DE4219663C2 - Flüssigkeits-Dosierpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeits-Dosierpumpe mit einer Pumpenkammer, deren Volumen sich bei einem Saughub vergrößert und bei einem Druckhub verkleinert und an deren oberen Ende eine Entlüftungsventileinrich­ tung angeordnet ist.

Dosierpumpen dieser Art werden beispielsweise als Kol­ benpumpen, insbesondere aber als Membranpumpen ausge­ führt. Wenn eine derartige Pumpe Flüssigkeit in ein unter einem höheren Druck stehendes System pumpen soll, verringert sich die Leistung der Pumpe oder sie fällt völlig aus, sobald Gas in die Pumpenkammer gelangt. Gas ist im Gegensatz zu Flüssigkeiten komprimierbar. Durch die Bewegung des Kolbens oder der Membran wird in die­ sem Fall nicht Flüssigkeit aus der Pumpenkammer in das System gedrückt, sondern das Gasvolumen wird verklei­ nert. Das Gas gelangt beispielsweise beim Wechseln des Vorratsbehälters, aus dem die Flüssigkeit abgesaugt wird, oder bei ausgasenden Flüssigkeiten in die Pumpen­ kammer. Insbesondere bei höher konzentrierten Flüssig­ keiten, die mit der Dosierpumpe dosiert werden sollen, gewinnt das Problem der Selbstausgasung eine immer stärkere Bedeutung.

Aus DE 28 03 470 C3 ist eine Entlüftungsvorrichtung für eine Flüssigkeits-Kolbenpumpe bekannt, bei der ein Ent­ lüftungsschaltventil, eine Drossel und ein Rückschlag­ ventil nebeneinander angeordnet sind. Das Rückschlag­ ventil öffnet in eine Rückführleitung zum Tank. Die Drossel soll so eingestellt werden, daß sie Gase durch­ läßt, dagegen Flüssigkeiten praktisch völlig drosselt. Für die Einstellung einer derartigen Drossel ist jedoch eine große Erfahrung und entsprechend qualifiziertes Fachpersonal erforderlich. Insbesondere bei schwanken­ den Drücken läßt sich nicht vermeiden, daß nennenswerte Mengen an Flüssigkeit durch die Drossel austreten. Ist hingegen der Drosselspalt zu klein eingestellt, tritt die gewünschte Entlüftungswirkung nicht ein. Die Entlüf­ tungswirkung ist zwar im normalen Betrieb ausreichend. Wenn jedoch größere Gasmengen in die Pumpenkammer ein­ getreten sind, wie dies beispielsweise bei einem Behäl­ terwechsel der Fall sein kann, muß eine Entlüftung von Hand über das Entlüftungsventil vorgenommen werden. Diese Inbetriebnahme ist umständlich. Nicht bei allen Benutzern kann man die Fähigkeiten voraussetzen, eine derartige Entlüftung ordnungsgemäß vorzunehmen.

US 2 744 469 zeigt eine Ventilstruktur zum Entlüften von Pumpen, bei der ein schwimmerartiges Verschlußstück im Ruhezustand auf einem Ventilsitz aufliegt. Dieses Verschlußstück wird durch eine ausströmende Flüssigkeit angehoben, wodurch das Ventil geöffnet wird. Das Ver­ schlußstück steht über eine Betätigungsstange in Ver­ bindung mit einer Ventilscheibe, die beim Anheben des Verschlußstücks einen Luftausströmkanal verschließt. Die Scheibe ist hierbei auf der Betätigungsstange axial verschiebbar gelagert, so daß sie beim Zurücksinken des Verschlußstücks auf den Ventilsitz nicht zwangsläufig mitgenommen wird, sondern in einer Schließstellung kle­ ben bleibt. In einer anderen Ausgestaltung ist die den Entlüftungskanal verschließende Scheibe unabhängig von der Bewegung des Verschlußstücks. Hierbei wird die Scheibe direkt von der ausströmenden Flüssigkeit betä­ tigt.

