DE2803471C2

DE2803471C2 - Dosierpumpenkopf

Info

Publication number: DE2803471C2
Application number: DE2803471A
Authority: DE
Inventors: Viktor Dulger; Franz Ernst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-01-27
Filing date: 1978-01-27
Publication date: 1980-01-03
Also published as: DE2803471B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Dosierpumpenkopf mit einer Pumpkammer, die durch ein pulsierend, insbesondere elektromagnetisch, betreibbares Hubelement begrenzt und über ein Saugventil und ein Druckventil mit der Saug- bzw. Der Druckseite verbindbar ist.

Wenn eine Dosierpumpe mit einem Pumpenkopf dieser Art die Dosierlösung in ein unter Oberdruck stehendes System pumpen soll, verringert sich die Leistung der Pumpe oder sie fällt völlig aus, sobald Gas in die Pumpkammer gelangt Dies tritt häufig beim Wechseln des Vorratsbehälters, aus dem die Dosierlösung abgesaugt wird, oder bei ausgasenden Dosieriösungen auf.

Beim Druckhub des Hubelements (Membran oder Kolben) wird das Gas in der Pumpkammer aufgrund des Gegendrucks in dem System, auf das die Pumpe arbeitet, verdichtet, und beim nachfolgenden Saughub dehnt es sich wieder aus. Dadurch unterbleibt die gewünschte Verdrängung der Dosierlösung während des Druckhubs und auch das Befüllen der Pumpkammer während des Saughubs. Diese Gefahr besteht insbesondere bei elektromagnetischen Dosierpumpen, die mit verhältnismäßig hoher Hubfrequenz und geringem Hubvolumen arbeiten, das bereits durch geringe Gasmengen gefüllt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dosierpumpenkopf der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem eine Ansammlung von Gasen in der Pumpkammer weitgehend vermieden ist.

Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Saugventil eine Vorkammer vorgeschaltet ist, in der eine Füllöffnung oberhalb der Eingangsöffnung eines die Vorkammer mit dem Saugventil verbindenden ersten Kanals mündet, und dpi in einem zweiten Verbindungskanal zwischen dem oberen Raum der Pumpkammer und einem Anschluß für eine in den Vorratsbehälter für die Dosierflüssigkeit zurückführende Leitung sowie in der Vorkammer ein in eine Betnebsund eine Entlüftungsstellung einstellbares Entlüftungsventil liegt, da- in der Betriebsstellung den unteren Raum der Vorkammer mit dem ersten Verbindungskanal verbindet und den zweiten Verbindungskanal sperrt und in der Entlüftungsstellung den oberen Raum der Vorkammer mit dem ersten Verbindungskanal verbindet und den zweiten Verbindungskanal öffnet.

In der Vorkammer kann sich aus der Dosierflüssigkeit austretendes Gas oder beim Wechsel des Vorratsbehälters angesaugte Luft sammeln, so daß kein Gas in die Pumpkammer gelangt. In der Entlüftungsstellung des Entlüftungsventils wird das Gas, das sich im oberen Raum der Vorkammer angesammelt hat, beim Betrieb der Pumpe abgesaugt und über das Entlüftungsventil dem Anschluß für die Rückführleitung zugeführt. Dabei füllen sich die Vorkammer und die Pumpkammer schließlich wieder völlig mit Dosierflüssigkeit, so daß sich die Dosterpumpleistung wieder einstellt. Das Entlüftungsventil wird dann in die Betriebsstellung gebracht, so daß während des Betriebs die Absaugung nur aus dem unteren Raum des Vorratsbehälters erfolgt. Eine erneute Entlüftung ist erst wieder erforderlich, wenn sich der überwiegende Teil der Vorkammer mit Gas gefüllt hat. Im Nofmalbetrieb wird der Pumpkam-

mer praktisch gasfreie Dosierflüssigkeit zugeführt, da es erforderlichenfalls zuvor in der Vorkammer entgasen konnte. Wenn es sich um aggressive Flüssigkeiten und/oder aggressive, aus der Flüssigkeit austretende Gase handelt, können diese über die Rückführleitung in den Vorratsbehälter zurückgeleitet werden, ohne daß sie ins Freie gelangen und die Umwelt belasten.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß das Entlüftungsventil einen Schieber aufweist, der in der Betriebsstellung die Vorkammer mit einem Endabsdinitt etwa vertikal durchsetzt und mit einer stirnseitigen Ringfläche am Rand der Eingangsöffnung des ersten Verbindungskanals dicht aufsitzt, daß der Endabschnitt einen dritten Verbindungskanal zwischen einer innerhalb seiner stirnseitigen Ringfläche liegenden Öffnung und einer kurz unterhalb seines oberen Endes liegenden seitlichen Öffnung aufweist und daß der Schieber in der Entlüftungsstellung einen Kanalabschnitt des zweiten Verbindungskanals begrenzt Dies ergibt eine einfache Ausbildung des Entlüftungsveniils, um alle Sperr- und Öffnungsfunktionen mittels eines einzigen Schiebers zu verwirklichen.

