DE2803470B2

DE2803470B2 - Ventilation device for a liquid piston pump, in particular a metering pump

Info

Publication number: DE2803470B2
Application number: DE2803470A
Authority: DE
Inventors: Viktor Dulger; Franz Ernst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-01-27
Filing date: 1978-01-27
Publication date: 1980-06-04
Also published as: DE2803470A1; DE2803470C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entlüftungsvorrichtung für eine Flüssigkeitskolbenpumpe, insbesonde- re Dosierpumpe, deren Pumpkammer über ein Saugventil und ein Druckventil mit der Saug- bzw. der Druckseite verbindbar ist und mit einem Entlüftungskanal, der sich zwischen dem oberen Raum der Pumpkammer und einer Austrittsöffnung, vorzugsweise mit einem Anschluß für eine in den Vorratsbehälter zurückführende Leitung, erstreckt sowie eine Drossel und ein damit in Reihe liegendes Entlüftungsventil aufweistThe invention relates to a venting device for a liquid piston pump, in particular re dosing pump, whose pumping chamber has a suction valve and a pressure valve with the suction or the Pressure side is connectable and with a ventilation duct, which is located between the upper space of the Pump chamber and an outlet opening, preferably with a connection for one in the storage container return line, extends as well as a throttle and a vent valve lying in series with it having

Wenn eine Kolbenpumpe Flüssigkeit in ein unter Überdruck stehendes System pumpen soll, verringert sich die Leistung der Pumpe oder sie fällt völlig aus, sobald Gas in die Pumpkammer gelangt Dies tritt häufig beim Wechseln Jes Vorratsbehälters, aus dem die Flüssigkeit, z. B. Dosierlösung abgesaugt wird, oder bei «> ausgasenden Flüssigkeiten auf.If a piston pump is to pump liquid into a pressurized system, decrease the performance of the pump or it fails completely as soon as gas enters the pumping chamber This occurs often when changing Jes storage container from which the liquid, z. B. Dosing solution is sucked off, or with «> outgassing liquids.

Beim Druckhub des Hubelements (Membran oder Kolben) wird das Gas in der Pumpkammer aufgrund des Gegendrucks in dem System, auf das die Pumpe arbeitet, verdichtet, und beim nachfolgenden Saughub dehnt es sich wieder aus. Dadurch unterbleibt die gewünschte Verdrängung der Dosierlösung während des Druckhubes und auch das Befüllen der Pumpkammer während des Saughubs. Diese Gefahr besteht insbesondere bei elektromagnetischen Dosierpumpen, die mit verhältnismäßig heber Hubfrequenz und geringem Hubvolumen arbeiten, das bereits durch geringe Gasmengen gefüllt werden kann.During the pressure stroke of the lifting element (membrane or piston), the gas in the pump chamber is due to the Back pressure in the system on which the pump works, and on the subsequent suction stroke it expands again. As a result, the desired displacement of the dosing solution does not occur during the pressure stroke and also the filling of the pump chamber during the suction stroke. This danger exists especially with electromagnetic metering pumps that have a relatively high stroke frequency and work with a small stroke volume, which can be filled with small amounts of gas.

Es ist bereits eine Entlüftungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art bekannt (DE-OS 21 58 458X bei der der Drossel ein Entlüftungsventil nachgeschaltet ist das von einer Feder in die offene Stellung und vom Druck in der Druckleitung in die geschlossene Stellung bewegt wird. Hierbei findet keine Entlüftung statt wenn beispielsweise beim Wechseln des Vorratsbehälters der Druck im nachgeschalteten System seine Größe annähernd beibehält weil dieser Druck das Ventil geschlossen hält Ist es aber geöffnet so wird zwar bei jedem Druckhub Luft oder Gas über das geöffnete Entlüftungsventil abgegeben, beim Saughub aber über den gleichen Weg wieder angesaugt Die Entlüftungswirkung ist daher gering. Völlig ausgeschlossen ist eine Entlüftung von Gasen, die sich erst im Betrieb im Pumpraum abscheiden, weil das Entlüftungsventil während des Betriebs geschlossen ist und erst öffnet wenn ein merklicher Druckabfall in der Druckleitung auftrittThere is already a ventilation device of the type described above known (DE-OS 21 58 458X in which the throttle is followed by a vent valve is that of a spring in the open position and the pressure in the pressure line in the closed position is moved. In this case, there is no venting if, for example, when changing the storage container Pressure in the downstream system approximately maintains its size because this pressure opens the valve keeps closed but if it is open, air or gas will flow over the open with every pressure stroke Vent valve released, but sucked in again via the same path during the suction stroke. The venting effect is therefore low. One is completely out of the question Venting of gases that are only deposited in the pump chamber during operation because the vent valve is closed during operation and only opens when there is a noticeable drop in pressure in the pressure line occurs