CH 390 686 beschreibt eine Förderpumpenanlage für Heiz­ öl mit einer Selbstentlüftung. Hierbei wird eine Mem­ brane durch einen federbeaufschlagten Stößel in einer Öffnungsstellung gehalten. Die Membrane weist Durch­ gangsbohrungen auf, die in der Öffnungsstellung eine Verbindung von einem Einströmkanal zu einem Ausströmka­ nal des Ventils ermöglichen. Wenn der Ölanteil bei der Förderung zunimmt oder ausschließlich Öl gefördert wird, wächst der Staudruck an der Membran auf einen Wert an, der ausreicht, um den Druck der Feder und die Vorspannung der Membran in Öffnungsrichtung zu überwin­ den. Die Membran springt dann um, wobei die Öffnungen verschlossen werden. Andere Alternativen zeigen eine schwimmerartige Membran, die entweder Bohrungen oder randseitig angeordnete Öffnungen aufweisen, durch die die Luft und ein Teil des Heizöls strömen können. So­ bald der Ölanteil groß genug ist, wird die Membran so hochgeschwemmt, daß die Austrittsöffnung verschlossen wird. In allen Fällen ist es schwierig, ein definiertes Ansprechverhalten zu erreichen.

EP 0 354 484 B1 zeigt eine weitere Dosierpumpe mit ei­ nem Entlüftungsventil und einer als Kolben wirkenden Membran. Nach einer vorbestimmten Anzahl von Kolbenhü­ ben wird dieses Entlüftungsventil über eine Getriebe­ einrichtung oder einen Elektromagneten für eine weitere vorbestimmte Anzahl von Kolbenhüben geöffnet und danach wieder geschlossen. Dies hat zwar den Vorteil, daß auch bei großen Gasmengen in der Pumpenkammer eine vollstän­ dige Entlüftung vorgenommen werden kann, ohne daß ein Eingriff von außen notwendig ist. Im Betrieb ist eine derartige Entlüftung jedoch ausgesprochen unbefriedi­ gend. Da das Verhältnis von Öffnungs- zu Schließzeiten fest vorgegeben ist, kann es einerseits passieren, daß durch das Entlüftungsventil Flüssigkeit austritt, wenn bereits alles Gas aus der Pumpenkammer verdrängt worden ist. Umgekehrt kann es auch vorkommen, daß die Öff­ nungszeiten der Entlüftungsventileinrichtung zu kurz sind, um alles Gas austreten zu lassen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeits-Dosierpumpe mit einer verbesserten Entlüf­ tungsmöglichkeit anzugeben.

Diese Aufgabe wird bei einer Flüssigkeits-Dosierpumpe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Ent­ lüftungsventileinrichtung ein strömungsbetätigtes Ven­ til aufweist, dessen Ansprechverhalten vom Aggregatzu­ stand des durchströmenden Fluids bestimmt ist, wobei das Ventil im Strömungspfad des Fluids eine Drossel aufweist, die einen Ausgang eines Druckraums bildet, in dem ein mit einem Schließkörper, der gegen einen Ven­ tilsitz bewegbar ist, verbundenes Betätigungselement angeordnet ist, auf das der Druck im Druckraum wirkt und der Ventilsitz und/oder der Schließkörper auf sei­ ner Schließfläche eine Struktur aufweist, die die Be­ rührung zwischen Schließkörper und Ventilsitz auf re­ lativ schmale Flächenbereiche beschränkt.

Der Aggregatzustand des durchströmenden Fluids kann der einer Flüssigkeit oder der eines Gases sein. Solange Gas durch das Ventil strömt, bleibt es geöffnet. Erst wenn Flüssigkeit durch das Ventil strömt, spricht es an und schließt. Dadurch erfolgt die Entlüftung der Pum­ penkammer tatsächlich bedarfsabhängig. Nur wenn sich Gas in der Pumpenkammer befindet, greift die Entlüf­ tung. Wenn die Pumpenkammer vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist, wird bereits bei Beginn des Druckhubes Flüssigkeit durch das Ventil strömen, wodurch dieses augenblicklich geschlossen wird und einen weiteren Flüssigkeitsaustritt verhindert. Umgekehrt bleibt das Ventil für die erforderliche Zeit, d. h. die erforderli­ che Anzahl von Druckhüben, geöffnet, bis das gesamte Gas aus der Pumpenkammer verdrängt worden ist. Die Do­ sierpumpe entlüftet sich also in praktisch allen vor­ kommenden Fällen in der schnellstmöglichen Weise selbst, unabhängig davon, ob die Pumpenkammer vollstän­ dig mit Gas gefüllt ist, wie dies beispielsweise bei einer Erstinbetriebnahme der Fall sein kann, oder ob lediglich kleine Gasmengen aus der Flüssigkeit ausge­ treten sind, wie dies im Betrieb gelegentlich vorkommen kann.

