DE927620C

DE927620C - Device for dosing additives to flowing liquids, especially for purposes of water purification

Info

Publication number: DE927620C
Application number: DE1953P0009393
Authority: DE
Inventors: Herbert Koether
Original assignee: PREUSSISCHE BERGWERKS und HUET
Current assignee: PREUSSISCHE BERGWERKS und HUET
Priority date: 1953-03-18
Filing date: 1953-03-18
Publication date: 1955-05-12

Description

Vorrichtung zum Dosieren von Zusätzen zu strömenden Flüssigkeiten, besonders für Zwecke der Wasserreinigung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von Zusätzen zu strömenden Flüssigkeiten, besonders für Zwecke der Wasserreinigung, bei der eine meßbare Komponente im Hauptflüssigkeitsstrom zur Regelung der Fördermenge einer Dosierpumpe für die Zusatzflüssigkeit benutzt wird.Device for dosing additives to flowing liquids, especially for water purification purposes. The invention relates to a device for dosing additives to flowing liquids, especially for the purposes of Water purification in which a measurable component in the main liquid flow is used for regulation the delivery rate of a metering pump is used for the additional liquid.

Die bekannten Dosierungsvorrichtungen verwenden für die Förderung und Einspeisung von Zusatzlösungen elektromotorisch angetriebene Kolbenpumpen, wobei die Steuerung der Förderleistung in Abhängigkeit von einer Meßgröße im Hauptstrom durch bekannte Mittel über ein Regelgetriebe vorgenommen wird, das die Umdrehungszahl des Antriebsexzenters und damit die Hubzahl der Kolbenpumpe verändert. Diese Regelung hat den Nachteil, daß einer Veränderung der Zusatzflüssigkeitsmenge nach oben oder unten durch den Regelbereich des Getriebes bestimmte Grenzen gezogen sind. Eine über diesen Bereich hinaus erforderliche Vergrößerung oder Verringerung der Zusatzmenge ist nur durch Verstellung des Kolbenhubes am Exzenter von Hand möglich und bedingt dazu die Außerbetriebnahme der Vorrichtung.The known metering devices use for the promotion and feeding in additional solutions, piston pumps driven by an electric motor, wherein the control of the delivery rate as a function of a measured variable in the main flow is made by known means via a control gear that the number of revolutions of the drive eccentric and thus the number of strokes of the piston pump changed. This regulation has the disadvantage that a change in the amount of additional liquid upwards or Certain limits are drawn below by the control range of the transmission. One increase or decrease the additional amount required beyond this range is only possible and limited by adjusting the piston stroke on the eccentric by hand in addition, the decommissioning of the device.

Ferner sind Vorrichtungen bekannt, die für die Förderung und Zumessung der Zusatzflüssigkeit Membranpumpen benutzen. Hierbei handelt es sich um indirekt wirkende Kolbenpumpen, da der Antrieb auf einen Kolben wirkt, der seine Arbeit mittels einer Hilfsflüssigkeit, z. B. Öl, auf die Membran überträgt. Die Veränderung der Fördermenge bewirkt ein besonderer Hubregler, der den Ausschlag der Membran begrenzt und von einer Meßgröße im Hauptstrom gesteuert wird. Derartige Vorrichtungen sind infolge der Kupplung von drei oder mehr Elementen zur Erreichung des Regeleffektes sehr störanfällig.Devices are also known for the promotion and metering use diaphragm pumps for the additional liquid. This is indirect Acting piston pumps, as the drive acts on a piston that does its work by means of an auxiliary liquid, e.g. B. Oil, transfers to the membrane. The change in The delivery rate is effected by a special stroke regulator that limits the deflection of the diaphragm and is controlled by a measured variable in the main stream. Such Devices are due to the coupling of three or more elements to achieve the control effect very prone to failure.

