DE2803471C2 - Dosing pump head - Google Patents
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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.The invention relates to a metering pump head with a pump chamber, which is pulsed by a, in particular electromagnetically operated lifting element and limited via a suction valve and a pressure valve with the suction or pressure side can be connected.
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.When a dosing pump with a pump head of this type the dosing solution in a under pressure If the system is to be pumped, the performance of the pump is reduced or it fails completely as soon as gas gets into the pump chamber This often occurs when changing the storage container from which the dosing solution is sucked off, or in the case of degassing dosing solutions.
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.During the pressure stroke of the lifting element (membrane or piston), the gas in the pump chamber is due to the Back pressure in the system on which the pump works, and on the subsequent suction stroke it expands again. As a result, the desired displacement of the dosing solution does not occur during the pressure stroke and also the filling of the pumping chamber during the suction stroke. This is a particular danger in electromagnetic metering pumps that have a relatively high stroke frequency and a low Working stroke volume that can be filled with small amounts of gas.
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.The invention is based on the object of specifying a metering pump head of the type mentioned at the beginning, in which an accumulation of gases in the pump chamber is largely avoided.
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.According to the invention, this object is achieved in that an antechamber is connected upstream of the suction valve, in which a filling opening above the inlet opening of one connecting the prechamber to the suction valve first channel opens, and dpi in a second Connection channel between the upper space of the pumping chamber and a connection for one in the Reservoir for the dosing liquid returning line as well as in the antechamber into a Betnebsund there is an adjustable vent valve, the lower one in the operating position Space connects the antechamber with the first connecting channel and blocks the second connecting channel and in the venting position connects the upper space of the antechamber to the first connecting channel and opens the second connection channel.
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-The dosing liquid can be in the antechamber Collect escaping gas or air sucked in when changing the storage container so that no gas enters the Pump chamber arrives. In the vent position of the vent valve, the gas that is in the upper Space has accumulated in the antechamber, sucked off during operation of the pump and via the vent valve fed to the connection for the return line. The antechamber and the pumping chamber fill up in the process finally again completely with dosing liquid, so that the Dosterpumpleung is set again. That The vent valve is then brought into the operating position, so that the suction during operation takes place only from the lower space of the storage container. A new venting is only necessary again, when the majority of the antechamber has filled with gas. In emergency operation, the pump chamber
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.mer practically gas-free dosing liquid supplied because it if necessary, could degas beforehand in the antechamber. When it comes to aggressive liquids and / or aggressive gases escaping from the liquid, these can be fed into the return line via the return line the storage container can be returned without them reaching the open air and polluting the environment.
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.It is preferably ensured that the vent valve has a slide which, in the operating position, has approximately the antechamber with an end spacing interspersed vertically and with an end-face annular surface at the edge of the inlet opening of the first connecting channel sits tightly so that the end portion has a third connecting channel between an inside its frontal annular surface lying opening and one lying just below its upper end has lateral opening and that the slide in the venting position has a channel section of the second Connection channel limited This results in a simple design of the vent valve to all blocking and Realize opening functions by means of a single slide.
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.Here, the slide can have an annular groove delimiting the channel section. That way are the functions of the slide regardless of its angle of rotation. It can therefore be reduced to a simple Form as a screw bolt and screw into a threaded hole in the pump head housing. This allows the slide to be adjusted by hand between the venting and operating position, whereby the required closing pressure can easily be applied in every position.
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.The pressure valve preferably has two closure pieces arranged one behind the other, between where the second connection channel branches off. Since the pressure-side closure piece against that of the pump If the pressurized system is shut off, the gas recirculation is practically pressureless, and if in the pumping chamber Gas occurs, this is transferred to the return line via the vent valve with each pressure stroke of the pump supplied.
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.It is then advantageous if the filling opening is formed by a standpipe protruding into the antechamber. the has another suction valve. This gives an easy way to keep the fill opening higher than that Lay the inlet opening of the first connection channel / u and at the same time ensure through the suction / valve, that a backflow of the dosing liquid sucked into the antechamber is prevented.
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.Furthermore, it can be ensured that the housing of the pump head is divided into two parts. of which the The first is the pumping chamber with the associated valves and the second is the other used for venting Has elements, and that the portion of the second connector extending through the first housing part extension channel is designed as a closure opening. This training enables the second housing part omit and use the first housing part after Versper ren the shutter opening alone when the dosing liquid to be pumped does not release any gases during the suction stroke. The suction of the dosing liquid leeit can then take place via the separation point of the first connection channel.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.The invention is illustrated below with reference to the drawing of a preferred exemplary embodiment described in more detail.
Die Zeichnung stellt eine Dosierpumpe mit einem Antriebsteil 1 und e:rem Pumpenkopf 2 sowie einenThe drawing represents a metering pump with a drive part 1 and e : rem pump head 2 and a
ι οι ο
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.Reservoir 3 for the liquid to be pumped 4, the dosing solution. On the suction side of the pump head 2, a suction line 5 immersed in the liquid 4 is connected.
