WO2014016388A1 - Dosieranlage sowie dosierpumpe hierfür - Google Patents

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WO2014016388A1
WO2014016388A1 PCT/EP2013/065756 EP2013065756W WO2014016388A1 WO 2014016388 A1 WO2014016388 A1 WO 2014016388A1 EP 2013065756 W EP2013065756 W EP 2013065756W WO 2014016388 A1 WO2014016388 A1 WO 2014016388A1
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delivery chamber
pressure
metering
suction
dosing
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PCT/EP2013/065756
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French (fr)
Inventor
Jens Kaibel
Joachim Schall
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Prominent Dosiertechnik Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B13/00—Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities
    • 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
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/02—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts the fluids being viscous or non-homogeneous
    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a metering system for metering a liquid metering medium with a suction line which is filled with a metering medium with the liquid pressure ps, and a pressure line which is filled with the metering medium with the liquid pressure pd, wherein the suction line via a trained as a metering pump Dosing is connected to the pressure line. With the help of the dosing pump then dosing can be promoted from the suction line in the pressure line.
  • the metering pump has a delivery chamber whose volume can be changed by means of a movable displacement element, for example a membrane, such that in a first position of the displacement element the delivery chamber has a minimum volume V m in and in a second position of the displacement element the delivery chamber has a maximum volume V ma x.
  • the delivery chamber is connected via a pressure valve to the pressure line and a suction valve to the suction line, so sucked by an oscillating movement of the displacer in alternation dosing from the suction via the suction valve in the delivery chamber and dosing from the delivery chamber via the pressure valve in the Pressure line can be discharged.
  • a movable displacement element for example a membrane
  • EP 1 546 557 B1 describes a metering pump in the form of a diaphragm pump.
  • the displacer element If, therefore, it is no longer possible for the displacer element to apply a sufficiently high pressure to open the pressure valve, the pumped medium is not pumped, that is to say the desired metering can not take place. In order to be able to leave this fault condition, it is necessary to restore the compressibility to the back pressure pd applied to the pressure port.
  • the metering pump has a screwable vent opening to the delivery chamber, which can be opened manually, so that the metering pump does not have to work against the liquid pressure pd, but against the ambient pressure for a short time, so that the gas present in the delivery chamber can escape via the vent opening.
  • a manual intervention is necessary.
  • Another solution is to equip corresponding vents with an actively controllable valve and to open this valve in periodic sections.
  • this method has the disadvantage that the vent opening is also opened when there is no gas in the pumping chamber and therefore a certain leakage current of the pumped medium occurs.
  • an additional connection is provided between delivery chamber on the one hand and pressure connection on the other hand, which is opened intermittently to allow liquid to re-enter from the pressure line into the delivery chamber, whereby gas can simultaneously escape from the delivery chamber so that the ratio between compressible gases and incompressible fluids improves again and, ideally, the back pressure pd applied to the pressure port can be reached again in the delivery chamber.
  • this solution is relatively complex, since in addition to an additional bypass line, a valve closing this and a driving device for driving the valve must be provided.
  • the intermittent opening of the bypass valve reduces the efficiency of the pump, since the opening takes place even if no gas is contained in the pumping chamber.
  • the exponent ⁇ is also referred to as adiabatic exponent and is a physical quantity describing the ratio of the specific heat capacity of a medium at constant pressure to the specific heat capacity of the medium at constant volume.
  • the value ⁇ is different for each gas and also temperature-dependent. However, it has been shown that for ⁇ a value of 1.5 can be used to capture all practically relevant use cases.
  • the displacement element must be able to withstand the back pressure, i. work the pressure pd on the pressure line. Since usually the delivery chamber is connected via a check valve to the pressure line, the displacer has to work against the spring of the check valve and optionally - depending on the arrangement of the closing body of the valve - against the weight of the closing body.
  • the ratio of the maximum volume V ma x and the minimum volume V m in the delivery chamber is chosen so large that even when the delivery space is completely filled with air, the necessary pressure pd can be achieved.
