DE7439675U - Dosiervorrichtung - Google Patents

Description

Lang Apparatebau"GmbH' 8221 Siegsdorf, den 31. 10. 74

-P- Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

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"Doslervorrichtung¹¹

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von Chemikalienlösungen in strömendes Wasser einer Wasserleitung mit einem Produktvorratsbehälter, einer mittels Wassermotor über ein Getriebe sowie einem Exzenter angetriebenen Kolbendosierpumpe sowie einem mit einem Regulierventil versehenen Bypase.

Eine Dosiervorrichtung dieser Gattung ist aus der DOS 2 159 247 bereits bekannt. Bei dieser Konstruktion ist dafür Vorsorge getroffen zu verhindern, daß der meist kompliziert aufgebaute Pumpenantrieb keinen Schaden erleidet, wenn Fördermittel verar~ beitet v/erden sollen, welche zum Verdampfen neigen und dann zum Pestfressen des Pumpenkolbens wegen Pördermittelmangels Veranlassung geben. In dem Bypass zum Wassermotor, welcher über ein Planetengetriebe sowie einen Exzenter die Kolbendosierpumpe antreibt, ist weiterhin ein federbelastetes Ventil eingebaut. Dieses Ventil öffnet sich automatisch, wenn das Verhältnis des Staudrucks vor dem Ventil zu dem von dem Wassermotor bewirkten Druckabfall des Wassers in der Wasserleitung einen gewissen Maximalwert überschreitet. Es wird dann ein Teil des Wassers durch den Bypass geleitet.

Es gibt nun Anwendungsfälle, wobei die hiermit verbundene relativ« Verminderung der Konzentration der Chemikalienlösung unerwünscht ist.

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Die Aufgabe bestand deshalb darin, das an sich bekannte Pumpenprinzip zum Dosieren von Chemikalieniösungen dergestalt zu verbessern, daß bei Ansprechen des im Bypass angeordneten Ventils keine relative Verminderung der Konzentration des Dosiermittels im strömenden Wasser eintritt.

Die Lösung besteht bei einer Vorrichtung der oben beschriebenen Gattung darin, daß die Länge des Tauchkolbens durch ein verschiebbares Element in proportionaler Abhängigkeit von der Stellung des Bypassventils veränderbar ist.

Das erfindungsgemäße verschiebllche Element wird also formschlüssig in den Verschiebungsweg des Tauchkolbens der Kolbendosierpumpe bewegt, wobei je nach Stellung des Elementes eine mehr oder weniger starke Vergrößerung des Kolbenhubes erreicht wird.

Es konnte überraschend festgestellt werden, daß es auf diese Weise möglich ist, die Eindringtiefe des Tauchkolbens in den Zylinder der Dosierpumpe feinfühlig dergestalt zu verändern, daß Jeweils die Proportionalität der Menge des Dosiermittels zur V/assermenge erhalten bleibt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß das Element keilförmig ausgebildet ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Element als Zahntrieb ausgebildet ist. Dies kann dergestalt bewerkstelligt werden, daß man den Tauchkolben zweiteilig ausführt und die einander zugewendeten Enden des Tauchkolbens mit entgegengesetzt orientierten Gewinden versieht. Mittels einer die beiden Gewinde übergreifenden und mit Außenverzahnung versehenen Gewindehülse, welche entsprechende korrespor dlerende Gegengewinde^esitzt, können nun die beiden Tauchkolbenteile relativ gegeneinander bewegt werden.

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Selbstverständlich muß in allen Fällen dafür gesorgt werden, daß
der Tauchkolben stets in kraftschlüssigem Eingriff mit dem
Antriebsexzenter des Wassermotors verbleibt. Dies geschieht in
bekannter Weise durch die Einschaltung einer Druckfeder, welche
den Tauchkolben gegen den Exzenter drückt.

Es ist schließlich zweckmäßig, daß das Element durch zwei entgegengesetzte Kraftrichtungen aufweisende Hydraulikzylinder
verschiebbar ist, wobei der eine durch eine zusätzliche Druckfeder unterstützte Zylinder mit der Kammer des Wassermotors und
der andere Zylinder mit einem dritten Zylinder hydraulisch verbunden sind, der in dem Bypass in Strömungsrichtung mittig

f hinter dem Bypassventil angeordnet und in welchem ein mit dem ti. Bypassventil verbundener Kolben einführbar ist, der bei seiner | Einführung in diesen Zylinder das darin befindliche Wasser in § den mit ihm durch eine Leitung verbundenen Zylinder verdrängt. Ϊ

Das Element wird also vermittels Hydraulikzylinder durch den | Differenzdruck des strömenden Wassers vor und hinter dem Wasser- § motor mehr oder weniger weit verschoben. f

