EP0316537A1 - Dosing pump - Google Patents
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- F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
- F04B7/04—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving in which the valving is performed by pistons and cylinders coacting to open and close intake or outlet ports
Definitions
- the invention relates to a metering pump according to the preamble of claim 1.
- a metering pump is known with a diaphragm pump which acts as a pre-feed pump.
- a piston pump is also provided.
- the object of the invention is to create a metering pump of the type described in the introduction which is self-priming and self-venting.
- the metering pump 1 has a housing 2 with a pump chamber 3 on its underside and an overlying piston chamber 4.
- the pump chamber 3 can be connected to a dosing agent container 7 on the input side via a schematically indicated suction valve 5 and a suction line 6.
- a metering piston 8 is guided in the housing 2 so that it emerges from the pump chamber 3 for the return stroke and plunges into the latter in the manner shown in FIG. 2 for the working stroke.
- a compression O-ring 9 is provided on the upper edge of the pump chamber 3 when the dosing pump is in the working position and surrounds the dosing piston 8 in a sealing manner when immersed.
- At a predetermined distance from the compression O-ring there is an outlet 10 to be connected to a metering point and a pressure valve 11.
- a return line 12 is connected via a pressure valve 13.
- the metering piston 8 is guided so that it can be moved back and forth coaxially to the piston chamber 4.
- a sealing sleeve 14 is provided around the metering piston 4 and is guided in a sleeve guide 15.
- a sealing ring 16 is provided between the sleeve guide 15 and the metering piston 8 for sealing.
- the sealing sleeve is moved by a compression spring 17 into the end position shown in FIG. 2, in which the sleeve guide is moved into an end position predetermined by a stop 18 on the metering piston 8.
- the compression spring 17 is at one end on the adjacent underside of the sleeve ten Insert 15 and with its other end to a fixed to the metering piston and optionally integrally formed abutment ring 19.
- the piston chamber 4 is sealed from the outside by a sealing ring 20 arranged around the emerging metering piston.
- the sealing collar 14 together with the collar guide 15 separates the piston chamber 4 into a lower piston chamber 21 which can be connected to the pump chamber 3 and an upper piston chamber 22 which is connected to the return line.
- dosing agent is drawn into the pump chamber 3 by lifting the dosing piston 8 via the suction line 6.
- the limiting element which separates the lower and upper piston chambers and consists of a sleeve guide and sealing sleeve, tends to move upward, so that the volume of the lower piston chamber increases.
- There is a negative pressure in the lower piston chamber which leads to the compression spring 17 being compressed in the manner shown in FIG. 1 until the metering piston 8 emerges from the compression O-ring 9 and thus a connection between the pump chamber 3 and lower piston chamber is created.
- the prestressed compression spring 17 is released and the limiting element consisting of the sealing sleeve and sleeve guide is accelerated towards the stop 18.
- the dosing agent with any air bubbles present therein, is torn out of the pump chamber 3, and there is complete ventilation.
- the excess metering medium present in the upper piston chamber 22 is returned to the outside with air via the pressure valve 13 and the return line 12 and in particular into the reservoir.
- the dosing piston 8 moves into the pump chamber 3, and the dosing agent which has already been drawn in there becomes conveyed to the dosing point via the pressure valve 11 and the outlet 10.
- the excess metering agent located in the lower piston chamber 21 is conveyed into the upper piston chamber 22 with air, if necessary, via the sealing sleeve which, although blocking the upper piston chamber to the lower piston chamber, allows medium and air to pass from the lower piston chamber to the upper piston chamber. The cycle described above is then repeated.
- a piston chamber 4 on its side above the outlet for the return line 12 is all around in the housing 2 clamped membrane 23 is provided.
- the membrane is held on its inner side surrounding the metering piston 8 by an annular holder 24, which is sealed to the outside via a sealing ring 25 between the holder and the outer surface of the metering piston 8.
- the compression spring 17 is again provided in such a way that the socket 24 bears against the stop 18 in its outermost position shown in FIG. 4.
- dosing agents and air bubbles located therein are again torn out of the pump chamber 3, and venting takes place.
- the dosing agent in the pump chamber 3 is conveyed to the dosing point via the outlet 10.
