WO1992019867A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontrollierten dosierung mindestenseiner fliessfähigen komponente - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur kontrollierten dosierung mindestenseiner fliessfähigen komponente Download PDF

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WO1992019867A1
WO1992019867A1 PCT/DE1992/000352 DE9200352W WO9219867A1 WO 1992019867 A1 WO1992019867 A1 WO 1992019867A1 DE 9200352 W DE9200352 W DE 9200352W WO 9219867 A1 WO9219867 A1 WO 9219867A1
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Hans Willi Meinz
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Hans Willi Meinz
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B11/00—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation
    • F04B11/005—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation using two or more pumping pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/06—Pumps having fluid drive
    • F04B43/073—Pumps having fluid drive the actuating fluid being controlled by at least one valve
    • F04B43/0736—Pumps having fluid drive the actuating fluid being controlled by at least one valve with two or more pumping chambers in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/08—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
    • F04B9/10—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid
    • F04B9/109—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers
    • F04B9/111—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers with two mechanically connected pumping members
    • F04B9/115—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers with two mechanically connected pumping members reciprocating movement of the pumping members being obtained by two single-acting liquid motors, each acting in one direction

Definitions

  • the invention relates to a method for the controlled metering of at least one flowable component by means of a displacement pump unit driven by a metered hydraulic flow and formed from two identical displacement pumps, each with an oscillating displacement element, that a metering line which carries the metered hydraulic flow via a current distribution unit the hydraulic space of one positive displacement pump and an outflow line are connected to the hydraulic space of the other positive displacement pump, that the metering line is then connected to both hydraulic spaces, that the metering line is then connected to the hydraulic space of the other positive displacement pump and the outflow line is connected to the hydraulic space of one positive displacement pump that the metering line is then connected again to both hydraulic chambers and finally at the end of a cycle and thus at the beginning of the next the metering line again to the hydraulic chamber of one Displacement pump and the outflow line are connected to the hydraulic chamber of the other displacement pump, with each displacement pump requiring the outflow to be shorter than the metering and during the metering. Furthermore, the invention relates to a device suitable for carrying out this
  • the large-volume, low-speed pumps used in such cases are mostly based on the oscillating displacement principle.
  • Such a displacement pump unit has a large number of maintenance-intensive, wear-prone components, such as Valves and seals that require complex maintenance.
  • complex flow monitors are generally necessary, which in turn have to be monitored.
  • the object of the present invention is now to provide a method for the controlled metering of at least one flowable component and to provide a device which is particularly suitable for carrying out this method and with which it is possible to meter even media which are difficult to convey in a controlled manner .
  • the self-monitoring process and device should work faultlessly and maintenance-free for a long time, with high precision and reproducibility, and insidious leaks and thus metering errors should be quantified and documented.
  • this object is achieved in a method of the type mentioned at the outset in that, during the rest periods of the respective displacer du. in which she neither with the discharge line is still connected to the metering line, possible changes in the hydraulic pressure in the respective hydraulic room are measured within a defined time interval.
  • a reproducible, highly precise dosing requires pulsation-free and leak-free delivery. Therefore, an unproblematic hydraulic flow is first generated without pulsation, which can be done without difficulty in the known oil-hydraulic metering devices.
  • the problematic liquid on the other hand, is dosed in a second circuit, which is separated from the oil circuit by oscillating displacers. A volume flow supplied on the hydraulic side thus displaces an equal volume on the medium side.
  • the known electro-hydraulic dosing methods e.g. from the field of servo or proportional valve technology.
  • the metered hydraulic current is divided in a power distribution unit in such a way that one of the positive displacement pumps equipped with an oscillating displacement element and then the other identical positive displacement pump is driven by this hydraulic current.
  • pulsations are largely eliminated because, prior to each metering stroke, the metering medium is precompressed by the fact that the other pump begins to meter shortly before the metering stroke ends.
  • the metering pump thus serves as a pressure accumulator for the pump that is not yet metering. Due to the short-term connection of the two hydraulic spaces while metering together, a pressure equalization initially takes place, which results in a certain drop in pressure. In the case of media which are not very compressible and high pressures, this pressure drop is negligibly small (less than 5%, based on the instantaneous value), so that there is already an approximate freedom from pulsations can be spoken.
  • Another advantage of this method is that the pumps can be filled in a shorter time interval 1 than the metering stroke. This saves the time necessary to replace all components of the displacement pumps that are subject to wear and thus leakage, such as e.g. Inlet and outlet valves on the metering and hydraulic side, at regular intervals, e.g. undergo a leak test after each pump cycle.
  • leakage such as e.g. Inlet and outlet valves on the metering and hydraulic side
  • a pre-compression of the dosing oil and hydraulic medium takes place by increasing the hydraulic pressure in all hydraulic systems by means of a hydraulic pressure source and that a possible change in the hydraulic pressure takes place within a defined range Time interval is measured.
  • the tightness of the oil-hydraulic metering unit can be quantitatively determined by pre-compressing to a defined pressure in the idle times of both positive displacement pumps and then measuring a possible pressure change in a defined time interval. Since the oil-hydraulic metering unit is subject to much less wear than the two positive displacement pumps, such a measurement is not useful for every pump cycle, rather it is sufficient, e.g. routinely take a measurement every time the dosing unit starts.
  • the invention provides a device suitable for carrying out the method according to one of the preceding claims, which has two identical oscillating positive displacement pumps for each component, either self-priming or working with a pre-pressure supply, each with a positive displacement element, that each component has a hydraulic metering unit
  • a leak-tight shut-off device is connected to the two hydraulic chambers of the two positive displacement pumps, so that at least one hydraulic metering unit is supplied by a hydraulic pressure source, and that in the inlet and outlet of the respective metering and hydraulic chambers of each positive-displacement pump, a leak-tight shut-off device is provided it is arranged that a pressure measuring - 5 -
  • Ein ⁇ chtung is connected and that the displacement pumps are provided with a timing coordinating the suction or filling and metering strokes.
  • a particularly simple design is represented by the positive displacement pumps which operate with a supply pressure and which each consist of only one displacement element oscillating between the metering and hydraulic space and a housing.
  • the displacer elements are hydraulically clamped between the hydraulic and the pumping medium, so that an almost identical pressure level is achieved on both sides with a friction-free guidance of the displacer elements.
  • the freedom from friction is necessary in order not to generate pressure build-up by starting torques in the switching points of the displacement elements.
  • the pressurization of the displacement elements is carried out by a hydraulic metering unit, which consists either of a hydraulic motor with a mechanically coupled servo or stepping motor or a flow meter with an electrically coupled servo or proportional valve.
  • the suction, filling and metering strokes of the two positive displacement pumps are time-coordinated by an electro-hydraulic control.
