EP1456539A1 - Dosing pump - Google Patents

Dosing pump

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EP1456539A1
EP1456539A1 EP02782831A EP02782831A EP1456539A1 EP 1456539 A1 EP1456539 A1 EP 1456539A1 EP 02782831 A EP02782831 A EP 02782831A EP 02782831 A EP02782831 A EP 02782831A EP 1456539 A1 EP1456539 A1 EP 1456539A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
pump
drive
dosing pump
working
Prior art date
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EP02782831A
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German (de)
French (fr)
Other versions
EP1456539B1 (en
Inventor
Erwin Bolt
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KNF Flodos AG
Original Assignee
KNF Flodos AG
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Filing date
Publication date
Application filed by KNF Flodos AG filed Critical KNF Flodos AG
Publication of EP1456539A1 publication Critical patent/EP1456539A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1456539B1 publication Critical patent/EP1456539B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/0076Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the members being actuated by electro-magnetic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B13/00Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06Control using electricity
    • F04B49/065Control using electricity and making use of computers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00Pump parameters
    • F04B2201/02Piston parameters
    • F04B2201/0201Position of the piston
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00Pump parameters
    • F04B2201/12Parameters of driving or driven means
    • F04B2201/1208Angular position of the shaft

Definitions

  • the invention relates to a metering pump, in particular a diaphragm metering pump with a working membrane delimiting a working space or similar displacement element and a pump drive for an oscillating movement of the displacement element, wherein the pump drive is reversible in direction and the displacement element can be moved back and forth, with a position transmitter for detecting the position of the pump drive and an electronic control therefor are provided, as well as with a pump head in which an inlet valve and an outlet valve are arranged.
  • Metering pumps of this type are known in different embodiments. This is how metering pumps are known that work with a magnetic drive and accordingly carry out fast working strokes. The pulse-like delivery results in sufficient pressure differences for the control of the valves.
  • Motorized rotary drives are used for metering pumps where a low conveying speed and small metering quantities are desired, which run very slowly at least for the metering stroke. Correspondingly low pressure differences occur, so that sealing problems can occur with the valves.
  • the delivery stroke is changed by the pump drive for different rotary sections with a correspondingly different stroke, starting from a defined starting position, is moved back and forth.
  • This metering pump also has sealing problems with the valves in the case of the adjustable, small metering quantities, so that the metering accuracy sought by the mode of operation of the pump can be considerably reduced as a result.
  • a diaphragm metering pump is known from DE 195 25 527.7, in which special valves are used in order to at least largely avoid the aforementioned disadvantages even at low working speeds and small pressure differences and small metering quantities.
  • a minimum pressure difference is also required here to open and close the valves.
  • the working stroke takes a long time, for example a few minutes, a reliable seal cannot be achieved even with these sensitive reacting valves.
  • Metering pumps are also known in which a mechanical change in the stroke length is carried out for setting the metering quantity.
  • a mechanical change in the stroke length is carried out for setting the metering quantity.
  • it is possible to work with a sufficiently high delivery speed even for small dosing quantities, which results in a sufficient pressure difference and is sufficient for the valves to function.
  • the pumped medium is sprayed out at a correspondingly high speed. This pulse-like delivery is undesirable in many applications of metering pumps.
  • the object of the present invention is to provide a metering pump with which a wide operating range can be covered with the smallest metered quantities and high repeatability, an exact adjustability of the pump to a wide variety of operating conditions, the pump being highly metered both with larger and with the smallest delivery quantities should have and the conveying speed should be extremely low adjustable while maintaining a high dosing accuracy.
  • the pump drive has a positioning motor and with its part connected to the displacement element can be moved back and forth in any area of its total working movement with a predeterminable stroke for a delivery rate that is reduced compared to the maximum delivery rate, that at least one of the at least two valves is externally controlled and has a motorized valve drive and that the electronic control is connected to at least the motorized valve drives of the inlet and / or outlet valve, the pump drive and the position transmitter for detecting the position of the displacement element and / or the pump drive ,
  • the pendulum stroke can be influenced as a function of the position within the overall working range by the pendulum stroke movement in any area of the total working movement with a rotary pump drive.
  • the effective stroke of the displacement element can be influenced by a selection of the position of the pendulum stroke movement within a 360 ° overall work movement that is adapted to the tasks. In the case of a pendulum stroke movement in the region of a dead center position of a pump drive with a crank mechanism, a lower effective stroke results for a given rotational movement than in a region between these two dead center positions.
  • the metering pump according to the invention can be operated both in an arbitrary area of the overall working movement of your pump drive with a reciprocating reciprocating working stroke, and also all round with a maximum working stroke and corresponding maximum delivery quantity per working stroke. This gives the metering pump a wide range of uses.
  • the electronic control can be designed for variable control of the motorized valve drive (s) of the inlet and / or outlet valve depending on the position of the displacement element. There is also the possibility that the electronic control is designed to control the motorized valve drive (s) of the inlet and / or outlet valve depending on different operating parameters, in particular depending on the operating pressure, the speed, the consistency of the delivery medium and the like.
  • the switching positions of the valve or valves within a revolution or a pendulum stroke range are selected as a function of the operating pressure in such a way that the drop in output due to back pressure is minimized.
  • the suitable switching positions can be determined by tests and there is also the possibility of making a variable correction of the switching positions depending on the operating pressure if this is changed.
  • the corresponding specifications can be made manually, analogously or digitally.
  • the electronic control can have a memory device for storing different operating parameters and for assigning these operating parameters at different control times of the valve or valves.
  • the operating parameters stored in the storage device can either be selected manually or a selection is made by measuring the actual operating parameters and assigning them to the stored operating parameters.
  • corresponding measuring devices are provided for measuring, for example, the operating pressure, the counter pressure, the speed and the like.
  • the pump drive can be an eccentric or crank drive with a have running crank member and a connecting rod connected to the working diaphragm or similar displacement element, the crank member being able to oscillate back and forth in any region within the total circulating movement for smaller deflections of the working diaphragm compared to the maximum possible deflections during a circulating movement.
  • the eccentric or crank drive converts a rotary movement into a linear movement of the displacement element. This executes back and forth movements within the extreme positions at the top and bottom dead center of the crank mechanism.
  • the pendulum stroke movement intended for a smaller working stroke has a substantially lower amplitude, the drive not rotating, but instead carrying out a corresponding reciprocating movement with its rotating crank member by reversing the driving positioning motor accordingly.
  • the electronic control is designed to set a non-uniform drive speed of the drive motor, in particular for a fast suction stroke and a slower metering stroke.
  • An irregular or pulse-like outflow of the pumped medium can thus be reduced.
  • the compensation corresponds almost to a sinusoidal movement with the superposition of the hydraulic phenomena specific to diaphragm pumps.
  • the appropriate stroke compensation can be specified by a speed curve per revolution or working stroke, which is stored in the electronic control in a parameterized manner.
  • the inlet and / or the outlet valve as a motorized valve drive can have an electromagnetic lifting magnet which has a lifting armature which is guided by means of spaced leaf springs and which is in drive connection with a valve closing body.
  • the mounting of the armature of the lifting magnet with the aid of at least two leaf springs results in a spring parallelogram guide which is practically wear-free and insensitive to contamination, since there are no parts with sliding guide bearings.
  • the armature is guided exactly and radially without play in the stroke direction.
  • the lifting drive for the inlet valve and / or possibly also for the outlet valve is particularly long-lasting due to these measures.
  • At least one of the leaf springs of the lifting armature guide is expediently prestressed in the closing direction of the externally operated valve. As a result, the valve is closed when the solenoid is not activated and is therefore leak-proof.
  • an inexpensive, single-acting electric solenoid can be used because the leaf spring (s) take over the closing movement of the valve.
  • At least one valve which can be actuated by the pumped medium can be designed in particular with an elastic valve disk which, in the closed position, rests with a flat side on the opening edge of an inflow channel which forms a valve seat and that on the side of the valve disk facing away from the inflow channel, within the projection extension of the inflow channel, a web-like abutment is provided which supports the valve disk at least in the valve open position.
  • the proposed design of the valve results in a good seal even in the event of only slight pressure differences that may occur during operation. As a result, the pump has good vacuum properties even at low working speeds.
  • valve inserts can thus be produced independently of the pump head in which the valve insert is inserted, which has considerable advantages in terms of accuracy in terms of injection technology.
  • the high precision of the valve parts leads, among other things, to stress-free mounting of the valve disc, which is a prerequisite for reliable valve operation with good sealing, even with low pressure differences and very slow movements.
  • the valve inserts can be replaced very easily overall.
  • the pump drive can be a controlled or a regulated motor, in particular a stepper motor or a motor operating in a control loop Motor, for example a DC servo motor or the like. This makes it possible to move a defined angle at a defined speed.
  • the direction of rotation of the motor is reversible, so that the pendulum stroke movements, which are small in comparison, can also be carried out within the overall working movement.
  • a contactless, for example optoelectronic or magnetic position transmitter is preferably provided as the position transmitter, which cooperates with the positioning motor or a part driven by it and is connected to the control electronics.
  • the position of the working diaphragm is known in every operating phase, so that accordingly a drive motor working in a control circuit receives a position feedback and, on the other hand, the inlet and / or outlet valve can be controlled precisely in accordance with the position of the working diaphragm.
  • the position transmitter can be designed such that it emits a reference signal at prominent positions, for example the top or bottom dead center, from which the intermediate positions can be calculated within one revolution or a pendulum movement of the pump drive.
  • the position transmitter can, however, also have an encoder, by means of which the respective position of the pump drive or the working diaphragm driven thereby can be deduced directly.
  • FIG. 2 shows a sectional illustration of a metering pump with an electromagnetically actuated inlet valve
  • a metering pump 1 shown in FIG. 1 has a motor-driven pump drive 2 for an oscillating movement of a displacement element.
  • the metering pump 1 has a pump housing 3 with a pump head 4, in which at least one inlet valve and one outlet valve are arranged.