  • the liquid pressure of the metering medium in the suction line p s will correspond to the atmospheric pressure, but also applications are conceivable in which the suction line is already under positive or negative pressure.
  • V ma x and V m are ratios between V ma x and V m in thus depends on the expected liquid pressure pd in the pressure line.
  • the metering system in the pressure line to a liquid pressure pd> 7 bar, preferably pd> 10 bar and best pd> 16 bar. Especially at such high liquid pressures is a reliable vent for accurate dosing advantage.
  • the appropriate choice of the ratio between the maximum volume and the minimum volume of the delivery chamber ensures that a dosing, in which the metering pump is used, ensures for most applications that even when completely filled with air delivery chamber, the inherent compressibility of the metering pump large enough is to promote the air from the delivery chamber against the liquid pressure pd of the pressure line.
  • a third position of the displacement element in which the delivery chamber has a working volume VA, where Vmin ⁇ VA ⁇ V ma x, and Dosing pump has two modes of operation, wherein in a metering mode, the displacer is reciprocated between the first and the second position or between the second and the third position, and is reciprocated in a venting mode between the first and the second position.
  • V ma x - V m the maximum stroke volume (V ma x - V m) is achieved only during the bleeding mode, whereby during the normal dispensing stroke volume only (V ma x - VA) - or is (Vmin V A).
  • a smaller stroke volume and, concomitantly, a smaller stroke of the displacement element can, in particular when the displacement element is designed as a membrane, extend the service life of the displacement element. Therefore, in a preferred embodiment, form provided that the maximum stroke takes place only in the venting mode, while in dosing only a reduced stroke takes place.
  • a device which switches the metering pump at regular intervals for a short time in the venting mode.
  • the metering pump could be switched to the venting mode every fiftieth or every two hundredth stroke for one stroke, whereby any gaseous medium possibly located in the delivery chamber is reliably pushed out of the delivery chamber.
  • the metering pump may also have a device for detecting a gaseous medium in the delivery chamber, so that a control device may be provided which switches the metering pump in the venting mode when the detection device detects gaseous medium in the head.
  • Figure 1 shows a cross section through a dosing of a metering pump according to the invention and Figure 2 is a perspective plan view of the embodiment shown in Figure 1.
  • FIG. 1 shows a sectional view through a metering head of an embodiment of a metering pump according to the invention.
  • the dosing head 10 has a displacement element 1, which is connected to a membrane 2. Due to the movement of the displacement element 1, the membrane 2 is moved back and forth, so that the volume of the delivery chamber 3 changes.
  • the delivery chamber 3 is connected to a suction port 5 via two series-connected check valves 8, 9, which form the suction valve.
  • a suction line of a dosing system can be connected to the suction connection 5, so that dosing medium is sucked out of the suction line into the delivery chamber 3, when the membrane 2 moves together with the displacement element 1 such that the volume of the delivery chamber 3 increases.
  • the delivery chamber 3 is also connected to a pressure port 4 via two check valves 6, 7 arranged in series, which together form the pressure valve.
  • the pressure connection can be connected to the pressure line of a metering system, so that when the membrane 2 moves together with the displacement element 1 such that the volume of the delivery chamber 3 is reduced, metering via the two check valves 6, 7 and the pressure port 4 in the Pressure line is pressed.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the dosing head 10 and one recognizes both the pressure connection 4 and the suction connection 5.
  • the delivery chamber 3 consists on the one hand of the space in which the membrane moves back and forth and on the other hand from a pressure channel 1 1, which connects the membrane space with the check valve 7, and a suction channel 12, the membrane space with the check valve 9 connects. Both the pressure channel 1 1 and the suction channel 12 form part of the delivery chamber volume.
  • both the pressure channel 1 1 and the suction channel 12 are arranged transversely to the direction of movement of the displacement element 1, that is, the direction of movement of the displacement element closes with the direction of movement of a closing element of the pressure valve and with the direction of movement of a closing element of the suction valve at an angle of about 45 °.