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entlüftungsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine Entlüftung beim Anlauf und während des Betriebs mit Sicherheit ermöglicht und einen einfacheren Aufbau hatThe invention is based on the object of providing a ventilation device of the type mentioned at the beginning specify that allows venting during start-up and during operation with certainty, and has a simpler structure

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß das Entlüftungsventil ein sich in Entlüftungsrichtung öffnendes Rückschlagventil istAccording to the invention, this object is achieved in that the vent valve extends in the venting direction opening check valve is

Bei dieser Konstruktion ist der Entlüftungskanal während der Entlüftung nur beim Druckhub geöffnet weil das Entlüftungsventil unter dem Einfluß der unter Druck stehenden Gase in die Öffnungsstellung geht Es ist aber während des Saughubes geschlossen, so daß in den Pumpraum kein Gas zurückgesaugt wird. Während des Normalbetriebs ist der Entlüftungskanal allein aufgrund des Vorhandenseins der Drossel geschlossen, weil diese den Durchtritt von Flüssigkeit im wesentlichen verhindert Insgesamt ergibt sich daher eine sichere Entlüftung bei kleinstem Aufwand.With this construction, the venting channel is only open during the venting stroke because the vent valve goes into the open position under the influence of the pressurized gases but is closed during the suction stroke so that no gas is sucked back into the pump chamber. While During normal operation, the ventilation duct is closed solely due to the presence of the throttle, because this essentially prevents the passage of liquid. Overall, there is therefore one safe venting with minimal effort.

Das druckseitige Druckventil weist vorzugsweise zwei hintereinander angeordnete Verschlußstücke auf und der Entlüftungskanal zweigt zwischen diesen Verschlußstücken ab. Da das druckseitige Verschlußstück gegen das von der Pumpe beaufschlagte Drucksystem absperrt, ist die Gasabfuhr fast drucklos, und wenn Gas in der Pumpkammer auftritt wird dieses mit jedem Druckhub der Pumpe über die Drossel und das Rückschlagventil der Austrittsöffnung zugeführt.The pressure-side pressure valve preferably has two closure pieces arranged one behind the other and the ventilation duct branches off between these closure pieces. Since the pressure-side closure piece against that acted on by the pump Shuts off the pressure system, the gas discharge is almost pressureless, and if gas occurs in the pump chamber this is with each pressure stroke of the pump via the throttle and the check valve to the outlet opening.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß die Drossel von einem Entlüftungsschaltventil überbrückt ist das aus seiner geschlossenen in seine offene Stellung umschaltbar ist. Dieses Ventil wird zur Inbetriebnahme und zur beschleunigten Entlüftung von Saugleitung und Pumpenkopf geöffnet, so daß das gesamte Hubvolumen, unter Umgehung der Drossel, das Entlüftungsschaltventil und das Rückschlagventil passiert Nach der Entlüftung wird das Entlüftungsschaltventil wieder geschlossen.It is preferably ensured that the throttle is bridged by a vent switching valve that is off its closed position can be switched to its open position. This valve is used for commissioning and accelerated venting of suction line and pump head opened so that the entire stroke volume, After bypassing the throttle, the vent switching valve and the check valve happened Venting, the venting switching valve is closed again.

Vorzugsweise ist die Drossel einstellbar. Auf diese Weise läßt sich der den Durchfluß der Drossel bestimmende Querschnitt dem Pumpendruck und der Viskosität der zu pumpenden Flüssigkeit anpassen.The throttle is preferably adjustable. In this way, the flow through the throttle Adapt the determining cross-section to the pump pressure and the viscosity of the liquid to be pumped.