- the membrane 23 conveys excess dosing agent and air via the pressure valve 13 and the return line 12 to the outside or back into the dosing agent container. The cycle described is then continued.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Dosierpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a metering pump according to the preamble of
Aus der DE-OS 26 51 614 ist eine Dosierpumpe bekannt mit einer Membranpumpe, die als Vorförderpumpe wirkt. Zusätzlich ist eine Kolbenpumpe vorgesehen.From DE-OS 26 51 614 a metering pump is known with a diaphragm pump which acts as a pre-feed pump. A piston pump is also provided.
Beim Dosieren, insbesondere beim Dosieren aggressiver Medien besteht das Problem, daß sich Luft oder Gas in der Pumpkammer ansammelt und die Leistung der Pumpe dann abfällt, bis ein manuelles Entlüften vorgenommen wird. Das ist insbesondere bei ausgasenden Medien sowie beim Wechsel von Dosiermittelbehältern nachteilig.When dosing, especially when dosing aggressive media, there is the problem that air or gas accumulates in the pump chamber and the performance of the pump then drops until a manual venting is carried out. This is particularly disadvantageous for outgassing media and when changing dosing agent containers.
Aufgabe der Erfinding ist es, eine Dosierpumpe der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die selbstansaugend und selbstentlüftend ist.The object of the invention is to create a metering pump of the type described in the introduction which is self-priming and self-venting.
Diese Aufgabe wird durch eine Dosierpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by a metering pump with the features of
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further developments of the invention are characterized in the subclaims.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
- Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Dosierpumpe im Rückhub;
- Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Dosierpumpe im Zustand des Arbeitshubes;
- Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform im Rückhub;
und - Fig. 4 die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform im Arbeitshub.
- 1 shows a section through a first embodiment of a metering pump in the return stroke.
- FIG. 2 shows the metering pump shown in FIG. 1 in the state of the working stroke;
- 3 shows a sectional illustration of a second embodiment in the return stroke;
and - Fig. 4 shows the embodiment shown in Fig. 3 in the working stroke.
Die Dosierpumpe 1 weist ein Gehäuse 2 mit einem Pumpenraum 3 auf seiner Unterseite und einem darüberliegenden Kolbenraum 4 auf. Der Pumpenraum 3 ist eingangsseitig über ein schematisch angedeutetes Saugventil 5 und eine Saugleitung 6 mit einem Dosiermittelbehälter 7 verbindbar. Ein Dosierkolben 8 ist in dem Gehäuse 2 so geführt, daß er zum Rückhub aus dem Pumpenraum 3 austaucht und zum Arbeitshub in diesen in der in Fig. 2 gezeigten Weise eintaucht. An dem in Arbeitsstellung der Dosierpumpe oben liegenden Rand des Pumpenraumes 3 ist ein Kompressions-O-Ring 9 vorgesehen, der den Dosierkolben 8 beim Eintauchen dichtend umgibt. In einem vorgegebenen Abstand vom Kompressions-O-Ring liegt unterhalb desselben ein mit einer Dosierstelle zu verbindender Ausgang 10 mit einem Druckventil 11.The
An dem in Arbeitsstellung oben liegenden Ende des Kolbenraumes 4 ist eine Rücklaufleitung 12 über ein Druckventil 13 angeschlossen.At the upper end of the