Das Fluid erzeugt an der Drossel einen Druckabfall. Dieser Druckabfall ist bei Gasen kleiner als bei Flüs­ sigkeiten. Bei Flüssigkeiten ist er groß genug, um den Druck im Druckraum so zu erhöhen, daß dieser über das Betätigungselement den Schließkörper gegen den Ventil­ sitz bewegen kann. Bei einem entsprechenden Druckab­ fall, der durch eine Flüssigkeitsströmung, nicht jedoch durch eine Gasströmung, hervorgerufen werden kann, wird der Schließkörper gegen den Ventilsitz bewegt und ver­ hindert den weiteren Austritt von Flüssigkeit. Umge­ kehrt läßt sich mit einer derartigen Konstruktion er­ reichen, daß Gas bei den Strömungsgeschwindigkeiten, für die die Pumpe ausgelegt ist, ohne weiteres passie­ ren kann.

Durch die Struktur auf der Schließfläche des Ventil­ sitzes und/oder des Schließkörpers verhindert man, daß der Schließkörper am Ventilsitz festklebt, was gegebe­ nenfalls durch Unterdruck nach dem Schließen der Fall sein könnte. Durch die relativ schmalen Flächenberei­ che, die durchaus einer Linienberührung angenähert sein können, wird ein derartiges Kleben mit hoher Zuverläs­ sigkeit verhindert.

Bevorzugterweise ist das Ventil normalerweise offen und erzeugt im ausströmenden Fluid einen aggregatzustand­ abhängigen Druckabfall, der in Schließrichtung auf das Ventil wirkt und der nur bei Flüssigkeit groß genug ist, um das Ventil zu schließen. Man nutzt hierbei die Tatsache aus, daß bei ansonsten gleichen Strömungspfa­ den Flüssigkeiten einen höheren Druckabfall bewirken als Gase. Solange Gas durch das Ventil strömt, bleibt es offen. Bei Flüssigkeit entsteht jedoch über das Ven­ til eine Schließkraft, die groß genug ist, um das Ven­ til zu schließen, die Flüssigkeitsströmung also zu un­ terbinden oder zu unterbrechen. Die notwendige Kraft zum Schließen des Ventils wird im Grunde genommen vom Kolben oder der Membran erzeugt, die die Pumpenkammer bei einem Druckhub verkleinert. Die zum Schließen des Ventils notwendige Leistung ist aber, verglichen mit der Pumpenleistung, vernachlässigbar klein, so daß die­ se Zusatzbelastung der Membran oder des Kolbens nicht ins Gewicht fällt.

Hierbei schließt das Ventil vorteilhafterweise gegen eine vorbestimmte Öffnungskraft, wobei der Druckabfall bei Gas eine kleinere, bei Flüssigkeit eine größere Kraft als die Öffnungskraft erzeugt. Mit Hilfe dieser Öffnungskraft wird einerseits der Ruhezustand des Ven­ tils definiert. Andererseits wird hierdurch ein Schwellwert geschaffen, der es erlaubt, zwischen Gasen und Flüssigkeiten zu unterscheiden. Das Ventil hat also eine eingebaute Druck- oder Kraftmeßfunktion. Erst wenn die Öffnungskraft überschritten wird, was definitions­ gemäß nur bei der Strömung von Flüssigkeiten der Fall sein kann, schließt das Ventil. Ansonsten bleibt es zur Entlüftung offen.