Sodann kann dafür gesorgt werden, daß der Entlüftungskanal durch zwei Bauteile führt, von denenIt can then be ensured that the ventilation duct leads through two components, one of which

der erste die Pumpkammer mit den Saug- und Druckventilen und der zweite die Drossel, das Rückschlagventil und das Entlüftungsschaltventil aufweist, und daß der durch das erste Bauteil verlaufende Abschnitt des Entlüftungskanals als verschließbare öffnung ausgebildet ist Diese Ausbildung ermöglicht es, das zweite Bauteil wegzulassen und das erste Bauteil nach Versperren der verschließbaren öffnung allein zu verwenden, wenn die zu pumpende Flüssigkeit bzw. Dosierlösung während des Saughubs keine Gase ι ο freisetztthe first the pumping chamber with the suction and pressure valves and the second the throttle, the Having check valve and the venting switching valve, and that the one extending through the first component Section of the ventilation channel is designed as a closable opening. This design makes it possible to to omit the second component and to close the first component alone after the closable opening has been blocked use if the liquid or dosing solution to be pumped does not contain any gases ι ο during the suction stroke releases

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.The invention is illustrated below with reference to the drawing of a preferred exemplary embodiment described in more detail.

Die Zeichnung stellt eine Dosierpumpe mit einem Antriebsteil 1 und einem Pumpenkopf 2 sowie einen Vorratsbehälter 3 für die zu pumpende Flüssigkeit 4, die Dosierlösung, dar. An die Saugseite des Pumpenkopfes 2 ist eine in die Flüssigkeit 4 tauchend" Saugleitung 5 angeschlossen.The drawing represents a metering pump with a drive part 1 and a pump head 2 as well as a Reservoir 3 for the liquid to be pumped 4, the dosing solution. On the suction side of the pump head 2, a suction line 5 immersed in the liquid 4 is connected.

Der Antriebsteil 1 enthält einen Hubmagneten 6, dessen Anker 7 über eine Stange 8 mit einem Hubelement 9 in Form einer Membran verbunden ist. Das Hubelement 9 begrenzt eine Pumpkammer 10 im Gehäuseteil 11 des aus den Bauteilen U und 12 bestehenden Gehäuses des Pumpenkopfes 2. Die Pumpkammer 10 ist über ein Druckventil 13 und eine Dosierleitung 14 mit der Druckseite und über ein Saugventil 15 mit der Saugseite verbindbar. Das Druckventil 13 enthält zwei hintereinander geschaltete Verschlußstücke 16, 17 in Form von Kugeln. Auch das Saugventil 15 enthält zwei hintereinander geschaltete Verschlußstücke m Form von Kugeln 18,19.The drive part 1 contains a lifting magnet 6, the armature 7 of which is connected via a rod 8 to a lifting element 9 in the form of a membrane. The lifting element 9 delimits a pump chamber 10 in the housing part 11 of the housing of the pump head 2 consisting of the components U and 12. The pump chamber 10 can be connected to the pressure side via a pressure valve 13 and a metering line 14 and to the suction side via a suction valve 15. The pressure valve 13 contains two locking pieces 16, 17 connected in series in the form of balls. The suction valve 15 also contains two closing pieces m in the form of balls 18, 19, connected one behind the other.

Zwischen den Verschlußstücken 16 und 17 zweigt ein Entlüftungskanal 20 ab, der über einen mit Innengewinde versehenen, als verschließbare öffnung dienenden Abschnitt 20a zu einer Austrittsöffnung in der Form eines Anschlusses 21 für eine oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in den Vorratsbehälter 3 mündende Rückführleitung 22 führt In den durch den Bauteil 12 to verlaufenden Abschnitten 206 bis 20c/ des Entlüftungskanals 20 liegen eine Drossel 23 und ein Rückschlagventil 24 in Reihe. Die Drossel 23 ist von einem Entlüftungsschaltventil 25 überbrückt. Die Drossel 23 ist ein Nadelventil mit spitzem Verschlußkegel und im « Bauteil 12 mittels Feingewinde verschraubt, so daß sein Durchtrittsquerschnitt ein Ringspalt, fein einstellbar ist. Er wird so eingestellt, daß er Gase durchläßt, dagegen Flüssigkeiten praktisch völlig drosselt. Das Entlüftungsschaltventil 25 ist ebenfalls im Bauteil 12 verschraubt, so ">° daß es durch Verdrehen geöffnet und geschlossen werden kann. Während des Betriebs der Dosierpumpe ist das Entlüftungsschaltventil 25 geschlossen. Das Rückschlagventil 25 hat eine Kugel 26 als Verschlußstück. A venting channel 20 branches off between the closure pieces 16 and 17, which has an internal thread provided section 20a serving as a closable opening to an outlet opening in the mold a connection 21 for a return line opening into the reservoir 3 above the liquid level 22 leads In the sections 206 to 20c / of the ventilation duct 20 running through the component 12 to a throttle 23 and a check valve are located 24 in a row. The throttle 23 is bridged by a vent switching valve 25. The throttle 23 is a needle valve with a pointed closure cone and screwed into the «component 12 by means of a fine thread, so that its Passage cross-section is an annular gap that is finely adjustable. It is set so that it lets gases through, on the other hand Liquids practically completely throttled. The vent switching valve 25 is also screwed into the component 12, so "> ° that it can be opened and closed by twisting it. During operation of the dosing pump the vent switching valve 25 is closed. The check valve 25 has a ball 26 as a closure piece.

