 1, um den durch die Vorkompression erhöhten Durchsatz zwischen dem Beginn des Vorkompressionshubes und dem Beginn der Förderung bei einer realen kompressiblen Flüssigkeit auszugleichen. Er berücksichtigt dabei das Verhältnis Vorkompressionshub/Gesamthub und Totvolumen/Verdrängungsvolumen in den Zylindern 12a,12b. Den tatsächlich genutzten Vorkompressionshub errechnet der Kompressionsrechner 21 aus den Informationen, die er von dem Laufprogramm-Selektor 19 und dem Laufprogramm-Speicher 20 erhält.
  • Der Laufprogramm-Selektor 19 erhält diese Informationen von dem Vorkompressionshub-lndikator und dem Drehstellungsgeber 3.
  • Das von dem Kompressionsrechner 21 korrigierte Laufprogramm wird dem Multiplizierer 22 eingegeben.
  • Der Multiplizierer 22 ist mit einem Durchsatz-Vorwähler 24 verbunden, mit dem der jeweilige Durchsatz einstellbar ist. Der Multiplizierer 22 modifiziert das ihm eingegebene Laufprogramm entsprechend dem am Durchsatz-Vorwähler 24 eingestellten Durchsatz.
  • Die Funktion der in F i g. 1 gezeigten Schubkolbenpumpe soll nun nachfolgend anhand der Diagramme gemäß den F i g. 2 bis 9 erklärt wenden.
  • Fig.2 zeigt ein Förderdiagramm für eine ideale Flüssigkeit, die nicht kompressibel ist. Um eine pulsationsfreie Förderung zu erhalten, bringt man die Förderanlaufphase des einen Zylinders (Diagramm in voll ausgezogenen Linien) und die Förderauslaufphase des anderen Zylinders (Diagramm in gestrichelten Linien) zur Überlappung, so daß die dargestellte Summenkurve (in strichpunktierten Linien) entsteht. Ein Förderdiagramm gemäß F i g. 2 kann mit einer Kurvenscheibe erreicht werden, die einen Kolbenhubweg in Abhängigkeit von dem Drehwinkel hat, wie er in F i g. 3 gezeigt ist, wobei die Drehgeschwindigkeit der Nockenscheibe konstantgehalten ist.
  • Wenn weiterhin eine Nockenscheibe verwendet wird, die einen Kolbenhubweg in Abhängigkeit vom Drehwinkel gemäß F i g. 3 erzeugt, und wenn außerdem die Drehgeschwindigkeit der Nockenscheibe konstantgehalten wird, so erhält man für eine reale Flüssigkeit, die kompressibel ist und gegen einen Druck gefördert wird, der höher als Atmosphärendruck ist, das in Fig.4 gezeigte Förderdiagramm. Man erkennt, daß hier eine Uberlappung der Förderbereiche der beiden Zylinder nicht mehr erfolgt, so daß die Summenkurve Einbrüche zeigt. Diese Einbrüche äußern sich als Druckimpulse, die auf einer Unterkompensation beruhen.
  • Man ist nun gemäß Fig.S bestrebt, auch für reale Flüssigkeiten, die kompressibel sind und gegen einen Druck gefördert werden sollen, der höher als Atmosphärendruck ist, eine glatte Summenkurve dadurch zu erhalten, daß man die Förderbereiche durch Verkürzung des Saughubes und entsprechende Vorkompression in dem durch Verkürzung gewonnenen Bereich wieder zur Überlappung bringt Dies ist mit einer Nockenscheibe möglich, die einen Kolbenhubweg in Abhängigkeit von dem Drehwinkel bewirkt, wie er in F i g. 6 gezeigt ist. Die Vorkompressionsphase in F i g. 6 ist dabei so dimensioniert, daß die Flüssigkeit bis zu ihrem Ende praktisch nur komprimiert und nicht gefördert wird und daß erst nach ihrem Ende die Förderanlaufphase beginnt.
  • Die Länge der Vorkompressionsphase ist ferner unter Berücksichtigung derjenigen unter den zu fördernden Flüssigkeiten dimensioniert worden, die die höchste Kompressibilität hat, und unter Berücksichtigung des höchsten Druckes, gegen den mit der Schubkolbenpumpe gefördert werden soll.