  • electromagnetic lifting drives 5, 6 are provided in the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • the electromotive pump drive 2, the electromagnetic stroke drives 5, 6 for the valves and a position transmitter for detecting the position of the pump drive are connected to an electronic control 7.
  • the pump drive 2 formed by a positioning motor can be variably controlled with regard to its speed and direction of rotation.
  • the electronic control 7 is designed such that the pump drive can be moved back and forth in any region of its overall working movement with a predetermined stroke using the positioning motor. By means of this pendulum stroke movement, a delivery rate that is reduced compared to the maximum delivery rate can be set.
  • the pump drive can thus be operated with a predeterminable angle of rotation and a predeterminable speed.
  • the valves provided with electromagnetic lifting drives 5 and 6 in the exemplary embodiment according to FIG. 1 also allow the working position of the pump drive to be assigned any closing and opening times. It can be used to specify a variety of operating parameters in order to adapt the pump to a wide variety of operating conditions.
  • FIG. 2 shows a sectional view of the internal structure of a metering pump according to the invention.
  • This is designed as a diaphragm pump with a diaphragm 8 as a displacement element, the diaphragm having a crank mechanism 9 as a pump drive with a rotating crank member 10 and a connecting rod 11 connected to the diaphragm 8.
  • the crank member 10 is connected to the positioning motor 12 (see FIG. 3).
  • the inlet valve 13 is provided with an electromagnetic lifting drive 5, while the outlet valve is a valve which can be actuated by the pumped medium.
  • the outlet valve 14 is designed as a valve which is sensitive to small pressure differences.
  • valve 15 shown in FIG. 5 can, for example, optionally be provided as an inlet valve or an outlet valve.
  • This valve 15 is designed such that it shows a reliable sealing behavior even at low working or conveying speeds and the low differential pressures that occur between the suction side and the pressure side.
  • the valve is designed as a disc valve and essentially has a replacement plate 16, a valve disc 17 and a valve receiving plate 18. From these three parts 16, 17 and 18 a complete, dose-shaped unit is formed as a valve insert. This valve insert can be inserted into a corresponding recess in the pump head.
  • the valve disk 17 lies with its flat side facing the suction side 19 in the closed position on the opening edge 20 of a central inflow channel 21 forming a valve seat in the valve receiving plate 18.
  • the valve disk 17 is held by positioning pins which are arranged laterally next to the opening edge and engage in open recesses in the valve disk 17.
  • the abutment plate 16 has a web-like abutment 22 within the projection extension of the inflow channel of the valve mounting plate 18, via which the valve disk 17 is supported in the open position approximately along a diameter line.
  • the valve disk lobes located on both sides of the middle support line are pivoted toward the replacement plate 16, so that the inflow channel 21 is open.
  • the distance between the plane passing through the support point of the abutment 22 and the parallel plane formed by the opening edge 20 is dimensioned such that the valve disk 17 is in between is kept tension-free. This is a prerequisite for the valve disc to respond even at the slightest pressure difference and also for a quick closing or opening process.
  • the valve 15 on the pressure side it is used turned through 180 degrees.
  • the electromagnetic lifting drive 5 has a lifting armature 25 which is guided by means of spaced leaf springs 23, 24 and which is in drive connection with a valve closing body 26.
  • a sleeve-shaped iron pole 27 is arranged at a distance from it.
  • a coil 28 which, when excited, leads to the lifting armature 25 being moved in the direction of the arrow Pf 1 and thereby bringing the valve closing body 26 into the open position.
  • a parallelogram guide for the lifting armature 25 is formed by the two leaf springs 23, 24, so that no parts mounted in a sliding guide are required.
  • the lifting armature 25 is guided exactly and radially without play in the lifting direction.
  • At least one of the two leaf springs of the lifting anchor guide is preferably biased in the closing direction.
  • the valve goes into the closed position in the de-energized state, which is shown in FIG.
  • a rocker arm 29 is provided which is coupled with its drive end to an axis 30 connected to the lifting armature and with its other end to the valve closing body 26.
  • a rocker bearing 31 is provided which surrounds the rocker arm 29 in a sealing manner and which also seals a valve chamber to the outside.
  • the rocker bearing is preferably designed as an elastomer feedthrough, so that there is absolute tightness.
  • the metering pump 1 is equipped with a position transmitter 32 for detecting the position of the pump drive or the diaphragm 8 forming the displacement element.
  • the position transmitter has a magnet 33 which rotates with the crank member 10 and a magnetic sensor which is preferably designed as a Hall sensor and is arranged in a stationary manner next to the orbit of the magnet 33.
  • a reference signal is generated, which is used to orientate the further positioning.
  • the reference signal is used, for example, to reset or to generate a specific correction value.
  • stepper motor When using a stepper motor, smallest step angles are possible, so that the diaphragm 8 can be brought into any position within its overall working range. The adjustment can take place extremely slowly, whereby work strokes extending over several minutes are possible, but on the other hand, work can also be carried out at high speed in order to achieve a high delivery rate.
  • position sensors for example optoelectronic position transmitters, can also be used, which may emit a large number of position data in the course of one revolution.
  • a motor working in a control loop for example a DC servo motor can be used.
  • the positioning motor 2 the electromagnetic lifting drives 5 and 6 for the inlet valve 13 and the outlet valve 14 and the position transmitter 32 are connected to the electronic control 7.
  • the operation of the pump can be varied within wide limits.
  • the electromagnetic linear actuators 5, 6 of the valves can be controlled as a function of the position of the diaphragm 8.
  • valves regardless of the position of the pump drive or the diaphragm.
  • this can take place as a function of different operating parameters, in particular as a function of the operating pressure, the speed, the consistency of the delivery medium and the like.
  • different operating parameters are stored in the storage device, which can then be assigned to different control times of the valves.
  • Appropriate measuring devices are provided for measuring operating parameters, such as operating pressure, back pressure, speed.
  • operating parameters such as operating pressure, back pressure, speed.
  • the electronic control 7 can also be used to set a non-uniform working speed of the drive motor for a fast suction stroke and a slower metering stroke. This means that instead of an otherwise approximately sinusoidal one
  • Liquid flow can be achieved to make the flow more even. If both valves are externally controlled, this also opens up the possibility of changing the direction of delivery. This possibility is particularly advantageous in the case of a metering pump, because after a metering process with the delivery medium being pushed out of the pressure channel, undesired after-running or dripping of the delivery medium can be avoided by changing the delivery direction by reversing the two valves.
  • a partial stroke of the working diaphragm with a reversed valve closing sequence is usually sufficient to avoid the aforementioned after-running or dripping of the medium.
  • the metering accuracy of the metering pump 1 can be significantly improved by this measure and it is also easier to use when setting the metered quantity.
  • the metering pump 1 with externally controlled inlet and outlet valve 13, 14 can be used not only for return conveyance to avoid overrun, but also for continuous conveyance in both conveying directions.

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Abstract

A dosing pump is provided comprising a working membrane defining a working area, and a pump drive for creating an oscillating movement of the working membrane. The direction of the pump drive can be inverted and the displacement element can be moved back and forth. The inventive dosing pump also comprises a position sensor for detecting the position of the pump drive, an electronic control system for the same, and a pump head in which an inlet valve and an outlet valve are arranged. The pump drive comprises a positioning motor and can be displaced back and forth in an oscillating manner, with the part thereof connected to the displacement element, in any range of its entire working displacement, according to a pre-determinable course, for a reduced pump capacity in relation to the maximum pump capacity. At least the inlet valve is externally controlled and comprises a motor-driven valve drive. The electronic control system is connected to at least the motor-driven valve drive(s) of the inlet and/or outlet valves, to the positioning motor of the pump drive, and to the position sensor for detecting the position of the displacement element and/or the pump drive. The combination of the electronically controllable positioning motor, the oscillating movement of the pump drive within any range of its entire working range, and the use of an externally controlled inlet and/or outlet valve significantly enlarges the operative range of the inventive dosing pump.

Description

Dosierpumpe metering
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosierpumpe, insbesondere eine Membran-Dosierpumpe mit einer, einen Arbeitsraum begrenzenden Arbeitsmembrane oder dergleichen Verdrängungselement und einem Pumpenantrieb für eine oszillierende Bewegung des Verdrängungselementes, wobei der Pumpenantrieb richtungsumkehrbar ist und das Verdrängungselement hin- und herbewegbar ist, wobei ein Positionsgeber zur Lageerfassung des Pumpenantriebs sowie eine elektronische Steuerung dafür vorgesehen sind, sowie mit einem Pumpenkopf, in dem ein Einlassventil und ein Auslass- ventil angeordnet sind.The invention relates to a metering pump, in particular a diaphragm metering pump with a working membrane delimiting a working space or similar displacement element and a pump drive for an oscillating movement of the displacement element, wherein the pump drive is reversible in direction and the displacement element can be moved back and forth, with a position transmitter for detecting the position of the pump drive and an electronic control therefor are provided, as well as with a pump head in which an inlet valve and an outlet valve are arranged.
Dosierpumpen dieser Art sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. So kennt man Dosierpumpen, die mit einem Magnetantrieb arbeiten und dementsprechend schnelle Arbeitshübe durchführen. Durch die impulsartige Förderung ergeben sich für die Steuerung der Ventile ausreichende Druckdifferenzen.Metering pumps of this type are known in different embodiments. This is how metering pumps are known that work with a magnetic drive and accordingly carry out fast working strokes. The pulse-like delivery results in sufficient pressure differences for the control of the valves.
Für Dosierpumpen, bei denen eine geringe Fördergeschwindigkeit und kleine Dosiermengen erwünscht sind, werden motorische Rotationsantriebe verwendet, die zumindest für den Dosierhub sehr langsam laufen. Entsprechend geringe Druckdifferenzen stellen sich ein, so dass bei den Ventilen Dichtprobleme auftreten können.Motorized rotary drives are used for metering pumps where a low conveying speed and small metering quantities are desired, which run very slowly at least for the metering stroke. Correspondingly low pressure differences occur, so that sealing problems can occur with the valves.