Der Dosierkolben 8 ist so geführt, daß er koaxial zu dem Kolbenraum 4 hin und her bewegbar ist. Um den Dosierkolben 4 herum ist eine Dichtungsmanschette 14 vorgesehen, die in einer Manschettenführung 15 geführt ist. Zwischen Manschettenführung 15 und Dosierkolben 8 ist zur Abdichtung ein Dichtring 16 vorgesehen.The
Die Dichtungsmanschette wird durch eine Druckfeder 17 in die in Fig. 2 gezeigte Endstellung bewegt, bei der die Manschettenführung in eine durch einen Anschlag 18 am Dosierkolben 8 vorgegebene Endstellung bewegt ist. Die Druckfeder 17 liegt mit ihrem einen Ende an der angrenzenden Unterseite der Manschet tenführung 15 und mit ihrem anderen Ende an einem mit dem Dosierkolben fest verbundenen und gegebenenfalls einstückig ausgebildeten Widerlagerring 19 an. Am oberen Ende ist der Kolbenraum 4 durch einen um den austretenden Dosierkolben herum angeordneten Dichtring 20 nach außen hin abgedichtet.The sealing sleeve is moved by a
Die Dichtungsmanschette 14 zusammen mit der Manschettenführung 15 trennt den Kolbenraum 4 in einen mit dem Pumpenraum 3 verbindbaren unteren Kolbenraum 21 und einen mit der Rücklaufleitung verbundenen oberen Kolbenraum 22.The sealing collar 14 together with the
Während des in Fig. 1 dargestellten Rückhubes oder Saughubes wird durch das Anheben des Dosierkolbens 8 über die Saugleitung 6 Dosiermittel in den Pumpenraum 3 angesaugt. Durch die Kraft der Druckfeder 17 neigt das den unteren und oberen Kolbenraum trennende Begrenzungselement aus Manschettenführung und Dichtungsmanschette dazu, sich nach oben zu bewegen, so daß das Volumen des unteren Kolbenraumes größer wird. Es entsteht ein Unterdruck im unteren Kolbenraum, der dazu führt, daß die Druckfeder 17 in der in Fig. 1 gezeigten Weise so lange zusammengedrückt wird, bis der Dosierkolben 8 aus dem Kompressions-O-Ring 9 austritt und somit eine Verbindung zwischen Pumpenraum 3 und unterem Kolbenraum entsteht. In diesem Augenblick wird die vorgespannte Druckfeder 17 entspannt und das Begrenzungselement aus Dichtungsmanschette und Manschettenführung zu dem Anschlag 18 hin beschleunigt. Durch dieses Beschleunigen wird das Dosiermittel mit darin eventuell vorhandenen Luftblasen aus dem Pumpenraum 3 herausgerissen, und es erfolgt eine vollständige Entlüftung. Gleichzeitig wird das im oberen Kolbenraum 22 vorhandene überschüssige Dosiermedium mit Luft über das Druckventil 13 und die Rücklaufleitung 12 nach außen und insbesondere in den Vorratsbehälter zurückgeführt.During the return stroke or suction stroke shown in FIG. 1, dosing agent is drawn into the
In dem anschließenden, in Fig. 2 gezeigten Arbeits- oder Dosierhub fährt der Dosierkolben 8 in den Pumpenraum 3 hinein, und das dort befindliche bereits angesaugte Dosiermittel wird über das Druckventil 11 und den Ausgang 10 zur Dosierstelle befördert. Gleichzeitig wird das im unteren Kolbenraum 21 befindliche überschüssige Dosiermittel gegebenenfalls mit Luft über die zwar von oberen Kolbenraum zum unteren Kolbenraum sperrende aber vom unteren Kolbenraum zum oberen Kolbenraum Medium und Luft durchlassende Dichtungsmanschette in den oberen Kolbenraum 22 gefördert. Anschließend wiederholt sich der oben beschriebene Kreislauf.In the subsequent working or dosing stroke shown in FIG. 2, the
Bei der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform sind die Merkmale, die mit den entsprechenden Merkmalen des ersten Ausführungsbeispieles übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the features which correspond to the corresponding features of the first exemplary embodiment are provided with the same reference symbols.
