DE10108506A1 - Dosierpumpe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosierpumpe (10) für aggressive Flüssigkeiten. In eine Arbeitskammer (14) wird über ein Rückschlag-Ventil (18, 20) Flüssigkeit eingefüllt und über ein Auslassventil (22, 24) wieder nach außen befördert. Dies geschieht durch einen Periodisch in Richtung auf die Arbeitskammer zu und von ihr weg beweglichen Verdränger, wie eine Membran (26). Um zwischen den beweglichen Teilen, wie der Membran, und einer eventuell chemisch aggressiven Flüssigkeit einen direkten Kontakt zu vermeiden, ist ein Luftpolster (12, 36, 34) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosierpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Der spezielle Einsatzzweck einer derartigen Dosierpumpe sind chemisch aggressive Flüssigkeiten. Derartige Dosierpumpen werden beispielsweise in gewerblichen Spülmaschinen eingesetzt, um dosiert Reinigungsmittel und Klarspülmittel von einem Behälter in die Spülkammer beziehungsweise in den Boiler einzuführen. Die eingesetzten Dosierpumpen sollen hierbei gegen das gesamte Spektrum an Reinigungsmitteln und Klarspülmitteln unterschiedlicher Hersteller chemisch resistent sein. Weiterhin sollen derartige Dosierpumpen für aggressive Flüssigkeiten eine möglichst große mechanische Lebensdauer der gesamten Pumpe aufweisen. Bei bewegten Teilen, beispielsweise bei einem Kolben, der über eine Kolbendichtung gegenüber einem Zylinder abgedichtet ist, bei einer Membran, die der chemisch aggressiven Flüssigkeit ausgesetzt ist, oder bei einem dieser Flüssigkeit ausgesetzten Rollbalg spielt dabei der verwendete Werkstoff sowie das Zusammenwirken von chemischem Angriff und mechanischer Belastung eine wesentliche Rolle.

Üblicherweise kommen in gewerblichen Spülmaschinen zum Dosieren von Reinigern und Klarspülern unter anderem Schwingkolbenpumpen, Membranpumpen und Schlauchpumpen zum Einsatz.

Allen Konstruktionen ist gemeinsam, dass bewegte Teile mit der geförderten Flüssigkeit in Berührung kommen und damit einer Kombination von chemischem Angriff und mechanischer Belastung ausgesetzt sind. Dies führt dazu, dass Bauteile schneller ausfallen, als es der Fall wäre, wenn nur ein chemischer Angriff oder nur eine mechanische Belastung vorliegen würde. Besonders deutlich wird dies bei Schlauchpumpen und Rollbalgpumpen, da der Schlauch bauartbedingt mechanisch gewalkt wird und gleichzeitig in Kontakt mit der geförderten Flüssigkeit steht. Bisherige Dosierpumpen führen somit als an sich eher untergeordnete Bauteile zum frühzeitigen Ausfall hochwertiger und teurer gewerblicher Spülanlagen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosierpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszugestalten, dass auch beim Einsatz mit chemisch aggressiven Flüssigkeiten die Lebensdauer erheblich erhöht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Die Grundidee der Erfindung besteht im Vorsehen eines Luftpolsters zwischen Arbeitskammer und Verdränger. Dadurch kommt die Flüssigkeit, abgesehen von Einlassventil und Auslassventil, nicht mehr mit beweglichen Teilen in Verbindung. Insbesondere nicht mit den Teilen des Verdrängers, welche periodisch das Volumen verändern, um ein Arbeitshubvolumen in eine Arbeitskammer oder Überströmkammer einzuführen und aus dieser wieder herauszuführen.

Die Arbeitskammer ist mindestens so groß wie das Arbeitshubvolumen, an das sich dann das Luftpolster anschließt. Vorzugsweise ist jedoch das Volumen der Arbeitskammer erheblich größer als es dem Arbeitshubvolumen entspricht, mindestens um zehn Prozent, vorzugsweise um etwa siebzig bis hundert Prozent größer, und bildet so einen Teil des Luftpolsters. Dies gewährleistet einen reibungslosen Betrieb, ohne dass aggressive Flüssigkeit zum bewegten Verdränger gelangt.

Das eigentliche Luftpolster kann vorzugsweise aus zwei Luft- Teilpolstern bestehen, nämlich einem äusseren, die gesamte Breite des Verdrängers umfassenden äusseren Teilpolster, und einem schmalen inneren Teilpolster, das sich beispielsweise zentrisch vom äusseren Luft-Teilpolster zur oberen Volumenvergrößerung der Arbeitskammer erstrecken kann, die ja praktisch wie ein drittes Luft-Teilpolster wirkt.

