CN103140676B - 液体计量泵和用于所述泵的检测压力变化的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液体计量泵，所述液体计量泵包括设有吸入阀（3）的吸嘴（2），所述吸入阀连通工作室（4），活塞（5）能在所述工作室中以交替平移运动的方式移动，当活塞远离嘴移动时，通过吸入阀的打开而产生抽吸作用，而当活塞朝向嘴移动时，通过吸入阀的关闭和液体通过排出阀的排出而产生传送作用；泵在吸入阀（3）和工作室（4）之间包括用于检测压力变化的装置（D），所述装置（D）包括导管（10），所述导管在一端连接至工作室（4）并在另一端设有吸入阀（3），所述装置还包括对导管中的压力敏感的压力敏感构件（11），所述压力敏感构件（11）安装在导管壁中。

Description

液体计量泵和用于所述泵的检测压力变化的装置

技术领域

本发明涉及一种液体计量泵，其包括装配有吸入阀的吸嘴，所述吸嘴连通工作室，活塞在所述工作室中能以往复运动的方式移动，当活塞远离嘴移动时，通过吸入阀的开启产生抽吸作用，并且当活塞靠近嘴移动时，通过吸入阀的关闭和液体通过排出阀的排出而产生传送作用。

背景技术

这种类型的计量泵是已知的，尤其从以本公司作为申请人的专利申请FR2847950可知。

这种泵是令人满意的，但是期望获得关于泵运作的改进的信息，尤其以能够诊断问题，诸如泵的构件的故障、以及校核给出泵运行细节的数据，诸如计算实时配量、计量装置投入使用的时间长度、化学产品的消耗量、停机次数。

发明内容

为了处理这些问题，根据本发明的上述限定类型的液体计量泵的特征在于，所述液体计量泵在吸入阀和工作室之间包括压力变化检测装置，所述压力变化检测装置一方面包括导管，所述导管连接至工作室的一端并且所述导管在其另一端配备有吸入阀，所述压力变化检测装置另一方面还包括安装在导管壁中并对导管中的压力敏感的压力敏感构件。

所述对导管中的压力敏感的压力敏感构件可包括安装在导管壁的一部分上并承受来自工作室的压力的膜片、以及包括检测压力变化引起的膜片运动的检测构件。

有利地，所述膜片设置在从导管的内表面缩进去的腔中，所述腔经由横向孔连通于导管。

所述检测膜片运动的检测构件可以是机械构件、尤其包括由被连接至膜片的指形件致动的探头、光学传感器。

作为替代，所述检测膜片运动的检测构件可包括感应类型的位移传感器、尤其是霍尔效应传感器。

所述对导管中的压力敏感的压力敏感构件可包括换能器、尤其安装在导管壁上的应变计，以供应指示工作室压力变化的电信号。

所述对导管中的压力敏感的构件有利地连接至采集所测压力变化的采集构件，以分析泵的运作。

所述采集压力变化的采集构件可包括电子计算构件，所述电子计算构件编程为确定各种运行参数，诸如：计算实时配量、所述计量装置投入使用的时间、吸入化学产品的消耗量、停机次数。

所述采集构件害有利地设计成可视化计量泵的循环、在在泵送停止的情况下发出警报、检测吸入系统的故障、以及作为选择地检测发生吸入的液体储备端。

以供参考，所述压力变化检测装置可分离地连接至工作室。

本发明还涉及一种用于上述定义的泵的压力变化检测装置，其特征在于，所述压力变化检测装置一方面包括导管，所述导管能可分离地连接至泵的工作室的一端，并且所述导管能在其另一端装配有吸入阀，所述压力变化检测装置另一方面包括对导管中的压力敏感的并安装在导管壁中的压力敏感构件。

