DE2052222A1 - Pumpe mit Kreisringkolben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe mit gegenüberliegenden Tauchkolben, die sich unter Einwirkung einer Einrichtung zur Erzeugung und Steuerung mechanischer Impulse durch aufeinanderfolgende Impulse auf zwei Pumpenteile bewegen, die über einen Verteilerschieber mit Ansaug- und Ausstoßieitungen verbunden sind. Die Pumpe ist mit einer Einrichtung versehen, die periodisch und gleichzeitig die Verschiebungsrichtung der Kolben und die Stellung des Verteilerschiebers umschaltet. Die doppelte Umschaltung wird in dem Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen bewirkt, ohne die Dauer dieses Intervalles zu beeinflußen.

In der französischen Patentschrift 1 569 044 wird eine Pumpe mit kontinuierlichem, sehr genauem Ausstoß sehr kleiner Flüssigkeit smengen beschrieben.

109820/1388

Die "bekannte Pumpe besitzt zwei einander gegenüberliegend angeordnete Kolben, die sich im Inneren eines Pumpenkörpers verschieben,dessen Enden über einen Verteilerschieber jeweils mit Ansaug- und Ausstoßleitungen verbunden sind. Jeder Kolben ist an einer gemeinsamen Antriebseinrichtung befestigt, die gleiche Verschiebungen der Kolben durch aufeinanderfolgende Impulse bewirkt. Eine Einrichtung schaltet periodisch und gleichzeitig die Verschiebungsrichtung jedes Kolbens und die Stellung des Verteilerschiebers um. Diese doppelte Umschaltung wird in dem Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen bewirkt, ohne daß die Intervalldauer geändert wird.

Diese Pumpe besitzt entsprechend den üblichen Regeln mechanischer Konstruktionen zylindrische Pumpenltörper und Kolben. Die Steuerung der Pumpe wirrt durch einen mechanischen Impulsgenerator, wie durch einen Elektromotor, der sieb, bei jedem Impuls um einen bestimmten Winkel dreht (schrittweise arbeitender Motor) bewirkt.

Die Herstellung einer solchen Pumpe erfordert die Herstellung mehrerer mechanischer Teile, die zur Umwandlung der wechselnden Drehbewegungen des Impulsgenerators in wechselnde translatorische Bewegungen und zu deren Übertragung auf die Kolben zusammenwirken. Diese !'eile bestehen im wesentlichen aus einem Zahnrad, das auf einer durch zwei Lagerstützen geführten Welle befestigt ist,und aus einer Zahnstange, die sich mit Hilfe eines Kugel-getragenen Gleitstückes in einer Gleitbahn verschiebt. Diese Steuerungsteile bedingen einen verhältnismäßig großen Raumbedaruf. . Außerdem bedingt die stark erhöhte Leistung, die von der Pumpe gefordert wird, sehr enge Toleranzen für die Herstellung und Montage. Es liegt auf der Hand, daß solche Anforderungen oft nicht notwendig sind, und daß oft Bedarf an einer Pumpe besteht, die geringeren Raumbedarf aufweist.

109820/1388

Ziel der Erfindung ist es, eine volumetrische Pumpe der zuvor erwähnten Art zu schaffen, die einen einfachen und geringeren. Raumbedarf bedingenden Aufbau besitzt.

Die erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, daß sie in jedem Pumpen körper einen Kolben mit der Form eines Kreisringabschnittes besitzt, daß diese Kolben von gleicher Form sind und zugleich entlang ihren Achsen drehend durch eine mechanische Einrichtung angetrieben werden, die mit der Antriebswelle eines Impulsgenerators verbunden ist.

Im folgenden wird eine beispielsweise, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, deren Maßstab nicht maßgebend ist, näher erläutert.

1 zeigt eine Ansicht einer Ausführungsform einer Pumpe. 2 stellt eine Ansicht von unten entsprechend einem

Schnitt entlang der Linie a-a der Fig. 1 dar.

Die Pumpe besitzt einen schrittweise arbeitenden Motor 1, ein Gehäuse 2, gleich gegenüberliegende, kreisringförmige Kolben 3 und 4, die sich im Inneren der Pumpen körper 5 und 6 verschieben, sowie einen nicht gezeigten Verteilerschie- ί ber und nicht gezeigte Einrichtungen zum Verschieben des Schiebers.

