EP0141068B2 - Tauchkolben-Dosierpumpe - Google Patents

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EP0141068B2
EP0141068B2 EP84109239A EP84109239A EP0141068B2 EP 0141068 B2 EP0141068 B2 EP 0141068B2 EP 84109239 A EP84109239 A EP 84109239A EP 84109239 A EP84109239 A EP 84109239A EP 0141068 B2 EP0141068 B2 EP 0141068B2
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EP
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piston
metering
pump
wear
subject
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EP84109239A
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EP0141068A3 (en
EP0141068A2 (de
EP0141068B1 (de
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Walter Eichner
Kay Bödecker
Wolfgang Huber
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Ecolab Engineering GmbH
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Lang Apparatebau GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B13/00—Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities

Definitions

  • the invention relates to a plunger metering pump with a metering piston designed as a plunger and a feed cylinder, preferably for metering an additional liquid into the injection point of a main liquid line, in particular a water line, with a replaceable wear part insert which, as a preassembled unit, comprises the metering piston and piston guide elements.
  • the metering pump can, for example, have a mechanical-hydraulic, mechanical-pneumatic or electric drive and is primarily arranged directly inside the metering agent container on its bottom.
  • the medium to be dosed should always be higher than the pump cylinder.
  • An electromagnetic vibrating armature pump with an insert consisting of metering pistons and piston guide elements to be replaced is known, for example, from DE-A-2 555 739.
  • a plunger pump which, although not a metering pump, has a pump cylinder inserted in a pump housing, which together with the sealing elements contained therein for the pump piston and a suction and pressure valve can be replaced. To do this, the pump piston must be removed from the pump drive and pulled out of the pump cylinder.
  • the invention has for its object to improve the plunger metering pump so that when wear occurs, a simple, quick and safe repair of the pump is possible without the need for an additional readjustment of the metered amount. Disassembly and assembly of the pump should, in particular, be carried out in such a way that the position of the metering piston relative to its sealing element is exactly maintained during the exchange.
  • the wear part insert contains a pump body surrounding the delivery cylinder space together with the metering piston immersing therein with its lower end, with a piston centering unit located therein, and a piston guide upper part connected to the piston and to be connected to a piston actuating plunger , and that the latter and the pump body are assigned their relative position correspondingly arranged contact points on the piston actuating plunger or on the pump receptacle.
  • the interchangeable wear part insert which also contains the dosing piston together with the upper part of the piston guide, and the two contact points for the upper part of the piston guide on the piston actuating plunger on the one hand and for the pump body on the pump receptacle on the other hand, the relative position required for metering operation is ensured during assembly. Accordingly, changing the wear part insert as a whole does not require readjustment of the pump described. Furthermore, with the tight manufacturing tolerance of the wear part insert being ensured, the defined position of the piston sealing element relative to the relative position of the metering piston is maintained each time the wear part insert is replaced.
  • the replaceable wear part insert according to the invention can contain, in addition to the aforementioned elements, in particular also a metering check valve protecting the metering line against the pump cylinder, preferably designed as a ring valve with a small dead space, and also a piston sealing element preferably designed as an O-ring.
  • a metering check valve protecting the metering line against the pump cylinder
  • a piston sealing element preferably designed as an O-ring.
  • the contact points on the pump receptacle and on the piston actuating plunger advantageously consist of the relative position of the metering piston and its sealing element with precisely defining contact edges.
  • a latchable connection of the upper piston guide part to the actuating plunger of the piston is also advantageous. As a result, a piston return spring can be dispensed with and the drive force can be reduced by the corresponding spring restoring force.
  • the plunger dosing pump shown in section and designated overall by 1 has a dosing piston 2 designed as a plunger.
  • the medium to be dosed in the upper piston position 3 runs through inlet slots 4 into a cylinder chamber 5.
  • the metering liquid present in the cylinder chamber 5 is expelled into the metering line 10 via the metering check valve 7, which is designed in particular as a ring valve, via the ring chamber 8 of the intermediate ring 9.
  • the individual parts of the metering pump 1 that are primarily exposed to wear are combined in a separate wear part insert 11.
  • the wearing part insert 13 is thus designed as an exchangeable pump module.
  • the module change does not require readjustment or readjustment of the specific metered quantity.
  • This advantage is achieved by a first contact edge 18 assigned to the wear part insert 11 to the lower part of the pump receptacle 19. With the aid of a further contact edge 20 - namely between the upper piston guide part 16 and the piston actuating plunger or lever 21 - the relative position of the metering piston 2 to its sealing element 12 can be ensured particularly reliably .
  • Another advantageous feature of the present metering pump is the snap-in connection of the piston guide upper part 16 and piston actuating plunger 21. With the aid of this connection, the metering piston 2 is carried along during the upward movement in the direction of arrow 22.