Hierbei ist bevorzugt, daß der Schließkörper das Betä­ tigungselement bildet, wobei die Drossel zwischen Schließkörper und Ventilsitz oder im Schließkörper aus­ gebildet ist. In der Ruhestellung befindet sich zwi­ schen dem Schließkörper und dem Ventilsitz nur ein schmaler Spalt, durch den Gas ohne nennenswerten Druck­ abfall strömen kann. Eine Flüssigkeitsströmung bewirkt jedoch einen Druckabfall, der seinerseits wieder zu einer Druckerhöhung im Druckraum führt. Dieser Druck preßt den Schließkörper unter Verringerung der Größe des Spaltes gegen den Ventilsitz. Es entsteht hierdurch eine Art selbststeigernder Effekt, weil bei einem sich verringernden Spalt, also einer stärker drosselnden Drossel, der Druckabfall über das Ventil sehr schnell ansteigt und zu einem entsprechend schnellen Ansteigen des Drucks im Druckraum führt. Dieser schnelle Druck­ anstieg seinerseits führt zu einem sehr schnellen Schließen des Ventils, d. h. zu einer sehr schnellen Bewegung des Schließkörpers auf den Ventilsitz.

Bevorzugterweise ist der Schließkörper als Membran aus elastischem Material ausgebildet, die eingebaut eine Vorspannung aufweist. Die Vorspannung dient zur Erzeu­ gung der Öffnungskraft. Durch die Vorspannung wird eine Ruhestellung der Membran definiert. Die Vorspannung kann durch die Formgebung der Membran bedingt werden. Sie kann aber auch erst durch ein Verspannen der Mem­ bran beim Einbau erzeugt werden.

Vorzugsweise weist die Membran eine Öffnung etwa in der Mitte auf, wobei sich mindestens ein Ausgangskanal au­ ßermittig in den Ventilsitz öffnet. Die Membran kann also in ihrem gesamten Randbereich eingespannt sein, was zu einer hohen mechanischen Stabilität des Ventils und bequemen Fertigungsmöglichkeiten führt. Weiterhin erlaubt eine derartige Ausgestaltung eine relativ große Öffnung des Ventils. Im mittleren Bereich der Membran, in dem der Abstand zur Randeinspannung am größten ist, läßt die Membran auch die größte Auslenkung zu.

Mit Vorteil ist die Öffnung von einem Ringwulst umge­ ben, der sich in Schließstellung an eine im wesentli­ chen ebene Fläche des Ventilsitzes anlegt. Bei einer derartigen Ausgestaltung wird die Öffnung unmittelbar abgedichtet.

Bevorzugterweise sind die Flächenbereiche als konzen­ trische Ringe oder Noppen ausgebildet. Diese umgeben die Öffnung in der Mitte und führen zu einer gestaffel­ ten Abdichtung von Schließkörper auf Ventilsitz nach außen.

Vorteilhafterweise münden mehrere Ausgangskanäle radial versetzt zwischen einzelnen Ringen. Mehrere Ausgangs­ kanäle haben eine entsprechende Strömungskapazität, so daß eine Entlüftung relativ rasch erfolgen kann. Durch die konzentrischen Ringe oder Noppen ist andererseits bei Auftreten einer Flüssigkeitsströmung sicherge­ stellt, daß ein sehr rasches Schließen des Ventils er­ folgen kann. Zwischen Membran und Ventilsitz verblei­ bendes Gas kann noch durch weiter außen liegende Aus­ gangskanäle entweichen, während die Membran bereits von innen nach außen zu schließen beginnt.

Die Pumpenkammer ist bevorzugterweise mit einem Aus­ laßventil versehen, das erst bei einem vorbestimmten Mindestdruck öffnet. Dieser Mindestdruck kann dann dazu ausgenutzt werden, eine Entlüftung sicherzustellen. Auch wenn nur kleine Gasreste in der Pumpenkammer ver­ bleiben, die aufgrund ihres kleinen Volumens auch nur in geringem Maße komprimierbar sind, wird durch die Blockierung des Pumpenkammerauslasses erreicht, daß auch diese kleinen Gasreste zuverlässig aus der Pumpen­ kammer entfernt werden können.

Vorteilhafterweise ist das strömungsbetätigte Ventil mit einem Rückschlagventil in Reihe angeordnet. Dieses Rückschlagventil verhindert, daß bei einem Saughub über das strömungsbetätigte Ventil Gas in die Pumpenkammer eingesaugt wird.

