WO2013135681A1 - Verdrängerpumpe mit zwangsentlüftung - Google Patents

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WO2013135681A1
WO2013135681A1 PCT/EP2013/054976 EP2013054976W WO2013135681A1 WO 2013135681 A1 WO2013135681 A1 WO 2013135681A1 EP 2013054976 W EP2013054976 W EP 2013054976W WO 2013135681 A1 WO2013135681 A1 WO 2013135681A1
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WO
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pressure
valve
delivery chamber
displacement pump
groove
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PCT/EP2013/054976
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French (fr)
Inventor
Alexander Bubb
Jens Kaibel
Tobias VÖLKER
Original Assignee
Prominent Dosiertechnik Gmbh
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Priority to ES13709872.9T priority patent/ES2621665T3/es
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Priority to SI201330609A priority patent/SI2825774T1/sl
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/06—Venting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B13/00—Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/02—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the valving being fluid-actuated
    • F04B7/0266—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the valving being fluid-actuated the inlet and discharge means being separate members

Definitions

  • the present invention relates to a positive displacement pump with a delivery chamber, which is connected to a pressure and a suction port.
  • the displacement pump furthermore has a displacement element which determines the volume of the delivery space and which can be moved back and forth between a first position in which the delivery space has a smaller volume and a second position in which the delivery space has a larger volume.
  • the pressure connection is usually connected to the delivery chamber via a pressure valve and the suction connection is connected to the delivery chamber via a suction valve.
  • the displacer is oscillated between the first and second positions. During the movement of the displacement element from the first to the second position, the volume of the delivery chamber is increased. As a result, if the pressure in the delivery chamber drops below the pressure in a suction line connected to the suction connection, the suction valve opens and the medium to be conveyed is sucked into the delivery chamber via the suction connection. Once the displacer moves from the second position back toward the first position, i. If the volume in the delivery chamber decreases, the pressure in the delivery chamber increases. The suction valve is closed to prevent backflow of the medium to be pumped into the suction line. As soon as the pressure in the delivery chamber exceeds the pressure in a pressure line connected to the pressure connection, the pressure valve is opened so that the delivery medium located in the delivery chamber can be pressed into the delivery line.
  • the pumped medium is not pumped, i. the desired dosage can not be made.
  • This object is achieved in that, when the pressure valve is closed, a return flow channel conveying space and pressure connection with each other, back flow through the fluid from the pressure line into the pumping chamber and / or gas can escape from the pumping chamber into the pressure line.
  • This backflow ensures that any gas present in the delivery chamber is compressed and at least partially flushed out of the delivery chamber.
  • the return flow channel at its narrowest point has a cross-section which is smaller than 0.5 mm 2 , preferably smaller than 0, 1 mm 2 and most preferably smaller than 0.03 mm 2 .
  • the smaller the cross-section of the return flow channel the lower the loss of delivery due to the presence of the return flow channel.
  • the return flow channel must be able to conduct a sufficient amount of liquid from the pressure line connected to the pressure line in the pumping chamber. Therefore, it is provided in a preferred embodiment that the return flow channel at its narrowest point has a cross section which is greater than 0.005 mm 2 , preferably greater than 0.01 mm 2 and most preferably greater than 0.015 mm 2 . These values are particularly applicable to low-pressure pumps with a back pressure of up to 20 bar and when using aqueous Promotional media of advantage. At higher back pressures smaller cross-sections may be beneficial. For higher viscosity media, larger cross sections may be beneficial.
  • the return flow channel can be arranged as desired, wherein it is preferably to be ensured that the end of the return flow channel connected to the delivery chamber is arranged as far as possible in the upper region of the delivery chamber to ensure that any gas present in the delivery chamber is flushed out via the return flow channel.
  • the return flow channel is arranged in the pressure valve, whereby the time-consuming provision of a bypass connection is eliminated.