  • the ratio V m ax / V m in at about 3.
  • this ratio can be selected to be even greater if the metering pump is to pump against high pressures.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosieranlage zur Dosierung eines flüssigen Dosiermediums mit einer Saugleitung, die mit einem Dosiermedium mit dem Flüssigkeitsdruck ps gefüllt ist, und einer Druckleitung, die mit dem Dosiermedium mit dem Flüssigkeitsdruck pd gefüllt ist, wobei die Saugleitung über ein als Dosierpumpe ausgebildetes Dosierorgan mit der Druckleitung verbunden ist, mit der Dosiermedium aus der Saugleitung in die Druckleitung gefördert werden kann, wobei die Dosierpumpe einen Förderraum aufweist, dessen Volumen mit Hilfe eines bewegbaren Verdrängerelementes derart verändert werden kann, dass in einer ersten Position des Verdrängerelementes der Förderraum ein minimales Volumen Vmin und in einer zweiten Position des Verdrängerelementes der Förderraum ein maximales Volumen Vmax aufweist, wobei der Förderraum über ein Druckventil mit der Druckleitung und über ein Saugventil mit der Saugleitung verbunden ist, so dass durch eine oszillierende Bewegung des Verdrängerelementes im Wechsel Dosiermedium aus der Saugleitung über das Saugventil in den Förderraum gesaugt und Dosiermedium aus dem Förderraum über das Druckventil in die Druckleitung abgegeben werden kann. Um eine Dosieranlage sowie eine hierfür angepasste Dosierpumpe zur Verfügung zu stellen, die einen hohen Wirkungsgrad aufweist, keinen Leckstrom zeigt und die einfach aufgebaut ist., wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass Formel (I), wobei κ = 1,5 ist.

Description

Dosieranlage sowie Dosierpumpe hierfür
BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosieranlage zur Dosierung eines flüssigen Dosiermediums mit einer Saugleitung, die mit einem Dosiermedium mit dem Flüssigkeitsdruck ps gefüllt ist, und einer Druckleitung, die mit dem Dosiermedium mit dem Flüssigkeitsdruck pd gefüllt ist, wobei die Saugleitung über ein als Dosierpumpe ausgebildetes Dosierorgan mit der Druckleitung verbunden ist. Mit Hilfe der Dosierpumpe kann dann Dosiermedium aus der Saugleitung in die Druckleitung gefördert werden. Hierzu weist die Dosierpumpe einen Förderraum auf, dessen Volumen mit Hilfe eines bewegbaren Verdrängerelementes, zum Beispiel einer Membran, derart verändert werden kann, dass in einer ersten Position des Verdrängerelementes der Förderraum ein minimales Volumen Vmin und in einer zweiten Position des Verdrängerelementes der Förderraum ein maximales Volumen Vmax aufweist. Dabei ist der Förderraum über ein Druckventil mit der Druckleitung und über ein Saugventil mit der Saugleitung verbunden, so dass durch eine oszillierende Bewegung des Verdrängerelementes im Wechsel Dosiermedium aus der Saugleitung über das Saugventil in den Förderraum gesaugt und Dosiermedium aus dem Förderraum über das Druckventil in die Druckleitung abgegeben werden kann. Solche Dosieranlagen und entsprechende Dosierpumpen sind seit langem bekannt.
In der EP 1 546 557 B1 ist eine als Membranpumpe ausgebildete Dosierpumpe beschrieben.