  • the control has the task of providing the hydraulic lines required for operating the pumps lent to connect so that no short circuit to the tank can occur.
  • the first and the second pump draws in, in the other end position the second pump doses and the first pump sucks.
  • a start signal must be given to the other displacer.
  • the suction process takes place in the case of the self-priming pump, and the filling process takes place in the case of the pump working with a pre-pressure supply, by connecting the respective hydraulic chamber to the tank.
  • the device can be designed such that the displacement elements are membranes.
  • the use of a diaphragm as a displacer for a pump for dosing problematic media offers itself due to its structural simplicity (low costs) and technical advantages.
  • the requirement for leak-free and friction-free sealing of the displacement elements can be met most easily with the aid of membranes.
  • Membranes are considerably cheaper compared to pistons that are sealed with no leakage and also have the advantage of being leak-free over their entire service life. Since the diaphragm is clamped without differential pressure between two liquids in the pump working with the pre-pressure supply, it is possible to transmit an almost arbitrarily large pressure to the medium to be dosed. In the self-priming version, all the spaces filled with hydraulic fluid of one pump must be short-circuited during the metering stroke in order to avoid a possible differential pressure on the membrane.
  • the device can be designed such that the membranes are made up of at least two on top of one another! there exist individual membranes forming a circumferential one-then position, between each of which there is an intermediate space and that each intermediate space is provided with a leakage line via a clamping point.
  • the device can be designed such that the displacement elements are bellows.
  • Bellows made of austemic stainless steel are superior to other materials, particularly in the case of abrasive and / or corrosive media.
  • Another advantage of the steel bellows is that they can be welded to both the flange and the bottom, which ensures an optimal seal between the hydraulic and metering spaces.
  • the device can be designed in such a way that the bellows consist of at least two superimposed partitions, between which there is a gap, and that each gap is provided with a leakage drain via a clamping point .
  • a double-walled or multi-walled design of the bellows allows great elasticity and, at the same time, great flexural rigidity (principle of leaf spring), which results in a larger usable displacement volume of the bellows.
  • a further advantage of a multi-layer steel bellows is the greater security when it becomes unsealed.
  • either the hydraulic medium or the metering medium enters the intermediate space between the partition walls and from there to the outside in order either to trigger an alarm or to shut down the device.
  • the leakage measure is activated before it mixes up.
  • Hydraulic medium comes.
  • the device can be designed such that the shut-off devices located in the inlet and outlet of the metering chamber are automatic check valves.
  • This version represents a particularly simple constructive solution of the inlet and outlet valves on the dosing medium side.
  • automatic ball check valves are also suitable, which are also suitable for abrasive liquids. Since the ball rotates in the liquid flow, the wear that occurs is distributed over the entire surface of the ball.
  • the device can be designed in such a way that the shut-off devices located in the inlet and outlet of the hydraulic chamber are electromagnetically actuated 2/2 seat valves. In this way, the leakage on the valve side can be completely eliminated, which is absolutely necessary for precise dosing.
  • the hydraulic flows can be controlled very easily individually in this way.
  • the time-shifted switching of the metering or discharge flow line can be easily mastered with the four electromagnetically actuated 2/2 seat valves and a corresponding digital control.
  • the device can be designed such that the 2/2-seat valves are open in the de-energized state.
  • This version provides additional security in the event of a power failure or broken oil, since in such cases it opens all valves by spring force and prevents the displacement elements from being destroyed by overrunning the end positions.
  • the device can be designed such that in addition to the 2/2 Seat valves a 3/2-proportional pressure control valve 1 is provided which, when the metering line and the outflow line are switched by means of the 2/2-way valves, causes a constant change in the volume flow and thus the pressure reduction or build-up over an adjustable period of time .
  • Possible pressure surges in the switchover points are reduced in this way, since the oil flow is not suddenly accelerated or decelerated. Pressure surges caused by the rapid switching of the metering and discharge lines can almost be eliminated by this measure.
  • the 3/2-proportional pressure control valve is used to achieve additional pre-compression in the case of highly compressible dosing media, since in this case the pre-compression is no longer sufficient due to the pressure equalization of the pumps that are metering together.
  • the pre-compression pressure is raised to the pressure level of the metering pressure in order to achieve a theoretically complete freedom from pulsation.
  • the device can be designed such that the pressure measuring device consists of an electrical pressure sensor.
  • the pressure measuring device consists of an electrical pressure sensor.
  • the pressure measurement by a pressure sensor of the other displacement pump is required. The different leak tests are carried out with the same pressure sensor.
  • the device can be designed such that a personal computer or a programmable logic controller is provided, which evaluates the pressure curve during the leak test.
  • the pressure curve as a function of time must be recorded and compared with stored values. This makes it possible to assess the tightness of the positive displacement pumps.
  • the use of a PLC or PC is ideal for this task, especially because such devices are only used to control the displacement pumps required are.
  • the device can be designed such that at least one inductive proximity switch controlled by the position of the displacement element is arranged in each hydraulic chamber.
  • a position control of the displacers is necessary.
  • the use of inductive proximity switches is particularly easy, since, unlike the displacement sensors, they do not require an additional electronic evaluation unit, but are just as easy to use as mechanical limit switches.
  • the position of the displacers is checked by a pressure-resistant inductive proximity switch, which monitors a groove on a control rod attached to the displacers.
  • the device can be designed such that the inductive proximity switches are switched through in the unactuated state.
  • the failure of an inductive proximity switch e.g. due to a broken cable
  • the device can be designed such that at least one inductive displacement sensor controlled by the position of the displacement element is arranged in each hydraulic space.
  • the advantage of the inductive displacement sensor lies in its thermal resilience and in the fact that it detects the position tion of the displacement elements can continuously record.
  • the device can be designed in such a way that the position of the displacement element is determined by volumetric displacement measurement by means of the hydraulic metering unit.
  • position sensors can be dispensed with in the displacement pumps if the metered amount of oil is used as a measure of the distance traveled by the displacement element. It is disadvantageous here that the position of the displacers cannot be determined after interruptions and other disturbances.
  • the device can be designed such that the control of the displacement pump unit is a microprocessor control (for example a programmable logic controller or personal computer).
  • the control of the device according to the invention is of considerable importance. Basically, it can be pneumatic, hydraulic or electrical. Even with a positive displacement pump unit equipped with two inductive proximity switches and four electromagnetic valves, a small, compact programmable logic controller (PLC) can be used.
  • PLC programmable logic controller
  • the PLC has the advantage of great flexibility. Process sequences can thus be optimally adapted to the individual requirements. The additional possibility of error detection and diagnosis means that incorrect operations can be intercepted in good time and the maintenance time can be drastically reduced.
  • the embodiment according to the drawing has two identical mirror-symmetrical, not self-priming displacement pumps 1, 2, which are each located in a housing 3, 4.