Während des Betriebs wird mit jedem Saughub des hubelements 9 über das Saugventil 15 Flüssigkeit 4 in die Pumpkammer 10 gesaugt Mit dem nachfolgenden Druckhub wird Flüssigkeit über das Druckventil 13 in die Dosierleitung 14 gedrückt Hierbei bestimmen die Pulsfrequenz des Hubmagneten 6 und die Hublänge den Durchfluß der Pumpe.During operation, with each suction stroke of the lifting element 9, liquid 4 in the pump chamber 10 is sucked in. With the subsequent pressure stroke, liquid is drawn in via the pressure valve 13 in the metering line 14 pressed Here determine the pulse frequency of the lifting magnet 6 and the stroke length Flow rate of the pump.

Häufig sind jedoch in den zu pumpenden Flüssigkeiten Gase gelöst oder die Flüssigkeiten vergasen bei dem auftretenden Unterdruck. Während des Saughubes kann daher eine Entgasung oder Vergasung in der Pumpkammer 10 erfolgen. Ohne die Entlüftungsvorrichtung würden sich diese Gase in der Pumpkammer 10 ansammeln, da sie beim Druckhub gegen den Druck auf der Druckseite lediglich verdichtet und beim Saughub wieder entspannt würden. Dadurch würde schließlich die gewünschte Verdrängung der Flüssigkeit beim Druckhub aus der Pumpkammer 10 und das Befüllen der Pumpkammer 10 beim Saughub unterbleiben.Frequently, however, gases are dissolved in the liquids to be pumped or the liquids gasify the occurring negative pressure. During the suction stroke, therefore, degassing or gasification can occur in the Pump chamber 10 take place. Without the venting device, these gases would be in the pump chamber 10 accumulate, as they only compress during the pressure stroke against the pressure on the pressure side and during the suction stroke relaxed again. This would eventually result in the desired displacement of the liquid The pressure stroke from the pump chamber 10 and the filling of the pump chamber 10 during the suction stroke are omitted.

Im vorliegenden Falle können die Gase aus der Pumpkammer 10 jedoch während des Druckhubs über den Entlüftungskanal 20 und der Drossel 23 und dem Rückschlagventil 24 sowie die Leitung 22 wieder in den Vorratsbehälter 3 zurückströmen, während die Flüssigkeit von der Drossel 23 zurückgehalten und über das Druckventil 13 auf die Druckseite verdrängt wird. Da das druckseitige (obere) Verschlußstück 17 des Druckventils 13 gegen die Druckseite absperrt, ist die Rückführung fast drucklos, und in der Pumpkammer auftretende Gase werden mit jedem Dosierhub in den Vorratsbehälter 3 zurückgeführt. Dadurch wird der Pumpenkopf stets selbsttätig entlüftet, und die eingestellte Dosierpumpleistung bleibt konstant. Zur Inbetriebnahme und zur beschleunigten Entlüftung von Saugleitung 5 und Pumpenkopf 2 wird das Entlüftungsschaltventil 25 aufgedreht, so daß das gesamte Hubvolumen das Entlüftungsschaltventil 25 und das Rückschlagventil 24 unter Umgehung der Drossel 23 passiert und über die Leitung 22 in den Vorratsbehälter 3 zurückgeleitet wird. Nach der Entlüftung wird das Entlüftungsschaltventil 25 wieder zugedreht.In the present case, however, the gases from the pump chamber 10 can overflow during the pressure stroke the vent channel 20 and the throttle 23 and the check valve 24 and the line 22 back into the Reservoir 3 flow back, while the liquid is held back by the throttle 23 and via the Pressure valve 13 is displaced on the pressure side. Since the pressure-side (upper) closure piece 17 of the pressure valve 13 blocks against the pressure side, the return is almost pressureless, and in the pumping chamber Any gases that occur are returned to the reservoir 3 with each metering stroke. This will make the The pump head is always automatically vented and the set metering pump capacity remains constant. For commissioning and for accelerated venting of suction line 5 and pump head 2, the venting switching valve 25 turned up, so that the entire stroke volume the vent switching valve 25 and the Check valve 24 bypassing the throttle 23 happens and via line 22 into the storage container 3 is returned. After the venting, the venting switching valve 25 is closed again.