  • F i g. 7 zeigt den Verlauf der Kolbengeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Drehwinkel einer Nockenscheibe, die einen Kolbenhubweg gemäß Fig.6 bewirkt. Die Kolbengeschwindigkeit entspricht dem Differtialquotienten des Kolbenweges nach dem Drehwinkel. Die Kurven nach F i g. 7 sind also die differenzierten Kurven nach Fig.6. Man erkennt dabei, daß die Kolbengeschwindigkeit in der Vorkompressionsphase zunächst sprungartig ansteigt und dann wieder zurückgeht. Dabei wird der Kolben jedoch gemäß Fig. 6 stetig vorwärts bewegt, so daß tatsächlich eine Vorkompression erfolgt.
  • Wenn nun eine Flüssigkeit verwendet wird, die eine weniger hohe Kompressibilität als diejenige hat, welche der Dimensionierung der Vorkompression nach F i g. 6 zugrunde gelegt wurde, oder wenn der Druck, gegen den gefördert werden soll, geringer ist, als der der Dimensionierung der Vorkompression zugrunde gelegte Druck, so setzt die Förderanlaufphase bereits vor dem Ende der Vorkompressionsphase ein. Das bedeutet in F i g. 6, daß der Tothub bereits bei Erreichen der Linie B beendet ist und danach die Förderanlaufphase beginnt. Der Dimensionierung zugrunde gelegt ist ein Tothub, der bis zur Linie A geht.
  • Wenn nun der Tothub bereits an der Linie B beendet ist und danach die Förderanlaufphase beginnt, so hat dies bei Beibehaltung der Drehgeschwindigkeit der Nockenscheibe zwangsweise eine Überkompensation zur Folge. Das bedeutet, daß eine Pulsation der geförderten Flüssigkeit registriert wird. Dem wird dadurch begegnet, daß vom Zeitpunkt des Auftretens der Förderanlaufphase an die Drehgeschwindigkeit der Nockenscheibe bis zum Ende der Vorkompressionsphase verringert wird, wie dies Fig. 9 zeigt. Die Verringerung der Geschwindigkeit der Nockenscheibe hat eine Verminderung der Fördermenge beider Zylinder zur Folge, wie dies in Fig.8 angedeutet ist Man erkennt, daß auf diese Weise eine Kompensation möglich ist, so daß man wieder eine glatte Summenkurve erhält Die zuletzt geschilderte Kompensation erfolgt durch Approximation, in dem durch sukzessive Auswahl der Laufprogramme der Zeitpunkt des Beginns der Verringerung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Nockenscheibe näher an den Beginn der Förderanlaufphase herangeschoben wird. Diese Approximation erfolgt so lange, bis der Pulsationsdiskriminator 18 an den Laufprogramm-Selektor 19 keine Druckimpulse mehr meldet.
  • Wichtig ist in diesem Zusammenhang noch, daß bei der in F i g. 1 gezeigten Schubkolbenpumpe ein einfaches Druckmeßgerät verwendet werden kann, das nur qualitativ anzuzeigen braucht, ob eine Überkompensation oder eine Unterkompensation vorliegt.
  • Anforderungen an eine bestimmte Meßgenauigkeit hinsichtlich der quantitativen Druckgröße bestehen nicht

Claims (8)

  1. Patentansprüche: 1. Schubkolbenpumpe zur pulsationsfreien Förderung einer Flüssigkeit unter Verwendung von mindestens zwei ausgangsseitig parallelgeschalteten Zylindern, von denen jeweils einer saugt und der andere fördert, wobei die Kolben dieser Zylinder von einer durch einen Drehantrieb angetriebenen Nockenscheibe gesteuert sind, und wobei jeder Kolben zur Kompensation der Kompressibilität der Flüssigkeit vor jedem Förderhub einen Vorkompressionshub ausführt, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Länge des Vorkompressionshubes konstant ist. und daß die Drehgeschwindigkeit des Drehantriebes zu Beginn der Förderung im Bereich des Vorkompressionshubes auf einen verminderten Wert reduziert und bis zum Ende des Vorkompressionshubes kontinuierlich wieder auf den normalen Wert erhöht wird, und daß die Drehgeschwindigkeit über den gesamten so entstandenen Verlauf proportional verringert wird entsprechend der durch die Vorkompression bedingten Mehrförderung.
  2. 2. Schubkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit des Drehantriebes bis zum Ende des Vorkompressionshubes gleichförmig wieder auf den normalen Wert erhöht wird
  3. 3. Schubkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe eine Doppelrillen-Nockenscheibe (8) ist, und daß die Rillen (9a, 9b)formschlüssig abgetastet werden.