  • the two positive displacement pumps 1, 2 each consist of a hydraulic chamber 5, 6 and a metering chamber 7, 8, a dome-shaped shaped membrane 9, 10 being clamped between a hydraulic chamber 5, 6 and a metering chamber 7, 8 , each of which carries a control rod 11, 12 on its side facing the hydraulic space 5, 6.
  • the 5 control rod 11, 12 continuously outputs a signal to an inductive proximity switch 13, 14.
  • the reversing process is initiated in the absence of a signal by the inductive proximity switches 13, 14 0 being connected via an electrical control unit (not shown) four 2/2-way - De-energize valves 15, 16, 17, 18.
  • the two 2/2-way valves 15, 16 connect the two hydraulic spaces 5, 6 with a metering line 19, so that both displacement pumps 1, 2 simultaneously for a time determined by the electrical control (not shown) promote.
  • the start of the metering stroke of the displacement pump, which initiated the reversing process is thus determined by the lack of a signal from the inductive proximity switch 13 or 14.
  • the end of the metering stroke of the displacement pump which initiated the changeover control process is determined by the electrical control unit (not shown) with a time delay as a function of the delivery capacity of the displacement pumps 1, 2.
  • the filling stroke begins at the same time as the end of the dosing stroke.
  • the displacement pump pauses between the end of the filling stroke and the start of the metering stroke, ie it is not connected to the outflow line 20 or to the metering line 19.
  • the leak tests can be carried out according to the method according to the invention, for what purpose the pressure sensors 21, 22 and the 3/2 proportional pressure control valve 23 are used.
  • the spring-loaded check valves 24, 25 open and close at the end of the filling stroke.
  • a hydraulic metering unit 28 which consists of a hydraulic motor 29 with a mechanically coupled servo or stepping motor 30, the necessary admission pressure for the hydraulic motor 29 coming from a hydraulic pressure source 31, which is also the 3/2 - Proportional pressure control valve 23 supplied with hydraulic pressure.

Abstract

Bei einem Verfahren zur kontrollierten Dosierung mindestens einer fließfähigen Komponente werden zwei von einem pulsationsfreien Hydraulikstrom angetriebene Verdrängerpumpem (1, 2) mit je einem oszillierenden Verdrängerelement (9, 10) verwendet, wobei der Hydraulikstrom in einer Stromverteilereinheit derart geteilt wird, das abwechselnd die eine Verdrängerpumpe, dann beide gleichzeitig, und danach die andere baugleiche Verdrängerpumpe von diesem Hydraulikstrom angetrieben wird. Der aus den Verdrängerpumpen (1, 2) austretende Volumenstrom is ebenfalls pulsationsfrei und aufgrund von während der Ruhezeit jeweils einer Verdrängerpumpe (1, 2) durchgeführten Dichtigkeitsprüfungen auch leckagefrei. Ferner wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR KONTROLLIERTEN DOSIERUNG MINDESTENS EINER FLIESSFÄHIGEN KOMPONENTE
Beschre ung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontrollierten Do¬ sierung mindestens einer fließfähigen Komponente mittels einer von einem dosierten Hydraulikstrom angetriebenen, aus zwei gleichen Verdrängerpumpen mit je einem oszillierenden Verdrängerelement gebildeten Verdrängerpumpeneinheit, daß eine Dosierlei ung, die den dosierten Hydraulikstrom führt, über eine Stromvertei lereinheit mit dem Hydraulikraum der einen Verdrängerpumpe und eine Abströmleitung mit dem Hydraulikraum der anderen Verdrängerpumpe verbunden wird, daß danach die Dosiβrleitung mit beiden Hydraulikräumen verbunden wird, daß dann die Dosierleitung mit dem Hydraulikraum der anderen Verdrängerpumpe und die Abström¬ leitung mit dem Hydraulikraum der einen Verdrängerpumpe verbunden wird, daß anschließend die Dosierleitung wieder mit beiden Hydraul ikräumen verbunden wird und schließlich am Ende eines Zyklus und damit am Anfang des nächsten die Dosierleitung erneut mit dem Hydraulikraum der einen Ver¬ drängerpumpe und die Abströmlei ung mit dem Hydraul ikraum der anderen Verdrängerpumpe verbunden wird, wobei bei jeder Verdrängerpumpe das Abströmen kürzere Zeit beansprucht als das Dosieren und während des Dosierens erfolgt. Ferner be¬ trifft die Erfindung eine zur Durchführung dieses Verfah¬ rens geeignete Vorrichtung .
In den verschiedensten Gebieten der Technik ist es immer wieder erforderlich, ein fließfähiges Medium mittels Pumpen unter Druck hochgenau zu dosieren. Sowohl für die Dekannten πydrauli flüssigkeiten als aucn für viele andere homogene Fluide kann dies zufriedenstellend mit bekannten Vorrich¬ tungen gelöst werden.
Schwierigkeiten treten aber immer dann auf, wenn das zu do¬ sierende Medium schwierig zu handhaben ist, weil z.B. das fließfähige Medium aus einem oder mehreren abrasiven Fest¬ stoffen, z.B. Pigmenten, zusammengesetzt ist, das Medium außerdem zum Auskristal 1isieren oder Verkleben neigt, so daß die verwendeten Dosierpumpen durch Verschleiß bzw. Leckagen bereits nach kurzer Zeit Undefinierte Dosierfehler aufweisen.
Die in solchen Fällen eingesetzten großvolumigen langsam- laufenden Pumpen basieren meistens auf dem oszillierenden Verdrängerprinzip. Eine solche Verdrängerpumpeneinheit be¬ sitzt eine große Anzahl an wartungsintensiven, ver- schleißbehafteten Bauteilen, wie z.B. Ventile und Dichtun¬ gen, die eine aufwendige Instandhaltung erfordern. Um mit solchen Dosierpumpen über eine längere Zeit reproduzierbar genau dosieren zu können, sind in der Regel aufwendige Durchflußüberwachungen notwendig, die ihrerseits wiederum überwacht werden müssen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur kontrollierten Dosierung mindestens einer fließfähigen Komponente anzugeben sowie eine zur Durchfüh¬ rung dieses Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. der es möglich ist, auch schwierig zu fördernde Medien kontrolliert zu dosieren. Dabei sollen Verfahren und Vorrichtung selbstüberwachend störungs- und wartungsfrei über lange Zeit hochgenau und reproduzierbar arbeiten und einschleichend auftretende Undichtigkeiten unc damit Dosierfehler quantitativ erfassen und dokumentieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß in den Ruhezei¬ ten der jeweiligen VerdrängerDu pe. in der sie weder mit der Abstromleitung noch mit der Dosierleitung verounoen ist, mögliche Änderungen des Hydrau ikdrucks in dem jewei¬ ligen Hydraul ikraum innerhalb eines definierten Zeitinter- valls gemessen werden.