  • the pressure valve has a valve body and a valve seat, wherein the valve body between an open position in which the valve body does not come into contact with the valve seat and the delivery chamber is connected to the pressure port, and a closed position in which the valve body with the Valve seat comes into contact, is reciprocable.
  • the valve body may for example consist of a ball which is pressed with or without the aid of a spring in the valve seat.
  • valve seat or valve body are designed such that in the closed position between the valve seat and the valve body, the return flow channel is formed.
  • connection between the pumping chamber on the one hand and pressure line on the other hand even if the valve body is seated in the valve seat, not completely closed, but it remains a small return flow channel open.
  • Such a reflux channel can be realized for example by a bore through the valve seat or the valve body.
  • the valve body may have, at its face contacting the valve seat, a groove arranged such that the groove forms the return flow channel in the closed position.
  • the valve seat may have a sealing surface arranged such that the valve body contacts the sealing surface in the closed position and does not contact the sealing surface in the open position, the sealing surface having a groove , which is arranged such that the groove in the closed position forms the degassing connection between the delivery chamber and the pressure port.
  • This embodiment can be easily realized even with already existing positive displacement pumps by only a corresponding groove is introduced into the sealing surface of the valve seat. It has been found that the groove best has a depth which is less than 0.2 mm, preferably less than 0.1 mm and most preferably between 0.01 and 0.09 mm.
  • the groove may have any cross-section, such as rectangular or triangular. However, the best results were obtained when the groove has a curved groove bottom.
  • the groove bottom has a radius of curvature which is less than 1 mm, preferably less than 0.5 mm and most preferably between 0.15 mm and 0.4 mm.
  • FIG. 1 shows a cross section through a dosing with ball valves of the prior art
  • Figure 2 is a perspective view of a first embodiment of a valve seat according to the invention
  • Figure 3 shows a second embodiment of a valve seat according to the invention
  • Figure 4 is a partial cross-sectional view through the valve seat of the first embodiment.
  • the dosing head 5 has a delivery chamber 4, the volume of which is defined by the delivery element 3 designed as a metering diaphragm. As indicated by the double arrow, this dosing membrane 3 can be moved back and forth between two positions, whereby the volume of the delivery chamber 4 can be varied.
  • the delivery chamber 4 is on the one hand on the Suction valve 7 connected to a suction line 1 and on the other hand via the pressure valve 6 with a pressure line 2 connectable.
  • the pressure valve 6 has a valve seat 10, against which by means of a spring element 9 designed as a valve body ball 8 is pressed. Alternatively, the valve element could also be pressed by means of its weight against the valve seat.
  • the suction valve connected to the suction line is constructed in the same way.
  • the metering membrane in FIG. 1 is moved to the right, i. increases the volume of the pumping chamber 4, the pressure in the pumping chamber initially decreases until the pressure in the suction line is greater than the pressure in the pumping chamber. Then, the suction valve 7 opens, so that pumped medium is sucked from the suction line into the pumping chamber 4. Now, if the movement of the membrane 3 is reversed, i. the volume in the pumping chamber 4 is reduced again, the pressure in the pumping chamber 4 increases, the suction valve 7 is closed in order to prevent pumped fluid from being pushed back from the pumping chamber 4 into the suction line 1.
  • the ball 8 is pressed against the spring force 9, the weight of the ball 8 and the force applied by the medium in the pressure line on the valve ball force from the valve seat 10, so There is an opening between the pumping chamber 4 and the pressure line 2, through which the pumped medium can be transported from the pumping chamber into the pressure line 2.
  • the dosing membrane 3 By means of an oscillating movement of the dosing membrane 3, the delivery medium from the suction line can be dosed into the pressure line.
  • gas may have formed in the conveying space 4, in particular after a longer standstill of the pump.
  • valve seats 10 'and 10 "according to the invention are therefore shown in Figures 2 and 3. These valve seats can be used at the position of the valve seat 10 shown in Figure 1.