Aus der EP 0 31 339 ist eine Einrichtung zum Regeln der Förderleistung einer Dosierpumpe bekannt, mit der der Förderhub oder die Anzahl der Förderhübe pro Zeiteinheit verändert werden können.From EP 0 31 339 a device for regulating the delivery rate of a metering pump is known, with which the delivery stroke or the number of delivery strokes per unit time can be changed.
Die Veränderung des Förderhubs erfolgt, indem der Pumpenantrieb für unterschiedliche Drehabschnitte mit entsprechend unterschiedlichem Hub, ausgehend von einer definierten Ausgangslage, vor- und zurückbewegt wird.The delivery stroke is changed by the pump drive for different rotary sections with a correspondingly different stroke, starting from a defined starting position, is moved back and forth.
Auch bei dieser Dosierpumpe treten bei den einstellbaren, geringen Dosiermengen Dichtprobleme bei den Ventilen auf, so dass die durch die Arbeitsweise der Pumpe angestrebte Dosiergenauig- keit dadurch erheblich reduziert sein kann.This metering pump also has sealing problems with the valves in the case of the adjustable, small metering quantities, so that the metering accuracy sought by the mode of operation of the pump can be considerably reduced as a result.
Durch die DE 195 25 527.7 ist eine Membran-Dosierpumpe bekannt, bei der spezielle Ventile eingesetzt werden, um auch bei geringer Arbeitsgeschwindigkeit und kleinen Druckdifferenzen so- wie kleinen Dosiermengen die vorgenannten Nachteile zumindest weitgehend zu vermeiden. Allerdings ist auch hier eine Mindestdruckdifferenz zum Öffnen und Schließen der Ventile erforderlich. Bei Dosierungen, wo sich zum Beispiel der Arbeitshub über längere Zeit, zum Beispiel einige Minuten hinzieht, kann jedoch auch mit diesen feinfühlig reagierenden Ventilen keine sichere Abdichtung erreicht werden.A diaphragm metering pump is known from DE 195 25 527.7, in which special valves are used in order to at least largely avoid the aforementioned disadvantages even at low working speeds and small pressure differences and small metering quantities. However, a minimum pressure difference is also required here to open and close the valves. In the case of doses where, for example, the working stroke takes a long time, for example a few minutes, a reliable seal cannot be achieved even with these sensitive reacting valves.
Es sind weiterhin Dosierpumpen bekannt, bei denen zur Dosier- mengeneinstellung eine mechanische Veränderung der Hublänge vorgenommen wird. Dadurch kann auch für kleine Dosiermengen mit einer ausreichend hohen Fördergeschwindigkeit gearbeitet werden, die eine genügende Druckdifferenz ergibt und für eine Funktion der Ventile ausreicht. Durch die für die Funktion der Ventile ausreichende Arbeitsgeschwindigkeit wird das Fördermedium jedoch mit entsprechend hoher Geschwindigkeit ausgespritzt. Dieses impulsartige Fördern ist in vielen Anwendungsfällen von Dosierpumpen unerwünscht.Metering pumps are also known in which a mechanical change in the stroke length is carried out for setting the metering quantity. As a result, it is possible to work with a sufficiently high delivery speed even for small dosing quantities, which results in a sufficient pressure difference and is sufficient for the valves to function. However, due to the working speed sufficient for the valves to function, the pumped medium is sprayed out at a correspondingly high speed. This pulse-like delivery is undesirable in many applications of metering pumps.
Sowohl bei langsam laufenden als auch bei schnell laufenden Pumpen ergeben sich Überschneidungen der Ventilfunktionen, die sich unter anderem je nach den druck- und saugseitigen Druckverhältnissen nachteilig in Form einer Fördermedium-Rückströ- mung entgegen der Förderrichtung und damit von Dosierungenauig- keiten auswirken.Both slow-running and fast-running pumps overlap the valve functions, which, depending on the pressure and suction pressure conditions, are disadvantageous in the form of a return medium flow. effect against the conveying direction and thus dosing inaccuracies.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dosierpumpe zu schaffen, mit der ein weiter Betriebsbereich abgedeckt werden kann mit kleinsten Dosiermengen und hoher Wiederholgenauigkeit, einer exakten Einstellbarkeit der Pumpe auf unterschiedlichste Betriebsbedingungen, wobei die Pumpe sowohl bei größeren als auch bei kleinsten Fördermengen eine hohe Dosiergenauigkeit aufweisen soll und wobei die Fördergeschwindigkeit unter Beibehaltung einer hohen Dosiergenauigkeit auch extrem gering einstellbar sein soll.The object of the present invention is to provide a metering pump with which a wide operating range can be covered with the smallest metered quantities and high repeatability, an exact adjustability of the pump to a wide variety of operating conditions, the pump being highly metered both with larger and with the smallest delivery quantities should have and the conveying speed should be extremely low adjustable while maintaining a high dosing accuracy.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass der Pumpen- antrieb einen Positioniermotor aufweist und mit seinem mit dem Verdrängungselement verbundenen Teil in einem beliebigen Bereich seiner Gesamtarbeitsbewegung mit vorgebbarem Hub pendelnd hin- und herbewegbar ist für eine gegenüber der maximalen Fördermenge reduzierte Fördermenge, dass zumindest eines der wenigstens zwei Ventile fremdgesteuert ist und einen motorischen Ventilantrieb aufweist und dass die elektronische Steuerung zumindest mit dem oder den motorischen Ventilantrieben des Ein- und/oder Auslassventiles, mit dem Pumpenantrieb sowie dem Positionsgeber zur Erfassung der Lage des Verdrängungselementes und/oder des Pumpenantriebs verbunden ist .To solve this problem, it is proposed that the pump drive has a positioning motor and with its part connected to the displacement element can be moved back and forth in any area of its total working movement with a predeterminable stroke for a delivery rate that is reduced compared to the maximum delivery rate, that at least one of the at least two valves is externally controlled and has a motorized valve drive and that the electronic control is connected to at least the motorized valve drives of the inlet and / or outlet valve, the pump drive and the position transmitter for detecting the position of the displacement element and / or the pump drive ,
Die Kombination aus elektronisch steuerbarem Positioniermotor, pendelnder Bewegung des Pumpenantriebs innerhalb eines be- liebigen Bereiches seines Gesamtarbeitsbereiches sowie der Einsatz eines fremdgesteuerten Ein- und/oder Auslassventiles ermöglicht einen erheblich erweiterten Einsatzbereich der damit ausgerüsteten Dosierpumpe. So besteht die Möglichkeit, die Dosierpumpe für geringste Dosiermengen mit extrem geringer Fördergeschwindigkeit laufen zu lassen und durch das oder die dabei exakt durch die elektronische Steuerung ansteuerbaren und dadurch zu vorgebbaren Zeit- punkten unabhängig von Förderdruckdifferenzen offen- oder schließbaren Ventilen eine genaue Dosierung zu erreichen. Andererseits kann bei hoher Förderleistung und schnelllaufendem Pumpenantrieb eine Rückströmung durch Gegendruck von Fördermedium durch passende Schließ- und Öffnungszeiten zumindest des fremdgesteuerten Ventiles vermindert werden. Auch dies trägt mit zu einer Verbesserung der Dosiergenauigkeit und eines universellen Einsatzes der Dosierpumpe bei. Schließlich kann durch die Pendelhubbewegung in einem beliebigen Bereich der Gesamtarbeitsbewegung bei einem rotativen Pum- penantrieb zusätzlich zu einer angepassten Ansteuerung des Positioniermotors durch die elektronische Steuerung, der Pendelhub in Abhängigkeit der Lage innerhalb des Gesamtarbeitsbereiches beeinflusst werden. So kann durch eine der Aufgaben angepasste Auswahl der Lage der Pendelhubbewegung innerhalb einer 360° umfassenden Gesamtarbeitsbewegung, der wirksame Hub des Verdrängungselementes beeinflusst werden. Bei einer Pendelhubbewegung im Bereich einer Totpunktlage eines Pumpenantriebs mit einem Kurbeltrieb ergibt sich bei gegebener Drehbewegung ein geringerer wirksa- mer Hub als in einem Bereich zwischen diesen beiden Totpunktlagen.The combination of an electronically controllable positioning motor, oscillating movement of the pump drive within an arbitrary area of its total working area as well as the use of an externally controlled inlet and / or outlet valve enables the metering pump equipped with it to be expanded considerably. It is possible to run the dosing pump for the smallest dosing quantities at an extremely low conveying speed and to achieve exact dosing through the valve or valves that can be precisely controlled by the electronic control and can therefore be opened or closed at predetermined times regardless of the delivery pressure differences. On the other hand, with a high delivery rate and high-speed pump drive, backflow due to back pressure of the pumped medium can be reduced by suitable closing and opening times of at least the externally controlled valve. This also contributes to an improvement in the metering accuracy and universal use of the metering pump. Finally, in addition to an adapted control of the positioning motor by the electronic control, the pendulum stroke can be influenced as a function of the position within the overall working range by the pendulum stroke movement in any area of the total working movement with a rotary pump drive. For example, the effective stroke of the displacement element can be influenced by a selection of the position of the pendulum stroke movement within a 360 ° overall work movement that is adapted to the tasks. In the case of a pendulum stroke movement in the region of a dead center position of a pump drive with a crank mechanism, a lower effective stroke results for a given rotational movement than in a region between these two dead center positions.