Der Verdränger kann durch eine zentrale äussere Verlängerungsstange in Form eines Stößels periodisch durch einen Motorantrieb angetrieben werden, etwa über einen Hubmagneten oder einen Excenter oder dergleichen, wobei der Motorantrieb ein Elektromotor sein kann. Dadurch wird das Volumen des äusseren Teilpolsters periodisch variiert und das Arbeitshubvolumen von einer Flüssigkeitsquelle in die Arbeitskammer hineinbefördert, beispielsweise durch Unterdruck hineingesaugt, und beim Verringern des Volumens des äusseren Teilpolsters durch ein Auslassventil nach aussen gedrückt, beispielsweise in die Spülkammer, in einen Boiler oder dergleichen.

Als Verdränger wird das bewegliche Teil bezeichnet, welche das Volumen des äusseren Luftpolster variiert. Hierfür kommen verschiedene Ausführungsformen in Frage, wie eine etwa zylindrische Membran, die an ihrem Aussenrand mit der Innenwand eines Zylinders fest und abdichtend verbunden ist, wie ein Kolben, der gegenüber einem Zylinder abdichtet, oder wie einem Rollbalg, der aus einem mittleren festen scheibenförmigen Teil besteht, und dessen äussere Ränder über einen Umfangsbalg mit der Innenwand eines Zylinders verbunden sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1a ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer Membran als Verdränger im Einlass-Modus der Flüssigkeit in die Arbeitskammer,

Fig. 1b das Ausführungsbeispiel von 1a im Auslass-Modus,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem Kolben in einem Zylinder als Verdränger,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel mit einem Rollenbalg als Verdränger.

Generell sei erwähnt, dass der Grundaufbau in den drei Ausführungsbeispielen hinsichtlich Pumpengehäuse als solchem im wesentlichen identisch ist, einschließlich Arbeitskammer, Einlassventil, Auslassventil, innerem zentralen schmalen Luftpolster und äusserem, an den Verdränger angrenzendem äusseren Luftpolster. Unterschiedlich ist jeweils der bewegliche Verdränger, beim zweiten Ausführungsbeispiel mit Kolben ist die zylindrische obere Wand verlängert, um einen ausreichenden Hub sicherzustellen.

Gleich ist allen drei Ausführungsbeispielen wieder die vom Zentralbereich nach aussen ragende Antriebsstange, und gleich ist auch die Antriebseinrichtung, welche an diese Antriebsstange periodisch eingreift.

Die einzelnen Ausführungsbeispiele können somit verhältnismäßig kurz abgehandelt werden, wobei entsprechende oder identische Teile beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 mit einer vorgestellten Ziffer 1 bezeichnet werden, entsprechende Teile des in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispieles mit vorgestellter Ziffer 2.

In Fig. 1a und 1b ist die Dosierpumpe beziehungsweise das Gehäuse der Dosierpumpe mit 10 bezeichnet. Den Zentralbereich nimmt eine Arbeitskammer ein, die in der Darstellung von Fig. 1a bis zum maximalen Flüssigkeitsstand 16 gefüllt ist und somit in der unteren Arbeits-Teilkammer 14 genau ein Arbeitshubvolumen enthält. Die etwa vierzig Prozent betragende Volumenvergrößerung 12 ist mit Luft gefüllt und kann somit als drittes Luftpolster bezeichnet werden. Das Einlassventil 18 mit Druckfeder 20 zur Erzeugung einer Rückschlagwirkung ist in Einlassrichtung geschaltet und hat aus einer Flüssigkeitsquelle beispielsweise chemisch aggressive Flüssigkeit in die Arbeitskammer angesaugt, und zwar über einen Unterdruck, der über die Volumenerweiterung 12, den schmalen zentralen Kanal 36 für das innere Luftpolster - um ein Ansaugen der Flüssigkeit nach oben zu verhindern -, und über das breite größere Luftpolster 34 erzeugt wird. Der Verdränger in Form einer Membran 26 wird hierbei nach aussen in Pfeilrichtung angetrieben. Der Antrieb erfolgt über eine zentrale nach aussen ragende Antriebsstange 30, in Form eines Stößels oder über einen schematisch angedeuteten Motorantrieb 32, etwa über einen Excenter oder dergleichen; die Antriebsstange wird hierbei periodisch nach aussen gezogen und anschließend nach innen gedrückt. Die äussere Luftkammer 34 nimmt in diesem Zustand das maximale Volumen ein, auch wenn dies aus der Schemazeichnung nicht ohne weiteres hervorgeht.

Fig. 1b zeigt das Hineindrücken der Antriebsstange 30 und damit der Membran 26, wobei das äussere Luftpolster 34 und der Flüssigkeitsstand 16 den niedrigsten Wert aufweisen. Während das Einlassventil 18 geschlossen ist, ist nunmehr das Auslassventil 22 mit Rückschlagsfeder 24 geöffnet und entlässt die chemisch aggressive Flüssigkeit in Pfeilrichtung nach aussen beziehungsweise in einen anderen Behälter oder die Spülkammer.