  • the valve seats have sealing surfaces 1 1, 12, wherein in FIG 2 In the first embodiment, the valve seat has a conical sealing surface, while in the second embodiment shown in FIG. 3 the valve seat has a spherically shaped sealing surface 12. It is understood that the sealing surfaces of the valve seat must be formed corresponding to the shape of the valve body 8.
  • the valve seat now has a groove 13, 14, which preferably extends through the entire sealing surface.
  • This groove ensures that even when the sealing body 8 rests on the sealing surface 1 1, 12 of the valve seat 10 ', 10 ", a return flow channel is provided by the groove, through which a small amount of fluid from the pressure connection back into the In the embodiments shown in Figures 2 and 3, the grooves 13, 14 bridge the shortest way the sealing surfaces 1 1, 12.
  • the groove on not In addition, of course, a plurality of grooves may be provided, which need not necessarily all be arranged in the valve seat, but could for example also be arranged on the outside of the valve body 8.
  • FIG. 4 shows a cross section through the groove 13 of the first embodiment of FIG. It can be seen that the groove has a curved groove bottom with a radius of curvature r, resulting in a groove width d and a groove depth t.
  • the groove width d is preferably selected in the range between 0.15 and 0.5 mm.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe mit einem Förderraum, welcher mit einem Druck- und einem Sauganschluss verbunden ist, einem das Volumen des Förderraum bestimmendes Verdrängerelement, das zwischen einer ersten Position, in der der Förderraum ein kleineres Volumen aufweist, und einer zweiten Position, in der der Förderraum ein größeres Volumen aufweist, hin- und herbewegt werden kann, wobei der Druckanschluss über ein Druckventil mit dem Förderraum verbunden ist und der Sauganschluss über ein Saugventil mit dem Förderraum verbunden ist. Um eine Verdrängerpumpe bereitzustellen, die einfach und kostengünstig herzustellen ist und zugleich zuverlässig eine Entgasungsfunktion bereitstellt, wodurch Stillstandszeiten reduziert und die Zuverlässigkeit des Förderprozesses erhöht werden kann, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass bei geschlossenem Druckventil ein Rückflusskanal Förderraum und Druckanschluss verbindet, durch den Medium in den Förderraum gelangen kann und/oder Gas aus dem Förderraum entweichen kann.

Description

Verdrängerpumpe mit Zwangsentlüftung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe mit einem Förderraum, welche mit einem Druck- und einem Sauganschluss verbunden ist. Die Verdrängerpumpe weist des Weiteren einen das Volumen des Förderraumes bestimmendes Verdrängerelement auf, das zwischen einer ersten Position, in der der Förderraum ein kleineres Volumen aufweist, und einer zweiten Position, in der der Förderraum ein größeres Volumen aufweist, hin- und herbewegt werden kann. Üblicherweise ist der Druckanschluss über ein Druckventil mit dem Förderraum verbunden und der Sauganschluss ist über ein Saugventil mit dem Förderraum verbunden.
Um ein Medium zu fördern, wird das Verdrängerelement oszillierend zwischen der ersten und zweiten Position hin- und herbewegt. Bei der Bewegung des Verdrängerelementes von der ersten in die zweite Position wird das Volumen des Förderraums vergrößert. Sinkt dadurch der Druck im Förderraum unter den Druck in einer mit dem Sauganschluss verbundenen Sauglei- tung, so öffnet sich das Saugventil und über den Sauganschluss wird zu förderndes Medium in den Förderraum eingesaugt. Sobald das Verdrängerelement sich von der zweiten Position wieder in Richtung der ersten Position bewegt, d.h. sich das Volumen im Förderraum verringert, steigt der Druck im Förderraum an. Das Saugventil wird verschlossen, um ein Zurückströmen des zu fördernden Mediums in die Saugleitung zu verhindern. Sobald der Druck im Förderraum den Druck in einer mit dem Druckanschluss verbundenen Druckleitung überschreitet, wird das Druckventil geöffnet, sodass das sich im Förderraum befindliche Fördermedium in die Druckleitung gedrückt werden kann.