Anstelle des den Kolbenraum 4 in einen unteren und einen oberen Kolbenraum unterteilenden Begrenzungselementes aus Dichtungsmanschette und Manschettenführung ist bei der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform eine den Kolbenraum 4 auf seiner oberhalb des Ausganges für die Rücklaufleitung 12 liegenden Seite eine ringsum im Gehäuse 2 eingespannte Membran 23 vorgesehen. Die Membran ist auf ihrer den Dosierkolben 8 umgebenden inneren Seite von einer ringförmigen Fassung 24 gehalten, die über einen Dichtring 25 zwischen Fassung und äußerer Oberfläche des Dosierkolbens 8 nach außen hin abgedichtet wird. Zwischen der Fassung 24 und dem Widerlagerring 19 ist wiederum die Druckfeder 17 so vorgesehen, daß die Fassung 24 in ihrer in Fig. 4 gezeigten äußersten Stellung an dem Anschlag 18 anliegt.Instead of the limiting element consisting of a sealing sleeve and sleeve guide, which divides the
Im Betrieb wird bei dem in Fig. 3 gezeigten Rückhub neues Dosiermedium angesaugt. Gleichzeitig entsteht im Kolbenraum 4 ein Unterdruck, der dazu führt, daß die Druckfeder 17 durch das Einwirken der Membran bzw. der Fassung 24 zusammengedrückt wird. Sobald der Dosierkolben 8 aus dem Kompressions-O-Ring 9 austritt, entspannt sich die Feder und drückt die Fassung 24 und damit die Membran schlagartig bis zum Anschlag 18 nach oben.In operation, new dosing medium is drawn in during the return stroke shown in FIG. 3. At the same time, a vacuum is created in the
Dadurch werden wiederum Dosiermittel und darin befindliche Luftblasen aus dem Pumpenraum 3 herausgerissen, und es erfolgt eine Entlüftung. Beim anschließenden Arbeitshub wird das im Pumpenraum 3 befindliche Dosiermittel über den Ausgang 10 zur Dosierstelle befördert. Gleichzeitig fördert die Membran 23 überschüssiges Dosiermittel und Luft über das Druckventil 13 und die Rücklaufleitung 12 nach außen bzw. in den Dosiermittelbehälter zurück. Anschließend wird der beschriebene Zyklus fortgesetzt.As a result, dosing agents and air bubbles located therein are again torn out of the
Claims (8)
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pumpenraum (3) und Rücklaufleitung (12) ein Kolbenraum (4) vorgesehen ist mit einem Begrenzungselement (14, 15; 23, 24), welches so vorgespannt ist, daß es beim Verbinden des Pumpenraumes (3) und des Kolbenraumes (4) zum Entlüften das Volumen des mit dem Pumpenraum (3) verbundenen Kolbenraumes (4) vergrößert.1.Dosing pump with a pump chamber with a dosing piston (8) for delivery to a dosing point, the pump chamber (3) being connectable to a dosing agent container (7) via a suction line (6) with a suction valve (5), and with a return line ( 12),
characterized in that between the pump chamber (3) and return line (12) a piston chamber (4) is provided with a limiting element (14, 15; 23, 24) which is biased so that it is when connecting the pump chamber (3) and of the piston chamber (4) for venting increases the volume of the piston chamber (4) connected to the pump chamber (3).
dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungselement (14, 15) mittels einer Feder (17) in die dem größeren Volumen entsprechende Stellung vorgespannt ist.2. dosing pump according to claim 1,
characterized in that the limiting element (14, 15) is biased by a spring (17) into the position corresponding to the larger volume.
dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungselement den Kolbenraum (4) in einen an den Pumpenraum (3) angrenzenden unteren Kolbenraum (21) und einen mit der Rücklaufleitung (12) verbundenen oberen Kolbenraum (22) unterteilt, so daß Medium aus dem unteren in den oberen Kolbenraum treten kann.3. dosing pump according to claim 1 or 2,
characterized in that the limiting element divides the piston chamber (4) into a lower piston chamber (21) adjoining the pump chamber (3) and an upper piston chamber (22) connected to the return line (12), so that medium flows from the lower to the upper Piston space can occur.
dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungselement eine Dichtungsmanschette (14) ist.4. dosing pump according to claim 3,
characterized in that the limiting element is a sealing collar (14).
dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungselement (14, 15; 23, 24) auf dem Kolben gleitend ausgebildet ist.5. dosing pump according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the limiting element (14, 15; 23, 24) is designed to slide on the piston.
dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungselement als eine Membran (23) ausgebildet ist.6. dosing pump according to one of claims 1 to 5,
characterized in that the limiting element is designed as a membrane (23).
dadurch gekennzeichnet, daß in Arbeitsstellung der Dosierpumpe der Pumpenraum (4) auf der Unterseite des Kolbenraumes (4) und die Membran (23) oberhalb des Austritts zur Rücklaufleitung (12) liegt.7. dosing pump according to claim 6,
characterized in that, in the working position of the metering pump, the pump chamber (4) lies on the underside of the piston chamber (4) and the membrane (23) lies above the outlet to the return line (12).
dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungselement (14, 15; 23, 24) beim Verbinden von Pumpenraum und Kolbenraum das Volumen des den Kolbenraum (4) einschließenden Raumes schlagartig vergrößert.8. dosing pump according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the limiting element (14, 15; 23, 24) increases the volume of the space enclosing the piston chamber (4) abruptly when the pump chamber and piston chamber are connected.
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