Eine reproduzierbare hochgenaue Dosierung setzt ein pulsa- tions- und leckagefreies Fördern voraus. Deshalb wird also zunächst ein unproblematischer Hydraul ikstrom pulsations- frei erzeugt, was ohne Schwierigkeiten in den bekannten όl- hydraulischen Dosiervorπchtungen erfolgen kann. Die Dosie¬ rung der problematischen Flüssigkeit dagegen erfolgt in ei¬ nem zweiten Kreislauf, der durch oszillierende Verdränger von dem ölkreislauf getrennt ist. Ein auf der Hydraulik- seite zugeführter Volumenstrom verdrängt somit auf der Me- diumseite ein gleich großes Volumen. Durch die Verlagerung des Dosierproblems auf die hydraulische Seite können somit auch für schwerförderbare Medien die bekannten elektro- hydraulisehen Dosierverfahren, z.B. aus dem Bereich der Servo- oder Proportionalventiltechnik, eingesetzt werden.
Zum Zweck der Med umdosierung wird der dosierte Hydraulik¬ strom in einer Stromverteilereinheit geteilt und zwar der¬ art, daß abwechselnd die eine mit einem oszillierenden Verdrängerelement ausgestattete Verdrängerpumpe und danach die andere baugleiche Verdrängerpumpe von diesem Hydraulik¬ strom angetrieben wird. Bei diesem Verfahren sind Pulsatio¬ nen weitgehend eliminiert, weil vor jedem Dosierhub grund¬ sätzlich eine Vorkompression des Dosiermediums stattfindet, indem kurz vor Beendigung des Dosierhubes der einen Ver- drängerpumpe bereits die andere Pumpe zu dosieren beginnt. Die dosierende Pumpe dient somit als Druckspeicher für die noch nicht dosierende Pumpe. Durch die kurzzeitige Verbin¬ dung der beiden Hydraulikraume während des gemeinsamen Do- sierens erfolgt zunächst ein Druckausgleich, der einen ge- wissen Druckeinbruch zur Folge hat. Bei wenig kompressiblen Medien und hohen Drücken ist dieser Druckeinbruch vernach¬ lässigbar klein (kleiner 5% , bezogen auf den Momentanwert.), so daß bereits von einer angenäherten Pulsationsfreiheit gesprochen werden kann.
Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist, daß der FüllhuD der Pumpen grundsätzlich in einem kürzeren Zei interval 1 erfolgen kann als der Dosierhub. Dadurch wird die notwen¬ dige Zeit gewonnen, um alle verschleiß- und damit leckage¬ behafteten Bauteile der Verdrängerpumpen, wie z.B. Ein- und Ausgangsventile auf der Dosier- und Hydraulikseite, in re¬ gelmäßigen Intervallen, z.B. nach jedem Pumpenzyklus, einer Dichtigkeitsprüfung zu unterziehen.
Dies erfolgt in der Art und Weise, daß während der Ruhezei¬ ten der jeweiligen Verdrängerpumpe die Druckänderungen in dem jeweiligen Hydraulikraum mittels elektrischer Druck- sensoren gemessen und ausgewertet werden, wobei mögliche Druckänderungen ein Maß für die Dichtigkeit der Stromver¬ teilereinheit, der Ein- und Ausgangsventile der Verdränger¬ pumpen sowie für andere evt. vorhandene Dichtungsstellen (z.B. Kolbenringe) innerhalb der Verdrängerpumpen darstel- len.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgese¬ hen, daß in den Ruhezeiten der jeweiligen Verdrängerpumpe, in der sie weder mit der Abstromleitung noch mit der Do- sierleitung verbunden ist, eine Vorkompression des Dosier- und Hydraulikmediums durch Erhöhung des Hydraulikdrucks in dem jeweiligen Hydraulikraum durch eine Hydraulikdruck- quelle bis maximal zum Dosierdruck erfolgt und daß an¬ schließend mögliche Änderungen des Hydraulikdrucks in dem jeweiligen Hydraulikraum innerhalb eines definierten Zeit- intervalls gemessen werden. Diese Meßmethode macht eine ge¬ nauere Überprüfung der Eingangsventi le der Dosier- und cer Hydraulikräume möglich. Außerdem wird das Dosier- und Hydraulikmedium auf den Dosierdruck vorkomprimiert. Bei stark kompressiblen Dosiermedien ist eine zusätzliche Vorkompression notwendig, da in diesem Fall die Vorkompres¬ sion durch den Druckausgleich der gemeinsam fördernden Pum¬ pen nicht mehr ausreicht. Im Idealfall wird der vorkomDreε- sionscruck bis auf das Druckniveau des Dosierdrucks angeho¬ ben, um eventuelle Drucksprünge beim Umschalten von einer Pumpe zur anderen zu vermeiden. Mit dieser Methode kann eine Pulsationsfreiheit von ca. . %, bezogen auf den Momen- tanwert, erreicht werden.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgese¬ hen, daß in den Ruhezeiten beider Verdrängerpumpen eine Vorkompression des Dosiei— und Hydraulikmediums durch Erhö- hung des Hydraulikdrucks in allen Hydrauli räumen durch eine Hydraulikdruckquelle erfolgt und daß eine mögliche Än¬ derung des Hydraulikdrucks innerhalb eines definierten Zeitintervalls gemessen wird. Mit dieser Meßmethode kann die Dichtigkeit der ölhydraul ischen Dosiereinheit quantita- tiv erfaßt werden, indem in den Ruhezeiten beider Verdrängerpumpen auf einen definierten Druck vorkomprimiert und anschließend in einem definierten Zeitintervall eine mögliche Druckänderung gemessen wird. Da die ölhydraulisehe Dosiereinheit einem weit geringeren Verschleiß als die bei- den Verdrängerpumpen ausgesetzt ist, ist eine solche Mes¬ sung nicht bei jedem Pumpenzyklus sinnvoll, vielmehr ist es ausreichend, z.B. routinemäßig bei jedem Start der Dosiereinheit, eine Messung durchzuführen.
Die Erfindung sieht eine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche geeignete Vorrich¬ tung vor, die je Komponente zwei gleiche, entweder selbst¬ ansaugende oder mit Vordruckzuführung arbeitende oszillie¬ rende Verdrängerpumpen mit jeweils einem Verdrängerelement aufweist, daß je Komponente jeweils eine hydraulische Dosiereinheit über jeweils eine leckagedichte Absperr¬ vorrichtung an die beiden Hydraul ikräume der beiden Verdrängerpumpen angeschlossen ist, daß mindestens eine hydraulische Dosiereinheit durch eine Hydraulikdruckquelle versorgt wird, daß im Ein- und Ausgang des jeweiligen Do¬ sier- und Hydraul ikraumes jeder Verdrängerpumpe jeweils eine leckagedichte Absperrvorrichtung angeordnet ist, daß am Hydraulikraum jeder Verdrängerpumpe eine Druckmeß- - 5 -
einπchtung angescnlossen ist und daß die Verdrängerpumpen mit einer die Saug- bzw. Füll- und Dosierhübe zeitlich koordinierenden Steuerung versehen sind.