Eine solche als Membranpumpe ausgebildete Verdrängerpumpe ist in der EP 1 546 557 B1 ge- zeigt und beschrieben.
Beim Dosieren von Flüssigkeiten, insbesondere von ausgasenden Fördermedien, wie zum Beispiel Natriumhypochlorit (NaCIO), können sich Luftblasen in der mit dem Sauganschluss verbundenen Saugleitung bilden und in den Dosierkopf gesaugt werden. Auch ist es möglich, dass sich in der Förderkammer Luftblasen bilden. Dies ist häufig nach längeren Dosierpausen, zum Beispiel nach einem Wochenende, der Fall. Da der Sauganschluss mit einer Saugleitung verbunden ist, die im einfachsten Falle als Schlauch ausgebildet ist und in einem Vorratsbehälter endet, kann es bei einem Austausch des Vorratsbehälters, insbesondere bei laufender Pumpe, vor- kommen, dass die Saugleitung kurzzeitig nicht mehr mit dem Fördermedium verbunden ist und Luft ansaugt.
Befindet sich zu viel Gas im Dosierkopf einer oszillierenden Förderpumpe, dann kann es zu Stö- rungen des Dosiervorgangs kommen, sofern die Eigenkompressionsfähigkeit des Dosierkopfes aufgrund des eingeschlossenen Gasvolumens nicht ausreicht, um das Druckventil gegen die Rückschlagfeder, das Eigengewicht des Schließkörpers sowie den Systemdruck zu öffnen. Mit anderen Worten, kann es passieren, dass, wenn der Gasanteil im Förderraum zu hoch wird, trotz der Bewegung des Verdrängerelementes von der zweiten in die erste Position sich der Druck im Förderraum nicht ausreichend erhöht, um das mit dem Druckanschluss verbundene Druckventil zu öffnen. Ursache dafür ist die im Vergleich zu Flüssigkeiten hohe Komprimierbarkeit von Gas.
Gelingt es daher dem Verdrängerelement nicht mehr, einen genügend hohen Druck zur Öffnung des Druckventils aufzubringen, wird das Fördermedium nicht gepumpt, d.h. die gewünschte Do- sierung kann nicht erfolgen.
Um diesen Fehlerzustand verlassen zu können, ist es notwendig, die Kompressionsfähigkeit auf den am Druckanschluss anliegenden Gegendruck wiederherzustellen. Dies kann dadurch erfolgen, dass wieder etwas Flüssigkeit in den Förderraum gebracht wird, um das Verhältnis von kompressiblen zu inkompressiblen Medien wieder so zu verbessern, dass der bei der durch die Bewegung des Förderelementes aufgebaute Druck den an dem Druckanschluss anliegenden Gegendruck wieder erreichen kann.
Bei der in der EP 1 546 557 B1 gezeigten Förderpumpe ist daher eine zusätzliche Verbindung zwischen Förderraum einerseits und Druckanschluss andererseits vorgesehen, die intermittierend geöffnet wird, um Flüssigkeit den Wiedereintritt von der Druckleitung in den Förderraum zu ermöglichen, wodurch gleichzeitig Gas aus dem Förderraum entweichen kann, sodass sich das Verhältnis zwischen kompressiblen Gasen und inkompressiblen Flüssigkeiten wieder verbessert und im Idealfall der am Druckanschluss anliegende Gegendruck in der Förderkammer wieder erreicht werden kann.
Diese Lösung ist jedoch relativ aufwendig, da neben einer zusätzlichen Bypassleitung, ein diese verschließendes Ventil sowie eine An Steuervorrichtung zum Ansteuern des Ventils vorgesehen sein muss.
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verdrängerpumpe bereitzustellen, die einfach und kostengünstig herzustellen ist und zugleich zuverlässig eine Entgasungsfunktion bereitstellt, wodurch Stillstandszeiten reduziert und die Zuverlässigkeit des Förderprozesses erhöht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei geschlossenem Druckventil ein Rückflusskanal Förderraum und Druckanschluss miteinander verbindet, durch den Fördermedium aus der Druckleitung in den Förderraum rückströmen und/oder Gas aus dem Förderraum in die Druckleitung entweichen kann.