Hierbei kann der Schieber eine den K inalabschnitt begrenzende Ringnut aufweisen. Auf diese Weise sind die Funktionen des Schiebers unabhängig von seiner Drehwinkelstellung. Er läßt sich daher auf einfache Weise als Schraubbolzen ausbilden und in einer Gewindebohrung des Pumpenkopfgehäuses verschrauben. Dies gestattet eine Verstellung des Schiebers von Hand zwischen der Entlüftungs- und Betriebsstellung, wobei in jeder Stellung der erforderliche Schließdruck leicht aufgebracht werden kann.

Das Druckventil weist vorzugsweise zwei hintereinander angeordnete Verschlußstücke auf, zwischen denen der zweite Verbindungskanal abzweigt. Da das druckseitige Verschlußstück gegen das von der Pumpe beaufschlagte Drucksystem absperrt, ist die Gasrückführung praktisch drucklos, und wenn in der Pumpkammer Gas auftritt, wird dieses mit jedem Druckhub der Pumpe über das Entlüftungsventil dem Rückfuhrleitungsans hluß zugeführt.

Sodann ist es günstig, wenn die Füllöffnung von einem in die Vorkammer ragenden Standrohr gebildet ist. das ein weiteres Saugventil aufweist. Dies ergibt eine einfache Möglichkeit, die Füllöffnung höher als die Eingangsöffnung des ersten Verbindungskanals /u legen und gleichzeitig durch das Saug/entil sicherzustellen, daß ein Rückfluß der in die Vorkammer gesaugten Dosierflüssigkeit verhindert wird.

Ferner kann dafür gesorgt sein, daß das Gehäuse des Pumpenkopfes in zwei Teile unterteilt ist. von denen der erste die Pumpkammer mit den zugehörigen Ventilen und der zweite die übiigen, der Entlüftung dienenden Elemente aufweist, und daß der durch den ersten Gehäuseteil verlaufende Abschnitt des zweiten Verbin dungskanals als Verschlußöffnung ausgebildet ist. Diese Ausbildung ermöglicht es, den zweiten Gehäuseteil wegzulassen und den ersten Gehäuseteil nach Versper ren der Verschlußöffnung allein zu verwenden, wenn die zu pumpende Dosierflüssigkeit während des Saughubs keine Gase freisetzt. Das Ansaugen der Dosierflüssig leeit kann dann über die Trennstelle des ersten Verbindungskanals erfolgen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Die Zeichnung stellt eine Dosierpumpe mit einem Antriebsteil 1 und e^:rem Pumpenkopf 2 sowie einen

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Vorratsbehälter 3 für die zu pumpende Flüssigkeit 4, die Dosierlösung, dar. An die Saugseite des Pumpenkopfes 2 ist eine in die Flüssigkeit 4 tauchende Saugleitung 5 angescnlossen.

Der Antriebsteil 1 enthält einen Hubmagneten 6, dessen Anker 7 über eine Stange 8 mit einem Hubelement 9 in Form einer Membran verbunden ist Das Hubelement 9 begrenzt eine Pumpkammer 10 im Gehäuseteil 11 des die Teile 11 und 12 aufweisenden Gehäuses des Pumpenkopfes Z Die Pumpkammer 10 ist über ein Druckventil 13 und eine Dosierleitung 14 mit der Druckseite und über ein Saugventil 15 mit der Saugseite verbindbar. Das Druckventil 13 enthält zwei hintereinander geschaltete Verschlußstücke 16, 17 in Form von Kugeln. Auch das Saugventil 15 enthält zwei hintereinander geschaltete Verschlußstücke in Form von Kugeln 18,19.