Eine besonders einfache Ausführung stellen die mit Vor¬ druckzuführung arbeitenden Verdrängerpumpen dar, die nur aus jeweils einem zwischen Dosier- und Hydraulikraum oszil¬ lierenden Verdrängerelement und einem Gehäuse bestehen. Die Verdrängerelemente sind dabei zwischen Hydraulik- und För- dermedium hydraulisch eingespannt, so daß sich auf beiden Seiten bei reibungsfreier Führung der Verdrängerelemente ein nahezu gleiches Druckniveau einstellt. Die Reibungs¬ freiheit ist notwendig, um in den Umschaltpunkten der Ver¬ drängerelemente keinen Druckaufbau durch Anfahrmomente zu erzeugen. Die Druckbeaufschlagung der Verdrängerelemente erfolgt durch eine hydraulische Dosiereinheit, die entweder aus einem Hydraulikmotor mit mechanisch gekoppeltem Servo- bzw. Schrittmotor oder einem Durchflußmβßgerät mit elek¬ trisch gekoppeltem Servo- bzw. Proportionalventi1 besteht. In jedem dieser Fälle ist eine verβchleißarme, hochgenaue Dosierung möglich, wobei der notwendige Vordruck aus einer Hydraul kdruckquelle stammt. Werden zwei oder mehrere Vor¬ richtungen nach der Erfindung eingesetzt, ist durch eine elektrische Kopplung der jeweiligen elektrischen Sollwert- geber (Servo- bzw. Schrittmotor und Servo- bzw. Proportio¬ nalventil) eine zeitsynchrone Zwei- bzw. Mehrkomponentendo¬ sierung möglich, wobei sowohl das Dosierverhältnis als auch Größe und Zeitdauer des auszutragenden Volumenstromes be¬ liebig wählbar sind. Die Ventile der Verdrängerpumpen im Ein- und Ausgang des jeweiligen Dosiei— und Hydraulikraumes sind verschleißarme Sitzventile, die in den Ruhezeiten der Verdrängerpumpen der im Verfahren beschriebenen Dichtig¬ keitsprüfung unterzogen werden, wozu die an jedem Hydrau- likraum angeschlossene Druckmeßeinrichtung dient. Die Saug- bzw. Füll- und Dosierhübe der beiden Verdrängerpumpen wer¬ den durch eine elektrohydraulische Steuerung zeitlich koor¬ diniert. Die Steuerung besitzt dabei die Aufgabe, die zum Betrieb der Pumpen erforderlichen Hydraullkleitungen zeit- lieh versetzt so zu verbinden, daß kein Kurzschluß zum Tank entstehen kann. In der einen Endstellung dosiert die erste und die zweite Pumpe saugt an, in der anderen Endstellung dosiert die zweite Pumpe und die erste Pumpe saugt an. Je- weils vor Ende eines Dosierhubes muß ein Startsignal an den anderen Verdränger abgegeben werden. Sobald eine Pumpe ih¬ ren Dosierhub beendet hat, erfolgt bei der selbstansaugen¬ den Pumpe der Saug- bzw. bei der mit Vordruckzuführung ar¬ beitenden Pumpe der Füllvorgang, indem der jeweilige Hydraulikraum mit dem Tank verbunden wird.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor¬ richtung so ausgebildet sein, daß die Verdrängerelemente Membranen sind. Der Einsatz einer Membran als Verdränger für eine Pumpe zur Dosierung von problematischen Medien bietet sich aufgrund ihrer baulichen Einfachheit (geringe Kosten) sowie technischer Vorteile an. Mit Hilfe von Mem¬ branen läßt sich die Forderung nach leckage- und reibungs¬ freier Abdichtung der Verdrängerelemente am leichtesten erfüllen. Membranen sind im Vergleich zu entsprechend leckagefrei abgedichteten Kolben erheblich preiswerter und besitzen außerdem den Vorteil der Leckagefreiheit über ihre gesamte Lebensdauer. Da bei der mit Vordruckzuführung arbeitenden Pumpe die Membran ohne Differenzdruck zwischen zwei Flüssigkeiten eingespannt wird, ist es möglich, einen fast beliebig großen Druck auf das zu dosierende Medium zu übertragen. Bei der selbstansaugenden Ausführung müssen alle mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Räume jeweils einer Pumpe während des Dosierhubes kurzgeschlossen sein, um einen möglichen Differenzdruck an der Membran zu vermeiden.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor¬ richtung so ausgebildet sein, daß die Membranen aus minde¬ stens zwei aufeinander! legenden, eine umlaufende EinsDann- stelle bildenden Einzelmembranen bestehen, zwischen denen sich jeweils ein Zwischenraum befindet und daß jeder Zwi¬ schenraum über eine Einspannstelle mit jewei ls einer Leckage-Ableitung versehen ist. Beim Einsatz von nverau- — S —
lisch beaufschlagten Membranpumpen ist es für den Anwender von größter Bedeutung, einen Membranbruch rechtzeitig si¬ gnalisiert zu bekommen, damit es nicht zum Ausfall der ge¬ samten Pumpeneinheit kommen kann. Insbesondere die αurcn Membranbruch verursachte Vermischung des Dosiermediums mit der Hydraulikflüssigkeit stellt für den Anwender den am meisten gefürchteten Störfall dar. Eine Membranbruchmeldung ist möglich durch den Einsatz einer Mehrlagenmembran, wobei der Zwischenraum durch eine Leckageüberwachung abgefragt werden kann.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor¬ richtung so ausgebildet sein, daß die Verdrängerelemente Faltenbälge sind. Faltenbälge aus austemtischem Edelstahl sind besonders bei abrasiven und/oder korrosiven Medien an¬ deren Werkstoffen überlegen. Ein weiterer Vorteil der Fal¬ tenbälge aus Stahl besteht darin, daß sie sowohl am Flansch als auch am Boden geschweißt werden können, was eine opti¬ male Abdichtung zwischen Hydraulik- und Dosierraum gewähr- leistet.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor¬ richtung so ausgebildet sein, daß die Faltenbälge aus min¬ destens zwei aufeinanderliegenden Trennwänden bestehen, zwischen denen sich jeweils ein Zwischenraum befindet, und daß jeder Zwischenraum über eine Einspannstelle mit jeweils einer Leckage-Ableitung versehen ist. Eine doppel- bzw. mehrwandige Ausführung des Faltenbalges erlaubt eine große Elastizität bei gleichzeitig großer Biegesteifigkeit (Prin- zip Blattfeder), was ein größeres nutzbares Verdrängungsvo¬ lumen des Balges zur Folge hat. Ein weiterer Vorteil eines mehrlagigen Stahlbalges ist die größere Sicherheit beim un¬ dichtwerden. Im Falle eines Faltenbalgbruches tritt entwe¬ der das Hydraulik- oder das Dosiermedium in den Zwiscnen- räum zwischen den Trennwänden ein und gelangt von dort nach außen, um entweder einen Alarm auszulösen oder die Vorrich¬ tung stillzusetzen. In jedem Fall wird die Leckage-Meicung aktiv, bevor es zu einer Vermischung vor. Dosie*-- unc - Q -