Mit anderen Worten, ist selbst bei geschlossenem Druckventil ein kleiner Rückflusskanal geöff- net, durch den Fördermedium von der mit dem Druckanschluss verbundenen Druckleitung in den Förderraum zurückströmen kann. In gleicher Weise kann Gas aus dem Förderraum über den Rückflusskanal in eine mit dem Druckanschluss verbundene Druckleitung entweichen. Der Rückflusskanal dient daher sowohl dem Rückfluss von Medium als auch dem Abfluss von Gas (Entgasung).
Durch dieses Zurückströmen wird sichergestellt, dass gegebenenfalls im Förderraum befindliches Gas komprimiert wird und zumindest teilweise aus dem Förderraum gespült wird.
Diese Verbindung reduziert den Wrkungsgrad und damit die Pumpleistung der Verdrängerpum- pe ein wenig.
Dies kann jedoch hingenommen werden, solange sichergestellt ist, dass der Verlust an Förderleistung durch die Bereitstellung des Rückflusskanals im Vergleich zum geförderten Volumen gering ist.
Daher ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der Rückflusskanal an seiner engsten Stelle einen Querschnitt aufweist, der kleiner als 0,5 mm2, vorzugsweise kleiner als 0, 1 mm2 und am besten kleiner als 0,03 mm2 ist. Grundsätzlich gilt, je kleiner der Querschnitt des Rückflusskanals ist, umso geringer ist der Verlust an Förderleistung aufgrund des Vorhanden- seins des Rückflusskanals.
Andererseits muss der Rückflusskanal in der Lage sein, eine ausreichende Menge an Flüssigkeit von der mit dem Druckanschluss verbundenen Druckleitung in den Förderraum zu leiten. Daher ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der Rückflusskanal an seiner engsten Stelle einen Querschnitt aufweist, der größer als 0,005 mm2, vorzugsweise größer als 0,01 mm2 und am besten größer als 0,015 mm2 ist. Diese Werte sind insbesondere bei Niederdruckpumpen mit einem Gegendruck von bis zu 20 bar und bei der Verwendung von wässrigen Fördermedien von Vorteil. Bei höheren Gegendrücken können kleinere Querschnitte von Vorteil sein. Bei Fördermedien mit höheren Viskosität können größere Querschnitte von Vorteil sein.
Versuche haben nämlich gezeigt, dass zu kleine Querschnitte häufig durch Verunreinigungen verstopft werden können, wodurch die gewünschte Rückström- bzw. Entgasungsfunktion unterbunden wird.
Grundsätzlich kann der Rückflusskanal beliebig angeordnet werden, wobei vorzugsweise darauf zu achten ist, dass das mit dem Förderraum verbundene Ende des Rückflusskanals möglichst im oberen Bereich des Förderraums angeordnet ist, um sicherzustellen, dass sich eventuell im Förderraum befindliches Gas über den Rückflusskanal herausgespült wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Rückflusskanal im Druckventil angeordnet, wodurch das aufwändige Bereitstellen einer Bypassverbindung entfällt.
Üblicherweise weist das Druckventil einen Ventilkörper und einen Ventilsitz auf, wobei der Ventilkörper zwischen einer offenen Position, in der der Ventilkörper nicht mit dem Ventilsitz in Kontakt tritt und der Förderraum mit dem Druckanschluss verbunden ist, und einer geschlossenen Position, in der der Ventilkörper mit dem Ventilsitz in Kontakt tritt, hin- und herbewegbar ist. Der Ventil- körper kann beispielsweise aus einer Kugel bestehen, die mit oder ohne Hilfe einer Feder in den Ventilsitz gedrückt wird. Wenn der Druck im Förderraum größer ist als die Summe aus der Federkraft, der vom Ventilkörper aufgebrachten Gewichtskraft und der von dem in der Druckleitung befindlichen Medium auf den Ventilkörper aufgebrachten Kraft, wird die Kugel aus dem Ventilsitz gedrückt, sodass sich zwischen Kugel einerseits und Ventilsitz andererseits ein Ringspalt öffnet, durch den das Fördermedium aus dem Förderraum in die Druckleitung gepumpt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist nun vorgesehen, dass Ventilsitz oder Ventilkörper derart ausgestaltet sind, dass in der geschlossenen Position zwischen Ventilsitz und Ventilkörper der Rückflusskanal gebildet wird.
