Kalibriereinheit für Verdrängerpumpen

Abstract

 Kalibriereinheit für klassische Verdrängerpumpen mit nur einer Verdrängungskammer (Membranpumpen, Kolbenmembranpumpen, Kolbenpumpen, Schlauchpumpen, Exzenterschneckenpumpen, etc.), mit oder ohne Entlüftungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass mittels von Hand, pneumatisch, hydraulisch, elektrisch oder elektropneumatisch geschaltetem 4-Wege-Ventil-Ventil (oder alternativ auch 2 oder mehr pneumatische, hydraulische, elektrische oder elektropneumatische geschaltete Einweg-, Zweiweg-, oder Dreiwegventile) ein Messzylinder mit dem zu fördernden Medium gefüllt und entleert werden kann, wobei während der Entleerung mittels automatischer oder Zeitmessung von Hand die genaue Dosiermenge ermittelt werden kann und dabei im Falle von selbstentlüftenden Pumpen der Entlüftungsstrom mit berücksichtigt wird, ohne dass der Ausführende dabei mit dem geförderten Medium in Kontakt kommt.
Besonders vorteilhaft einsetzbar beim Kalibrieren von Pumpen für Medien aggressiver oder toxischer Natur.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kalibriereinheit für Verdrängerpumpen.

[0002] Grundsätzlich besteht für Verdrängerpumpen und hier insbesondere für Dosierpumpen mit geringer Volumenleistung, das Problem der korrekten und komfortablen Messung und somit Einstellung des Durchflusses. Bei vielen Anwendungen ist die genaue Bestimmung des Durchflusses allerdings von größter Bedeutung.

[0003] Vor allen Dingen bei sehr geringen Förderleistungen sind die Durchflussmessungen sehr ungenau oder extrem teuer.

[0004] Da die gepumpten Medien oft aggressiver oder toxischer Natur sind, ist es von Belang, dass die Kalibrierung geschehen kann, ohne dass die ausführende Person

[0005] Bisher versuchten die Anwender den beschriebenen Problemen bzw. Anforderungen durch Eigenkonstruktionen gerecht zu werden.

[0006] So entwickelte die Firma API eine Ausliterungs- bzw. Kalibriereinheit, welche aussieht, wie auf dem Foto der Fig. 1 dargestellt ist.

[0007] Wie hierauf zu erkennen, ist die Saugseite 1 der Pumpe mit einem Dreiwegeventil 2 ausgestattet. Dieses Ventil 2 leitet der Pumpe das Produkt aus dem Messzylinder oder aus dem Produktbehälter 4 zu. Legt man das Dreiwegeventil 2 so um, dass man aus dem Messzylinder 3 ansaugt, kann man leicht mittels einer Stoppuhr den genauen Durchfluss bestimmen.

[0008] Diese Konstruktion ist von folgenden Nachteilen gekennzeichnet:

[0009] Damit der Messzylinder befüllt werden kann, ist es notwendig die Pumpe räumlich unter dem Produktniveau im Produktbehälter zu montieren. Hierdurch entsteht ein Vordruck, welcher es erlaubt, den Messzylinder 3 zu befüllen, wenn das Dreiwegeventil 2 in eine Mittelstellung gebracht wird. Der Einbau unter Produktlevel ist aber nicht immer möglich.

[0010] Hieraus ergibt sich als weiterer Nachteil die Gefahr, dass es bei einer Beschädigung der Zulaufleitung durch das natürliche Gefälle zur kompletten Entleerung des Produktbehälters 4 mit potentiell schwerwiegenden Folgen kommen kann. Ein Anschluss des Produktbehälters an seiner Oberseite ist immer zu bevorzugen.

[0011] Ein weiterer Nachteil des Verfahrens ist die Gefahr des Vergessens der Rückstellung des Dreiwegeventils 2. Wenn dieses in der Zwischenstellung (zur Befüllung) des Messzylinders verbleibt, wird der Container 4 ebenfalls komplett durch natürliches Gefälle entleert.

[0012] Letztlich ist die räumliche Größe ein Problem. Es ist unmöglich eine solche Einheit in einen Pumpenkopf zu integrieren, bzw. diese am Pumpenkopf zu befestigen.