Bevorzugterweise ist das Rückschlagventil in Strömungs­ richtung hinter dem strömungsbetätigten Ventil angeord­ net. Das Rückschlagventil verursacht dann keinen Druck­ abfall, der sich auf die Funktion des strömungsbetätig­ ten Ventils störend auswirken könnte.

Mit Vorteil ist die Membran aus mit Metall, insbesonde­ re Edelstahl oder Hastelloy, einem Elastomer oder einem Kunststoff, PVDF oder PTFE oder einen Verbund dieser Materialien gebildet. Bei derartigen Materialien kann man mit einer hohen Zuverlässigkeit davon ausgehen, daß das Fluid nicht kleben bleibt und zu einer Störung der Ventilfunktion führt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eine Flüssigkeits- Dosierpumpe,

Fig. 2 eine Detailansicht einer Entlüftungsventil­ anordnung und

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer Flüssig­ keits-Dosierpumpe.

Eine Flüssigkeits-Dosierpumpe 1 weist eine Pumpenkammer 2 auf, die von einem Gehäuse 3 und einer Membran 4 be­ grenzt ist. Anstelle der Membran 4 kann man auch einen Kolben verwenden. Die Membran 4 wird über eine Betäti­ gungsstange 5 durch einen nicht näher dargestellten Antrieb hin- und herbewegt. Bei der Bewegung nach links verkleinert sich das Volumen der Pumpenkammer 2. Eine derartige Bewegung wird im folgenden als Druckhub be­ zeichnet. Bei einer Bewegung der Membran 4 nach rechts vergrößert sich das Volumen der Pumpenkammer 2. Eine derartige Bewegung wird im folgenden als Saughub be­ zeichnet. In die Pumpenkammer 2 mündet ein Eingangsan­ schluß 6, der über einen Schraubstutzen 7 mit einer nicht näher dargestellten Zuführleitung verbunden wer­ den kann. Zwischen Pumpenkammer 2 und Eingangsanschluß 6 ist ein Eingangsventil 8 angeordnet, das als schwer­ kraftbetätigtes Rückschlagventil ausgebildet ist. Bei einem Saughub wird der als Kugel dargestellte Ventil­ körper von seinem Sitz abgehoben und gibt den Weg vom Eingangsanschluß 6 in die Pumpenkammer 2 frei. Bei ei­ nem Druckhub wird die Kugel auf den Ventilsitz gepreßt und verhindert ein Austreten des in der Pumpenkammer 2 befindlichen Fluids in den Eingangsanschluß 6. Die Pum­ penkammer ist ferner mit einem Ausgangsanschluß 9 ver­ bunden, der über einen Schraubstutzen 10 mit einer nicht näher dargestellten Dosierleitung verbunden wer­ den kann. Zwischen dem Ausgangsanschluß 9 und der Pum­ penkammer 2 ist ein Ausgangsventil 11 angeordnet, das gegen die Kraft einer Feder 12 in Auslaßrichtung öff­ net. Die Feder 12 definiert einen Öffnungsdruck. Erst bei Überschreiten des Öffnungsdrucks öffnet das Aus­ gangsventil 11. Bei Unterschreiten dieses Öffnungs­ drucks in der Pumpenkammer 2 schließt es wieder.

An ihrer obersten Stelle verläßt ein Entlüftungskanal 13 die Pumpenkammer 2. Der Entlüftungskanal 13 mündet in eine Druckkammer 14 einer Entlüftungsventileinrich­ tung 15. Die Entlüftungsventileinrichtung 15 besteht aus einer Reihenschaltung eines Entlüftungsventils 16 und eines Rückschlagventils 17 und soll anhand von Fig. 2 näher erläutert werden.

Fig. 2a zeigt das Entlüftungsventil 16 in geöffneter Stellung. Fig. 2b zeigt es in geschlossener Stellung. Das Entlüftungsventil 16 weist eine Federmembran 18 aus Metall, beispielsweise Edelstahl, Kunststoff, Elastomer, Metall-Elastomer-Verbund oder Kunststoff-Elastomer-Ver­ bund, auf. Insbesondere kann als Werkstoff PVDF oder PTFE verwendet werden. Diese Werkstoffe haben den Vor­ teil, daß nichts an ihnen haften bleiben kann, also auch austretende Flüssigkeit nicht zu einem Verkleben oder Verstopfen des Ventils führen kann.