Zwischen den Verschlußstücken 16 und 17 zweigt ein Verbindungskanal 20 ab, der über einen mit Innengewinde versehenen, als Verschlußöffnung dienenden Abschnitt 20a zu einem AnschluP ?1 für eine oberhalb des Flussiffkeitssf^le^eis in den Vorratsbehälter 3 mündende Rückführleitung 22 führt Zwischen den durch den Gehäuseteil 12 verlaufenden Abschnitten 20i> und 20</des Verbindungskanals 20 liegt ein Entlüftungsventil mit einem Schieber 23 in Form eines Schraubbolzens, der mit einer Ringnut 24 einen mittleren Kanalabschnitt 20c des Verbindungskanals 20 begrenzt. Der Schieber 23 ist in einer Gewindebohrung 25 eines air: Gehäuseteil 12 befestigten Gehpuseaufsatzes 26 in Form einer Überwurfmutter verschraubt und ragt mit einem unteren Endabschnitt 23a vertikal in eine Vorkammer 27 im Gehäuseteil 12 Der Endabschnitt 2ia weist einen Verbindungskanal 28 auf. der an einer kurz unterhalb seines oberen Endes 29 liegenden seitlichen Öffnung 30 mit einer Querbohrung beginnt, sich über eine Axialbohrung fortsetzt und an einer innerhalb einer stirnseitigen konischen Ringfläche 21 liegenden Öffnung 32 endet.

Im Boden der Vorkammer 27 liegt die Eingangsöffnung 33 eines zum Saugventil 15 führenden Verbin-""ungskanals 34, der einen Schlauch als Verbmdu.igsleitung aufweist, gegenüber der Stirnseite des Endabschnitts 23a. Der Rand 35 der Eingangsöffnung 33 ist als konische Ringfläche ausgebildet und der Ringfläche 31 als Sitzfläche angepaßt.

In die Vorkammer 27 ragt ferner von unten ein Standrohr 36 bis weit in ihre obere Hälfte, so daß die als Füllöffnung 37 für die Vorkammer 27 wirkende Austrittsöffnung des Standrohrs 36 wesentlich höher als die Eingangsöffnung 33 liegt. Das Standrohr 36 steht über ein weiteres Saugventil 38, das als Rückschlagventil wirkt und eine Kugel als Verschlußstück aufweist, mit der Saugleitung 5 in Verbindung.

Zur Inbetriebnahme und zum Entlüften wird der Schieber 23 an seinem gerändelten Kopf so lange von Hand verdreht, bis seine stirnseitige Pingfläche 31 dicht auf dem Öffnungsrand 35 aufsitzt. In dieser Entlüftungsstellung des Schiebers 23 liegt die Öffnung 30 im oberen Raum der Vork .mmer 27, während die Verbindungskanalabschnitte 206 und 2Qd über den ringförmigen Kanalabschnitt 20c miteinander verbunden sind. Wenn jetzt der Hubmagnet 6 und damit der Betrieb der Druckpumpe eingeschaltet wird oder bereits eingeschaltet ist, erfolgt die Absaugung über die Öffnung aus dem oberen RaUift der Vorkammer 27, wobei sich die Vorkammer 27 mit Dosierflüssigkeit 4 aus dem Vorratsbehälter 3 füllt und gleichzeitig alle Gase aus der

Vorkammer 7 und der Pumpkammer iö über die Verbindungskanäle 34,20 und die Rückführleitung 22 in den Vorratsbehälter 3 zurückgepumpt werden, bis das gesamte System nur noch mit der Dosierflüssigkeit gefüllt ist, was dadurch erleichtert wird, daß das Druckventil 13 bzw. sein unteres Verschlußstück 16 höher als die Oberkante der Vorkammer 27 liegt.

Danach wird der Schieber 23 bis zum oberen Anschlag in die »Betriebsstellung« zurückgedreht. Die Absaugung erfolgt jetzt aus dem tiefsten Teil der Vorkammer, und die Verbindung zur Rückführleitung 22 ist gesperrt. Die Dosierpumpe pumpt jetzt die Dosierflüssigkeit über die Dosierieitüng 14 in das angeschlossene, unter Druck stehende System. Falls es sich um eine Dosierflüssigkeit handelt; aus der Gas austritt, dann sammelt sich dieses im oberen Raum der Vorkammer 27.

In das angeschlossene System gelangt praktisch nur Saugleitung angesaugt wird, kann sich diese in dei Vorkammer 27 sammeln.