Die erfindungsgemäße Dosierpumpe kann sowohl in einem beliebigen Bereich der Gesamtarbeitsbewegung Ihres Pumpenantriebs mit pendelnd hin- und herbewegtem Arbeitshub betrieben werden als auch umlaufend mit maximalem Arbeitshub und entsprechend maximaler Fördermenge pro Arbeitshub. Dadurch ist ein weites Einsatzspektrum der Dosierpumpe gegeben. Die elektronische Steuerung kann zur variablen Ansteuerung des oder der motorischen Ventilantriebe des Ein- und/oder Auslassventiles in Abhängigkeit der Stellung des Verdrängungselementes ausgebildet sein. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die elektronische Steuerung zur Ansteuerung des oder der motorischen Ventilantriebe des Ein- und/oder Auslassventiles in Abhängigkeit unterschiedlicher Betriebsparameter, insbesondere in Abhängigkeit des Betriebsdruckes, der Drehzahl, der Konsistenz des Fördermediums und dergleichen ausgebildet ist. Beispielsweise werden die Schaltpositionen des oder der Ventile innerhalb einer Umdrehung oder eines Pendelhubbereiches in Abhängigkeit des Betriebsdrucks derart gewählt, dass der Förderleistungsabfall infolge Gegendrucks minimiert ist. Die passenden Schaltpositionen können durch Versuche ermittelt werden und es besteht weiterhin auch die Möglichkeit, eine variable Korrektur der Schaltpositionen in Abhängigkeit des Betriebsdruckes vorzunehmen, wenn dieser verändert wird. Die entsprechenden Vorgaben können manuell, analog oder digital erfolgen. Die elektronische Steuerung kann eine Speichereinrichtung zur Speicherung unterschiedlicher Betriebsparameter und zur Zuordnung dieser Betriebsparameter zu unterschiedlichen Steuerzeitpunkten des oder der Ventile aufweisen. Die in der Speichereinrichtung abgelegten Betriebsparameter können entweder ma- nuell angewählt werden oder aber es erfolgt eine Auswahl durch Messung der tatsächlichen Betriebsparameter und Zuordnung zu den abgespeicherten Betriebsparametern.The metering pump according to the invention can be operated both in an arbitrary area of the overall working movement of your pump drive with a reciprocating reciprocating working stroke, and also all round with a maximum working stroke and corresponding maximum delivery quantity per working stroke. This gives the metering pump a wide range of uses. The electronic control can be designed for variable control of the motorized valve drive (s) of the inlet and / or outlet valve depending on the position of the displacement element. There is also the possibility that the electronic control is designed to control the motorized valve drive (s) of the inlet and / or outlet valve depending on different operating parameters, in particular depending on the operating pressure, the speed, the consistency of the delivery medium and the like. For example, the switching positions of the valve or valves within a revolution or a pendulum stroke range are selected as a function of the operating pressure in such a way that the drop in output due to back pressure is minimized. The suitable switching positions can be determined by tests and there is also the possibility of making a variable correction of the switching positions depending on the operating pressure if this is changed. The corresponding specifications can be made manually, analogously or digitally. The electronic control can have a memory device for storing different operating parameters and for assigning these operating parameters at different control times of the valve or valves. The operating parameters stored in the storage device can either be selected manually or a selection is made by measuring the actual operating parameters and assigning them to the stored operating parameters.
Für den letztern Fall sind entsprechende Messeinrichtungen zur Messung beispielsweise des Betriebsdruckes, des Gegendruckes, der Drehzahl und dergleichen vorgesehen.In the latter case, corresponding measuring devices are provided for measuring, for example, the operating pressure, the counter pressure, the speed and the like.
In einer bevorzugt praktizierten Ausführungsform kann der Pumpenantrieb einen Exzenter- oder Kurbeltrieb mit einem um- laufenden Kurbelglied und einem mit der Arbeitsmembrane oder dergleichen Verdrängungselement verbundenen Pleuel aufweisen, wobei das Kurbelglied für geringere Auslenkungen der Arbeitsmembrane gegenüber den maximal möglichen Auslenkungen bei einer Umlaufbewegung, in einem beliebigen Bereich innerhalb der Gesamtumlaufbewegung pendelnd hin- und her bewegbar ist. Der Exzenter- oder Kurbeltrieb setzt eine rotative Bewegung in eine lineare Bewegung des Verdrängungselementes um. Dieses führt innerhalb der Extremstellungen im oberen- und unteren Totpunkt des Kurbeltriebs Hin- und Herbewegungen aus . Die für einen geringeren Arbeitshub vorgesehene Pendelhubbewegung hat demgegenüber eine wesentlich geringere Amplitude, wobei der Antrieb nicht umläuft, sondern innerhalb des möglichen Umlaufes mit seinem rotierenden Kurbelglied eine entsprechende Hin- und Herbewegung ausführt, indem der antreibende Positioniermotor entsprechend umgesteuert wird.In a preferred practiced embodiment, the pump drive can be an eccentric or crank drive with a have running crank member and a connecting rod connected to the working diaphragm or similar displacement element, the crank member being able to oscillate back and forth in any region within the total circulating movement for smaller deflections of the working diaphragm compared to the maximum possible deflections during a circulating movement. The eccentric or crank drive converts a rotary movement into a linear movement of the displacement element. This executes back and forth movements within the extreme positions at the top and bottom dead center of the crank mechanism. The pendulum stroke movement intended for a smaller working stroke, on the other hand, has a substantially lower amplitude, the drive not rotating, but instead carrying out a corresponding reciprocating movement with its rotating crank member by reversing the driving positioning motor accordingly.
Dabei kann für die Pendelhubbewegung mit gegenüber der maximalen Amplitude reduzierter Amplitude sowohl die Anzahl der Arbeitshübe der Arbeitsme brane oder dergleichen pro Zeiteinheit und/oder die Antriebsgeschwindigkeit verstellbar sein. Mit beiden Maßnahmen kann die Dosiermenge beeinflusst werden und auch die Pumpcharakteristik insbesondere hinsichtlich der Fördergeschwindigkeit. Somit kann für eine gleichbleibende Fördermenge ein geringer Hub bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit oder umgekehrt ein großer Hub bei geringer Arbeitsgeschwindigkeit eingestellt werden. Im letzteren Fall erreicht man, dass das Fördermedium schonender gefördert wird.It can be adjustable for the pendulum stroke movement with respect to the maximum amplitude reduced amplitude both the number of working strokes of the Arbeitsme brane or the like per unit of time and / or the drive speed. Both measures can be used to influence the metered quantity and also the pump characteristics, particularly with regard to the conveying speed. Thus, a small stroke at a high working speed or vice versa, a large stroke at a low working speed can be set for a constant delivery rate. In the latter case, the medium is pumped more gently.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die elektronische Steuerung zur Einstellung einer ungleichförmigen Antriebsge- schwindigkeit des Antriebsmotors ausgebildet ist, insbesondere für einen schnellen Saughub und einen demgegenüber langsameren Dosierhub. Damit kann ein unregelmäßiges bzw. pulsartiges Ausströmen des Fördermediums reduziert werden. Die Kompensation entspricht dabei nahezu einer sinusförmigen Bewegung mit der Überlagerung der für Membranpumpen eigenen, hydraulischen Erscheinungen. Die passende Hubkompensation kann durch einen Geschwindigkeitsverlauf pro Umdrehung oder Arbeitshub, der in der elektronischen Steuerung parametrisiert abgelegt ist, vorgegeben werden.There is also the possibility that the electronic control is designed to set a non-uniform drive speed of the drive motor, in particular for a fast suction stroke and a slower metering stroke. An irregular or pulse-like outflow of the pumped medium can thus be reduced. The compensation corresponds almost to a sinusoidal movement with the superposition of the hydraulic phenomena specific to diaphragm pumps. The appropriate stroke compensation can be specified by a speed curve per revolution or working stroke, which is stored in the electronic control in a parameterized manner.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann das Ein- und/oder das Auslaßventil als motorischen Ventilantrieb einen elektromagnetischen Hubmagneten aufweisen, der einen mittels zueinander beabstandeter Blattfedern geführten Hubanker hat, der mit einem Ventilschließkörper in Antriebsverbindung steht. Die Lagerung des Ankers des Hubmagneten mit Hilfe von wenigstens zwei Blattfedern ergibt eine Federparallelogrammführung, die praktisch verschleißfrei und verschmutzungsunempfindlich ist, da keine gleitführungsgelagerten Teile vorhanden sind. Gleichzeitig ist der Anker in Hubrichtung exakt und radial spielfrei geführt. Der Hubantrieb für das Einlassventil und/oder gegebenenfalls auch für das Auslassventil ist durch diese Maßnahmen besonders langlebig.According to one embodiment of the invention, the inlet and / or the outlet valve as a motorized valve drive can have an electromagnetic lifting magnet which has a lifting armature which is guided by means of spaced leaf springs and which is in drive connection with a valve closing body. The mounting of the armature of the lifting magnet with the aid of at least two leaf springs results in a spring parallelogram guide which is practically wear-free and insensitive to contamination, since there are no parts with sliding guide bearings. At the same time, the armature is guided exactly and radially without play in the stroke direction. The lifting drive for the inlet valve and / or possibly also for the outlet valve is particularly long-lasting due to these measures.
Zweckmäßigerweise ist zumindest eine der Blattfedern der Hubanker-Führung in Schließrichtung des fremdbetätigten Ventiles vorgespannt. Das Ventil ist dadurch bei nichtaktiviertem Hubmagneten geschlossen und damit rücklaufdicht. Außerdem kann ein kostengünstiger, einfachwirkender Elektro-Hubmagnet verwendet werden, da die Blattfeder (n) die Schließbewegung des Ventiles übernimmt .At least one of the leaf springs of the lifting armature guide is expediently prestressed in the closing direction of the externally operated valve. As a result, the valve is closed when the solenoid is not activated and is therefore leak-proof. In addition, an inexpensive, single-acting electric solenoid can be used because the leaf spring (s) take over the closing movement of the valve.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann außer einem fremd- betätigten wenigstens ein vom Fördermedium betätigbares Ventil insbesondere mit einer elastischen Ventilscheibe ausgebildet sein, die in Schließstellung mit einer Flachseite auf dem einen Ventilsitz bildenden Öffnungsrand eines Zuströmkanales aufliegt und dass auf der dem Zuströmkanal abgewandten Seite der Ventilscheibe innerhalb der Projektionsverlängerung des Zuströmkana- les ein zumindest in Ventil-Öffnungsstellung die Ventilscheibe abstützendes, stegartiges Widerlager vorgesehen ist. Die vorgesehene Konstruktion des Ventiles ergibt eine gute Abdichtung auch bei den während des Betriebes gegebenenfalls auftretenden nur geringen Druckdifferenzen. Die Pumpe hat dadurch auch bei geringer Arbeitsgeschwindigkeit gute Vakuumeigenschaften.According to one embodiment of the invention, in addition to an externally actuated valve, at least one valve which can be actuated by the pumped medium can be designed in particular with an elastic valve disk which, in the closed position, rests with a flat side on the opening edge of an inflow channel which forms a valve seat and that on the side of the valve disk facing away from the inflow channel, within the projection extension of the inflow channel, a web-like abutment is provided which supports the valve disk at least in the valve open position. The proposed design of the valve results in a good seal even in the event of only slight pressure differences that may occur during operation. As a result, the pump has good vacuum properties even at low working speeds.