Das Ausführungsbeispiel von Fig. 2 zeigt neben den gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 identischen Bauteilen, wie Einlassventil 118, 120, Auslassventil 122, 124, unterer Arbeitskammer 112, oberer Volumenerweiterung 114, schmalem inneren Luftpolster 136 und breitem äusserem Luftpolster 134 als Verdränger einen gegenüber der Zylinderwand 125 über Dichtungen 127 abgedichteten Kolben 126, der über die Antriebsstange 130 und einen Motorantrieb 132 in beiden Pfeilrichtungen bewegbar ist.

Gleiches gilt für Fig. 3, wobei hier die entsprechenden Teile eine vorgesetzte Ziffer 2 aufweisen. Unterschiedlich ist lediglich der Verdränger in Form des Rollbalgs, bestehend aus einem festen scheibenförmigen Innenteil 226, das über einen äusseren Ringwulst 227 fest und damit abdichtend mit der Zylinderwand 229 verbunden ist. Vom Mittelbereich des festen Innenteiles 226 erstreckt sich eine Antriebsstange 230 nach aussen, die periodisch in die beiden Pfeilrichtungen durch einen entsprechenden Motorantrieb 232 periodisch nach aussen und nach innen bewegt wird.

Claims (12)

1. Dosierpumpe (10) für Flüssigkeiten,
mit einer Arbeitskammer (12, 14; 112, 114; 212, 214),
die ein Einlassventil (18, 20; 118, 120; 218, 220),
und ein Auslassventil (22, 24; 122, 124; 222, 224) aufweist,
und auf die ein Verdränger einwirkt, der aufeinanderfolgend aus einer Flüssigkeitsquelle (28) ein Arbeitshubvolumen in die Arbeitskammer hineinbefördert und wieder hinaus- befördert, sowie mit einer Antriebseinrichtung (32; 132; 232) für den Verdränger,
gekennzeichnet durch ein Luftpolster (14, 36, 34; 114, 136, 134; 214, 236, 234) zwischen Arbeitskammer und Verdränger.

2. Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdränger eine Membran (26) ist, die durch zyklische Axialbewegungen das Volumen eines Luft-Teilpolsters (34) zyklisch verändert und hierdurch zyklisch Flüssigkeit in Form eines Arbeitshubvolumens aus der Flüssigkeitsquelle (28) in die Arbeitskammer (12, 14) ansaugt und aus ihr durch das Auslassventil (24) wieder herauspresst.

3. Dosierpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (18) und das Auslassventil (24) entgegengesetzt wirkende, durch Federn (20, 24) vorgespannte Rückschlagventile sind.

4. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskammer durch eine Volumenvergrößerung (14, 114, 214) erheblich größer, vorzugsweise um 10 bis 100 Prozent größer, ist, als es einem Arbeitshubvolumen entspricht, derart, dass sie maximal nur teilweise bis zu einem Maximalpegel (16, 116, 216) durch die Flüssigkeit gefüllt wird.

5. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftpolster aus einem im wesentlichen an die ganze Fläche der Membran (26) angrenzenden äusseren Teilpolster (34) und einem kanalförmigen inneren Teilpolster (36) zwischen den Zentralbereichen des äusseren Teilpolsters (34) und der Volumenvergrößerung (14) der Arbeitskammer (12, 14) besteht.

6. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine zentrale äussere Verlängerungsstange (30, 130, 230) des Verdrängers (26, 126, 226), welche durch einen Motorantrieb (32, 132, 232), einen Excenter oder dergleichen periodisch nach aussen und innen bewegt wird und dadurch das Volumen des äusseren Teilpolsters (34, 134, 234) periodisch verändert.

7. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdränger ein Kolben (126) ist, der gegen einen Zylinder (125) über Dichtungen (127) abdichtet, und der zyklisch das äussere zylinderförmige Luftpolster (134) verändert, wobei eine zentrale äussere Verlängerungsstange (130) des Kolbens (126) mit einem Motorantrieb (132) verbunden ist.

8. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Verdränger ein Rollbalg vorgesehen ist, bestehend aus einem festen scheibenförmigen Mittelteil (226), das über einen Aussenbalg (227) abdichtend mit der zylindrischen Innenwand (229) verbunden ist, wobei eine vom Zentralbereich des Mittelteiles (226) nach aussen ragende Verlängerungsstange (230) den Mittelteil (226) periodisch nach aussen und innen bewegt, um das Volumen des darunter liegenden zylindrischen äusseren Luft-Teilpolsters (234) periodisch zu verändern.

9. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (26) aus dem gleichen Werkstoff wie das Pumpengehäuse besteht und mit diesem aus einem Stück gefertigt ist.

10. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorantrieb über einen Excenter mit elektromotorischem Antrieb erfolgt.

11. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorantrieb über einen Elektrohubmagneten erfolgt.

12. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb, insbesondere der Membrane (26), über Hilfmedien erfolgt, wie Wasser oder Luft.