Hydraul ikmedium kommt.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor¬ richtung so ausgebildet sein, daß die im Ein- und Ausgang des Dosierraumes befindlichen Absperrvorrichtungen selbst¬ tätige Rückschlagventile sind. Diese Ausführung stellt eine besonders einfache konstruktive Lösung der Ein- und Ausla߬ ventile auf der Dosiermediumseite dar. Für kleine Nennwei¬ ten und für eine relativ geringe Hubfrequenz bieten sich selbsttätige Kugelrückschlagventi le an, die sich auch für abrasive Flüssigkeiten eignen. Da sich die Kugel im Flüs¬ sigkeitsstrom dreht, verteilt sich der auftretende Ver¬ schleiß auf die gesamte KugelOberfläche.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor¬ richtung so ausgebildet sein, daß die im Ein- und Ausgang des Hydraulikraumes befindlichen Absperrvorrichtungen elektromagnetisch betätigte 2/2-Sitzventile sind. Auf diese Weise läßt sich die Leckage auf der Ventilseite gänzlich eliminieren, was zum genauen Dosieren absolut notwendig ist. In Verbindung mit einer digitalen Mikroprozes¬ sorsteuerung lassen sich auf diese Art und Weise die Hydraulikströme sehr einfach einzeln ansteuern. Insbeson¬ dere das zeitlich versetzte Umschalten der Dosier- bzw. Ab- Strömleitung läßt sich mit den vier elektromagnetisch betä¬ tigten 2/2-Sitzventilen und einer entsprechenden Digi¬ talSteuerung gut beherrschen.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor- richtung so ausgebildet sein, daß die 2/2-Sιtzventi le im stromlosen Zustand offen sind. Diese Ausführung bringt eine zusätzliche Sicherheit bei Stromausfall oder Kaoelbruch, da sie in solchen Fällen alle Ventile durch Federkraft öffnet und ein Zerstören der Verdrängerelemente durch überfahren der Endstellungen verhindert.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor¬ richtung so ausgebildet sein, daß zusätzlich zu den 2/2- Sitzventilen ein 3/2-Proportιonal-Druckregelventi 1 vorgese¬ hen ist, das beim Umscnalten der Dosierleitung und der Abströmleitung mittels der 2/2-Sitzventιle über eine ein¬ stellbare Zeitdauer eine stetige Änderung des Volumenstroms und damit des Druckab- bzw. Aufbaus bewirkt. Mögliche Druckstöße in den Umschaltpunkten werden auf diese Art und Weise reduziert, da der ölstrom nicht schlagartig beschleu¬ nigt bzw. verzögert wird. Druckstöße, die durch schnelles Umschalten der Dosier- und Abströmleitung verursacht wer- den, können durch diese Maßnahme nahezu beseitigt werden. Außerdem wird das 3/2-Proportional-Druckregelventi1 be¬ nutzt, um bei stark kompressiblen Dosiermedien eine zusätz¬ liche Vorkompression zu erreichen, da in diesem Fall die Vorkompression durch den Druckausgleich der gemeinsam do- sierenden Pumpen nicht mehr ausreicht. Im Idealfall wird der Vorkompressionsdruck bis auf das Druckniveau des Do¬ sierdrucks angehoben, um eine theoretisch vollkommene Pul¬ sationsfreiheit zu erreichen.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor¬ richtung so ausgebildet sein, daß die Druckmeßeinrichtung aus einem elektrischen Drucksensor besteht. Um das 3/2-Pro- portionaldruckregelventi1 der einen Verdrängerpumpe für die Vorkompression ansteuern zu können, bedarf es der Druckmes- sung durch einen Drucksensor der anderen Verdrängerpumpe. Mit dem gleichen Drucksensor werden auch die unterschiedli¬ chen Dichtigkeitsprüfungen durchgeführt.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor- richtung so ausgebildet sein, daß ein Personal Computer oder eine Speicher-programmierbare Steuerung vorgesehen ist, der/die den Druckverlauf während der Dichtigkeitsprü¬ fung auswertet. Der Druckverlauf in Abhängigkeit von der Zeit muß festgehalten und mit abgespeicherten Werten ver- glichen werden. So ist eine Bewertung der Dichtigkeit der Verdrängerpumpen möglich. Für diese Aufgabenstellung bietet sich der Einsatz von SPS oder PC an, inbesonoere weil rur die Steuerung der Verdrängerpumpen solche Geräte sowiesc erforderlich sind.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor¬ richtung so ausgebildet sein, daß in jedem Hydraul ikraum mindestens ein durch die Position des Verdrängerelements gesteuerter induktiver Näherungsschalter angeordnet ist. Um die Bewegung der oszillierenden Verdränger zueinander zu koordinieren, ist eine Lagekontrolle der Verdränger notwen¬ dig. Besonders einfach ist der Einsatz der induktiven Näherungsschalter, da sie im Gegensatz zu den Wegaufnehmern keine zusätzliche elektronische Auswerteeinheit benötigen, vielmehr genauso einfach zu handhaben sind wie mechanische Endschalter. Die Lagekontrolle der Verdränger erfolgt dabei durch jeweils einen druckfesten induktiven Näherungsschal- ter, der eine Nut auf einer an den Verdrängern befestigten Steuerstange überwacht.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor¬ richtung so ausgeb ldet sein, daß die induktiven Näherungs- Schalter im unbetätigten Zustand durchgeschaltet sind. Der Ausfall eines induktiven Näherungsschalters (z.B. durch Ka¬ belbruch) erfolgt in der Regel ohne Vorankündigung. Dies hätte das Fehlen eines Signals zur Folge, was unbedingt zur Umsteuerung der Verdrängerelemente benötigt wird. Fehlt dieses Signal, käme es zum Ausfall der gesamten Vorrich¬ tung. Abhilfe kann durch den Einsatz eines induktiven Nähe¬ rungsschalters geschaffen werden, der ständig ein Signal ausgibt. Der Umsteuerungsvorgang wird erst dann eingelei¬ tet, wenn der Näherungsschalter kein Signal gibt. Fällt der Näherungsschalter durch einen Defekt aus, wird er stromlos und das jeweilige Verdrängerelement hydraulisch entlastet.