附图说明

除了上文列出的方面，本发明还在于提供一些在下文中将被更完整涉及的其它方面，下文有关于一些将参考所附但完全非限定性的视图来描述的示例性实施例。在这些附图中：

图1是根据本发明的计量泵的局部示图，其中某些部件示为外观图，所述计量泵的下部分装配有压力检测装置且在竖直方向上示出。

图2是检测装置的替代性形式以更大的比例在轴向方向上的透视图，其中所述检测装置的轴线是基本水平的，以及

图3是根据图2的装配有检测装置的计量泵在更小的比例上的总体构造的侧视图，其中采集构件由电子计算机形成。

具体实施方式

参考附图，特别是图1，其示出了液体计量泵1，所述液体计量泵包括具有吸入阀3的吸嘴2，其连通于在图1中仅可见下部分的工作室4。未详细描述的活塞5能在工作室中以往复平移运动的方式移动；当活塞5远离嘴2移动时，通过阀3的打开而产生抽吸作用，而当活塞5靠近嘴2移动时，通过吸入阀3的关闭和液体通过排出阀6的排出而产生传送作用。

活塞5的往复平移运动有利地由包含在泵1中的液压发动机（未示出）引起，并由通过进入孔7进给至泵1的加压液体来致动，所述进入孔7设在泵的本体1a上。本体1a大体由塑料制成，盖1b（图3）尤其通过螺合方式可分离地附连至该本体。

管道（未示出）在其一端浸在液体添加剂容器中且在其另一端连接至吸嘴2，使用所述管道能将容纳在未示出的容器中的液体添加剂向上抽吸。液体添加剂与经由进入孔7进入的主要液体一起在泵本体1a内混合，并且被计量的混合物经由在径向上与进入孔7相反的排出孔8离开。

根据现有技术，吸嘴2设在工作室4的下端，所述工作室的下端配备有连接构件9，尤其是螺合的连接构件，从而允许嘴在工作室4的端部可分离地安装。

根据本发明，计量泵1配备有检测工作室4中的压力变化的检测装置D。该检测装置D安装在吸入阀3和工作室4之间。检测装置D包括导管10，所述导管在其一端经由套筒M和连接构件9连接至工作室4。导管10在其另一端配备有吸入阀3和嘴2。

检测装置D还包括压力敏感构件11，其对导管10中的压力敏感，且因此对连接至该导管的工作室4中的压力敏感。有利地设有采集所测压力变化的采集构件12（图3），并且其连接至对压力敏感的压力敏感构件11以分析泵的运作。

根据图1所示出的实施例，对压力敏感的压力敏感构件11包括柔性膜片13，所述柔性膜片布置成以不透流体的方式抵靠设在导管10的圆柱形外壁中的腔的端壁14。膜片13构成设在导管10壁中的室15的可变形间隔部。室15经由横向孔16在包含在吸入阀3和连接至工作室4的连接构件9之间的区域中连通于导管10的内部空间10a。在孔16处获得的压力基本与在工作室4中获得的压力相同。

膜片13由柔性材料制成、尤其是弹性体材料，并且所述膜片通过盖17抵靠端壁14，所述盖的内轮廓匹配具有周边卷边的膜片的外轮廓。根据所示出的实施例，膜片13在相对于内部空间10a的相反侧上还包括在周边凸缘的内侧上径向定位的环形肋。

盖17包括用于通过和引导指形件18的中央开口，所述指形件的轴线正交于导管10的轴线。指形件18的面朝孔16的端部制成阀针18a的形式，所述阀针由膜片覆盖并能在负压作用下进入孔16。在图1中，膜片13被示出为牢固抵压盖17，这对应于室15的最大容积、以及工作室4中和导管10中的正压阶段。

在指形件相对于阀针18a的相反端，指形件18能作用于尤其包括光学传感器20的旋转杆19a在内的探头19。指形件18和探头19设置成通过铰接方式连接。旋转杆19a的可旋转安装借助于销19b实现，所述销19b正交于图1的平面、基本位于沿杆19a的长度的中间、并且由设置在光学传感器中的支承件支撑。旋转杆的远离指形件18的端部19c能根据指形件18所指示的位置穿过传感器20的光束，并因此触发指示膜片13的位置的电信号。