Der schrittweise arbeitende Motor, der Verteilerschieber und die Einrichtungen zum Verschieben des Schiebers sind bekannt und gleichen insbesondere denen, die in der französischen Patentschrift 1 569 044 beschrieben worden sind.

Eine Steuerstange 7, die mit einer Schraube 9 auf der Welle 8 des Motors befestigt ist, treibt die Kolben 3 und 4 direkt entlang ihrer Achsen an. Die Stange 7 beschreibt einen Kreisausschnitt, dessen Amplitude durch zwei Anschläge begrenzt wird, die je mit einem Unterbrecher 10 bzw. 11 zur Beendigung

109820/1388

des Weges versehen sind.

Die Kolben sind identisch und "besitzen die Form eines Ausschnittes eines Kreisringes. Die Länge der Kolben liegt im allgemeinen zwischen der Hälfte und dem zwanzigsten Teil der Umfangslänge des Kreisringes, vorzugsweise zwischen der Hälfte und dem Viertel dieser Utnl'angslänge. Auf den Durchmesser des entsprechenden Kreisringes kommt es nicht an. Er wird in Abhängigkeit von dem zulässigen Raumbedarf und den' Möglichkeiten der Herstellung der verschiedenen Teile, die die Pumpe bilden, bestimmt. Das Verhältnis Länge/Durchmesser des Kolbens liegt im allgemeinen zwischen 2 und 100. Die anderen Eigenschaften des Kolbens sind diejenigen, die bei dieser Pumpenart Verwendung finden und insbesondere in der französischen Patentschrift 1 569 044 erwähnt werden. .

Die Pumpenkörper oder -zylinder müssen keine besondere Form besitzen. Es reicht aus, daß eich die Kolben in ihnen frei entlang ihrer Achsen bewegen können. Sie sind an den Enden, bis zu denen die Kolben vordringen, offen und an diesen Enden mit einer dichten Verbindung versehen, die um den Kolben herum angeordnet ist. Beide sind mit einem Kohr 12 bzw. 13 versehen, das mit dem Verteilerschieber in Verbindung steht. Sie können an dem Gehäuse oder Rahmen durch jedes bekannte Hilfsmittel, z.B. durch Schellen 14 und 15, befestigt sein.

Die in der Zeichnung dargestellte Pumpe besteht aus zwei Kolben, die mit den Enden gegenüberliegend angeordnet sind und sich in derselben Ebene entlang einem Umfangskreis verschieben, der zu der Achse des Motors koaxial liegt. Die Kolben 3 und 4 werden zugleich im gleichen Sinne durch die Steuerstange 7 angetrieben. Sie können aus ein- und demselben Stück bestehen.

Es ist vorteilhaft, jede Radialbelastung auf die um die Kolben herum angeordneten .Dichtungen zu vermeiden.

109820/1388

Zu diesem Zweck kann man die Pumpenkörper bzw. -zylinder derart befestigen, daß sie sich frei bewegen können, wenn der Kolben auf sie einwirkt.

Es ist ebenso vorteilhaft für die Pumpenkörper bzw. -zylinder, wenn sie an den üinden durch Schellen gehalten werden, die sich um den Durchmesser drehen können, der ihrem Befestigungspunkt am Rahmen entspricht und die Pumpenkörper bzw. -zylinder lediglich durch Blattfedern 16,17 zu halten, deren Ebene die Achse des Toren an dieser Stelle tangiert und die am entgegengesetzten Ende mit Hilfe einer festen Halterung 18 an dem Gehäuse befestigt ύ sind, wobei die Blattfedern so ausgebrochen sind, daß sie die Stange 7 frei durchlassen.

Als Abwandlungsform wird eine Pumpe vorgeschlagen, die mit zwei Kolben ausgerüstet ist, die sich gleichzeitig in zwei parallelen Ebenen um die Achse des Motors herum bewegen. Diese Anordnung gestattet es, Kolben zu verwenden, deren Länge etwa einen Halbkreisumfang betragen kann. Man kann die Pumpe auch durch einen Motor steuern, der eine Sperr-Kad-Einrichtung antreibt, oder durch jede andere Einrichtung, die einen mechanischen Impuls erzeugt und steuert.