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor¬ richtung so ausgebildet sein, daß in jedem Hydrau ikraum mindestens ein durch die Position des Verdrängerelements gesteuerter induktiver Wegaufnehmer angeordnet ist. Der Vorte l des induktiven Wegaufnehmers liegt in seiner ther¬ mischen Belastbarkeit und in der Tatsacne, daß er die Posi- tion der Verdrängerelemente kontinuierlich erfassen kann.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor¬ richtung so ausgebildet sein, daß die Position des Verdrän- gerelements durch volumetπsche Wegmessung mittels der hydraulischen Dosiereinheit ermittelt wird. Grundsätzlich kann in den Verdrängerpumpen auf Lage-Sensoren verzichtet werden, wenn die dosierte ölmenge als Maß für den zurückge¬ legten Weg des Verdrängerelements herangezogen wird. Nach- teilig ist hierbei, daß nach Unterbrechungen und anderen Störungen die Position der Verdränger nicht ermittelt wer¬ den kann.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die vor- richtung so ausgebildet sein, daß die Steuerung der Ver¬ drängerpumpeneinheit eine Mikroprozessorsteuerung ist (z.B. speicherprogrammierbare Steuerung oder Personal Computer). Der Steuerung der Vorrichtung nach der Erfindung kommt eine erhebliche Bedeutung zu. Sie kann grundsätzlich pneuma- tisch, hydraulisch oder elektrisch erfolgen. Bereits bei einer mit zwei induktiven Näherungsschaltern und vier Elek¬ tromagnet-Ventilen ausgerüsteten Verdrängerpumpeneinheit bietet sich eine kleine kompakte speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) an. Die SPS bringt den Vorteil einer großen Flexibilität mit sich. Prozeβabläufe lassen sich damit op¬ timal auf die gestellten individuellen Anforderungen ab¬ stimmen. Durch die zusätzliche Möglichkeit der Fehlererken¬ nung und Diagnose können Fehlbedienungen rechtzeitig abge¬ fangen und die Wartungszeit drastisch verkürzt werden. Auf- grund der sinkenden Preise für Personal Computer ist ein wirtschaftlicher Einsatz anstelle einer SPS schon bei weni¬ ger aufwendigen Prozessen sinnvoll, insbesondere dann, wenn die Prozeßabläufe Visualisiert und dokumentiert werden sol¬ len. Das Wartungspersonal wird dadurch in die Lage ver- setzt, alle maschinenrelevanten Daten am Bildschirm bzw. am Drucker zu verfolgen. Ferner ist eine Schnittstelle zu ei¬ nem übergeordneten Leitrechner für die zentrale Meßdatener¬ fassung möglich. Im folgenden Teil der Beschreibung werden das erfindungsge¬ mäße Verfahren und eine zu seiner Durchführung geeignete Vorrichtung anhand einer Zeichnung beschrieben. c _*
Die Ausführungsform gemäß der Zeichnung weist zwei bauglei- che spiegelsymmetrische nicht selbstansaugende Verdränger¬ pumpen 1,2 auf, die sich in jeweils einem Gehäuse 3,4 be¬ finden. Die beiden Verdrängerpumpen 1,2 bestehen aus je- 0 weils einem Hydraulikraum 5,6 und jeweils einem Dosierraum 7,8, wobei jeweils zwischen einem Hydraulikraum 5,6 und ei¬ nem Dosierraum 7,8 je eine kalottenförmige Formmembran 9,10 eingespannt ist, die jeweils auf ihrer dem Hydraulikraum 5,6 zugewandten Seite eine Steuerstange 11,12 trägt. Die 5 Steuerstange 11,12 gibt ständig ein Signal an einen induk¬ tiven Näherungsschalter 13,14 aus. überfährt eine der bei¬ den Steuerstangen 11,12 den induktiven Näherungsschalter 13,14, so wird bei fehlendem Signal der Umsteuerungsvorgang eingeleitet, indem die induktiven Näherungsschalter 13,14 0 über eine elektrische Steuereinheit (o. Abb.) vier 2/2-We- geventile 15,16,17,18 stromlos schalten. Die beiden 2/2-We- geventile 15,16 verbinden die beiden Hydrauli räume 5,6 mit einer Dosierleitung 19, so daß beide Verdrängerpumpen 1,2 für eine von der elektrischen Steuerung (o. Abb.) festge- 5 legte Zeit gleichzeitig fördern. Der Dosierhubbeginn der Verdrängerpumpe, die den Umsteuerungsvorgang eingeleitet hat, wird damit durch das ausbleibende Signal des indukti¬ ven Näherungsschalters 13 bzw. 14 festgelegt. Das Dosierhubende der Verdrängerpumpe, die den Um- 0 Steuerungsvorgang eingeleitet hat, wird dagegen von der elektrischen Steuereinheit (o. Abb.) mit einer Zeitverzöge¬ rung in Abhängigkeit von der Förderleistung der Verdrän¬ gerpumpen 1,2, bestimmt. Gleichzeitig mit dem Dosierhubende startet der Füllhubbeginn. Zwischen Füllhubende und dem Do- 5 sierhubbeginn pausiert die Verdrängerpumpe, d.h., sie ist weder mit der Abstromleitung 20 noch mit der Dosierleitung 19 verbunden. Jetzt können die Dichtigkeitsprüfungen nacn dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden, wozu die Drucksensoren 21,22 und das 3/2-Proportιonaldruckregel- ventil 23 dienen. Beim Füllhubbeginn öffnen die federbela¬ steten Rückschlagventile 24,25 und schließen beim Füllhub¬ ende. Analog öffnen jeweils beim Dosierhubbeginn die Rück- schlagventile 26,27 und schließen beim Dosierhubende. Die Druckbeaufschlagung der Verdrängerelemente 9,10 erfolgt durch eine hydraulische Dosiereinheit 28, die aus einem Hydraulikmotor 29 mit mechanisch gekoppeltem Servo- bzw. Schrittmotor 30 besteht, wobei der notwendige Vordruck für den Hydraulikmotor 29 aus einer Hydraulikdruckquelle 31 stammt, die auch das 3/2-Proportionaldruckregelventi1 23 mit Hydraulikdruck versorgt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur kontrollierten Dosierung mindestens einer fließfähigen Komponente mittels einer von einem do¬ sierten Hydraulikstrom angetriebenen, aus zwei gleichen Verdrängerpumpen (1,2) mit je einem oszillierenden Ver- drängereiement (9,10) gebildeten Verdrängerpumpeneinheit für jede Komponente, daß eine Dosierleitung (19), die den dosierten Hydraulikstrom führt, über eine Stromverteilereinheit mit dem Hydraulikraum (5) der einen Verdrängerpumpe (1) und eine Abströmleitung (20) mit dem Hydrauli raum (6) der anderen Verdrängerpumpe (2) verbunden wird, daß danach die Dosierleitung (19) mit beiden Hydrau- likräumen (5,6) verbunden wird, daß dann die Dosierleitung (19) mit dem Hydraulikraum (6) der anderen Verdrängerpumpe (2) und die Abstromleitung (20) mit dem Hydraulikraum (5) der einen Verdrängerpumpe (1) verbunden