Gegenüber den bekannten Vorrichtungen unterscheidet sich nun die Erfindung vorteilhaft durch eine einfachere konstruktive Gestaltung und die Beschränkung auf zwei Hilfsmittel zur Hubverstellung während des Betriebes an einer die Zusatzflüssigkeit fördernden Kolbenpumpe.The invention differs from the known devices advantageous due to a simpler structural design and the restriction to two tools for adjusting the stroke during operation on one of the additional liquid conveying piston pump.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß bei einer Dosierpumpe der Kolben mit der Kolbenstange durch eine Klinkenkupplung verbunden ist, die während des Saughubes beim Durchlaufen eines Steuertisches die Verbindung zwischen Kolben und Kolbenstange löst, so daß der Kolben in der eingenommenen Stellung verharrt und die Kolbenstange den restlichen Hubweg allein zurücklegt. Bei rückläufiger Bewegung der Kolbenstange während des Druckhubes wird der Kolben wieder mitgenommen. Das durch den Kolben zu verdrängende Flüssigkeitsvolumen ist zwischen Null und maximaler Hubleistung einstellbar, da der Steuertisch in jede beliebige Stellung innerhalb des gesamten Hubweges gebracht werden kann und damit den Hub für den Kolben bestimmt.The invention consists essentially in the fact that in a metering pump the piston is connected to the piston rod by a ratchet coupling that operates during of the suction stroke when passing through a control table, the connection between pistons and the piston rod releases so that the piston remains in the assumed position and the piston rod covers the rest of the stroke by itself. When moving backwards the piston rod during the pressure stroke, the piston is taken along again. That The volume of liquid to be displaced by the piston is between zero and maximum Lifting capacity adjustable because the control table can be in any position within the entire stroke can be brought and thus determines the stroke for the piston.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Antriebsmotor für die Dosierpumpe gleichzeitig die Stellungsänderung des Steuertisches über ein Getriebe bewirkt, wobei dieser Vorgang von Hand oder selbsttätig durch Impulsgabe von einer Meßgröße im Hauptflüssigkeitsstrom ausgelöst werden kann.Another advantage of the invention is that the drive motor for the metering pump, the change in position of the control table via a at the same time Transmission causes this process by hand or automatically by means of impulses can be triggered by a measured variable in the main liquid flow.

Ferner kann die Förderleistung der Dosierpumpe durch zwei Komponenten im Hauptflüssigkeitsstrom geregelt werden, indem die eine Meßgröße, z. B. Strömungsmenge, zur Steuerung der Umdrehungszahl der Antriebswelle für die Dosierpumpe bzw. zur Hubzahländerung und die andere Meßgröße, z. B. pH-Wert, Leitfähigkeit, Wasserhärte oder andere, zur Verstellung des Hubvolumens benutzt wird.Furthermore, the delivery rate of the metering pump can be determined by two components be controlled in the main liquid flow by the one measured variable, z. B. flow rate, to control the number of revolutions of the drive shaft for the dosing pump or for Stroke rate change and the other measured variable, z. B. pH value, conductivity, water hardness or others, is used to adjust the stroke volume.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown.

Abb. I zeigt einen senkrechten Mittelschnitt einer Einrichtung nach der Erfindung und Abb. 2 einen Teilausschnitt.Fig. I shows a vertical center section of a device of the invention and Fig. 2 is a partial section.