Mit anderen Worten wird die Verbindung zwischen Förderraum einerseits und Druckleitung andererseits selbst dann, wenn der Ventilkörper im Ventilsitz sitzt, nicht vollständig verschlossen, sondern es bleibt ein kleiner Rückflusskanal geöffnet.
Ein solcher Rückflusskanal kann beispielsweise durch eine Bohrung durch den Ventilsitz oder den Ventilkörper verwirklicht werden. In einem anderen Beispiel kann der Ventilkörper an seiner mit dem Ventilsitz in Kontakt tretenden Fläche eine Rille aufweisen, die derart angeordnet ist, dass die Rille in der geschlossenen Position den Rückflusskanal bildet. Alternativ oder in Kombination dazu, kann der Ventilsitz eine Dichtfläche aufweisen, die derart angeordnet ist, dass der Ventilkörper in der geschlossenen Position mit der Dichtfläche in Kontakt tritt und in der offenen Position nicht mit der Dichtfläche in Kontakt tritt, wobei die Dichtfläche eine Rille aufweist, die derart angeordnet ist, dass die Rille in der geschlossenen Position die Entgasungsverbindung zwischen Förderraum und Druckanschluss bildet.
Diese Ausführungsform kann auch bei bereits existenten Verdrängerpumpen leicht verwirklicht werden, indem lediglich in die Dichtfläche des Ventilsitzes eine entsprechende Rille eingebracht wird. Es hat sich gezeigt, dass die Rille am besten eine Tiefe hat, die kleiner als 0,2 mm, vorzugsweise kleiner als 0,1 mm und am besten zwischen 0,01 und 0,09 mm ist.
Grundsätzlich kann die Rille jeden beliebigen Querschnitt, wie zum Beispiel rechteckig oder dreieckig, aufweisen. Die besten Ergebnisse wurden jedoch erzielt, wenn die Rille einen gekrümmten Rillengrund hat. Vorzugsweise weist der Rillengrund einen Krümmungsradius auf, der kleiner als 1 mm, vorzugsweise kleiner als 0,5 mm und am besten zwischen 0, 15 mm und 0,4 mm ist.
Selbstverständlich können auch mehrere Ventile in Reihe hintereinander angeordnet sein. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen. Es zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt durch einen Dosierkopf mit Kugelventilen des Standes der Technik, Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilsitzes,
Figur 3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilsitzes und
Figur 4 eine Teilquerschnittsansicht durch den Ventilsitz der ersten Ausführungsform.
In Figur 1 ist eine Querschnittsansicht durch einen Dosierkopf 5 des Standes der Technik ge- zeigt. Der Dosierkopf 5 weist einen Förderraum 4 auf, dessen Volumen durch das als Dosiermembran ausgebildete Förderelement 3 festgelegt wird. Diese Dosiermembran 3 kann, wie durch den Doppelpfeil angedeutet ist, zwischen zwei Positionen hin- und herbewegt werden, wodurch das Volumen des Förderraums 4 variiert werden kann. Der Förderraum 4 ist einerseits über das Saugventil 7 mit einer Saugleitung 1 verbindbar und andererseits über das Druckventil 6 mit einer Druckleitung 2 verbindbar. Das Druckventil 6 weist einen Ventilsitz 10 auf, gegen welchen mittels eines Federelementes 9 eine als Ventilkörper ausgebildete Kugel 8 gepresst wird. Alternativ dazu könnte das Ventilelement auch mittels seiner Gewichtskraft gegen den Ventilsitz gepresst wer- den. Das mit der Saugleitung verbundene Saugventil ist in gleicher Weise aufgebaut.