Beim Dosieren von Flüssigkeiten, insbesondere von ausgasenden Fördermedien, wie zum Bei- spiel Natriumhypochlorid (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 Fall als Schlauch ausgebildet ist und in einem Vorratsbehälter en- det, kann es bei einem Austausch des Vorratsbehälters, insbesondere bei laufender Pumpe, vorkommen, dass die Saugleitung kurzzeitig nicht mehr mit dem Fördermedium verbunden ist und Luft ansaugt. Befindet sich zu viel Gas im Förderraum einer oszillierenden Förderpumpe, dann kann es zu Störungen des Dosiervorgangs kommen, sofern die eigene Kompressionsfähigkeit der Pumpe aufgrund des eingeschlossenen Gasvolumens nicht ausreicht, um das Druckventil gegen den Flüssigkeitsdruck pd und gegebenenfalls gegen die Rückschlagfeder und das Eigengewicht des Schließkörpers des Druckventils 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, das heißt die gewünschte Dosierung kann nicht erfolgen. Um diesen Fehlerzustand verlassen zu können, ist es notwendig, die Kompressionsfähigkeit auf den am Druckanschluss anliegenden Gegendruck pd wiederherzustellen.
Hierzu sind verschiedene Lösungsansätze bekannt. Im einfachsten Fall weist die Dosierpumpe eine verschraubbare Entlüftungsöffnung zum Förderraum auf, die manuell geöffnet werden kann, so dass die Dosierpumpe kurzzeitig nicht gegen den Flüssigkeitsdruck pd, sondern gegen den Umgebungsdruck arbeiten muss, so dass das im Förderraum vorhandene Gas über die Entlüftungsöffnung entweichen kann. Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass ein manueller Eingriff notwendig ist. Eine weitere Lösung besteht darin, entsprechende Entlüftungsöffnungen mit einem aktiv ansteuerbaren Ventil auszustatten und dieses Ventil in periodischen Abschnitten zu öffnen. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass die Entlüftungsöffnung auch geöffnet wird, wenn sich kein Gas im Förderraum befindet und daher ein gewisser Leckstrom des Fördermediums auftritt. Bei der in der EP 1 546 557 B1 gezeigten Förderpumpe ist hingegen 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, so dass sich das Verhältnis zwischen kompressiblen Gasen und inkompressiblen Flüssigkeiten wieder verbessert und im Idealfall der am Druckanschluss anliegende Gegendruck pd in der Förderkammer wieder erreicht werden kann. Diese Lösung ist jedoch relativ aufwändig, da neben einer zusätzlichen Bypassleitung, ein dieses verschließendes Ventil sowie eine Ansteuervorrichtung zum Ansteuern des Ventils vorgesehen sein muss. Zudem verringert das intermittierende Öffnen des Bypassventils den Wirkungsgrad der Pumpe, da die Öffnung auch dann erfolgt, wenn kein Gas im Förderraum enthalten ist.
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dosieranlage sowie eine hierfür angepasste Dosierpumpe zur Verfügung zu stellen, die einen hohen Wirkungsgrad aufweist, keinen Leckstrom zeigt und die einfach aufgebaut ist.
Hinsichtlich der Dosieranlage wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass , wobei K =
Figure imgf000005_0001
1 ,5 ist.
Der Exponent κ wird auch als Adiabatenexponent bezeichnet und ist eine physikalische Größe, die das Verhältnis der spezifischen Wärmekapazität eines Mediums bei konstantem Druck zu der spezifischen Wärmekapazität des Mediums bei konstantem Volumen beschreibt. Der Wert κ ist für jedes Gas unterschiedlich und zudem noch termperaturabhängig. Es hat sich jedoch gezeigt, dass für κ ein Wert von 1 ,5 verwendet werden kann, um alle praktisch relevanten Anwendungsfälle zu erfassen. Wie bereits eingangs erwähnt, muss das Verdrängungselement gegen den Gegendruck, d.h. den Druck pd auf der Druckleitung arbeiten. Da in der Regel die Förderkammer über ein Rückschlagventil mit der Druckleitung verbunden ist, muss das Verdrängerelement zusätzlich gegen die Feder des Rückschlagventils und gegebenenfalls - je nach Anordnung des Schließkörpers des Ventils - gegen die Gewichtskraft des Schließkörpers arbeiten.
