EP0736689A1 - Dosier- und Injektionspumpenanordnung - Google Patents
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- EP0736689A1 EP0736689A1 EP96103365A EP96103365A EP0736689A1 EP 0736689 A1 EP0736689 A1 EP 0736689A1 EP 96103365 A EP96103365 A EP 96103365A EP 96103365 A EP96103365 A EP 96103365A EP 0736689 A1 EP0736689 A1 EP 0736689A1
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Definitions
- the invention relates to a metering and injection pump arrangement for delivering at least two flowable media, each medium being assigned a pump.
- Such pump arrangements are known. They are used, for example, in the construction industry to convey sealing compounds consisting of a plurality of components to be mixed with one another to the place of use, the components being mixed with one another in a manner known per se in a line network downstream of the pumps.
- Such masses should generally harden quickly by mixing the individual components, so that the problem of cleaning the pipeline network exists from the point at which the media flow together. This cleaning is usually carried out by a so-called "rinsing" of the line network with a single one of the various components, for which purpose only the pump delivering this component is put into operation.
- the tolerance limits of the mixing ratio required for correct curing are very narrow, so that the mixing ratio must be adhered to exactly.
- the object of the invention is to create a pump arrangement of the type mentioned at the outset which, with an extremely compact design, allows the conveying of media in exactly constant amounts, which enables the line network downstream of the pumps to be flushed with one of the conveyed media and which one can be controlled in a simple manner so that no medium is conveyed into the line network downstream of the pump arrangement when the pumps are running.
- a metering and injection pump arrangement of the type mentioned, in which the pump assigned to each medium is designed as a double-piston pump with two cylinders and two single-acting pistons alternating in their working stroke, all pistons being connected to a common drive device and each cylinder is provided with an inlet connected via a line to a supply for the respective medium to be conveyed and an outlet for this medium, each inlet being associated with an inlet valve which can be controlled by a control device and each outlet with an outlet valve preventing the backflow of conveyed medium .
- Such a metering and injection pump arrangement advantageously allows three different operating states to be set without having to stop the pumps: in one In the conveying operating state, the media to be conveyed are conveyed in amounts precisely determined by the displacement of the double-piston pump assigned to the respective medium, it being possible to ensure that the associated inlet valve is always open during the suction stroke of a piston by the design of the inlet valves as controllable inlet valves. It should be mentioned at this point that pump arrangements are also known for conveying a plurality of flowable media to be mixed with one another, in which the media are mixed with one another before entering the pump.
- the pump arrangement according to the invention also allows a cleaning operating state to be set in which the line network downstream of the pump arrangement is flushed with one or more media without the pumps or the pump provided for the other media or the other medium having to be stopped.
- the pump arrangement according to the invention has the great advantage that all pumps can nevertheless be driven by a common drive, which on the one hand ensures a constant quantity and thus mixing ratio in the conveying operation, and on the other hand enables a light and compact design, in particular for mobile use of the pump arrangement.
- the pump arrangement advantageously allows the setting of a circulating operating state in which all pumps run without any medium being conveyed into the subordinate pipeline network. This makes it possible to easily move an application means, for example a syringe, provided at the outlet end of the line network downstream of the pump arrangement into another position without further conveying the mixture and without having to shut down the entire pump arrangement.
- an application means for example a syringe
- the pump arrangement according to the invention thus combines various advantages: it allows the delivery of at least two media - but if necessary by adding more pumps - media with proportions precisely predetermined by the displacement of the respective pistons, but only a single drive is required; it enables the application means downstream of the pump arrangement to be moved without having to switch off the drive of the pump arrangement, and it allows the line network downstream of the pump arrangement to be selected, e.g. for rinsing - to be loaded with only one or more of the media to be conveyed.
- self-closing check valves can be used as outlet valves and the pumps can be designed as plunger pumps with plungers.
- the metering and injection pump arrangement is particularly easy to control if the inlet valves are each designed to be hydraulically controllable and are each connected to a pressure medium source via a line, the control device having switched on directional valves in the lines to the hydraulically controllable valves, which have both an alternating and a Allow simultaneous activation of the inlet valves.
- Each double piston pump can be assigned at least one separate directional control valve.
- the cylinders of each double-piston pump are arranged with an aligned longitudinal central axis and a piston outlet end facing one another.