Durch den Motor I und Übersetzungsgetriebe 2 wird eine Welle 3 angetrieben, die durch den Exzenter 4 und die Kurbel 5 mit der Kolbenstange 6 durch den Bolzen 7 verbunden ist. Die Kolben-Stange 6 besitzt eine schlitzförmige Aussparung 8, in der die zwei Klinken 9 auf den Bolzen Io drehbar angeordnet sind und durch die Schraubendruckfeder II nach außen gedrückt werden. Der untere Teil der Kolbenstange 6 ist als Hülse I2 ausgebildet, die in dem Kolben 13 der Dosierpumpe I4 gleitet und durch deren innere Bohrung die mit dem Kolben 13 fest verbundene Kolbenspindel I5 geführt ist. Die Kolbenspindel 15 weist in der Mitte einen mit Nuten versehenen Bund 16 zur Führung in der Hülse I2 und am oberen Ende den Mitnehmerkopf 17 auf, unter den die Nasen der Klinken 9 greifen. Innerhalb des Hubweges der Kolbenstange 6 ist der Steuertisch 18 mit den Ablenkrohen I9 verstellbar angebracht. Durch die Welle 3 wird gleichzeitig das Getrieberad 2o angetrieben, das mit den Rädern 21 und 22 durch das Hebelgestänge 23 in Eingriff gebracht werden kann. Das Einrücken der Räder 2I, 22 erfolgt durch den Doppelhubmagneten 24. Im stromlosen Zustand des Doppelhubmagneten 24 werden die Räder 2I, 22 durch die Schraubendruckfedern 25, 26 in die Leerlaufstellung gebracht. Die Räder 2I, 22 sitzen auf einer Hülse 27, die mit ihrer Nut 28 über den Mitnehmerstift 29 der Schraubenspindel 3o greift. Durch das Handrad 33 - kann die Stellung des Steuertisches 18 von Hand verändert werden.A shaft 3 is driven by the motor I and transmission gear 2, through the eccentric 4 and the crank 5 with the piston rod 6 through the bolt 7 is connected. The piston rod 6 has a slot-shaped recess 8, in which the two pawls 9 are rotatably arranged on the bolt Io and by the helical compression spring II are pushed outwards. The lower part of the piston rod 6 is designed as a sleeve I2 formed, which slides in the piston 13 of the metering pump I4 and through the inner bore the piston spindle I5 firmly connected to the piston 13 is guided. The piston spindle 15 has in the middle a collar 16 provided with grooves for guidance in the sleeve I2 and at the upper end of the driver head 17, under which the lugs the pawls 9 engage. The control table is within the stroke of the piston rod 6 18 with the deflecting tubes I9 adjustable. Through the wave 3 is simultaneously the gear wheel 2o driven, which with the wheels 21 and 22 by the lever linkage 23 can be engaged. The engagement of the wheels 2I, 22 occurs through the double lifting magnet 24. In the de-energized state of the double lifting magnet 24 the wheels 2I, 22 brought into the neutral position by the helical compression springs 25, 26. The wheels 2I, 22 sit on a sleeve 27, which with its groove 28 over the driver pin 29 of the screw spindle 3o engages. With the hand wheel 33 - the position of the Control table 18 can be changed by hand.