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Description

  • Die Erfindung richtet sich auf eine Tauchkolben-Dosierpumpe mit als Tauchkolben ausgebildetem Dosierkolben und Förderzylinder, vorzugsweise zum Eindosieren einer Zusatzflüssigkeit in die Impfstelle einer Hauptflüssigkeitsleitung, insbesondere Wasserleitung, mit einem auszuwechselnden Verschleißteileinsatz, der als vormontierte Einheit ausgebildet den Dosierkolben und Kolbenführungselemente umfaßt.
  • Die Dosierpumpe kann beispielsweise einen mechanischhydraulischen, mechanisch-pneumatischen oder elektrischen Antrieb besitzen und wird vornehmlich direkt innerhalb des Dosiermittelbehälters auf dessen Boden angeordnet. Das zu dosierende Medium soll in jedem Fall höher als der Pumpenzylinder liegen.
  • In der Praxis müssen mit solchen Pumpen auch Produkte dosiert werden, welche durch Auskristallisieren verschleißfördernd auf den Pumpenkolben sowie auf die Dicht- und Führungselemente wirken. Diese beanspruchten Bauelemente sind daher in relativ kurzen zeitlichen Abständen auszuwechseln. Der Nachteil ist umso gravierender, als bei bisher verwendeten Pumpen der Austausch der verschleißbehafteten Teile, insbesondere auch des Dosierkolbens, mit einer weitgehenden Demontage der gesamten Pumpe und nach der Remontage mit einem Neujustieren der Pumpe auf die jeweilige Dosiermenge verbunden ist.
  • Eine elektromagnetische Schwingankerpumpe mit einem aus Dosierkolben und Kolbenführungselementen bestehenden, auszuwechselnden Einsatz ist beispielsweise aus der DE-A-2 555 739 bekannt.
  • Ebenso ist aus der US-A-2 766 701 eine Pumpe bekannt, die auswechselbare Verschleißteile aufweist, welche den Kolben und seine Führungselemente umfassen.
  • Weiterhin ist aus der DE-C-330 902 eine Tauchkolbenpumpe bekannt, die zwar keine Dosierpumpe ist, jedoch einen in einem Pumpengehäuse eingesetzten Pumpenzylinder aufweist, der mitsamt in ihm enthaltener Dichtelemente für den Pumpenkolben sowie einem Saug- und Druckventil auswechselbar ist. Zu diesem Auswechseln muß vorher der Pumpenkolben vom Pumpenantrieb abmontiert und aus dem Pumpenzylinder herausgezogen werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Tauchkolben-Dosierpumpe so zu verbessern, daß bei Auftreten eines Verschleißes ein einfaches, schnelles und sicheres Instandsetzen der Pumpe ohne das Erfordernis einer zusätzlichen Neueinstellung der Dosiermenge möglich ist. Demontage und Montage der Pumpe sollen insbesondere so auszuführen sein, daß die Position des Dosierkolbens relativ zu seinem Dichtelement bei dem Austausch exakt erhalten bleibt.
  • Bei einer Tauchkolben-Dosierpumpe der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Verschleißteileinsatz einen den Förderzylinderraum mitsamt dem darin mit seinem unteren Ende eintauchenden Dosierkolben umgebenden Pumpenkörper mit darin gelegener Kolbenzentriereinheit und ein mit dem Kolben verbundenes sowie mit einem Kolbenbetätigungsstößel zu verbindendes Kolbenführungsoberteil enthält, und daß letzterem sowie dem Pumpenkörper deren Relativlage entsprechend angeordnete Anlagestellen am Kolbenbetätigungsstößel bzw. an der Pumpenaufnahme zugeordnet sind.
  • Durch den auch den Dosierkolben mitsamt dem Kolbenführungsoberteil enthaltenden auswechselbaren Verschleißteileinsatz und die beiden Anlagestellen für das Kolbenführungsoberteil am Kolbenbetätigungsstößel einerseits sowie für den Pumpenkörper an der Pumpenaufnahme andererseits wird die für den Dosierbetrieb erforderliche Relativlage bei der Montage sichergestellt. Demgemäß erfordert der Wechsel des Verschleißteileinsatzes als Ganzes kein Neujustieren der beschriebenen Pumpe. Ferner bleibt bei zu gewährleistender enger Fertigungstoleranz des Verschleißteileinsatzes die definierte Lage des Kolbendichtelements zu der Relativstellung des Dosierkolbens bei jedem Auswechseln des Verschleißteileinsatzes erhalten.
