DE3915716A1 - Mischgaspumpen-antrieb - Google Patents
Mischgaspumpen-antriebInfo
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
- F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von
Schrittmotoren für den Antrieb von Mischgaspumpen anstelle
von Elektromotoren mit mechanischen Getrieben.
Mischgaspumpen sind Kolbendosierungspumpen besonderer
Bauart. Zwei Kolbenpumpen sind über Räderpaare oder
Übersetzungsgetriebe fest miteinander gekoppelt. Über diese
Räderpaare wird das Verhältnis der Kolbenhübe pro
Zeiteinheit fest vorgegeben. Damit ist auch das
Volumenverhältnis der Mischgaspumpe vorbestimmt. Durch
Auswechseln der Räderpaare kann das Volumenverhältnis
geändert werden. Um im laufenden Betrieb die Kolbenhubzahl
pro Zeiteinheit verändern zu können, können statt der
Räderpaare Schaltgetriebe vorgesehen werden. Diese
Schaltgetriebe werden von Hand oder über Magnete betätigt.
Angetrieben werden Mischgaspumpen über Synchron- oder
Spaltpolmotoren. Die Förderleistung ist somit nahezu
konstant.
Diese Ausführung von Mischgaspumpen hat einige Nachteile:
- - In einer Mischgaspumpe können immer nur zwei Komponenten eines Gases gemischt werden,
- - sind mehr als zwei Komponenten eines Gases zu mischen, so müssen bei n Gaskomponenten n-1 Mischpumpen in Kaskade verwendet werden,
- - die Mischungsverhältnisse sind durch Räderpaare oder Getriebeübersetzung fest vorgegeben,
- - Ändern des Mischungsverhältnisses bedingt ein Wechseln der Räder oder ein Umschalten des Getriebes (nur in Stufen möglich),
- - die Schalthäufigkeit der Getriebe ist gering und damit ein kontinuierlicher Dauerbetrieb nicht möglich,
- - hoher Wartungsaufwand,
- - die Dosierleistung ist nicht veränderbar.
Es ist bekannt, zur Dosierung von Flüssigkeiten in Medizin
und Chemie ein Schlauchpumpensystem zu verwenden, welches
durch einen Permanentmagnet-Schrittmotor angetrieben wird
(vgl. Feinwerktechn. u. Meßtechn., F + M, 91 (1983), Nr. 3,
S. 111-112). Allerdings sind Flüssigkeiten im Gegensatz zu
Gasen bei niederem Druck inkompressibel. Zudem ist es
schwierig, bei einer Dosierung von Gasen die entsprechende
Dosiergenauigkeit zu erreichen. Außerdem werden
Schlauchpumpen für Gase unverhältnismäßig groß.
Die Aufgabe bestand nun darin, für Mischgaspumpen einen
Ersatz für die mechanischen Übersetzungsgetriebe oder
Räderpaare zu finden und gleichzeitg die Möglichkeit zu
schaffen, in einer Stufe kontinuierlich veränderbare
Mischungsverhältnisse von Mehrkomponentengemischen
herzustellen.
Es wurde gefunden, daß die Aufgabe mit Hilfe von
elektrischen Schrittmotoren gelöst werden kann.
Die Erfindung betrifft somit die Verwendung eines
Schrittmotors zum Antrieb einer Mischgaspumpe.
Für die erfindungsgemäße Verwendung kann jede handelsübliche
Mischgaspumpe eingesetzt werden, sofern der Antrieb
abgenommen werden kann. Bevorzugt werden Kolbenpumpen.
An die Mischgaspumpe wird anstelle des Elektromotors und
des Getriebes ein Schrittmotor anmontiert. Falls mehrere
Mischgaspumpen als Kaskade arbeiten, wird vorzugsweise nur
an der ersten Pumpe der Kaskade ein Schrittmotor als
Antrieb angebracht.
Geeignete Schrittmotoren sind handelsüblich und können
anhand der Listen der Hersteller ausgewählt werden. Ihre
Größe und ihre technischen Daten richten sich nach den
Anforderungen der Mischgaspumpen.
Bei einem Schrittmotor läßt sich die Schrittgeschwindigkeit
und die Schrittzahl pro Zeiteinheit elektrisch verstellen.
Diese Vorstellung erfolgt über einen Steuer- und
Leistungsteil. Auf diese Weise kann das
Dosiervolumen pro Zeiteinheit verändert werden. Dieser
Steuerteil kann seinerseits durch einen Analysenrechner oder
ein ähnliches Gerät gesteuert werden.
Der Einsatz eines Schrittmotors als Antrieb für eine
Mischgaspumpe hat folgende Vorteile:
- - die hohe Genauigkeit der Schrittmotoren,
- - kein mechanischer Verschleiß (im Gegensatz zu Schaltgetrieben),
- - keine Notwendigkeit einer Rückstellungsmeldung,
- - geringe Wartung,
- - transparenter Aufbau der Hardware,
- - die Möglichkeit einer kontinuierlichen Gasmischung während des laufenden Betriebes.
In einer Kaskade aus mehreren Mischgaspumpen, welche eine
H2/C2H4-Referenzgasmischung für einen Gasanalysator
herstellte, wurde die erste Pumpe mit einem Schrittmotor
versehen, während die übrigen Pumpen der Kaskade ihre
Normalantriebe mittels Zahnradgetriebe behielten.
Die Ansteuerung des Steuerteils des Schrittmotors
erfolgte über eine V.24-Schnittstelle des Analysenrechners.
Der vom Analysenrechner übermittelte Wert wurde im
Steuerteil in die entsprechende Schrittzahl umgewandelt und
über den Leistungsteil die entsprechende Schrittzahl des
Schrittmotors eingestellt.
Die so angetriebenen Mischgaspumpe erstellte das
Gasmischverhältnis H 2/C2H4, das nach Durchlaufen der
Pumpenkaskade die Referenzgasmischung für den Gasanalysator
ergab. Je nach Prozeßsituation konnte somit das
Mischungsverhältnis der Gase H 2/C2H4 durch den
Analysenrechner kontinuierlich und automatisch während des
Betriebs verändert werden, ohne daß ein mechanischer
Eingriff erfolgen mußte.
Im Vergleich zur alten Anordnung mit mechanischem Getriebe
war mit der neuen Anordnung die Betriebszeit der Anlage
verlängert worden, da eine Wartung praktisch nicht mehr
nötig war.
Claims (2)
1. Verwendung eines Schrittmotors zum Antrieb einer
Mischgaspumpe.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mischgaspumpe eine Kolbenpumpe ist.
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- 1990-05-11 JP JP2120196A patent/JPH033979A/ja active Pending
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