Etwa in der Mitte der Federmembran 18 ist eine Öffnung 19 vorgesehen, die von einem Ringwulst 20 umgeben ist, der sich im geschlossenen Zustand an eine im wesentli­ chen ebene Fläche 21 anlegt. Die Federmembran 18 wirkt mit einem Ventilsitz 22 zusammen, von dem die Fläche 21 einen Teil bildet. In den Ventilsitz 22 münden mehrere Ausgangskanäle 23. Diese können, beispielsweise wie dargestellt, radial versetzt zueinander angeordnet sein. Auch in Umfangsrichtung verteilt können mehrere Ausgangskanäle 23 angeordnet sein.

Die dem Ventilsitz 22 zugewandte Oberfläche der Feder­ membran 18 ist strukturiert, d. h. sie weist eine Anzahl von ringförmigen Vorsprüngen 24 auf, die die Öffnung 19 konzentrisch umgeben und bewirken, daß sich die Berüh­ rung zwischen der Federmembran 18 und dem Ventilsitz 22 auf relativ schmale Flächenbereiche beschränkt. Man kann fast von einer Linienberührung sprechen.

Die Federmembran 18 weist eine gewisse Vorspannung auf, die durch den Einbau der Federmembran in das Gehäuse 3 erzeugt werden kann. Denkbar ist auch, daß die Feder­ membran bereits als Formteil mit einer gewissen Vor­ spannung ausgebildet ist.

Im in Fig. 2a dargestellten Ruhezustand ist zwischen der Federmembran 18 und dem Ventilsitz 22 ein kleiner Spalt 25 ausgebildet, der einem ausströmenden Fluid gegenüber einen Drosselwiderstand bildet. Der Drossel­ widerstand führt bei dem ausströmenden Fluid zu einem Druckabfall. Dieser Druckabfall ist unter anderem davon abhängig, welchen Aggregatzustand das ausströmende Fluid hat, ob es sich also um ein Gas oder eine Flüssigkeit handelt.

Alternativ dazu kann die Drossel auch durch die Öffnung 19 gebildet werden.

Bei einem Druckhub der Membran 4 kann Gas, das sich im Entlüftungskanal 13 gesammelt hat, problemlos durch den Spalt 25 zwischen der Federmembran 18 und dem Ventil­ sitz 22 entweichen und über die Ausgangskanäle 23 und das Rückschlagventil 17 in eine Entlüftungsbohrung 26 im Gehäuse 3 gelangen. Das ausströmende Gas wird nicht komprimiert. Eine Druckerhöhung im Druckraum 14 findet daher nicht oder nicht in einem nennenswerten Maße statt. Bei der erstmaligen Inbetriebnahme oder nach einem Wechsel eines Vorratsbehälters mit der zu dosie­ renden Flüssigkeit kann es durchaus vorkommen, daß die Pumpenkammer 2 vollständig mit Gas gefüllt ist und da­ her mehrere Hübe der Membran 4 notwendig sind, um alles Gas in den Entlüftungskanal 13 zu fördern. Nach einer kleineren oder größeren Anzahl von Pumpenspielen oder - hüben ist jedoch die Pumpenkammer 2 und auch der Ent­ lüftungskanal 13 vollständig mit Flüssigkeit gefüllt, die damit auch in die Druckkammer 14 gelangt. Die Flüs­ sigkeit strömt nun ebenfalls durch den Spalt 25 zwi­ schen der Federmembran 18 und dem Ventilsitz 22. Die Drosselwirkung dieses Spaltes 25 ist jedoch bei Flüs­ sigkeiten eine andere als bei Gasen. Mit anderen Worten erzeugt die durch den Spalt 25 oder die Öffnung 19 ge­ bildete Drossel einen größeren Druckabfall bei Flüssig­ keiten als bei Gasen. Der Druckabfall führt zu einer Druckerhöhung in der Druckkammer 14. Der Druckabfall ist natürlich auch abhängig von der Viskosität der Flüssigkeit und von der Strömungsgeschwindigkeit. Da beide Parameter aber in der Regel bekannt sind, kann der Spalt 25 oder die Öffnung 19 entsprechend dimensio­ niert werden, also so, daß er bei der gegebenen oder angestrebten Förderleistung der Dosierpumpe 1 bei Gasen einen entsprechend geringen, bei Flüssigkeiten jedoch einen entsprechend hohen Druckabfall bewirkt.