Die Wirkungsweise der dargestellten Einrichtung ist folgende: Der Motor I wird in Abhängigkeit von der Fördereinrichtung für den Hauptflüssigkeitsstrom oder durch einen Strömungsanzeiger eingeschaltet und treibt die Welle 3 über das Übersetzungsgetriebe 2 mit gleichbleibender Umdrehungszahl an. Durch den Exzenter 4 und die Kurbel 5 wird die Kolbenstange 6 und damit der Kolben 13 der Dosierpumpe 14 in Bewegung gesetzt, wobei die Hubzahl in der Zeiteinheit der Umdrehungszahl der Welle 3 entspricht. Die Dosierpumpe 14 saugt die Zusatzflüssigkeit durch die Rohrleitung 31 an und fördert sie durch die Rohrleitung 32 in den Hauptflüssigkeitsstrom, wobei der Zusatz an beliebiger Stelle erfolgen kann. Hierbei hat der Hub des Kolbens 13 und damit das Fördervolumen der Dosierpumpe 14 eine bestimmte Größe, die dem augenblicklichen Zustand der Komponente im Hauptflüssigkeitsstrom entspricht. Diese Hubgröße wird durch die Stellung des Steuertisches I8 innerhalb des Hubweges der Kolbenstange 6 konstant gehalten, da bei der Aufwärtsbewegung der Kolbenstange 6 (Saughub) die Klinken 9 gegen die Ablenkrollen I9 anlaufen, dabei gespreizt werden (s. Abb. 2) und den Mitnehmerkopf 17 der Kolbenspindel 15 freigeben. Der Kolben 13 verharrt in der eingenommenen Stellung, während die Kolbenstange 6 den restlichen Hubweg zurücklegt und hierbei die Hülse 12 aus dem Kolben 13 herauszieht. Bei der Abwärtsbewegung der Kolbenstange 6 (Druckhub) werden beim Durchlaufen des Steuertisches 18 die Klinken 9 durch die Ablenkrollen I9 wieder gespreizt und greifen unter dem Druck der Srhraubenfeder II mit ihren Nasen hinter den Mitnehmerkopf 17 der Kolbenspindel 15, Gleichzeitig setzt der untere Rand der Hülse 12 am Kolbenboden auf und drückt den Kolben 13 nach unten. Zur Abdämpfung des Stoßes erhält der Kolben eine Ölfüllung, deren Verdrängung durch die Hülse 12, mittels der Nuten im Bund 16 geregelt wird.The mode of operation of the device shown is as follows: The Motor I is dependent on the delivery device for the main liquid flow or switched on by a flow indicator and drives the shaft 3 over the Transmission gear 2 with a constant number of revolutions. Through the eccentric 4 and the crank 5 becomes the piston rod 6 and thus the piston 13 of the metering pump 14 set in motion, the number of strokes in the unit of time of the number of revolutions corresponds to wave 3. The metering pump 14 sucks the additional liquid through the Pipe 31 and conveys it through pipe 32 into the main liquid flow, the addition can be made at any point. Here the stroke of the piston has 13 and thus the delivery volume of the metering pump 14 a certain size that the corresponds to the instantaneous state of the component in the main liquid flow. These The stroke size is determined by the position of the control table I8 within the stroke path of the Piston rod 6 kept constant, since the upward movement of piston rod 6 (Suction stroke) the pawls 9 run up against the deflection rollers I9, being spread apart in the process (see Fig. 2) and release the driver head 17 of the piston spindle 15. The piston 13 remains in the assumed position, while the piston rod 6 the remaining Covered the stroke and in doing so pulls the sleeve 12 out of the piston 13. In the Downward movement of the piston rod 6 (pressure stroke) are made when passing through the control table 18 the pawls 9 spread again by the deflection rollers I9 and grip under the Pressure of the screw spring II with its lugs behind the driver head 17 of the piston spindle 15, At the same time, the lower edge of the sleeve 12 touches the piston head and presses the piston 13 downwards. The piston is filled with oil to dampen the shock, the displacement of which by the sleeve 12 is regulated by means of the grooves in the collar 16.

Ändert sich der Zustand der Komponente im Hauptflüssigkeitsstrom, so wird die Abweichung vom Sollwert mit an sich bekannten Mitteln, z. B. Kompensationsregler, zur Impulsgabe an den Doppelhubmagneten 24 benutzt. Wird der Stromkreis I geschlossen, so rückt der Doppelhubmagnet 24 über das Hebelgestänge 23 das Rad 2i ein, und die Schraubenspindel 30 wird durch die Hülse 27 mit Nut 28 über den Mitnehmerstift 29 in Linksumdrehung versetzt, so daß der Steuertisch 18 nach unten verstellt und damit der Hub des Kolbens 13 verringert wird. Bleibt der Steuerimpuls beim Erreichen des Sollwertes aus, so wird der Doppelhubmagnet 24 stromlos, das Rad 21 wird durch die Schraubendruckfeder 25 in die Leerlaufstellung gebracht, und die Abwärtsbewegung des Steuertisches 18 kommt zum Stillstand. Die damit erzielte Verringerung des Kolbenhubes bzw. Fördervolumens entspricht der Zustandsänderung der Meßgröße im Hauptflüssigkeitsstrom.If the state of the component in the main liquid flow changes, the deviation from the target value is determined by means known per se, e.g. B. Compensation controller, used to pulse the double solenoid 24. If the circuit I is closed, the double solenoid 24 engages the wheel 2i via the lever linkage 23, and the screw spindle 30 is rotated to the left by the sleeve 27 with groove 28 via the driver pin 29, so that the control table 18 is adjusted downwards and thus the stroke of the piston 13 is reduced. If there is no control pulse when the setpoint is reached, the double solenoid 24 is de-energized, the wheel 21 is brought into the idling position by the helical compression spring 25, and the downward movement of the control table 18 comes to a standstill. The resulting reduction in the piston stroke or delivery volume corresponds to the change in state of the measured variable in the main liquid flow.