wird, daß an¬ schließend die Dosierleitung (19) wieder mit beiden Hydrau¬ likräumen (5,6) verbunden wird und schließlich am Ende ei¬ nes Zyklus und damit am Anfang des nächsten die Dosierlei¬ tung (19) erneut mit dem Hydraulikraum (5) der einen Ver- drängerpumpe (1) und die Abströmleitung (20) mit dem Hydraulikraum (6) der anderen Verdrängerpumpe (2) verbunden wird, wobei bei jeder Verdrängerpumpe (1,2) das Abströmen kürzere Zeit beansprucht als das Dosieren und während des Dosierens erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ruhe- Zeiten der jeweiligen Verdrängerpumpe (1,2), in der sie we¬ der mit der Abströmleitung (20) noch mit der Dosierleitung (19) verbunden ist, mögliche Änderungen des Hydraulikdrucks in dem jeweiligen Hydraulikraum (5,6) innerhalb eines defi¬ nierten Zeitintervalls gemessen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß in den Ruhezeiten der jeweiligen Verdrängerpumpe (1,2), in der sie weder mit der Abstromleitung (20) noch mit der Dosierieitung (19) verbunden ist, eine Vorkompres¬ sion des Dosier- und Hydraul ikmediums durch Erhöhung des Hydraulikdrucks in dem jeweiligen Hydraulikraum (5,6) durch eine Hydraulikdruckquelle (31) bis maximal zum Dosierdruck erfolgt und daß anschließend mögliche Änderungen des Hydraulikdrucks in dem jeweiligen Hydraulikraum (5,6) in¬ nerhalb eines definierten Zeitintervalls gemessen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß in den gemeinsamen Ruhezeiten beider Verdrän¬ gerpumpen (1,2) eine Vorkompression des Dosier- und Hydraulikmediums durch Erhöhung des Hydraulikdrucks in al¬ len Hydraulikräumen (5,6) durch eine Hydraulikdruckquelle (31) erfolgt und daß mögliche Änderungen des Hydraulik- drucks innerhalb eines definierten Zeitintervalls gemessen werden.
4. Zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche geeignete Vorrichtung zur kontrol- lierten Dosierung mindestens einer fließfähigen Komponente, dadurch gekennzeichnet, daß je Komponente zwei gleiche, entweder selbstansaugende oder mit Vordruckzuführung arbei¬ tende oszillierende Verdrängerpumpen (1,2) mit jeweils ei¬ nem Verdrängerelement (9,10) vorgesehen sind, daß je Kompo- nente jeweils eine hydraulische Dosiereinheit (28) über je¬ weils eine leckagedichte Absperrvorrichtung (15,16) an die beiden Hydraulikräume (5,6) der beiden Verdrängerpumpen (1,2) angeschlossen ist, daß mindestens eine hydraulische Dosiereinheit (28) durch eine Hydraulikdruckquelle (31) versorgt wird, daß im Ein- und Ausgang des jeweiligen Do¬ sierraumes (7,8) und Hydraulikraumes (5,6) jeder Ver¬ drängerpumpe (1,2) jeweils eine leckagedichte Absperrvor¬ richtung (15,16,17, 18;24,25,26,27 ) angeordnet ist, daß am Hydraulikraum (5,6) jeder Verdrängerpumpe (1,2) eine Druckmeßeinrichtung (21,22) angeschlossen ist und daß die Verdrängerpumpen (1,2) mit einer die Saug- bzw. Füll- und Dosierhübe zeitlich koordinierenden Steuerung versehen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Verdrängerelemente (9,10) MemPranen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Membranen aus mindestens zwei aufei¬ nander1iegenden, eine umlaufende Einspannstelle bildenden Einzelmembranen bestehen, zwischen denen sich jeweils ein Zwischenraum befindet und daß jeder Zwischenraum über eine Einspannstelle mit jeweils einer Leckage-Ableitung versehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Verdrängerelemente (9,10) Faltenbälge sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Faltenbälge aus mindestens zwei aufeinan¬ derliegenden Trennwänden bestehen, zwischen denen sich je- weils ein Zwischenraum befindet und daß jeder Zwischenraum über eine Ei spannstel e mit jeweils einer Leckage-Ablei¬ tung versehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, da- durch gekennzeichnet, daß die im Ein- und Ausgang des Do¬ sierraumes (7,8) befindlichen Absperrvorrichtungen (24,25,26,27) selbsttätige Rückschlagventile sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, da- durch gekennzeichnet, daß die im Ein- und Ausgang des
Hydrauli raumes (5,6) befindlichen Absperrvorrichtungen (15,16,17,18) elektromagnetisch betätigte 2/2-Sιtzventi le sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die 2/2-Sιtzventile (15,16,17,18) im strom¬ losen Zustand offen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zusätzlich zu den 2/2-Sιtzventι len (15,16,17,18) ein 3/2-Proportιonal-Druckregelventi 1 (23) vorgesehen ist, das beim Umschalten der Dosierleitung (19; und der Abstromleitung (20) mittels der 2/2-Sιtzventι le (15,16, 17,18) über eine einstellbare Zeitdauer eine ste¬ tige Änderung des Volumenstroms und damit des Druckab- bzw. Aufbaus bewirkt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßeinrichtung (21,22) aus einem elektrischen Drucksensor besteht.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Personal Computer oder eine speicher-programmierbare Steuerung vorgesehen ist, der/die den Druckverlauf während der Dichtigkeitsprüfung auswertet.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Hydraulikraum (5,6) mindestens ein durch die Position des Verdrängerelements (9,10) gesteuerter induktiver Näherungsschalter (13,14) an¬ geordnet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die induktiven Näherungsschalter (13,14) im unbetätigten Zustand durchgeschaltet sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Hydraulikraum (5,6) mindestens ein durch die Position des Verdrängerelements (9,10) gesteuerter induktiver Wegaufnehmer angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Verdrängerele¬ ments (9,10) durch volumetπsche Wegmessung mittels der hydraulischen Dosiereinheit (28) ermittelt wird.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Ver¬ drängerpumpeneinheit eine Mikroprozessorsteuerung ist (z.B. speicherprogrammierbare Steuerung oder Personal Computer).
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