Vorteilhaft ist es, wenn das vorbeschriebene, vom Fördermedium betätigbare Ventil eine komplette, auswechselbare Einheit bildet und als Ventileinsatz mit einer das Widerlager und einen Abströmkanal aufweisenden Widerlagerplatte, einer Ventilauf- nahmeplatte sowie der Ventilscheibe ausgebildet ist und daß vorzugsweise die Widerlagerplatte und die Ventilaufnahmeplatte ineinandergreifende Randanformungen aufweisen und in Montagestellung insbesondere miteinander verschweißt, verklebt oder dergleichen verbunden sind. Die Teile für die kompletten Ventileinsätze können dadurch unabhängig von dem Pumpenkopf, in den der Ventileinsatz eingesetzt ist, hergestellt werden, was spritztechnisch erhebliche Vorteile bezüglich der Genauigkeit hat. Die hohe Präzision der Ventilteile führt unter anderem zu einer spannungsfreien Lagerung der Ventilscheibe, was Voraussetzung ist für ein zuverlässiges Arbeiten der Ventile mit guter Abdichtung auch bei geringen Druckdifferenzen und sehr langsamen Bewegungsabläufen. Außerdem lassen sich die Ventileinsätze insgesamt sehr einfach austauschen.It is advantageous if the above-described valve which can be actuated by the pumped medium forms a complete, interchangeable unit and is designed as a valve insert with an abutment plate which has the abutment and an outflow channel, a valve receiving plate and the valve disk, and that the abutment plate and the valve receiving plate preferably interlock with one another have and are in particular welded, glued or connected in the assembled position. The parts for the complete valve inserts can thus be produced independently of the pump head in which the valve insert is inserted, which has considerable advantages in terms of accuracy in terms of injection technology. The high precision of the valve parts leads, among other things, to stress-free mounting of the valve disc, which is a prerequisite for reliable valve operation with good sealing, even with low pressure differences and very slow movements. In addition, the valve inserts can be replaced very easily overall.
Der Pumpenantrieb kann als Antriebs- und Positioniermotor einen gesteuerten oder einen geregelten Motor, insbesondere einen Schrittmotor oder einen in einem Regelkreis arbeitenden Motor, beispielsweise einen Servogleichstrommotor oder dergleichen, aufweisen. Damit ist es möglich, einen definierten Winkel mit einer definierten Geschwindigkeit zu verfahren. Die Drehrichtung des Motors ist umkehrbar, so dass innerhalb der Gesamtarbeitsbewegung auch die demgegenüber kleinhubigeren Pendelhubbewegungen durchführbar sind.As a drive and positioning motor, the pump drive can be a controlled or a regulated motor, in particular a stepper motor or a motor operating in a control loop Motor, for example a DC servo motor or the like. This makes it possible to move a defined angle at a defined speed. The direction of rotation of the motor is reversible, so that the pendulum stroke movements, which are small in comparison, can also be carried out within the overall working movement.
Bevorzugt ist als Positionsgeber ein berührungsloser, beispielsweise optoelektronischer oder magnetischer Positionsgeber vorgesehen, der mit dem Positioniermotor oder einem von diesem angetriebenen Teil zusammenarbeitet und mit der Ansteuerelektronik verbunden ist. Dadurch ist die Stellung der Arbeitsmembrane in jeder Betriebsphase bekannt, so dass dementsprechend bei einem in einem Regelkreis arbeitenden Antriebsmotor dieser eine Positionierrückmeldung erhält und andererseits kann exakt abgestimmt auf die Position der Arbeitsmembrane das Ein- und/oder Auslassventil gesteuert werden. Der Positionsgeber kann so ausgebildet sein, dass er an markanten Positionen, beispielsweise dem oberen oder unteren Totpunkt ein Referenzsignal abgibt, aus dem innerhalb einer Umdrehung oder einer Pendelbewegung des Pumpenantriebs die Zwischenpositionen errechnet werden können. Der Positionsgeber kann aber auch einen Encoder aufweisen, durch den direkt auf die jeweilige Position des Pumpenantriebs bzw. der davon angetriebenen Arbeitsmembrane geschlossen werden kann.A contactless, for example optoelectronic or magnetic position transmitter is preferably provided as the position transmitter, which cooperates with the positioning motor or a part driven by it and is connected to the control electronics. As a result, the position of the working diaphragm is known in every operating phase, so that accordingly a drive motor working in a control circuit receives a position feedback and, on the other hand, the inlet and / or outlet valve can be controlled precisely in accordance with the position of the working diaphragm. The position transmitter can be designed such that it emits a reference signal at prominent positions, for example the top or bottom dead center, from which the intermediate positions can be calculated within one revolution or a pendulum movement of the pump drive. The position transmitter can, however, also have an encoder, by means of which the respective position of the pump drive or the working diaphragm driven thereby can be deduced directly.
Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert .Additional embodiments of the invention are listed in the further subclaims. The invention with its essential details is explained in more detail below with reference to the drawings.
Es zeigt: Fig. 1 : Eine perspektivische Darstellung einer Dosierpumpe mit Steuerung,It shows: 1: A perspective view of a metering pump with control,
Fig. 2: ein Schnittdarstellung einer Dosierpumpe mit einem elektromagnetisch betätigtem Einlassventil,2 shows a sectional illustration of a metering pump with an electromagnetically actuated inlet valve,
Fig. 3: eine Längsschnittdarstellung sowie3: shows a longitudinal section and
Fig. 4: eine Querschnittdarstellung einer Dosierpumpe und4: a cross-sectional representation of a metering pump and
Fig. 5: einen Querschnitt eines Ventileinsatzes.5: a cross section of a valve insert.
Eine in Figur 1 gezeigte Dosierpumpe 1 weist einen motorischen Pumpenantrieb 2 für eine oszillierende Bewegung eines Verdrängungselementes auf. Die Dosierpumpe 1 hat ein Pumpengehäuse 3 mit einem Pumpenkopf 4, in dem zumindest ein Einlassventil und ein Auslassventil angeordnet sind. Zur Betätigung dieser Ventile sind im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 elektromagnetische Hubantriebe 5, 6 vorgesehen. Der elektromotorische Pumpenantrieb 2, die elektromagnetischen Hubantriebe 5, 6 für die Ventile sowie ein Positionsgeber zur Lageerfassung des Pumpantriebs sind mit einer elektronischen Steuerung 7 verbunden. Mit Hilfe dieser elektronischen Steuerung 7 ist der durch einen Positioniermotor gebildete Pumpenantrieb 2 hinsichtlich seiner Drehzahl und seiner Drehrichtung variabel ansteuerbar. Zusätzlich ist die elektronische Steuerung 7 so ausgebildet, dass mit dem Positioniermotor der Pumpenantrieb in einem beliebigen Bereich seiner Gesamtarbeitsbewegung mit vorgebbarem Hub pendelnd hin- und herbewegbar ist. Durch diese Pendelhubbewegung kann eine gegenüber der maximalen Fördermenge reduzierte Fördermenge eingestellt werden. Somit ist der Pumpenantrieb mit einem vorgebbarem Drehwinkel und einer vorgebbaren Geschwindigkeit betreibbar. Die im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 vorgesehenen Ventile mit elektromagnetischen Hubantrieben 5 und 6 erlauben darüber hinaus der Arbeitsstellung des Pumpenantriebes beliebig zu- ordenbare Schließ- und Öffnungszeitpunkte. Es lassen sich damit eine Vielzahl von Betriebsparametern vorgeben, um die Pumpe an die unterschiedlichsten Betriebsbedingungen anpassen zu können.A metering pump 1 shown in FIG. 1 has a motor-driven pump drive 2 for an oscillating movement of a displacement element. The metering pump 1 has a pump housing 3 with a pump head 4, in which at least one inlet valve and one outlet valve are arranged. To actuate these valves, electromagnetic lifting drives 5, 6 are provided in the exemplary embodiment according to FIG. 1. The electromotive pump drive 2, the electromagnetic stroke drives 5, 6 for the valves and a position transmitter for detecting the position of the pump drive are connected to an electronic control 7. With the help of this electronic control 7, the pump drive 2 formed by a positioning motor can be variably controlled with regard to its speed and direction of rotation. In addition, the electronic control 7 is designed such that the pump drive can be moved back and forth in any region of its overall working movement with a predetermined stroke using the positioning motor. By means of this pendulum stroke movement, a delivery rate that is reduced compared to the maximum delivery rate can be set. The pump drive can thus be operated with a predeterminable angle of rotation and a predeterminable speed. The valves provided with electromagnetic lifting drives 5 and 6 in the exemplary embodiment according to FIG. 1 also allow the working position of the pump drive to be assigned any closing and opening times. It can be used to specify a variety of operating parameters in order to adapt the pump to a wide variety of operating conditions.