Wird im anderen Fall der Stromkreis II geschlossen, so kommt in der oben beschriebenen Art das Rad 22 zum Eingriff, und die Schraubenspindel 30 wird in Rechtsumdrehung versetzt, wobei der Steuertisch 18 nach oben verstellt und der Hub des Kolbens 13 bzw. das Fördervolumen so lange vergrößert wird, bis der Sollwert der Meßgröße im Hauptflüssigkeitsstrom erreicht ist und keine Impulsgabe an den Doppelhubmagneten 24 erfolgt. Jetzt wird das Rad 22 durch die Schraubendruckfeder 26 in die Leerlaufstellung gebracht, und die Aufwärtsbewegung des Steuertisches 18 kommt zum Stillstand. Unabhängig von der selbsttätigen Verstellung des Steuertisches 18 kann der Kolbenhub auch von Hand mit dem Handrad 33 verändert werden.If in the other case the circuit II is closed, the wheel 22 is engaged in the manner described above, and the screw spindle 30 is set in clockwise rotation, the control table 18 being adjusted upwards and the stroke of the piston 13 or the delivery volume for as long is increased until the nominal value of the measured variable in the main liquid flow is reached and no impulses are sent to the double stroke magnet 24. The wheel 22 is now brought into the idling position by the helical compression spring 26, and the upward movement of the control table 18 comes to a standstill. Independently of the automatic adjustment of the control table 18, the piston stroke can also be changed by hand with the handwheel 33.

Durch die Erfindung wird in einfachster und betriebssicherster Weise die schnelle Regelung der Fördermenge einer Kolbenpumpe für die Zusatzflüssigkeit und deren Dosierung zu einer strömenden Flüssigkeit in Abhängigkeit von einer bzw. zwei Meßgrößen im Hauptflüssigkeitsstrom erreicht.The invention is in the simplest and most reliable manner the fast regulation of the delivery rate of a piston pump for the additional liquid and their dosage to a flowing liquid depending on a resp. two measurands achieved in the main liquid flow.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for dosing additives to be poured Liquids, especially for water purification purposes, which have a measurable component in the main liquid flow to regulate the delivery rate of a metering pump for the Additional liquid is used, characterized in that the stroke of the pump piston (I3) during operation of the dosing pump (I4) by adjusting a control table (I8) and triggering a clutch (9, Io, II) is variable.

2. Device according to Claim I, characterized in that the piston (I3) with the piston rod (6) by moving members, e.g. B. pawls (9) connected in a recess (8) are rotatably arranged on bolts (Io) and under the pressure of a spring (II) Grip their noses behind the driver head (I7) of the piston spindle (I5).

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the piston rod (6) is designed as a sleeve (I2) behind the recess (8), which is inserted into the piston (I3) slides and acts as a guide for the piston spindle (I5) with collar (I6).

4. Device according to claim 3, characterized in that the cavity of the piston (I3) with a liquid agent is filled, the lubricating and when entering the piston rod sleeve (I2) has a shock-absorbing effect, the dampening effect through grooves in the collar (I6) of the Piston spindle (I5) is regulated.

5. Apparatus according to claim I and 2, characterized characterized in that the piston rod (6) passes through an opening in the control table (18) with deflectors, e.g. B. rollers (I9), moved in which the pawls (g) spread so that the connection with the piston (i3) via the piston spindle (i5) is released or is closed.

6. Apparatus according to claim i and 2, characterized in that the control table (i8) is adjustable with the aid of a screw spindle (30) which is driven by gears (2i, 22) by means of the sleeve (27) with groove (28) and the Mitnehmersti .ft (2g) can be rotated to the left or right.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the drive machine (i) for the metering pump (1q.) Is designed at the same time as a drive of the transmission (2o, 21, 22) for the screw spindle (3o). B. Apparatus according to claim 6 and 7, characterized in that the engagement of the gear wheels (2i, 22) takes place through a linkage (23) in a known manner by means of electrical or hydraulic control of a power element. G. Device according to claims i and 6, characterized in that the control table (i8) can be adjusted by hand by means of a hand wheel (33) connected to the screw spindle (30).