Ein erneutes Entlüften ist erst wieder erforderlich wenn das Volumen der Vorkammer zu etwa 75% mi Gas gefüllt ist. Entsprechend der Größe des Vor kammervolumens kann der Zeitabstand bis zur nächster Entlüftung hinreichend lang sein, um dem Ga; Gelegenheit zu geben, aus der Flüssigkeit in dei Vorkammer 27 vollständig zu entweichen.

ίο Die Rückleitung der Gase in den Vorratsbehälter 3 is besonders bei agressiven Flüssigkeiten, wie Salzsäure aus denen agressive Gase, wie Chlor, entweichen, züi

Vermeidung einer Umweltbelastung von Vorteil.

Für Anwendungsfälle, in denen aus der Dosierflüssig keit keine Gase austreten^ so daß keine Entlüftung dei Pumpkammer 10 erforderlich ist, kann der Gehäusetei 12 Weggelassen lind in den Kähaläbschnitt 20a eii entsprechendes VerschluDstück geschraubt werden. Dei

noch ent^CTESt£ Fiüss^kciU Auch wenn bsi einend Schlauch des Vcrbindün^skänsis 34 kärind£pn"nnii**^A' Wechsel des Vorratsbehälters 3 Luft über die; 20 bar als Saugleitung dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dosierpumpenkopf mit einer Pumpenkammer, die durch ein pulsierend, insbesondere elektromagnetisch, betreibbares Hubelement begrenzt und über ein Saugventil und ein Druckventil mit der Saug- bzw. der Druckseite verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Saugventil (15) eine Vorkammer (27) vorgeschaltet ist, in der eine Füllöffnung (37) oberhalb der Eingangsöffnung

(33) eines die Vorkammer (27) mit dem Saugventil (15) verbindenden ersten Kanals (34) mündet, und daß in einem zweiten Verbindungskanal (20) zwischen dem oberen Raum der Pumpkammer (10) und einem Anschluß (21) für eine in den Vorratsbehälter (3) für die Dosierflüssigkeit (4) zurückführende Leitung (22) sowie in der Vorkammer (27) ein in eine Betriebs- und eine Entlüftungsstellung einstellbares Entlüftungsventil (23) liegt, das in der Betriebsstellung den unteren Raum der Vorkammer (27) mit ö".m ersten Verbindungskanal (34) verbindet und den zweiten Verbindungskanal (20) sperrt und in der Entlüftungsstellung den oberen Raum der Vorkammer (27) mit dem ersten Verbindungskanal

(34) verbindet und den zweiten Verbindungskanal (20) öffnet.

2. Dosierpumpenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil einen Schieber (23) aufweist, der in der Betriebsstellung die Vorkammer (27) mit einem Endabschnitt (23a,) etwa vertikal durchsetzt und mit einer stirnseitigen Ringfläche (31) am Rand (35) der Eingangsöffnung (33) des ersten Verbindungskanals (34) dicht aufsitzt, daß der Endabschi.itt (23.V einen dritten Verbindungskanal (28) zwLchen einer innerhalb seiner stirnseitigen Ringfläche (31) egenden öffnung (32) und einer kurz unterhalb seines oberen Endes liegenden seitlichen öffnung (30) aufweist und daß der Schieber (23) in der Entlüftungsstellung einen Kanalabschnitt (20c^des zweiten Verbindungskanals (20) begrenzt.

3. Dosierpumpenkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (23) eine den Kanalabschnitt (2OcJ begrenzende Ringnut (24) aufweist.

4. Dosierpumpenkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (23) als Schraubbolzen ausgebildet und in einer Gewindebohrung (25) des Pumpenkopfgehäuses (11, 12) verschraubt ist.

5. Dosierpumpenkopf nach einem der Ansprii ehe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckventil (13) zwei hintereinander angeordnete Verschlußstücke (16, 17) aufweist und zwischen diesen der zweite Verbindungskanal (20) abzweigt.

6 Dosierpumpenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllöffnung (37) von einem in die Vorkammer (27) ragenden Standrohr (36) gebildet ist, das ein weiteres Saugventil (38) aufweist.

7. Dosierpumpenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Pumpenkopfes (2) in zwei Teile (11,12) unterteilt ist, von denen der erste (11) die Pumpkammer (10) mit den zugehörigen Ventilen (13, 15) und der zweite (12) die Übrigen, der Entlüftung dienenden Elemente (23,27,36,38) aufweist, und daß der durch den ersten Gehäuseteil (11) verlaufende Abschnitt (20a) des zweiten Verbindungskanals (20) als Verschlußöffnung ausgebildet ist