Erfindungsgemäß wird daher das Verhältnis aus dem maximalen Volumen Vmax und dem minima- len Volumen Vmin des Förderraums derart groß gewählt, dass selbst dann, wenn der Förderraum vollständig mit Luft gefüllt ist, der notwendige Druck pd erreicht werden kann. In den meisten Fällen wird der Flüssigkeitsdruck des Dosiermediums in der Saugleitung ps dem Atmosphärendruck entsprechen, wobei jedoch auch Anwendungsfälle denkbar sind, in denen die Saugleitung bereits unter Über- oder Unterdruck steht.
Das Verhältnis zwischen Vmax und Vmin hängt somit von dem zu erwartenden Flüssigkeitsdruck pd in der Druckleitung ab.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Dosieranlage in der Druckleitung einen Flüssig- keitsdruck pd > 7 bar, vorzugsweise pd > 10 bar und am besten pd > 16 bar auf. Insbesondere bei derart hohen Flüssigkeitsdrücken ist eine zuverlässige Entlüftung für eine genaue Dosierung von Vorteil.
Für typische Anwendungsfälle ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass
V V V
-^- > 4 , vorzugsweise -^2- > 6 und am besten -^SL > 8 .
V mi■n V mi■n V mi■n
Mit den genannten Verhältnissen lassen sich funktionssichere Dosieranlagen für die überwiegende Zahl an Anwendungsfällen erreichen.
Hinsichtlich der Dosierpumpe zur Verwendung in der beschriebenen erfindungsgemäßen Dosier-
V V
anläge wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass > 4 , vorzugsweise max > 6 und am besten
^min ^min
V max \, g
Durch die entsprechende Wahl des Verhältnisses zwischen dem maximalen Volumen und dem minimalen Volumen des Förderraums wird sichergestellt, dass eine Dosieranlage, bei der die Dosierpumpe eingesetzt wird, für die meisten Anwendungsfälle gewährleistet, dass selbst bei vollständig mit Luft gefülltem Förderraum die Eigenkompressibilität der Dosierpumpe groß genug ist, um die Luft aus dem Förderraum gegen den Flüssigkeitsdruck pd der Druckleitung zu fördern. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Dosierpumpe ist vorgesehen, dass zwischen der ersten Position und der zweiten Position des Verdrängerelementes eine dritte Position des Verdrängerelementes vorgesehen ist, in welcher der Förderraum ein Arbeitsvolumen VA aufweist, wobei Vmin < VA < Vmax ist, und die Dosierpumpe zwei Betriebsmodi aufweist, wobei in einem Dosiermodus das Verdrängerelement zwischen der ersten und der zweiten Position oder zwischen der zweiten und der dritten Position hin- und herbewegt wird, und in einem Entlüftungsmodus zwischen der ersten und der zweiten Position hin- und herbewegt wird.
Mit anderen Worten wird das maximale Hubvolumen (Vmax - Vmin) nur während des Entlüftungsmodus erreicht, wobei während des normalen Dosiermodus das Hubvolumen nur (Vmax - VA) bzw. (VA - Vmin) beträgt.
Ein kleineres Hubvolumen und damit einhergehend eine kleinerer Hub des Verdrängungselementes kann, insbesondere dann, wenn das Verdrängerelement als Membran ausgestaltet ist, die Lebensdauer des Verdrängungselement verlängern. Daher ist in einer bevorzugten Ausführungs- form vorgesehen, dass der maximale Hub nur im Entlüftungsmodus stattfindet, während im Dosiermodus lediglich ein reduzierter Hub stattfindet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist daher eine Einrichtung vorgesehen, welche die Dosier- pumpe in regelmäßigen Zeitabständen kurzzeitig in den Entlüftungsmodus schaltet. Beispielsweise könnte die Dosierpumpe jeden fünfzigsten oder jeden zweihundertsten Hub für einen Hub in den Entlüftungsmodus geschaltet werden, wodurch eventuell im Förderraum befindliches gasförmiges Medium, zuverlässig aus dem Förderraum herausgedrückt wird. Alternativ dazu kann die Dosierpumpe auch eine Einrichtung zur Erkennung eines gasförmigen Mediums in der Förderkammer aufweisen, so dass eine Steuereinrichtung vorgesehen sein kann, welche die Dosierpumpe in den Entlüftungsmodus schaltet, wenn die Erkennungseinrichtung gasförmiges Medium im Kopf erkennt. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der zugehörigen Figuren. Es zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt durch einen Dosierkopf einer erfindungsgemäßen Dosierpumpe und Figur 2 eine perspektivische Draufsicht auf die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform.