  • Der erfindungsgemäße, auswechselbare Verschleißteileinsatz kann neben den vorgenannten Elementen, insbesondere auch ein die Dosierleitung gegen den Pumpenzylinder schützendes, vorzugsweise als Ringventil mit geringem Totraum ausgebildetes Dosierrückschlagventil und weiterhin auch ein vorzugweise als O-Ring ausgebildetes Kolbendichtelement enthalten. Für das Handhaben ist es günstig, wenn der zum Verschleißteileinsatz gehörende Pumpenkörper mit seinen Dichtelementen sowie dem Dosierrückschlagventil von einem schützenden Zwischenring umgeben wird, der einerseits das Austauschen erleichtert und andererseits die Dichtelemente vor äußeren Beeinträchtigungen schützt. Die Anlagestellen an der Pumpenaufnahme sowie am Kolbenbetätigungsstößel bestehen vorteilhaft aus die Relativlage von Dosierkolben und dessen Dichtelement exakt definierenden Anlegekanten. Ebenfalls vorteilhaft ist eine rastbare Verbindung des Kolbenführungsoberteils mit dem Betätigungsstößel des Kolbens. Dadurch kann eine Kolbenrückholfeder entfallen und die Antriebskraft um die entsprechende Federrückstellkraft verringert werden.
  • Anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert.
  • Die im Schnitt dargestellte und insgesamt mit 1 bezeichnete Tauchkolben-Dosierpumpe besitzt einen als Tauchkolben ausgebildeten Dosierkolben 2. Im hier interessierenden Zusammenhang läuft bei der oberen Kolbenstellung 3 das zu dosierende Medium über Einlaufschlitze 4 in einen Zylinderraum 5. Bei der Abwärtsbewegung des Dosierkolbens 2 in Pfeilrichtung 6 wird die im Zylinderraum 5 vorhandene Dosierflüssigkeit über das insbesondere als Ringventil ausgebildete Dosierrückschlagventil 7 über die Ringkammer 8 des Zwischenrings 9 in die Dosierleitung 10 ausgestoßen.
  • Die vornehmlich dem Verschleiß ausgesetzten Einzelteile der Dosierpumpe 1 werden in einem separaten Verschleißteileinsatz 11 zusammengefaßt. Dieser enthält das Kolbendichtelement 12, das Kolbenzentrierelement 13, das als Ringventil ausgebildete Dosierrückschlagventil 7, die Dichtelemente 14 und 15, den Dosierkolben 2 mit dem Kolbenführungsoberteil 16 sowie gegebenenfalls den den Pumpenkörper 17 umgebenden Zwischenring 9. Der Verschleißteileinsatz 13 ist somit als auswechselbares Pumpenmodul ausgebildet.
  • Durch das Zusammenfassen der vorgenannten Teile zu einem kompletten, als Verschleißteileinsatz insgesamt auswechselbaren Pumpenmodul ist es möglich, die Pumpe bei Verschleiß mit wenigen Handgriffen und ohne Werkzeugeinsatz wieder in der erforderlichen Exaktheit funktionsfähig zu machen.
  • Besonders günstig ist es, daß der Modulwechsel ein Nachjustieren bzw. Neujustieren der spezifischen Dosiermenge nicht erfordert. Dieser Vorteil wird u.a. erreicht durch eine dem Verschleißteileinsatz 11 zugeordnete, erste Anlegekante 18 zum Unterteil der Pumpenaufnahme 19. Mit Hilfe einer weiteren Anlegekante 20 - nämlich zwischen Kolbenführungsoberteil 16 und Kolbenbetätigungsstößel bzw. -hebel 21 - kann die Relativstellung des Dosierkolbens 2 zu seinem Dichtelement 12 besonders sicher gewährleistet werden.
  • Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der vorliegenden Dosierpumpe ist die einzurastende Verbindung von Kolbenführungsoberteil 16 und Kolbenbetätigungsstößel 21. Mit Hilfe dieser Verbindung wird die Mitnahme des Dosierkolbens 2 bei der Aufwärtsbewegung in Pfeilrichtung 22 erreicht.