包括盖17、指形件18和光学传感器20的组件被保持在壳体21中，所述壳体自身固定至导管10。壳体21包括端部件22，以引出一条或多条连接至接触器20的缆线（图1中未示出）。

参考图2，其沿轴向方向基本水平地示出了检测装置D的实施例的一种替代性形式，所述检测装置用于根据本发明的计量泵。图2中与已经参考图1描述的元件相同的那些元件由相同的附图标记表示，在该元件被修改时，所述附图标记可能跟有撇号’。不再描述相同的元件。

膜片13’在相对于室15的相反侧包括在径向上突伸的圆柱形部分13’a，所述圆柱形部分以不透流体的方式围绕指形件18’的一部分。阀针18’a形成该指形件的面朝导管10a并突入室15中的端部。当膜片13’如图2所示抵压盖17’时，阀针18’a仍然部分接合在孔16中。在吸入阶段的过程中，膜片13’远离盖17’移动并牢固地抵压室15的其它壁。

经由指形件18’相对于阀针18’a的相反端部，指形件18’能作用于容置在壳体21’中的电接触器20’的探头。两条缆线23a、23b从接触器20’引出，以将信息以电信号的形式传输到采集构件，所述采集构件尤其包括如图3所示的电子计算机12。

基本是椭圆形状的壁24的纵向轴线与导管10’的纵向轴线一致，所述壁24围绕该导管并被横向间隔部25紧固至所述导管。盖17’插入壁24中的容置部中，然而壳体21’覆盖着盖17’并可分离地附连至壁24。该壁在其最远离嘴2的一端包括能螺合到连接构件9的外螺纹端部件上的内螺纹套筒24a。

在本示例中，根据本发明的计量泵以下述方式工作。参考图1描述该工作方式，但描述内容可立即应用到图2的替代性形式中。

在抽吸到工作室4中的吸入阶段的过程中，在导管10中形成负压，并且这引起阀3开启以及液体被抽吸到导管10和工作室4中。

在该吸入阶段的过程中，膜片13受到负压并根据图1的设置方式向右移动，从而根据负压的强度移动得更靠近腔15的端壁或抵压在该端壁上。指形件18与膜片13一起向右移动并带着光学传感器20的探头19，所述探头以指示吸入阶段的电信号的形式提供信息。

当活塞5下降和传送液体时，阀3关闭而排出阀6开启。工作室4以及导管10中的压力增加，并且膜片13牢固地抵压在盖17上，从而将指形件18如图1所示的推至左边。传感器20的探头19相应地移动，并且相应的电信号传递至运作分析构件。

光学传感器20可能是开/关类型的。作为替代，光学传感器20或等同的检测构件能提供信号、尤其是模拟信号，所述信号的幅度将依据探头19的移位、特别与阀针18的移位成比例。

根据本发明，用于检测泵的压力变化的检测系统连接至计量装置的工作室4下方和吸入阀2上方，所述系统允许从以下现象获得优势：

-在吸入过程中的负压阶段；

-在传送过程中的正压阶段。

本发明允许在计量泵的运作循环中的这两个连续循环被采集，以产生推杆式指形件18，18’的机械平移运动。

这种效果通过插入膜片13，13’实现，所述膜片足够敏感且在负压作用和正压作用下移动，并且所述膜片产生指形件18，18’的交替平移运动。这种运动被捕获以通过电接触器20，20’形成本示例中是机械性质的电接触，或可替代地是感应性质的（使用霍尔效应）电接触。