Wird nun in einem ersten Schritt die Dosiermembran in Figur 1 nach rechts bewegt, d.h. das Volumen des Förderraums 4 vergrößert, so sinkt der Druck im Förderraum zunächst ab bis der Druck in der Saugleitung größer ist als der Druck im Förderraum. Dann öffnet sich das Saugventil 7, sodass Fördermedium aus der Saugleitung in den Förderraum 4 gesaugt wird. Wird nun die Bewegung der Membran 3 umgekehrt, d.h. das Volumen im Förderraum 4 wieder reduziert, so steigt der Druck im Förderraum 4 an, das Saugventil 7 wird verschlossen, um zu verhindern, dass Fördermedium aus dem Förderraum 4 in die Saugleitung 1 zurückgedrückt wird. Sobald der Druck im Förderraum 4 größer ist als der Druck in der Druckleitung, wird die Kugel 8 gegen die Federkraft 9, das Eigengewicht der Kugel 8 und dem von dem in der Druckleitung befindlichen Medium auf die Ventilkugel aufgebrachte Kraft aus dem Ventilsitz 10 gedrückt, sodass eine Öffnung zwischen Förderraum 4 und Druckleitung 2 besteht, durch welche das Fördermedium aus dem Förderraum in die Druckleitung 2 transportiert werden kann. Durch eine oszillierende Bewegung der Dosiermembran 3 kann so Fördermedium aus der Saugleitung in die Druckleitung dosiert werden.
Wird über die Saugleitung versehentlich Luft oder ein anderes Gas angesaugt oder wird ein ausgasendes Medium gefördert, so kann sich insbesondere nach längerem Stillstand der Pumpe im Förderraum 4 Gas gebildet haben.
Da Gase im Gegensatz zu Flüssigkeiten komprimierbar sind, kann es dann passieren, dass trotz oszillierender Bewegung der Dosiermembran 3 der Druck im Förderraum 4 nicht mehr so stark ansteigt, dass sich das Druckventil 6 gegen den in der Druckleitung herrschenden Gegendruck öffnet. In solch einer Situation kann kein Fördermedium gefördert werden.
Es ist dann notwendig, wieder Fördermedium in den Förderraum 4 zu transportieren, bzw. das darin befindliche Gas aus dem Förderraum zu entfernen, um die Funktionsweise der Pumpe wiederherzustellen.
In den Figuren 2 und 3 sind daher zwei Ausführungsformen erfindungsgemäßer Ventilsitze 10' und 10" gezeigt. Diese Ventilsitze können an der in Figur 1 gezeigten Position des Ventilsitzes 10 verwendet werden. Die Ventilsitze weisen Dichtflächen 1 1 , 12 auf, wobei bei der in Figur 2 ge- zeigten ersten Ausführungsform der Ventilsitz eine konische Dichtfläche aufweist, während bei der in Figur 3 gezeigten zweiten Ausführungsform der Ventilsitz eine sphärisch geformte Dichtfläche 12 aufweist. Es versteht sich, dass die Dichtflächen des Ventilsitzes entsprechend korrespondierend mit der Form des Ventilkörpers 8 ausgebildet sein müssen.
Erfindungsgemäß weist der Ventilsitz nun eine Rille 13, 14 auf, die sich vorzugsweise durch die gesamte Dichtfläche hindurch erstreckt. Diese Rille sorgt dafür, dass selbst dann, wenn der Dichtkörper 8 auf der Dichtfläche 1 1 , 12 des Ventilsitzes 10', 10" aufliegt, durch die Rille ein Rückflusskanal bereitgestellt wird, durch den in geringem Maße Fördermedium vom Druckan- schluss zurück in den Förderraum 4 fließen kann, wodurch das sich eventuell darin befindliche Gas entweichen kann. Bei den in Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen überbrücken die Rillen 13, 14 auf kürzestem Wege die Dichtflächen 1 1 , 12. Je nach Anwendungsfall kann die Rille jedoch auch auf nicht direktem Wege, zum Beispiel spiralförmig die Dichtfläche überbrücken. Zudem können selbstverständlich mehrere Rillen vorgesehen sein, die nicht notwendigerweise alle im Ventilsitz angeordnet sein müssen, sondern beispielsweise auch an der Außenseite des Ventilkörpers 8 angeordnet sein könnten.