[0013] Eine Firma, welche sich mit diesem Problem auseinandergesetzt hat und eine bessere Lösung für dieses Problem geschaffen hat, ist die Firma ALLDOS. Das diesbezügliche Prinzip ist in Fig. 2 dargestellt.

[0014] Mit diesem System ist eine Technologie auf den Markt gebracht, die speziell für ausgasende und schwierige Medien wie Natriumhypochlorit gedacht ist. Die Pumpe besitzt neben dem Vorteil der leichten Kalibrierung auch noch den Vorteil der automatischen Entlüftung.

[0015] Durch diese innovative Technologie entfällt auch das in Fachkreisen bekannte Ansaug-Problem bei kleinen Dosiermengen.

[0016] Die Fördermembrane 5 saugt zunächst das Medium in größerer Menge aus einem Wechselgebinde oder Behälter oder aus der Dosierstation an und dosiert es dabei in einen im Dosierkopf befindlichen Vorfördertank 6.

[0017] Die Zufuhr zum Prozess erfolgt über die separate Arbeitsmembrane 7, die auf die erforderliche Literleistung ausgelegt ist. Das überschüssige Medium fließt anschließend in die Behälter durch eine zusätzliche Leitung zurück. Das Doppelmembransystem bietet somit gerade bei ausgasenden Medien hohe Prozess-Sicherheit.

[0018] Diese Art der Problemlösung bringt gewisse Nachteile mit sich:

[0019] Aufgrund der mechanischen Komplexität ist diese Bauweise recht störanfällig. Statt einer, können nun 2 Membranen verschleißen und brechen.

[0020] Weiterhin ist es nicht möglich normale Kolbenpumpen mit dieser Technik auszustatten, da nur Membranpumpen sich dafür eignen zwei Pumpwerke auf einer Achse zu montieren.

[0021] Ziel der nachstehend beschriebenen Erfindung ist es den beschriebenen Problemen aus dem Wege zu gehen und auch bereits existierende Pumpen mit nur einem Pumpwerk (Membran- oder Kolbenpumpen) mit oder ohne Entlüftungsvorrichtigung mit einer Kalibrier- und Entlüftungseinheit auszustatten. Es ist auch klar, dass man die nachstehend aufgeführte Technik, ähnlich wie bei ALLDOS dargestellt, direkt in den Pumpkopf integrieren kann, was jedoch nichts am Basisprinzip ändert.

[0022] Die Erfindung wird nun an Hand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Die in Fig. 1 und 2 bekannte Kalibriereinheiten; Fig. 2 die Kalibriereinheit nach der Erfindung.

[0023] Nach der Erfindung wird an eine beliebige Kolben- oder Membranpumpe, selbstentlüftend oder nicht, eine hydraulische Schaltung angeschlossen, wie in Fig. 3 dargestellt.

[0024] Das Medium wird aus dem Dosierbehälter 8 und über ein zusätzlich eingebautes Rückschlagventil 9 und dem 4-Wege-Ventil 10 dem Pumpenkopf 11 (Membranpumpe, Kolbenmembranpumpe, Kolbenpumpe, Schlauchpumpe etc.) zugeführt.

[0025] Auf der Druckseite der Pumpe passiert das Medium zunächst ein Kreuz-Stück 12.

[0026] Ist der Messzylinder 13 leer und ist das 4-Wege-Ventil 10 auf Position "blau" (b1), dann wird das Medium den Messzylinder 13 langsam befüllen, da das federbelastete Rückschlagventil 14 das Medium zunächst daran hindert in die Dosierleitung zum Dosierpunkt 15 gelangen und das federbelastete Rückschlagventil 16 deutlich niedriger federbelastet ist, wie das federbelastete Rückschlagventil 14.

[0027] Wenn dann der Messzylinder 13 voll ist, schließt das Rückschlagventil 17 durch eine schwimmende Kugel. Der Druck im Messzylinder 13 steigt an bis, dass er über dem Öffnungsdruck des federbelasteten Rückschlagventils 14 liegt, sodass dann in die Dosierleitung zum Dosierpunkt 15 dosiert wird.

[0028] Zum Kalibrieren der Pumpe reicht es dann das 4-Wege-Ventil 10 auf Position "grün" (gr) zu drehen. Dann wird das Medium aus dem Messzylinder 13 angesaugt und vor den Pumpenkopf 11 geführt. Ein Rücklauf von Medium aus dem Messzylinder 13 über den Pumpenkopf 11 in den Dosierbehälter 8 wird durch das Rückschlagventil 18 verhindert.