Die Rückleitung der Gase in den Vorratsbehälter 3 ist besonders bei agressiven Flüssigkeiten, wie Salzsäure, aus denen agressive Gase, wie Chlor, entweichen, zur Vermeidung einer Umweltbelastung von Vorteil.The return of the gases to the storage container 3 is particularly important in the case of aggressive liquids such as hydrochloric acid, from which aggressive gases such as chlorine escape, an advantage in order to avoid environmental pollution.

Für Anwendungsfälle, in denen keine Entlüftung der Pumpkammer 10 erforderlich ist, kann das Bauteil 12 weggelassen und in den iCanalabschnitt 20a ein entsprechendes Verschlußstück geschraubt werden.For applications in which no venting of the pump chamber 10 is required, the component 12 omitted and screwed a corresponding closure piece into the channel section 20a.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Entlüftungsvorrichtung für eine Flüssigkeitskolbenpumpe, insbesondere Dosierpumpe, deren Pumpkainmer aber ein Saugventil und ein Druck- s ventil mit der Saug- bzw. der Druckseite verbindbar ist, und mit einem Entlüftungskanal, der sich zwischen dem oberen Raum der Pumpkammer und einer Austrittsöffnung, vorzugsweise mit einem Anschluß für eine in den Vorratsbehälter zurückfüh- ι ο rende Leitung, erstreckt, sowie eine Drossel und ein damit in Reihe liegendes Entlüftungsventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil ein sich in Entlüftungsrichtung öffnendes Rückschlagventil (24) ist1. Ventilation device for a liquid piston pump, in particular a metering pump, whose Pumpkainmer but a suction valve and a pressure s valve can be connected to the suction or pressure side, and to a venting channel that is between the upper space of the pumping chamber and an outlet opening, preferably with one Connection for a return line in the storage container extends, as well as a throttle and a thus has a vent valve lying in series, characterized in that the vent valve is one which opens in the venting direction Check valve (24) is

2. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das d.uckseitige Druckventil (13) zwei hintereinander angeordnete Verschlußstücke (16, 17) aufweist und zwischen diesen Verschlußstücken (16,17) der Entlüftungskanal (20) abzweigt2. Ventilation device according to claim 1, characterized in that the d.backside Pressure valve (13) has two closure pieces (16, 17) arranged one behind the other and between the venting channel (20) branches off from these closure pieces (16, 17)

3. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Drossel (23) von einem Entlüftungsschaltventil (2S) überbrückt ist, das aus seiner geschlossenen und in seine offene Stellung umschaltbar ist3. Ventilation device according to claim 1 or 2, characterized in that the throttle (23) of a vent switching valve (2S) is bridged, which from its closed and into its open position is switchable

4. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Drossel4. Ventilation device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the throttle

(23) einstellbar ist(23) is adjustable

5. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüehe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der Entlüftungskanal (20) durch zwei Bauteile (U, 12) führt von denen der erste (11) die Pumpkammer (10) mit den Saug- und Druckventilen (13, 15) und der zweite (12) die Drossel (23), das Rückschlagventil5. Ventilation device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Ventilation channel (20) through two components (U, 12) of which the first (11) leads to the pump chamber (10) with the suction and pressure valves (13, 15) and the second (12) the throttle (23), the check valve

(24) und das Entlüftungsschaltventil (25) aufweist und daß der durch das erste Bauteil (11) verlaufende Abschnitt (20a; des Entlüftungskanals als verschließbare öffnung ausgebildet ist(24) and the vent switching valve (25) and that the section (20a; of the ventilation duct running through the first component (11)) is designed as a closable opening

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