Figur 2 zeigt in einer Schnittdarstellung den inneren Aufbau einer erfindungsgemäßen Dosierpumpe. Diese ist als Membranpumpe mit einer Membrane 8 als Verdrängungselement ausgebildet , wobei die Membrane als Pumpenantrieb einen Kurbeltrieb 9 mit einem umlaufenden Kurbelglied 10 und einem mit der Membrane 8 verbundenen Pleuel 11 aufweist. Das Kurbelglied 10 ist mit dem Positioniermotor 12 verbunden (vergl. Figur 3). In dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist nur das Einlassventil 13 mit einem elektromagnetischen Hubantrieb 5 versehen, während das Auslassventil ein vom Fördermedium betätigbares Ventil ist. Das Auslassventil 14 ist dabei als sensibel auf kleine Druckun- terschiede reagierendes Ventil ausgebildet. Für bestimmte Dosieraufgaben, bei denen mit einer Mindestfördergeschwindig- keit gearbeitet wird, ist diese Ausbildung mit unterschiedlichen Ventilen gut einsetzbar. Unterschreitet jedoch die Fördergeschwindigkeit dieses, für ein vom Fördermedium betätigtes Ventil notwendige Mindestmaß, oder sind spezielle Dosieraufgaben zu lösen, werden sowohl für das Einlassventil als auch für das Auslassventil fremdbetätigte Ventile vorgesehen. Das Schließen und Öffnen der Ventile kann dadurch unabhängig von der im Ventilbereich auftretenden Druck- differenz vorgenommen werden. Damit ist auch eine Abkopplung der Ventilfunktion von der jeweiligen Position des Pumpenantriebes gegeben. Bei Einsatz eines vom Fördermedium betätigten Ventiles, wie dies im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 vorgesehen ist, kann beispielsweise das in Figur 5 gezeigte Ventil 15 wahlweise als Einlassventil oder Auslassventil vorgesehen sein. Dieses Ventil 15 ist so ausgebildet, dass es auch bei geringen Arbeits- oder Fördergeschwindigkeiten und den dabei auftretenden geringen Differenzdrücken zwischen Saugseite und Druckseite ein zuverlässiges Dichtverhalten zeigt. Das Ventil ist als Scheibenventil ausgebildet und weist im we- sentlichen eine Wiederlagerplatte 16, eine Ventilscheibe 17 sowie eine Ventilaufnahmeplatte 18 auf. Aus diesen drei Teilen 16, 17 und 18 ist eine komplette, dosenför ige Einheit als Ventileinsatz gebildet. Dieser Ventileinsatz kann in eine entsprechende Aufnahmevertiefung des Pumpenkopfes eingesetzt werden.Figure 2 shows a sectional view of the internal structure of a metering pump according to the invention. This is designed as a diaphragm pump with a diaphragm 8 as a displacement element, the diaphragm having a crank mechanism 9 as a pump drive with a rotating crank member 10 and a connecting rod 11 connected to the diaphragm 8. The crank member 10 is connected to the positioning motor 12 (see FIG. 3). In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, only the inlet valve 13 is provided with an electromagnetic lifting drive 5, while the outlet valve is a valve which can be actuated by the pumped medium. The outlet valve 14 is designed as a valve which is sensitive to small pressure differences. For certain dosing tasks where a minimum delivery speed is used, this training can be used with different valves. However, if the delivery speed falls below this minimum required for a valve actuated by the pumped medium, or if special dosing tasks are to be solved, externally operated valves are provided for both the inlet valve and the outlet valve. This enables the valves to be closed and opened independently of the pressure difference occurring in the valve area. This also provides a decoupling of the valve function from the respective position of the pump drive. When using a valve actuated by the pumped medium, as is provided in the exemplary embodiment according to FIG. 2, the valve 15 shown in FIG. 5 can, for example, optionally be provided as an inlet valve or an outlet valve. This valve 15 is designed such that it shows a reliable sealing behavior even at low working or conveying speeds and the low differential pressures that occur between the suction side and the pressure side. The valve is designed as a disc valve and essentially has a replacement plate 16, a valve disc 17 and a valve receiving plate 18. From these three parts 16, 17 and 18 a complete, dose-shaped unit is formed as a valve insert. This valve insert can be inserted into a corresponding recess in the pump head.
Bei einem saugseitig angeordneten Ventil liegt die Ventilscheibe 17 mit ihrer der Saugseite 19 zugewandten Flachseite in Schließstellung auf dem einen Ventilsitz bildenden Öffnungsrand 20 eines zentralen Zuströmkanals 21 in der Ventilaufnahmeplatte 18 auf. Gegen seitliches Verschieben ist die Ventilscheibe 17 durch Positionierzapfen gehalten, die seitlich neben dem Öffnungsrand angeordnet sind und in randoffene Aussparungen der Ventilscheibe 17 eingreifen. Die Wiederlagerplatte 16 weist innerhalb der Projektionsverlängerung des Zuströmkanals der Ventilaufnahmeplatte 18 ein stegartiges Wiederlage 22 auf, über das die Ventilscheibe 17 in Öffnungsstellung etwa entlang einer Durchmesserlinie abgestützt wird. In Öffnungsstellung des Ventils sind die beidseitig der mittleren Stützlinie befindlichen Ventilscheibenlappen zu der Wiederlagerplatte 16 hin verschwenkt, so dass der Zuströmkanal 21 geöffnet ist. Der Abstand der durch die Stützstelle des Wiederlagers 22 laufenden Ebene von der von dem Öffnungsrand 20 gebildeten Parallelebene ist so bemessen, dass die Ventilscheibe 17 dazwischen spannungsfrei gehalten ist. Dies ist eine Voraussetzung für ein Ansprechen der Ventilscheibe bereits bei geringsten Druckdifferenzen und auch für einen schnellen Schließ- bzw. Öffnungsvorgang. Bei Einsatz des Ventiles 15 auf der Druckseite wird dieses um 180 Grad gewendet eingesetzt.In the case of a valve arranged on the suction side, the valve disk 17 lies with its flat side facing the suction side 19 in the closed position on the opening edge 20 of a central inflow channel 21 forming a valve seat in the valve receiving plate 18. Against lateral displacement, the valve disk 17 is held by positioning pins which are arranged laterally next to the opening edge and engage in open recesses in the valve disk 17. The abutment plate 16 has a web-like abutment 22 within the projection extension of the inflow channel of the valve mounting plate 18, via which the valve disk 17 is supported in the open position approximately along a diameter line. In the open position of the valve, the valve disk lobes located on both sides of the middle support line are pivoted toward the replacement plate 16, so that the inflow channel 21 is open. The distance between the plane passing through the support point of the abutment 22 and the parallel plane formed by the opening edge 20 is dimensioned such that the valve disk 17 is in between is kept tension-free. This is a prerequisite for the valve disc to respond even at the slightest pressure difference and also for a quick closing or opening process. When using the valve 15 on the pressure side, it is used turned through 180 degrees.
Wie bereits vorerwähnt, kommen bevorzugt sowohl für das Einlassventil 13 als auch für das Auslassventil 14 fremdbetätigte Ventile zum Einsatz. Ein solches ist als Einlassventil in Figur 2 gezeigt. Der elektromagnetische Hubantrieb 5 hat einen mittels zueinander beabstandeter Blattfedern 23, 24 geführten Hubanker 25 der mit einem Ventilschließkörper 26 in Antriebsverbindung steht. In axialer Verlängerung des Hubankers 25 ist beabstandet dazu ein hülsenförmiger Eisenpol 27 angeordnet. Um diesen und den Hubanker herum befindet sich eine Spule 28, die bei Erregung dazu führt, dass der Hubanker 25 in Richtung des Pfeiles Pf 1 bewegt wird und dabei den Ventilschließkörper 26 in Öffnungs- Stellung bringt.As already mentioned, externally operated valves are preferably used both for the inlet valve 13 and for the outlet valve 14. Such is shown as an inlet valve in FIG. 2. The electromagnetic lifting drive 5 has a lifting armature 25 which is guided by means of spaced leaf springs 23, 24 and which is in drive connection with a valve closing body 26. In the axial extension of the lifting armature 25, a sleeve-shaped iron pole 27 is arranged at a distance from it. Around this and the lifting armature there is a coil 28 which, when excited, leads to the lifting armature 25 being moved in the direction of the arrow Pf 1 and thereby bringing the valve closing body 26 into the open position.
Durch die beiden Blattfedern 23, 24 ist eine Parallelogrammführung für den Hubanker 25 gebildet, so dass keine gleitführungs- gelagerten Teile erforderlich sind. Dabei ist der Hubanker 25 in Hubrichtung exakt und radial spielfrei geführt. Bevorzugt ist zumindest eine der beiden Blattfedern der Hubanker-Führung in Schließrichtung vorgespannt. Das Ventil geht dadurch in stromlosem Zustand in Schließstellung, die in Figur 2 gezeigt ist . Zur Übertragung der Hubbewegung des Hubankers 25 auf dem Ven- tilschließkörper 26 ist ein Wipphebel 29 vorgesehen, der mit seinem Antriebsende mit einer mit dem Hubanker verbundenen Achse 30 gekoppelt ist und mit seinem anderen Ende mit dem Ventilschließkörper 26 verbunden ist. Im Verlauf der Längserstre- ckung des Wipphebels 29 ist eine Wipplagerung 31 vorgesehen, die den Wipphebel 29 dichtend umschließt und die auch einen Ventilraum nach außen abdichtet.A parallelogram guide for the lifting armature 25 is formed by the two leaf springs 23, 24, so that no parts mounted in a sliding guide are required. The lifting armature 25 is guided exactly and radially without play in the lifting direction. At least one of the two leaf springs of the lifting anchor guide is preferably biased in the closing direction. As a result, the valve goes into the closed position in the de-energized state, which is shown in FIG. To transmit the lifting movement of the lifting armature 25 on the valve closing body 26, a rocker arm 29 is provided which is coupled with its drive end to an axis 30 connected to the lifting armature and with its other end to the valve closing body 26. In the course of the longitudinal Covering the rocker arm 29, a rocker bearing 31 is provided which surrounds the rocker arm 29 in a sealing manner and which also seals a valve chamber to the outside.
Die Wipplagerung ist vorzugsweise als Elastomer-Durchführung ausgebildet, so dass eine absolute Dichtigkeit gegeben ist.The rocker bearing is preferably designed as an elastomer feedthrough, so that there is absolute tightness.