In Figur 1 ist eine Schnittansicht durch einen Dosierkopf einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dosierpumpe gezeigt. Der Dosierkopf 10 weist ein Verdrängerelement 1 auf, das mit einer Membran 2 verbunden ist. Durch die Bewegung des Verdrängerelementes 1 wird die Membran 2 hin- und herbewegt, so dass sich das Volumen des Förderraums 3 verändert. Der Förderraum 3 ist mit einem Sauganschluss 5 über zwei in Reihe geschaltete Rückschlagventile 8, 9, die das Saugventil bilden, verbunden. An den Sauganschluss 5 kann beispielsweise eine Saugleitung einer Dosieranlage angeschlossen werden, so dass Dosiermedium aus der Saugleitung in den Förderraum 3 gesaugt wird, wenn sich die Membran 2 zusammen mit dem Verdrängerelement 1 derart bewegt, dass sich das Volumen des Förderraums 3 vergrößert.
Der Förderraum 3 ist zudem mit einem Druckanschluss 4 über zwei in Reihe angeordnete Rückschlagventile 6, 7, die zusammen das Druckventil bilden, verbunden. Der Druckanschluss kann mit der Druckleitung einer Dosieranlage verbunden werden, so dass, wenn sich die Membran 2 zusammen mit dem Verdrängerelement 1 derart bewegt, dass das Volumen des Förderraums 3 reduziert wird, Dosiermedium über die beiden Rückschlagventile 6, 7 und den Druckanschluss 4 in die Druckleitung gedrückt wird. In Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht des Dosierkopfes 10 zu sehen und man erkennt sowohl den Druckanschluss 4 als auch den Sauganschluss 5.
Der Förderraum 3 besteht zum einen aus dem Raum, in dem sich die Membran hin- und herbe- wegt und zum anderen aus einem Druckkanal 1 1 , welcher den Membranraum mit dem Rückschlagventil 7 verbindet, sowie einem Saugkanal 12, der den Membranraum mit dem Rückschlagventil 9 verbindet. Sowohl der Druckkanal 1 1 als auch der Saugkanal 12 bilden einen Teil des Förderraumvolumens. Das minimale Volumen Vmin des Förderraums 3, das mit Hilfe der beweglichen Membran 2 eingestellt werden kann, besteht daher mindestens aus dem Volumen des Druckkanals 1 1 und dem Volumen des Saugkanals 12.
Um das minimale Volumen Vmin des Förderraums möglichst gering zu wählen, sind hier sowohl der Druckkanal 1 1 als auch der Saugkanal 12 quer zur Bewegungsrichtung des Verdrängerelementes 1 angeordnet, das heißt die Bewegungsrichtung des Verdrängungselement schließt mit der Bewegungsrichtung eines Schließelementes des Druckventils und mit der Bewegungsrichtung eines Schließelementes des Saugventil einen Winkel von etwa 45° ein.
Bei der gezeigten Ausführungsform liegt das Verhältnis Vmax/Vmin bei etwa 3. Dieses Verhältnis kann jedoch noch größer gewählt werden, wenn die Dosierpumpe gegen hohe Drücke pumpen soll.