Wenn Flüssigkeiten gepumpt werden sollen, die sich nicht mit dem Material der Pumpenkörper bzw. -zylinder und der Kolben vertragen, kann man zwischen jeden Pumpenkörper und die Leitung, die ihn mit dem Verteiler verbindet, eine l'rennmembran einfügen und den Teil der Vorrichtung, der zur Pumpe gehört, mit einer inerten Flüssigkeit, wie Wasser, füllen, während der andere Teil der Vorrichtung von der zu pumpenden Flüssigkeit durchlaufen wird.

Die erfindungsgemäße Pumpe bietet den Vorteil eines einfachen Aufbaues, da die Kolben die einzigen Teile sind, die eine Herstellung mit genauen Toleranzen erfordern. Diese Pumpe arbeitet entsprechend der in der französischen Patentschrift 1 569 044 be-

109820/1388

schriebenen und ermöglicht praktisch ebenfalls !Leistungen hoher Qualität.

Beispiel

Es wird eine Pumpe hergestellt, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Die Metallteile, die sich mit der Flüssigkeit in Kontakt befinden, bestehen aus nicht rostendem Stahl 18 ITi, 8 Cr, 2 Mo). Die Pumpenkörper bzw. -zylinder 5 und 6 werden durch Rohre mit einem Innendurchmesser von 4 mm und einer Länge von 70 mm gebildet, die entsprechend einem Kreisbogen mit einem Durchmesser von 68 mm gebogen sind. Sie sind an' ihren offenen Enden mit einer kreisringförmigen Dichteinrichtung versehen, die aus einem Copolymer aus Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen besteht und eine dichte Verbindung um den "Kolben herum sichert. Die Kolben werden·durch ein Stück mit der Form eines Kreisringabschnittes mit dem Durchmesser von 2,5mm und der Mutzlänge von 2 χ 55 mm gebildet. Ihre Oberfläche ist mit einer l'oleranz von4Mm hergestellt. Die Kolben werden durch die Steuerstange 7 gehalten, die mit der Welle des Impulsgenerators fest verbunden ist, der aus einem schrittweise arbeitenden Elektromotor besteht. Dieser Motor kann eine Umdrehung in 200 Schritten durchführen. Jeder Motorschritt erteilt dem Kolben einen Impuls, der sie uoi einen Winkel von 1,8° dreht.

Der Hub . der Kolben wird mit einem Wert von 50 Impulsen gesteuert. Die Unterbrecher 10 und 11 am Ende des Weges steuern die Umkehr des Drehrichtungssinnes des schrittweise arbeitenden Motors in einer Zeit von weniger als 0,1 Sekunden, und ebenso die Verschiebung des Verteilerschiebers.

Man erhält einen gleichmäßigen Flüssigkeitsausstoß von sehr hoher Genauigkeit. Diese Pumpe ist für Laboratorien, insbesondere für die Chromatographie, verwendbar.

109820/1388

Claims (4)

1. Patentansprüche :

   Pumpe-mit gegenüberllegenden Tauchkolben, die sich unter Einwirkung eines mechanischen Impulsgenerators und -reglers unter aufeinanderfolgenden Impulsen in zwei Pumpenkörpern bzw. -zylindern verschieben, die über einen Yerteilerschieber mit Ansaug- und Ausstoßleitungen verbunden sind, die mit einer Einrichtung versehen ist, die periodisch und gleichzeitig die Yerschiebungsrichtung der ä Kolben und die Stellung des Verteilerschiebers umschaltet, wobei die doppelte Umschaltung in dem Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen bewirkt wird, ohne daß die Dauer des. Intervenes geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Körper oder Zylinder der Pumpe ein Kolben mit der Form eines Kreisringabschnittes enthalten ist, und daß die Kolben identisch sind und zugleich drehend entlang ihrer Achsen durch eine mechanische Einrichtung angetrieben werden, die mit der Antriebswelle des Impulsgenerators verbunden ist.
2. 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben sich gleichzeitig entlang desselben Umfanges bewegen. "
3. 3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kolben gleichzeitig entlang zwei koaxialen XJmfangslinien bewegen.
4. 4. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Impulsgenerator und -regler durch einen schrittweise arbeitenden Motor gebildet wird.

   109820/1388

   Leerseite