Die Dosierpumpe 1 ist, wie besonders gut in den Figuren 3 und 4 erkennbar, mit einem Positionsgeber 32 zur Lageerfassung des Pumpenantriebs beziehungsweise der das Verdrängungselement bil- denden Membrane 8 ausgerüstet. Im Ausführungsbeispiel weist der Positionsgeber einen mit dem Kurbelglied 10 umlaufenden Magneten 33 sowie einen vorzugsweise als Hallsensor ausgebildeten, neben der Umlaufbahn des Magneten 33 ortsfest angeordneten Magnetsensor auf. Es wird damit bei jeder Umdrehung des Pumpenan- triebs ein Referenzsignal erzeugt, an dem sich die weitere Positionierung orientiert. Insbesondere bei Verwendung eines Schrittmotors, bei dem die jeweilige Positionierung durch eine bestimmte Schrittzahl vorgebar ist, dient das Referenzsignal beispielsweise zur Rücksetzung oder zur Generierung eines be- stimmten Korrekturwertes. Bei Einsatz eines Schrittmotors sind kleinste Schrittwinkel möglich, so dass die Membrane 8 in jede beliebige Position innerhalb ihres Gesamtarbeitsbereiches bringbar ist. Die Verstellung kann dabei extrem langsam ablaufen, wobei sich über mehrere Minuten erstreckende Arbeits- hübe möglich sind, andererseits kann aber auch mit hoher Drehzahl gearbeitet werden, um eine hohe Förderleistung zu erreichen.As can be seen particularly well in FIGS. 3 and 4, the metering pump 1 is equipped with a position transmitter 32 for detecting the position of the pump drive or the diaphragm 8 forming the displacement element. In the exemplary embodiment, the position transmitter has a magnet 33 which rotates with the crank member 10 and a magnetic sensor which is preferably designed as a Hall sensor and is arranged in a stationary manner next to the orbit of the magnet 33. With each revolution of the pump drive, a reference signal is generated, which is used to orientate the further positioning. In particular when using a stepper motor in which the respective positioning can be predetermined by a certain number of steps, the reference signal is used, for example, to reset or to generate a specific correction value. When using a stepper motor, smallest step angles are possible, so that the diaphragm 8 can be brought into any position within its overall working range. The adjustment can take place extremely slowly, whereby work strokes extending over several minutes are possible, but on the other hand, work can also be carried out at high speed in order to achieve a high delivery rate.
Außer dem im Ausführungsbeispiel gezeigten, berührungslos arbeitenden Positionsgeber können auch andere, zum Beispiel optoelektronische Positionsgeber verwendet werden, die im Laufe einer Umdrehung gegebenenfalls eine Vielzahl von Positionsdaten abgeben. Erwähnt sei hierbei, dass anstatt eines Schrittmotors auch ein in einem Regelkreis arbeitender Motor, beispielsweise ein Servo-Gleichstrommotor eingesetzt werden kann.In addition to the non-contact position transmitter shown in the exemplary embodiment, other position sensors, for example optoelectronic position transmitters, can also be used, which may emit a large number of position data in the course of one revolution. It should be mentioned here that instead of a stepper motor, a motor working in a control loop, for example a DC servo motor can be used.
Wie in Figur 1 erkennbar, sind mit der elektronischen Steuerung 7 der Positioniermotor 2, die elektromagnetischen Hubantriebe 5 und 6 für das Einlassventil 13 und das Auslassventil 14 sowie der Positionsgeber 32 verbunden. Die Arbeitsweise der Pumpe kann dadurch in weiten Grenzen variiert werden. Beispielsweise können die elektromagnetischen Hubantriebe 5, 6 der Ventile in Abhängigkeit von der Stellung der Membrane 8 angesteuert werden.As can be seen in FIG. 1, the positioning motor 2, the electromagnetic lifting drives 5 and 6 for the inlet valve 13 and the outlet valve 14 and the position transmitter 32 are connected to the electronic control 7. The operation of the pump can be varied within wide limits. For example, the electromagnetic linear actuators 5, 6 of the valves can be controlled as a function of the position of the diaphragm 8.
Andererseits besteht aber auch die Möglichkeit, unabhängig von der Stellung des Pumpenantriebes beziehungsweise der Membrane die Ventile zu öffnen oder zu schließen. Beispielsweise kann dies in Abhängigkeit unterschiedlicher Betriebsparameter, ins- besondere in Abhängigkeit des Betriebsdruckes, der Drehzahl, der Konsistenz des Fördermediums und dergleichen erfolgen. Dabei besteht die Möglichkeit, dass mit Hilfe einer Speichereinrichtung unterschiedliche Betriebsparameter in der Speichereinrichtung abgelegt werden, die dann unterschiedlichen Steuer- Zeitpunkten der Ventile zugeordnet werden können.On the other hand, there is also the possibility of opening or closing the valves regardless of the position of the pump drive or the diaphragm. For example, this can take place as a function of different operating parameters, in particular as a function of the operating pressure, the speed, the consistency of the delivery medium and the like. There is the possibility that with the help of a storage device different operating parameters are stored in the storage device, which can then be assigned to different control times of the valves.
Zur Messung von Betriebsparametern, wie beispielsweise Betriebsdruck, Gegendruck, Drehzahl sind _ entsprechende Messeinrichtungen vorgesehen. Neben der bereits vorerwähnten Arbeitsweise der Pumpe mit einer innerhalb der Gesamtarbeitsbewegung pendelnd hin- und herbewegbaren Membrane für eine reduzierte Fördermenge, kann mit Hilfe der elektronischen Steuerung 7 auch eine ungleichförmige Arbeitsgeschwindigkeit des Antriebsmotors eingestellt werden für einen schnellen Saughub und einen demgegenüber langsameren Dosierhub. Dadurch kann anstatt einer sonst etwa sinusförmigenAppropriate measuring devices are provided for measuring operating parameters, such as operating pressure, back pressure, speed. In addition to the aforementioned operation of the pump with a diaphragm that can be reciprocated within the overall working movement for a reduced delivery rate, the electronic control 7 can also be used to set a non-uniform working speed of the drive motor for a fast suction stroke and a slower metering stroke. This means that instead of an otherwise approximately sinusoidal one
Flüssigkeitsförderung eine Vergleichmäßigung der Strömung erreicht werden. Sind beide Ventile fremdgesteuert, so eröffnet sich auch die Möglichkeit der Umsteuerung der Förderrichtung. Gerade bei einer Dosierpumpe ist diese Möglichkeit von Vorteil, weil nach einem Dosiervorgang mit Ausschub des Fördermediums aus dem Druckkanal, ein unerwünschtes Nachlaufen oder Nachtropfen von Fördermedium vermieden werden kann, indem die Förderrichtung durch Umsteuerung der beiden Ventile umgeschaltet wird. Um das vorerwähnte Nachlaufen oder Nachtropfen von Fördermedium zu vermeiden, genügt in der Regel ein Teilhub der Arbeitsmembrane bei umgesteuerter Ventilschließfolge.Liquid flow can be achieved to make the flow more even. If both valves are externally controlled, this also opens up the possibility of changing the direction of delivery. This possibility is particularly advantageous in the case of a metering pump, because after a metering process with the delivery medium being pushed out of the pressure channel, undesired after-running or dripping of the delivery medium can be avoided by changing the delivery direction by reversing the two valves. A partial stroke of the working diaphragm with a reversed valve closing sequence is usually sufficient to avoid the aforementioned after-running or dripping of the medium.
Dies bedeutet, daß bei dem Saughub der Membrane mit Vergrößerung des Arbeitsraumes das Auslaßventil geöffnet ist, während das Einlaßventil geschlossen ist. Die Dosiergenauigkeit der Dosierpumpe 1 kann durch diese Maßnahme wesentlich verbessert werden und es ist auch eine einfachere Handhabung beim Einstellen der Dosiermenge möglich. Die Dosierpumpe 1 mit fremdgesteuertem Ein- und Auslaßventil 13,14 kann nicht nur für eine Rückförderung zur Vermeidung eines Nachlaufs, sondern wahlweise zur kontinuierlichen Förderung in beide Förderrichtungen eingesetzt werden. This means that during the suction stroke of the diaphragm, the outlet valve is opened with enlargement of the working space, while the inlet valve is closed. The metering accuracy of the metering pump 1 can be significantly improved by this measure and it is also easier to use when setting the metered quantity. The metering pump 1 with externally controlled inlet and outlet valve 13, 14 can be used not only for return conveyance to avoid overrun, but also for continuous conveyance in both conveying directions.

Claims

Patentansprüche claims
1. Dosierpumpe (1), insbesondere Membran-Dosierpumpe mit einer, einen Arbeitsraum begrenzenden Arbeitsmembrane oder dergleichen Verdrängungselement und einem Pumpenantrieb (2) für eine oszillierende Bewegung des Verdrängungselementes, wobei der Pumpenantrieb (2) richtungsumkehrbar ist und das Verdrängungselement hin- und herbewegbar ist, wobei ein Positionsgeber zur Lageerfassung des Pumpenantriebs (2) sowie eine elektronische Steuerung (7) dafür vorgesehen sind, sowie mit einem Pumpenkopf, in dem ein Einlassventil und ein Auslassventil (14) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenantrieb (2) einen Positioniermotor aufweist und mit seinem mit dem Verdrängungselement verbundenen Teil in einem beliebigen Bereich seiner Gesamtarbeitsbewegung mit vorgebbarem Hub pendelnd hin- und herbewegbar ist für eine gegenüber der maximalen Fördermenge reduzierte Fördermenge, dass zumindest eines der wenigstens zwei Ventile (13) fremdgesteuert ist und einen motorischen Ventilantrieb aufweist und dass die elektronische Steuerung (7) zumindest mit dem oder den motorischen Ventilantrieben des Ein- und/oder Auslassventiles (14), mit dem Positioniermotor des Pumpenantriebs (2) sowie dem Positionsgeber zur Erfassung der Lage des Verdrängungselementes und/oder des Pumpenantriebs (2) verbunden ist.1. dosing pump (1), in particular diaphragm dosing pump with a working diaphragm delimiting a working space or the like displacement element and a pump drive (2) for an oscillating movement of the displacement element, the pump drive (2) being reversible and the displacement element being movable back and forth A position transmitter for detecting the position of the pump drive (2) and an electronic control (7) are provided therefor, and with a pump head in which an inlet valve and an outlet valve (14) are arranged, characterized in that the pump drive (2) has a Positioning motor and with its part connected to the displacement element in an arbitrary range of its total working movement with a predeterminable stroke can be moved back and forth for a delivery volume that is reduced compared to the maximum delivery volume, that at least one of the at least two valves (13) is externally controlled and a motorized valve Has drive and that the electronic control (7) at least with the motorized valve drives of the inlet and / or outlet valve (14), with the positioning motor of the pump drive (2) and the position transmitter for detecting the position of the displacement element and / or the pump drive (2) is connected.
2. Dosierpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenantrieb (2) mit seinem mit dem Verdrängungselement verbundenen Teil für eine gegenüber der reduzierten Fördermenge mit pendelnd hin- und herbewegbarem Arbeitshub erhöhter oder maximaler Fördermenge pro Ar- beitshub, insbesondere umlaufend ausgebildet und ansteuerbar ist.2. Dosing pump (1) according to claim 1, characterized in that the pump drive (2) with its part connected to the displacement element for a compared to the reduced flow rate with a reciprocating reciprocating working stroke increased or maximum flow rate per Ar- beitshub, in particular circumferential and controllable.
Dosierpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung (7) zur variablen Ansteuerung des oder der motorischen Ventilantriebe des Ein- (13) und/oder Auslassventiles (14) in Abhängigkeit der Stellung des Verdrängungselementes ausgebildet ist .Dosing pump (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the electronic control (7) is designed for variable control of the motorized valve drive (s) of the inlet (13) and / or outlet valve (14) depending on the position of the displacement element.
4. Dosierpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung (7) zur Ansteuerung des oder der motorischen Ventilantriebe des Ein- (13) und/oder Auslassventiles (14) in Abhängigkeit unterschiedlicher Betriebsparameter, insbesondere in Abhängigkeit des Betriebsdruckes, der Drehzahl, der Konsistenz des Fördermediums und dergleichen ausgebildet ist.4. dosing pump (1) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the electronic control (7) for controlling the motor valve drive (s) of the inlet (13) and / or outlet valve (14) depending on different operating parameters, in particular depending on the operating pressure, the speed, the consistency of the pumped medium and the like.
5. Dosierpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung (7) eine5. dosing pump (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electronic control (7)
Speichereinrichtung zur Speicherung unterschiedlicher Betriebsparameter und zur Zuordnung dieser Betriebsparameter zu unterschiedlichen Steuerzeitpunkten der Ventile aufweist .Storage device for storing different operating parameters and for assigning these operating parameters at different control times of the valves.
6. Dosierpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Messeinrichtungen zur Messung von Betriebsparametern wie beispielsweise Betriebsdruck, Gegendruck, Drehzahl, Förderleistung und dergleichen vorgesehen sind.6. dosing pump (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that one or more measuring devices for measuring operating parameters such as operating pressure, back pressure, speed, delivery rate and the like are provided.
7. Dosierpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenantrieb (2) einen Exzenter- oder Kurbeltrieb (9) mit einem umlaufenden Kurbelglied (10) und einem mit der Arbeitsmembrane oder dergleichen Verdrängungselement verbundenen Pleuel (11) aufweist und dass das Kurbelglied (10) für geringere Auslen- kungen der Arbeitsmembrane gegenüber den maximal möglichen Auslenkungen bei einer Umlaufbewegung, in einem beliebigen Bereich innerhalb der Gesamtumlaufbewegung pendelnd hin- und herbewegbar ist .7. dosing pump (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pump drive (2) one Eccentric or crank drive (9) with a revolving crank member (10) and a connecting rod (11) connected to the working diaphragm or similar displacement element and that the crank member (10) for smaller deflections of the working diaphragm compared to the maximum possible deflections during a circulating movement , can be moved back and forth in any area within the total orbital movement.
8. Dosierpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch fremdbetätigte Ventil (15) in stromlosem Zustand geschlossen ist.8. dosing pump (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the electrically externally actuated valve (15) is closed in the de-energized state.
9. Dosierpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ein- und/oder das Auslaßventil9. dosing pump (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the inlet and / or the outlet valve
(13,14) als motorischen Ventilantrieb einen elektromagnetischen Hubmagneten (5,6) aufweist, der einen mittels zueinander beabstandeter Blattfedern (23,24) geführten Hubanker (25) hat, der mit einem Ventilschließkörper (26) in AntriebsVerbindung steht.(13, 14) as a motorized valve drive has an electromagnetic lifting magnet (5, 6) which has a lifting armature (25) which is guided by means of spaced leaf springs (23, 24) and which is in drive connection with a valve closing body (26).
10. Dosierpumpe (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Blattfedern (23,24) der Hubanker- Führung in Schließrichtung des fremdbetätigten Ventiles (15) vorgespannt ist.10. dosing pump (1) according to claim 9, characterized in that at least one of the leaf springs (23, 24) of the lifting armature guide is biased in the closing direction of the externally operated valve (15).
11. Dosierpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass außer einem fremdbetätigten wenigstens ein vom Fördermedium betätigbares Ventil (15) insbesondere mit einer elastischen Ventilscheibe (17) ausgebildet ist, die in Schließstellung mit einer Flachseite auf dem einen Ventilsitz bildenden Öffnungsrand (20) eines Zuströmkanales (21) aufliegt und dass auf der dem Zuströmkanal (21) abgewandten Seite der Ventilscheibe innerhalb der Projektionsverlängerung des Zuströmkanales (21 ) ein zumindest in Ventil-Öffnungsstellung die Ventilscheibe (17) abstützendes, stegartiges Widerlager (22) vorgesehen ist.11. Dosing pump (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that in addition to an externally actuated at least one actuatable by the pumping medium valve (15) in particular with an elastic valve disc (17) is formed, which in the closed position with a flat side on one Valve seat forming opening edge (20) of an inflow channel (21) rests and that on the A web-like abutment (22) supporting the valve disk (17) and supporting the valve disk (17) at least in the valve-open position is provided within the projection extension of the inflow channel (21) facing away from the inflow channel (21).
12. Dosierpumpe (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Fördermedium betätigbare Ventil (15) eine komplette, auswechselbare Einheit bildet und als Ventil- einsatz (21) mit einer das Widerlager (28) und einen Abströmkanal (31) aufweisenden Widerlagerplatte (18), einer Ventilaufnahmeplatte (18) sowie der Ventilscheibe (17) ausgebildet ist und daß vorzugsweise die Widerlagerplatte (16) und die Ventilaufnahmeplatte (18) ineinandergreifen- de Randanformungen aufweisen und in Montagestellung insbesondere miteinander verschweißt, verklebt oder dergleichen verbunden sind.12. Dosing pump (1) according to claim 11, characterized in that the valve (15) which can be actuated by the pumped medium forms a complete, interchangeable unit and as a valve insert (21) with an abutment (28) and an outflow channel (31) Abutment plate (18), a valve mounting plate (18) and the valve disk (17) is formed and that preferably the abutment plate (16) and the valve mounting plate (18) have interlocking edge formations and are welded, glued or the like connected in the mounting position.
13. Dosierpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da- durch gekennzeichnet, daß die Ausgangslage der Arbeitsmembrane (6) oder dergleichen zu Beginn und am Ende einer Dosierung jeweils gleich und vorzugsweise die untere Totpunktlage ist.13. Metering pump (1) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the starting position of the working diaphragm (6) or the like is the same at the beginning and at the end of a metering and preferably the bottom dead center position.
14. Dosierpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Arbeitshübe der Arbeitsmembrane (6) oder dergleichen pro Zeiteinheit und/oder die Antriebsgeschwindigkeit verstellbar sind.14. Dosing pump (1) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the number of working strokes of the working diaphragm (6) or the like per unit time and / or the drive speed are adjustable.
15. Dosierpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenantrieb (2) als Antriebs- und Positioniermotor (12) einen gesteuerten oder einen geregelten Motor, insbesondere einen Schrittmotor oder einen in einem Regelkreis arbeitenden Motor, beispielsweise einen Servo-Gleichstrommotor oder dergleichen aufweist .15. Dosing pump (1) according to one of claims 1 to 14, characterized in that the pump drive (2) as a drive and positioning motor (12) is a controlled or a regulated motor, in particular a stepper motor or has a motor operating in a control circuit, for example a DC servo motor or the like.
16. Dosierpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Positionsgeber (32) ein berührungsloser, beispielsweise optoelektronischer oder magnetischer Positionsgeber (32) vorgesehen ist, der mit dem Positioniermotor (12) oder einem von diesem ange- triebenen Teil zusammenarbeitet und mit der Ansteuerelektronik (7) verbunden ist.16. Dosing pump (1) according to one of claims 1 to 15, characterized in that a contactless, for example optoelectronic or magnetic position transmitter (32) is provided as the position transmitter (32), which is connected to the positioning motor (12) or one of these. driven part cooperates and is connected to the control electronics (7).
17. Dosierpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerung (7) zur Einstellung einer ungleichförmigen Antriebsgeschwindigkeit des Antriebsmotors ausgebildet ist, insbesondere für einen schnellen Saughub und einen demgegenüber langsameren Dosierhub.17. Dosing pump (1) according to one of claims 1 to 16, characterized in that the electronic control (7) is designed to set a non-uniform drive speed of the drive motor, in particular for a fast suction stroke and a slower metering stroke.
18. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventile fremdgesteuert und wahlweise als Einlassventil oder Auslassventil für eine Förderrichtungsumkehrung umsteuerbar sind. 18. Dosing pump according to one of claims 1 to 17, characterized in that the two valves are externally controlled and can be reversed as an inlet valve or outlet valve for a reversal of the conveying direction.
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