Wesentlich ist hierbei, daß der Querschnitt des mit dem Bypass- | ventil verbundenen Kolbens kleiner ist als der Querschnitt des % Bypassventils selbst. Es ist ferner wichtig, daß die wirksamen g Querschnitte der beiden anderen Hydraulikzylinder gleich groß | sind. Schließlich ist es erforderlich, daß sich der wirksame
Querschnitt des Elements proportional mit seiner Verschiebung unverändert und zwar mit steigendem Differenzdruck größer werdend. | Dies kann, wie oben dargestellt, durch eine keilförmige Ausbildung des Elements, aber auch vermittels Zahntrieb mit zwei gegen- |s

Durch das Element wird mithin proportional zum steigenden |

Differenzdruck der Tauchkolben der Dosierpumpe verlängert. Da- fj

sy durch vergrößert sich ebenfalls proportional der Hub der Pumpe |

ή und damit die Flüssigkeitsmenge. §

läufigen Gewinden geschehen. ||

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In den folgenden Figuren ist die Erfindung beispielhaft dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Die Dosiervorrichtung mit einer Hubverstellung der Dosierpumpe in Form eines Zahntriebes.

Fig. 2 Die Dosiervorrichtung gemäß Fig. 1 mit einer Hubverstellung in Form eines keilförmigen Elements.

Fig. 3 Die Dosiervorrichtung gemäß Fig. 1 mit einer Hubverstellung durch ein Element in Form eines Exzenters.

Die Vorrichtung (Fig. 1) besteht aus dem Produktvorratsbehälter ( } der mittels Wassermotor 2 angetriebenen Kolbendosierpumpe ?7>

sowie dem mit dem Regulierventil .3 versehenen Bypass 21. Der formschlüssig zwischen dem Pumpenzylinder 18 und dem Exzenter des Wassermotors 2 angeordnete Tauchkolben 17 besitzt an seinem antriebsseitigen Ende den Zahntrieb 12, 13· Der Tauchkolben 17 ist zweiteilig ausgeführt. Die einander zugewendeten Enden 17a, 17b des Tauchkolbens 17 sind mit entgegengesetzt orientierten Gewinden 17c, 17d versehen. Mittels der die beiden Gewinde 17c, 17d übergreifenden Gewindehülse 13, welche entsprechende korrespondierende Gegengewinde besitzt, werden die Tauchkolbenteile mit den Gewinden 17c, 17d relativ gegeneinander bewegt. Die Bewegung der Zahnstange 12 wird bewirkt durch die hydraulischen , Kolben 11,15. Der Kolben 15 bewegt sich in dem Zylinder l6, der seinerseits durch die Leitung 7 mit dem Zylinder 6 verbunden ist. Der Zylinder 6 ist in dem Bypass 21 in Strömungsrichtung mittig hinter dem Bypassventll 4 angeordnet. In den Zylinder 6 ist der Kolben 5 einführbar. Bei der Einführung des Kolbens 5 in den Zylinder 6 wird das in letzterem befindliche Wasser über die Leitung 7 in den Zylinder 16 verdrängt.

Demgegenüber wird der Zylinder 10 vermittels Leitung 8 mit Wasser aus der Kammer des Wassermotors 2 beaufschlagt. Es ist ferner

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III· · ·

noch eine Druckfeder 23 vorgesehen, welche der Verschiebung des Kolbens 11 der Zahnstange 12 in den Zylinder 10 hinein entgegenwirkt und damit bei Druckausgleich in den beiden Zylindern 10, l6 die Rückstellung der Zahnstange 12 in die Ausgangslage bewirkt.

Der Tauchkolben wird durch eine nicht gezeichnete Druckfeder gegen den Exzenter 9 des Wassermotors 2 gedrückt.

Die in Figur 2 dargestellte Vorrichtung ist im Prinzip gleich ausgestaltet wie die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und funktioniert genauso. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Anstelle des Zahntriebs ist hier jedoch das verschiebliche Element 21 in Keilform vorgesehen. Das Element 24 bewegt sich bei Druckdifferenz in der Wasserleitung 1 vor und hinter dem Wassermotor 2 formschlüssig in den Verschiebungsweg des Tauchkolbens 17 hinein. Je nach Stellung des Elements 24 tritt eine mehr oder weniger starke Vergrößerung des Hubes des Tauchkolbens 17 ein. Die Hubvergrößerung ist der durch den Bypass strömenden Wassermenge proportional.

Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 3 ist das Element 25 in Form einer Exzenterstange ausgebildet. Der Exzenter 9 ist um die Achse 26 des Wassermotors 2 drehbar,wobei die Drehung durch die entgegengesetzte Kraftrichtungen besitzenden Hydraulikkolben 11, in den Zylindern 10, 1 6 bewirkt wird. Hierdurch wird dann die proportionale Verlängerung des Hubes des Tauchkolbens 17 mit , zunehmender durch den Bypass 21 strömender Wassermenge erzielt.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 funktioniert folgendermaßen.