Der erhöhte Druck in der Druckkammer 14 ist nun bei Flüssigkeiten so groß, daß er die Vorspannung der Fe­ dermembran 18 überwindet und diese gegen den Ventilsitz 22 preßt. Da bei dieser Bewegung der Spalt 25 immer kleiner wird, steigt der Druckabfall über den Spalt 25 auch immer schneller an, so daß man quasi ein schlag­ artiges Schließen des Ventils 16 erhält. Das Schließen erfolgt dabei von innen nach außen, d. h. der die Öff­ nung 19 umgebende Ringwulst kommt zuerst zur Anlage an die ebene Fläche 21. Hierdurch wird erreicht, daß das Ventil 16 einerseits beim Auftreten von Flüssigkeit unmittelbar schließt, andererseits aber noch Gas durch die weiter außen liegenden Ausgangskanäle, soweit es diese bereits erreicht hat, abgeführt werden kann.

Sofern eine geringe Menge von Flüssigkeit austritt, kann diese durch einen Rückführkanal 27 wieder zum Vor­ ratsbehälter zurückfließen.

Solange Gas noch durch das Entlüftungsventil 16 abflie­ ßen kann, kann sich in der Pumpenkammer 2 kein nennens­ werter Druck aufbauen. Es wird also auch keine Flüssig­ keit, die noch Gas enthalten kann, gegen die Kraft der Feder 12 durch das Ausgangsventil 11 gepumpt. Vielmehr wird die gesamte Pumpenleistung dazu verwendet, das Gas aus der Pumpenkammer 2 herauszutreiben. Erst wenn das Entlüftungsventil 16 durch die anstehende oder durch­ strömende Flüssigkeit geschlossen ist, baut sich in der Pumpenkammer 2 ein Druck auf. Dies erfolgt allerdings dann sehr schnell, so daß nach dem Überwinden des Öff­ nungsdrucks des Ausgangsventils 11 die entsprechende Menge an Flüssigkeit dosiert in den Ausgangsanschluß 9 abgegeben werden kann.

Bei einem Saughub öffnet sich das Eingangsventil 8. Das Rückschlagventil 17 schließt, so daß über das Entlüf­ tungsventil 16 kein Gas in die Pumpenkammer 2 angesaugt werden kann. Aufgrund der Vorspannung der Federmembran 18 öffnet das Entlüftungsventil 16, um beim nächsten Pumpenhub für gegebenenfalls entstehendes oder einge­ saugtes Gas wieder seine Entlüftungsfunktion wahrnehmen zu können.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Flüssig­ keits-Dosierpumpe, bei der die gleiche Teile mit glei­ chen, entsprechende Teile mit um 100 erhöhten Bezugs­ zeichen versehen sind.

Im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 1 und 2, bei der das Betätigungselement und der Schließkörper zusam­ men durch die Federmembran 18 verkörpert worden sind und die Drossel durch den Spalt 25 gebildet wurde, sind bei der Ausführungsform nach Fig. 3 alle Funktionen durch getrennte Bauteile realisiert. So weist das Ent­ lüftungsventil 116 einen Druckraum 114 auf, dessen Aus­ gang durch eine Drossel 125 gebildet ist, die zum Rück­ schlagventil 17 führt. Der Druckraum 114 seinerseits ist durch eine Betätigungsmembran 28 begrenzt, die ge­ gen die Kraft einer Feder 29 verschoben werden kann. An der Membran 28 ist über eine Betätigungsstange ein Ver­ schlußelement 31 befestigt, das bei entsprechend ausge­ lenkter Membran gegen einen Ventilsitz 122 zur Anlage kommt.