Claims (6)

  1. Tauchkolben-Dosierpumpe (1) mit als Tauchkolben ausgebildetem Dosierkolben (2) und Förderzylinder, vorzugsweise zum Eindosieren einer Zusatzflüssigkeit in die Impfstelle einer Hauptflüssigkeitsleitung, insbesondere Wasserleitung, mit einem auszuwechselnden Verschleißteileinsatz (11), der als vormontierte Einheit ausgebildet den Dosierkolben (2) und Kolbenführungselemente umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschleißteileinsatz (11) einen den Förderzylinderraum (5) mitsamt dem darin mit seinem unteren Ende eintauchenden Dosierkolben (2) umgebenden Pumpenkörper (17) mit darin gelegener Kolbenzentriereinheit (13) und ein mit dem Kolben (2) verbundenes sowie mit einem Kolbenbetätigungsstößel (21) zu verbindendes Kolbenführungsoberteil (16) enthält, und daß letzterem (16) sowie dem Pumpenkörper (17) deren Relativlage entsprechend angeordnete Anlagestellen (20 bzw. 18) am Kolbenbetätigungsstößel (21) bzw. an der Pumpenaufnahme (19) zugeordnet sind.
  2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschleißteileinsatz (11) ein, vorzugsweise als Ringventil mit geringem Totraum ausgebildetes, Dosierrückschlagventil (7) enthält.
  3. Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschleißteileinsatz (11) ein, vorzugsweise als O-Ring ausgebildetes, Kolbendichtelement (12) enthält.
  4. Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Verschleißteileinsatz (11) gehörende Pumpenkörper (17) mit seinen Dichtelementen (14, 15) sowie dem Dosierrückschlagventil (7) von einem schützenden Zwischenring (9) umgeben ist.
  5. Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagestellen aus die Relativlage von Dosierkolben (2) und dessen Dichtelement (12) exakt definierenden Anlegekanten (18 bzw. 20) an der Pumpenaufnahme (19) bzw. am Kolbenbetätigungsstößel (21) bestehen.
  6. Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenführungsoberteil (16) des Verschleißteileinsatzes (11) in den Kolbenbetätigungsstößel (21) einrastend ausgebildet ist.
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