  4. 4. Schubkolbenpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Vorkompressionshub-lndikator (5, 6, 71 der den Beginn des Vorkompressionshubes anzeigt, und durch einen Drehstellungsgeber (3), welcher die augenblickliche Drehstellung der Nokkenscheibe (8) anzeigt, und durch einen mit einem Druckmeßgerät (15, 16) verbundenen Pulsations-Diskriminator (18), mittels welchem feststellbar ist, ob ein Druckimpuls auf einer Überkompensation oder auf einer Unterkompensation beruht, und durch einen Laufprogramm-Speicher (20) für den Drehantrieb, in dem eine Vielzahl von Laufprogrammen gespeichert ist, die für verschiedene bestimmte Drehstellungen der Nockenscheibe zwischen dem Beginn und dem Ende des Vorkompressionshubes einen entsprechend anderen Verlauf einer reduzierten Laufgeschwindigkeit der Nockenscheibe (8) zwischen der jeweils zugeordneten bestimmten Drehstellung und dem Ende des Vorkompressionshubes festlegen, und durch einen mit dem Pulsations-Diskriminator (18) gekoppelten Laufprogrammselektor (19), der je nachdem, ob der Pulsations-Diskriminator (18) eine Oberkompensation oder eine Unterkompensation anzeigt, den Laufprogrammspeicher (20) veranlaßt, ein Laufprogramm zu aktivieren, bei dem die zugeordnete bestimmte Drehstellung einen größeren bzw. kleineren Abstand vom Beginn des Vorkompressionshubes hat als bei dem vorher ausgewählten Laufprogramm.
  5. 5. Schubkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Drehantrieb für die Nockenscheibe (8) und den Laufprogramm-Speicher (20) ein Kompressionsrechner (21) geschaltet ist, dem von dem Laufprogramm-Speicher (20) das ausgewählte Laufprogramm zugeführt wird und dem von dem Vorkompressionshub-lndikator (5, 6, 7) über den Pulsations-Diskriminator (1) una aen Laufprogramm-Selektor (19) eine Information über den Abstand zwischen dem Beginn des Vorkompressionshubes und dem Beginn der Förderung zugeführt wird, und daß der Kompressionsrechner (21) unter Berücksichtigung von ihm eingegebenen Eigenwerten der Schubkolbenpumpe die von dem ausgewählten Laufprogramm vorgegebene Drehgeschwindigkeit über ihren gesamten Verlauf proportional vermindert.
  6. 6. Schubkolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kompressionsrechner (21) und den Drehantrieb ein Multiplizierer (22) geschaltet ist, der das von dem Kompressionsrechner (21) modifizierte Laufprogramm mit einem durch einen Durchsatz-Vorwähler (24) auswählbaren Faktor multipliziert.
  7. 7. Schubkolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb ein Elektromotor (1) ist und daß mit dem Elektromotor (1) ein Tachogenerator (2) zwecks Erzeugung eines Ist-Wertes verbunden ist, welcher einem den Elektromotor (1) steuernden Folgeregler zugeführt wird, der seinen Soll-Wert von dem Multiplizierer (22) erhält.
  8. 8. Schubkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorkompressionshub- Indikator (5) von einem an der Nockenscheibe (8) befestigten Signalgeber-Element (6) und einem mit dem Signalgeber-Element (6) korrespondierenden Sensor (7) gebildet ist.
    Die Erfindung betrifft eine Schubkolbenpumpe zur pulsationsfreien Förderung einer Flüssigkeit unter Verwendung von mindestens zwei ausgangsseitig parallelgeschalteten Zylindern, von denen jeweils einer saugt und der andere fördert, wobei die Kolben dieser Zylinder von einer durch einen Drehantrieb angetriebenen Nockenscheibe gesteuert sind, und wobei jeder Kolben zur Kompensation der Kompressibilität der Flüssigkeit vor jedem Förderhub einen Vorkompressionshub ausführt.
    Derartige Schubkolbenpumpen finden Anwendung zur Förderung von Flüssigkeiten für chromatographische Untersuchungen.
    Bei einer bekannten Schubkolbenpumpe der zuvor beschriebenen Art (DE-OS 2446 805) wird die Länge des Vorkompressionshubes zur pulsationsfreien Förderung einer Flüssigkeit an die Kompressibilität der jeweils geförderten Flüssigkeit angepaßt. Dazu sind bei der bekannten Schubkolbenpumpe Justierschrauben vorgesehen, welche verstellbare Anschläge für die je eine Nockenscheibe abtastenden Kolbenstößel bilden.
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