In Figur 4 ist ein Querschnitt durch die Rille 13 der ersten Ausführungsform von Figur 2 gezeigt. Man erkennt, dass die Rille einen gekrümmten Rillengrund mit einem Krümmungsradius r aufweist, wodurch sich eine Rillenbreite d und eine Rillentiefe t ergibt. Die Rillenbreite d wird vor- zugsweise im Bereich zwischen 0,15 und 0,5 mm gewählt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Verdrängerpumpe mit einem Förderraum, welcher mit einem Druck- und einem Saugan- schluss verbunden ist, einem das Volumen des Förderraum bestimmendes Verdrängerelement, das zwischen einer ersten Position, in der der Förderraum ein kleineres Volumen aufweist, und einer zweiten Position, in der der Förderraum ein größeres Volumen aufweist, hin- und herbewegt werden kann,
wobei der Druckanschluss über ein Druckventil mit dem Förderraum verbunden ist und der Sauganschluss über ein Saugventil mit dem Förderraum verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossenem Druckventil ein Rückflusskanal Förderraum und Druckanschluss verbindet, durch den Medium in den Förderraum gelangen kann und/oder Gas aus dem Förderraum entweichen kann.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rückflusskanal an seiner engsten Stelle einen Querschnitt aufweist, der größer als 0,005mm2, vorzugsweise größer als 0,01 mm2 und am besten größer als 0,015mm2 ist.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückflusskanal an seiner engsten Stelle einen Querschnitt aufweist, der kleiner als 0,5 mm2, vorzugsweise kleiner als 0,1 mm2 und am besten kleiner als 0,03 mm2 ist.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil den Rückflusskanal aufweist.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil einen Ventilkörper und einen Ventilsitz aufweist, wobei der Ventilkörper zwischen einer offenen Position, in der der Ventilkörper nicht mit dem Ventilsitz in Kontakt tritt und der Förderraum mit dem Druckanschluss verbunden ist, und einer geschlossenen Position, in der der Ventilkörper mit dem Ventilsitz in Kontakt tritt, hin- und herbewegbar ist, wobei Ventilsitz oder Ventilkörper derart ausgestaltet ist, dass in der geschlossenen Position zwischen Ventilsitz und Ventilkörper der Rückflusskanal gebildet wird.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper an seiner mit dem Ventilsitz in Kontakt tretenden Fläche eine Rille aufweist, die derart angeordnet ist, dass die Rille in der geschlossenen Position den Rückflusskanal bildet.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz eine Dichtfläche aufweist, die derart angeordnet ist, dass der Ventilkörper in der ge- schlossenen Position mit der Dichtfläche in Kontakt tritt und in der offenen Position nicht mit der Dichtfläche in Kontakt tritt, wobei die Dichtfläche eine Rille aufweist, die derart angeordnet ist, dass die Rille in der geschlossenen Position die Entgasungsverbindung zwischen Förderraum und Druckanschluss bildet.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rille eine Tiefe hat, die kleiner als 0,2mm, vorzugsweise kleiner als 0, 1 mm und am besten zwischen 0,01 und 0,09 mm ist.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rille einen gekrümmten Rillengrund hat, wobei der Rillengrund vorzugsweise einen Krümmungsradius aufweist, der kleiner als 1 mm, vorzugsweise kleiner als 0,5 mm und am besten zwischen 0, 15 mm und 0,4 mm ist.
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