Das durch die Leitung 1 strömende Waeser treibt den Wassermotor 2 an. An der Achse 26 des Motors 2 ist der Exzenter 9 befestigt, welcher seinerseits den Tauchkolben 17 betätigt. In dem Vor-

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ratsbehäller 19 ist der Dosierpumpenzylinder 18 angeordnet. Die Pumpe 17, 18 dosiert die in dem Vorratsbehälter 19 befindliche Flüssigkeit proportional der Menge des strömenden Wassers durch die Dosierleltung 20 in die Hauptleitung 1 hinter dem Wassermotor 2.Bei Überschreiten einer gewissen Wassermenge übersteigt auch der von dem Motor 2 bewirkte Druckabfall einen bestimmten Wert. Hierbei wird dann das von der Druckfeder 22 zunächst in Schließstellung gehaltene Bypassventil 3 geöffnet und eine gewiss Wassermenge strömt im Kurzschluß an dem Wassermotor 2 vorbei. Durch die Bewegung des Bypassventils 3 wird nun der damit verbundene Kolben 5 in den Zylinder 6 eingeführt und verdrängt das darin befindliche Wasser in die Leitung 7 und in den Zylinder l6. Dies bewirkt wiederum eine Verschiebung des darin befindlichen Kolbens 15, weicher mit der Zahnstange 12 verbunden ist in Richtung 14. Die Zähnstange 12 dreht ihrerseits die mit Außenverzahnung versehene Gewindehülse 13. Die entgegengesetzte Gewinde besitzenden beiden Teile 17a, 17b des Tauchkolbens 17 werden dadurch auseinander bewegt und bewirken eine Verlängerung des Tauchkolbens 17. Durch die hiermit verbundene Hubvergrößerung in dem Zylinder 18 ergibt sich eine Erhöhung der Fördermenge und zwar proportional zum Verschiebungsweg des Bypassventils 3. Diese Verschiebung ist wiederum der Menge des durch den Bypass 21 strömenden Wassers proportional.

Selbstverständlich ist die Größe der Verschiebung des Ventils ¹J abhängig von der entgegenwirkenden Kraft der Feder 22. Die Dimensionierung dieser Feder liegt im Rahmen fachlichen Könnens und kann durch einfachen Versuch festgestellt werden.

Der Verschiebung der Zahnstange 12 in Richtung 14 wirkt der Hydraulikzylinder 10 mit dem darin befindlichen Kolben 11 sowie die Druckfeder 23 entgegen. Der Zylinder 10 steht vermittels Leitung 8 mit der Kammer des Wassermotors 2 in Verbindung.

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Der Tauchkolben 17 wird mittels einer nicht gezeichneten Feder In Kontakt mit dem Exzenter 9 gehalten.

Die Vorrichtung gemäß Pig. 2 funktioniert im Prinzip genauso wie diejenige gemäß Fig. 1. Anstelle des Zahntriebs ist hier das keilförmige Element 2 4vorgesehen, welches formschlüssig in den Verschiebungsweg des Tauchkolbens verschiebbar ist. Es versteht sich von selbst, daß das Element 24 und die damit verbundenen Zylinder 10, 15 beweglich ausgeführt werden müssen, damit diese Teile der Bewegung des Exzenters 9 folgen können.

Auch die Vorrichtung gemäß Fig. 3 funktioniert wie diejenige gemäß Fig. 1. Das keilförmige Element 24 hat hier die Form eines Exzenters, welcher mittels Hebel 25 sowie der Hydraulikzylinder 10, l6 um den Exzenter 9 verdrehbar ist. Der Exzenter 9 ist auf der Achse 26 befestigt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Dosierpumpe mit Veränderung der Länge des Tauchkolbens in proportionaler Abhängig keit von der den Bypass durchströmenden Wassermenge wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß bei Überschreiten der maximal ^; zulässigen Wassermenge für den Wassermotor und das hierbei gewollte öffnen des Bypassventils trotzdem die Konzentration des Dosiermittels im Leitungswasser konstant gehalten wird.

Claims (3)

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1.) Vorrichtung zum Dosieren von Chemikalienlösungen in strömendes Wasser einer Wasserleitung, mit einem Produktvorratsbehälter, einer mittels Wassermotor angetriebenen Kolbendosierpumpe sowie einem mit einem Regulierventil versehenen Bypass, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Tauchkolbens durch ein verschiebbares Element in proportionaler Abhängigkeit von der Stellung des Bypassventils veränderbar ist.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element keilförmig ausgebildet ist.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element als Zahntrieb ausgebildet ist.

Ί.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

gekennzeichnet, daß das Element durch zwei entgegengesetzte Kraftrichtungen aufweisende Hydraulikzylinder verschiebbar ist, wobei der eine durch eine zusätzliche Druckfeder unterstützte Zylinder mit der Kammer des Wassermotors und der andere Zylinder mit einem dritten Zylinder hydraulisch

( verbunden ist, der in dem Bypass in Strömungsrichtung mittig

hinter dem Bypassventil angeordnet und in welchem ein mit dem Bypassventil verbundener Kolben einführbar ist, der bei seiner Einführung in diesen Zylinder das darin befindliche Wasser in den mit ihm durch eine Leitung verbundenen Zylinder verdrängt.