作为替代，压力变化检测器能包括抵靠导管10外壁而定位的应变计。

检测系统甚至用于频率大约为0.003Hz的低计量泵流率。

检测系统的运作对由于膜片系统（粘性/多相产品）而被计量的产品是相当不敏感。

所选择使用的材料匹配于化学应用情况，并且匹配于通过计量装置被泵送的添加剂液体的性质。

经由入口7到达和经由出口8离开的主要液体的压力范围可以从0.05到6bar。

泵的运作频率可以从0.003Hz到1.5Hz。

使用寿命可以高达五百万次循环。

本发明可通过执行以下功能提供关于泵运作的诊断信息：

-可视化计量泵的循环；

-在驱动泵的发动机停止时发出警告；

-检测吸入系统的故障；

-作为可选功能，检测容纳有通过吸入阀泵送的添加剂液体的储备器的末端。

由于联接至电子计算机12，由检测器供应的信号能以各种形式体现并可以提供一定量的信息：

-用于实时计算计量的信息；

-所述计量装置投入使用的时间；

-通过吸入阀吸入的化学产品的消耗量；

-停机次数（如果有）、或关于运作的其它信息。

压力变化检测装置D可以作为初始装备装配至新泵，或可以容易地对已在使用的泵进行改装。

Claims (10)

1.一种液体计量泵，其包括装配有吸入阀的吸嘴，所述吸嘴连通于工作室，活塞在所述工作室中能以往复运动的方式移动，其中当活塞远离吸嘴移动时，通过吸入阀的开启而产生抽吸作用，并且当活塞靠近吸嘴移动时，通过吸入阀的关闭和液体通过排出阀的排出而产生传送作用，

其特征在于，所述液体计量泵在吸入阀(3)和工作室(4)之间包括检测压力变化的压力变化检测装置(D)，所述压力变化检测装置一方面包括导管(10，10’)，所述导管在其一端连接至工作室(4)，并且所述导管在其另一端配备有吸入阀(3)，所述压力变化检测装置另一方面还包括安装在导管壁中并对导管中的压力敏感的压力敏感构件(11)；

所述对导管中的压力敏感的压力敏感构件(11)包括安装在导管(10，10’)壁的一部分上并承受来自工作室(4)的压力的膜片(13，13’)，以及包括检测压力变化引起的膜片运动的检测构件(18，19，20；18’，20’)，所述检测构件包括光学传感器或感应型传感器。

2.根据权利要求1所述的液体计量泵，其特征在于，所述膜片(13，13’)设置在从导管(10，10’)的内表面缩进去的腔中，所述腔经由横向孔(16)连通于导管。

3.根据权利要求1或2所述的液体计量泵，其特征在于，所述检测膜片运动的检测构件是光学传感器(20)，其包含有由被连接至膜片上的指形件(18)进行致动的探头(19)。

4.根据权利要求1或2所述的液体计量泵，其特征在于，所述检测膜片运动的检测构件包括感应型位移传感器。

5.根据权利要求1所述的液体计量泵，其特征在于，所述压力变化检测装置(D)包括换能器(20，20’)，用于供应指示工作室中的压力变化的电信号。

6.根据权利要求1所述的液体计量泵，其特征在于，所述对导管中的压力敏感的压力敏感构件(11)连接至采集所测压力变化的采集构件，以分析泵的运作。

7.根据权利要求6所述的液体计量泵，其特征在于，所述采集所测压力变化的采集构件包括电子计算构件(12)，所述电子计算构件编程为确定以下的各种运作参数：计算实时配量、所述计量泵投入使用的时间、化学产品的消耗量、停机次数。

8.根据权利要求1所述的液体计量泵，其特征在于，所述压力变化检测装置(D)可分离地连接至工作室(4)。

9.根据权利要求4所述的液体计量泵，其特征在于，所述感应型位移传感器是一种霍尔效应传感器。

10.一种用于权利要求1所述的液体计量泵的压力变化检测装置，其特征在于，所述压力变化检测装置一方面包括导管(10，10’)，所述导管在其一端可分离地连接至泵的工作室(4)，并且所述导管在其另一端装配有吸入阀(3)；所述压力变化检测装置另一方面还包括对导管中的压力敏感并安装在导管(10，10’)壁中的压力敏感构件(11)，所述压力敏感构件包括安装在导管(10，10’)壁的一部分上并承受来自工作室(4)的压力的膜片(13，13’)，以及包括检测压力变化引起的膜片运动的检测构件(18，19，20；18’，20’)，所述检测构件包括光学传感器或感应型传感器。