Bezugszeichenliste
1 Verdrängerelement
2 Membran
3 Förderraum
4 Druckanschluss
5 Sauganschluss
6, 7 Rückschlagventile
8, 9 Rückschlagventile 10 Dosierkopf
1 1 Druckkanal
12 Saugkanal

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Dosieranlage zur Dosierung eines flüssigen Dosiermediums mit einer Saugleitung, die mit einem Dosiermedium mit dem Flüssigkeitsdruck ps gefüllt ist, und einer Druckleitung, die mit dem Dosiermedium mit dem Flüssigkeitsdruck pd gefüllt ist, wobei die Saugleitung über ein als Dosierpumpe ausgebildetes Dosierorgan mit der Druckleitung verbunden ist, mit der Dosiermedium aus der Saugleitung in die Druckleitung gefördert werden kann, wobei die Dosierpumpe einen Förderraum aufweist, dessen Volumen mit Hilfe eines bewegbaren Verdrängerelementes derart verändert werden kann, dass in einer ersten Position des Verdrängerelementes der Förderraum ein minimales Volumen Vmin und in einer zweiten Position des Verdrängerelementes der Förderraum ein maximales Volumen Vmax aufweist, wobei der Förderraum über ein Druckventil mit der Druckleitung und über ein Saugventil mit der Saugleitung verbunden ist, so dass durch eine oszillierende Bewegung des Verdrängerelementes im Wechsel Dosiermedium aus der Saugleitung über das Saugventil in den Förderraum gesaugt und Dosiermedium aus dem Förderraum über das die Druckleitung abgegeben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass wobei K = 1 ,5 ist.
Figure imgf000010_0001
Dosieranlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass max > 4 , vorzugsweise
V. min
Vmax■ > 6 und am besten > 8
V mm■ V min
3. Dosieranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsdruck pd > 7 bar, vorzugsweise pd > 10 bar und am besten pd > 16 beträgt.
4. Dosierpumpe zur Verwendung in einer Dosieranlage nach Anspruch 1 oder 2, die einen Förderraum aufweist, dessen Volumen mit Hilfe eines bewegbaren Verdrängerelementes derart verändert werden kann, dass in einer ersten Position des Verdrängerelementes der Förderraum ein minimales Volumen Vmin und in einer zweiten Position des Verdrängerelementes der Förderraum ein maximales Volumen Vmax aufweist, wobei der Förderraum über ein Druckventil mit einem Druckanschluss zur Verbindung mit einer Druckleitung und über ein Saugventil mit einem Sauganschluss zur Verbindung mit einer Saugleitung ver-
V V
bunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ^™* > 4 , vorzugsweise ^max > 6 und am mm besten > 8
V mm■
5. Dosierpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Position und der zweiten Position des Verdrängerelementes eine dritte Position des Verdrängerelementes vorgesehen ist, in welcher der Förderraum ein Arbeitsvolumen VA aufweist, wobei Vmin < VA < Vmax ist, und die Dosierpumpe zwei Betriebsmodi aufweist, wobei in einem Dosiermodus das Verdrängerelement zwischen der zweiten und dritten Position hin- und herbewegt wird, und in einem Entlüftungsmodus zwischen der ersten und der zweiten Position hin- und herbewegt wird.
6. Dosierpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die Dosierpumpe in regelmäßigen Zeitabständen kurzzeitig in den Entlüftungsmodus schaltet.
7. Dosierpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Erkennung eines gasförmigen Mediums in der Förderkammer vorgesehen ist und eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die Dosierpumpe in den Entlüftungsmodus schaltet, wenn die Erkennungseinrichtung gasförmiges Medium im Kopf erkennt.
8. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung des Verdrängungselement mit der Bewegungsrichtung eines Schließelementes des Druckventils und/oder mit der Bewegungsrichtung eines Schließelementes des Saugventil einen Winkel zwischen 15° und 85°, vorzugsweise zwischen 30° und 60° und am besten zwischen 40° und 50° einschließt.
PCT/EP2013/065756 2012-07-27 2013-07-25 Dosieranlage sowie dosierpumpe hierfür WO2014016388A1 (de)

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