Fluid, das mit Hilfe der Membran 4 in den Druckraum 114 gedrückt wird, strömt durch die Drossel 125 und das Rückschlagventil 17 in den Rücklaufkanal 27 beziehungs­ weise die Entlüftungsbohrung 26. An der Drossel 125 entsteht ein aggregatzustands-abhängiger Druckabfall, der bei Gasen zu einer geringen Druckerhöhung im Druck­ raum 114 führt, bei Flüssigkeiten jedoch zu einer nen­ nenswerten Druckerhöhung. Der im Druckraum 114 entste­ hende Druck ist dann so groß, daß er die Kraft der Fe­ der 29 überwindet und die Betätigungsmembran 28 gegen die Kraft der Feder 29 bewegt. Die Betätigungsmembran 28 bewegt gleichzeitig das Verschlußelement 31 mit, daß den Flüssigkeitspfad versperrt, sobald es an dem Ven­ tilsitz 122 zur Anlage kommt. Im übrigen ist die Funk­ tion die gleiche wie bei der Flüssigkeits-Dosierpumpe nach den Fig. 1 und 2.

Die Pumpe kann auch mit einem Kolben anstelle der Membran 4 ar­ beiten.

Claims (13)

1. Flüssigkeits-Dosierpumpe mit einer Pumpenkammer, deren Volumen sich bei einem Saughub vergrößert und bei einem Druckhub verkleinert und an deren oberen Ende eine Entlüftungsventileinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungs­ ventileinrichtung (15) ein strömungsbetätigtes Ven­ til (16) aufweist, dessen Ansprechverhalten vom Aggregatzustand des durchströmenden Fluids bestimmt ist, wobei das Ventil (16, 116) im Strömungspfad des Fluids eine Drossel (25, 125) aufweist, die einen Ausgang eines Druckraums (14, 114) bildet, in dem ein mit einem Schließkörper (18, 31), der gegen einen Ventilsitz (22, 122) bewegbar ist, verbunde­ nes Betätigungselement (18, 28) angeordnet ist, auf das der Druck im Druckraum (14, 114) wirkt und der Ventilsitz (22, 122) und/oder der Schließkörper (18, 31 )auf seiner Schließfläche eine Struktur (24, 124) aufweist, die die Berührung zwischen Schließkörper (18, 31) und Ventilsitz (22, 122) auf relativ schmale Flächenbereiche beschränkt.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (16, 116) normalerweise offen ist und im ausströmenden Fluid einen aggregatzustand-abhängi­ gen Druckabfall erzeugt, der in Schließrichtung auf das Ventil (16, 116) wirkt und der nur bei Flüssig­ keit groß genug ist, um das Ventil (16, 116) zu schließen.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (16, 116) gegen eine vorbestimmte Öff­ nungskraft schließt, wobei der Druckabfall bei Gas eine kleinere, bei Flüssigkeit eine größere Kraft als die Öffnungskraft erzeugt.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (18) das Betätigungselement bildet, wobei die Drossel (25) zwischen Schließkörper (18) und Ventilsitz (22) oder im Schließkörper (18) ausgebildet ist.

5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (18) als Membran aus elastischem Material ausgebildet ist, die eingebaut eine Vor­ spannung aufweist.

6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (18) eine Öffnung (19) etwa in der Mit­ te aufweist und sich mindestens ein Ausgangskanal (23) außermittig in den Ventilsitz (22) öffnet.

7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (19) von einem Ringwulst (20) umgeben ist, der sich in Schließstellung an eine im wesent­ lichen ebene Fläche (21) des Ventilsitzes (22) an­ legt.

8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Flächenbereiche als konzentri­ sche Ringe oder als Noppen ausgebildet sind.

9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ausgangskanäle (23) radial versetzt zwischen einzelnen Ringen münden.

10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenkammer (2) mit einem Auslaßventil (11) versehen ist, das erst bei einem vorbestimmten Mindestdruck öffnet.

11. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das strömungsbetätigte Ventil (16, 116) mit einem Rückschlagventil (17) in Reihe angeordnet ist.

12. Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (17) in Strömungsrichtung hin­ ter dem strömungsbetätigten Ventil (16, 116) ange­ ordnet ist.

13. Pumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (18) aus Metall, insbesondere Edelstahl oder Hastelloy, aus Elasto­ mer oder Kunststoff, insbesondere PVDF oder PTFE, oder einen Verbund dieser Materialien gebildet ist.