[0029] Mittels einfacher Stoppuhr und ohne mit dem Medium in Berührung zu kommen, kann dann die Pumpe kalibriert werden.

[0030] Das Rückschlagventil 17 ist so konzipiert, dass es mittels schwimmender Kugel Luft durchlässt, dass Medium jedoch nicht. Dies führt dazu, dass die Pumpe in der Ansaug- bzw. Startphase gegen den sehr niedrigen Öffnungsdruck (ca. 0,2 bar) des federbelasteten Rückschlagventils 16 arbeitet, sodass die Pumpe selbststartend ist, bzw. das bekannte Ansaugproblem entfällt.

[0031] Wenn Pumpen mit einer Selbstentlüftung ausgestattet sind, gibt es immer einen Entlüftungsauslass 17, über welchen eine geringe Mediummenge in den Dosierbehälter zurückgeführt wird.

[0032] Dieser wird dann in unserem Fall an der in "rot" gekennzeichneten Zusatzschaltung angeschlossen.

[0033] Wird die Pumpe kalibriert, indem das 4-Wege-Ventil 10 auf die Position "grün" gedreht wird, fällt der relative Druck im Messzylinder 13 auf den Öffnungsdruck des federbelasteten Rückschlagventils 16 also unter dem Öffnungsdruck des federbelasteten Rückschlagventils 14, sodass der "Entlüftungsstrom" in den Messzylinder 13 zurückgeführt wird und somit bei der Kalibrierung ebenfalls berücksichtigt wird.

[0034] Ist das 4-Wegeventil 10 in Position "blau" wird der "Entlüftungsstrom" über das schwach federbelastete Rückschlagventil 16 dem Dosierbehälter zugeführt.

[0035] Wenn es sich um eine Dosierpumpe ohne Entlüftungsausgang handelt, kann das federbelastete Rückschlagventil 16 entfallen.

[0036] Selbstverständlich ist es möglich ein 4-Wegeventil 10 zu installieren, welches nicht von Hand, sondern pneumatisch oder elektrisch geschaltet wird und dieses dann mit einer Füllstandmessung im Messzylinder 13, so zu koppeln, dass über Anbindung an ein PLS-System eine automatische Einstellung und Überwachung des Durchflusses möglich wird.

Ansprüche

1. Kalibriereinheit für klassische Verdrängerpumpen mit nur einer Verdrängungskammer (Membranpumpen, Kolbenmembranpumpen, Kolbenpumpen, Schlauchpumpen, Exzenterschneckenpumpen, etc.), mit oder ohne Entlüftungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass

• mittels von Hand, pneumatisch, hydraulisch, elektrisch oder elektropneumatisch geschaltetem 4-Wege-Ventil-Ventil (oder alternativ auch 2 oder mehr pneumatische, hydraulische, elektrische oder elektropneumatische geschaltete Einweg-, Zweiweg-,oder Dreiwegventile) ein Messzylinder mit dem zu fördernden Medium gefüllt und entleert werden kann, wobei während der Entleerung mittels automatischer oder Zeitmessung von Hand die genaue Dosiermenge ermittelt werden kann und dabei im Falle von selbstentlüftenden Pumpen der Entlüftungsstrom mit berücksichtigt wird, ohne dass der Ausführende dabei mit dem geförderten Medium in Kontakt kommt,

• die Pumpe aufgrund der beschriebenen hydraulischen Schaltung in der Startphase gegen einen sehr geringen Druck oder einen Druck "Null" pumpt und somit das klassische Ansaugproblem nicht vorliegt,

• die beschriebene hydraulische Schaltung sowohl separat ausgeführt werden kann, wie auch z.B. bei Membranpumpen oder Kolbenmembranpumpen direkt in den Pumpenkopf integriert werden kann,

• im Falle von automatischen Ventilen und automatischer Füllstandsmessung im Messzylinder eine automatische Messung und Regelung der realen Förderleistung erfolgen kann,

• das gesamte System, bis auf den potentiellen Entlüftungsstrom, im Normalbetrieb automatisch geschlossen wird, sodass ein Auslaufen des Dosierbehälters durch fehlerhafte Bedienung unmöglich wird.

Zeichnung