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.The drive part 1 contains a lifting magnet 6, the armature 7 via a rod 8 with a Lifting element 9 is connected in the form of a membrane. The lifting element 9 delimits a pumping chamber 10 in the Housing part 11 of the housing of the pump head Z, which housing has the parts 11 and 12 via a pressure valve 13 and a metering line 14 to the pressure side and via a suction valve 15 to the Can be connected to the suction side. The pressure valve 13 contains two closure pieces 16, 17 in Shape of spheres. The suction valve 15 also contains two locking pieces in the form of one behind the other of balls 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.A connecting channel 20 branches off between the closure pieces 16 and 17, which via a section 20a provided with an internal thread and serving as a closure opening leads to a connection 1 for a return line 22 opening into the storage container 3 above the fluid level Housing part 12 running sections 20i> and 20 </ of the connecting channel 20 is a vent valve with a slide 23 in the form of a screw bolt which delimits a central channel section 20c of the connecting channel 20 with an annular groove 24. The slide 23 is screwed into a threaded bore 25 of a housing part 12 attached to the housing part 12 in the form of a union nut and protrudes with a lower end section 23a vertically into an antechamber 27 in the housing part 12. The end section 2ia has a connecting channel 28. which begins with a transverse bore at a lateral opening 30 located just below its upper end 29, continues via an axial bore and ends at an opening 32 located within an end-face conical annular surface 21.
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.The inlet opening 33 of a connection channel leading to the suction valve 15 is located in the bottom of the antechamber 27 34, which has a hose as a connecting line, opposite the end face of the end section 23a. The edge 35 of the inlet opening 33 is designed as a conical ring surface and that of the ring surface 31 adapted as a seat.
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.The antechamber 27 also protrudes from below Standpipe 36 far into its upper half, so that it acts as a filling opening 37 for the antechamber 27 The outlet opening of the standpipe 36 is substantially higher than the inlet opening 33. The standpipe 36 is standing via a further suction valve 38, which acts as a check valve and has a ball as a closure piece, with the suction line 5 in connection.
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 derFor start-up and for venting, the slide 23 is rotated by hand on its knurled head until its frontal ping surface 31 sits tightly on the opening edge 35. In this venting position of the slide 23, the opening 30 lies in the upper space of the antechamber 27, while the connecting channel sections 206 and 2Qd are connected to one another via the annular channel section 20c. If the solenoid 6 and thus the operation of the pressure pump is now switched on or is already switched on, the suction takes place via the opening from the upper part of the prechamber 27, the prechamber 27 being filled with dosing liquid 4 from the storage container 3 and all gases at the same time the
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.Pre-chamber 7 and the pump chamber iö over the Connecting channels 34, 20 and the return line 22 are pumped back into the reservoir 3 until the the entire system is only filled with the dosing liquid, which is made easier by the fact that the Pressure valve 13 or its lower closure piece 16 is higher than the upper edge of the antechamber 27.
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.The slide 23 is then turned back into the "operating position" as far as the upper stop. the The suction now takes place from the deepest part of the antechamber and the connection to the return line 22 is blocked. The dosing pump now pumps the dosing liquid into the dosing line 14 connected, pressurized system. If it is a dosing liquid; out of the gas emerges, then this collects in the upper space of the antechamber 27.
In das angeschlossene System gelangt praktisch nur Saugleitung angesaugt wird, kann sich diese in dei Vorkammer 27 sammeln.Practically only suction line gets into the connected system Collect prechamber 27.
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.Renewed venting is only necessary when the volume of the antechamber is around 75% mi Gas is filled. Depending on the size of the volume in front of the chamber, the time interval to the next Ventilation long enough to allow the Ga; Opportunity to get out of the liquid in the dei To escape antechamber 27 completely.
ίο Die Rückleitung der Gase in den Vorratsbehälter 3 is besonders bei agressiven Flüssigkeiten, wie Salzsäure aus denen agressive Gase, wie Chlor, entweichen, züiίο The return of the gases to the reservoir 3 is especially with aggressive liquids such as hydrochloric acid from which aggressive gases such as chlorine escape, züi
Vermeidung einer Umweltbelastung von Vorteil.Avoiding environmental pollution is an advantage.
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. DeiFor applications in which no gases escape from the dosing liquid, so that no venting is possible Pump chamber 10 is required, the housing part 12 can be omitted and in the Kähaläbschnitt 20a eii corresponding locking piece can be screwed. Dei
noch entCTESt£ 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.still ent CT ESt £ Fiüss ^ kciU Even if both the hose of the Vcrbindün ^ skänsis 34 kärind £ pn "nnii ** A 'change the storage container 3 air over the; 20 bar serve as a suction line.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (7)
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