- the separate piston-pumping media with parallel longitudinal center axes can be arranged at a lateral distance from each other. Both arrangements enable the ends of the pistons protruding from the associated cylinders to be connected to a common transverse web, which has the advantage that the pistons of the double-piston pumps inevitably carry out synchronous lifting movements when the drive engages this transverse web.
- a reversible hydraulic linear drive can serve as the drive.
- this is formed by two single-acting piston-cylinder units arranged on opposite sides of the crossbar with a working stroke acting in the opposite direction and is connected to the pressure medium source via a directional control valve which controls the alternating application of pressure to the two single-acting piston-cylinder units.
- the pistons of the single-acting piston-cylinder units forming the linear drive can expediently be designed as plungers or plungers, the ends of the pistons emerging from the cylinders abutting on opposite sides of the crosspiece.
- the cylinders of the double-piston pumps that convey the flowable media are releasably attached to a common support structure. This allows easy disassembly of the individual cylinders for cleaning and transport purposes, for example.
- the pump arrangement functionally comprises five groups: the double-piston pumps 10, 20 assigned to the two media to be pumped, the drive 30 driving the pumps, the valve control 40 and the pressure source 50.
- the containers 60 containing the two media are shown in the drawing. 70 shown.
- the line network downstream of the two double-piston pumps for the media to be pumped is only indicated by lines 81, 82.
- the double-piston pumps 10, 20 assigned to each medium M1, M2 consist of two cylinders 11, 21 and two single-acting pistons 12, 22, which alternately perform their working stroke.
- the pistons 12, 22 are included Expediently designed as a plunger or plunger, which has advantages in particular when conveying media containing solid, undissolved substances (eg sand).
- Each cylinder 11, 21 has an inlet 14, 24 connected via a line 13, 23 to a supply 60, 70 for the medium M1, M2 to be conveyed, and an outlet 15, 25 for this medium, each outlet 15, 25 an the backflow of pumped medium preventing outlet valve 16, 26 is assigned.
- These outlet valves 16, 26 are designed here as self-closing check valves, but can also be designed as, for example, hydraulically controllable valves.
- An inlet valve 17, 27 which can be controlled by the control device 40 is assigned to each inlet 14, 24, which prevents a too small delivery quantity being sucked in as a result of a simple non-return valve getting stuck and thus the desired mixing ratio not being maintained.
- the inlet valves 17, 27 are designed to be hydraulically controllable and are connected to the pressure medium source 50 via a line 18, 28, respectively.
- the control device 40 has in the lines 18, 28 to the hydraulically controllable valves 17, 27 on directional valves 19, 29 which allow both an alternating and a simultaneous actuation of the inlet valves 17, 27.
- the cylinders 11, 21 of each double-piston pump 10, 20 are arranged with the aligned longitudinal central axis and the piston outlet end facing one another.
- the separate media-promoting double-piston pumps 10, 20 are located at a lateral distance from one another with parallel longitudinal central axes.
- the ends of the pistons 12, 22 protruding from the cylinders 11, 21 are connected to a common crosspiece 33, on which the reversible hydraulic linear drive 30 acts.
- the linear drive 30 is formed by two single-acting piston-cylinder units arranged on opposite sides of the crosspiece 33, each consisting of a cylinder 31 and a piston 32 with a working stroke acting in the opposite direction, and is via an alternating action of the two pistons 32 with pressure medium controlling directional valve 39 is connected to the pressure medium source 50 by means of a line 38.
- the pistons 32 of the linear drive 30 are also designed as punger or plunger pistons, the ends of the pistons 32 emerging from the cylinders 31 abutting on opposite sides of the crosspiece 33.
- a first check valve 61, 71 preventing the backflow of the media into the storage containers 60, 70 and a line bridge 62, 72 bypassing this first check valve with a connection to the first check valve 61, 71 opposed second check valve 63, 73 integrated.
- Both valves 61, 63; 71, 73 are self-closing check valves, but the first check valve 61, 71 opens at low pressure, while the second check valve 63, 73 does so only at relatively high pressure.
- This configuration of the lines 13, 23 to the storage containers 60, 70 avoids fluidic problems, in particular the build-up of excess pressures in circulation mode, that is to say if no medium is to be conveyed into the line network downstream of the pump arrangement.
- this subordinate line network is only indicated by lines 81, 82. Both lines 81, 82 flow together in a manner known per se at a mixing point, where the two media M1 and M2 are mixed with one another, in order then to finally exit from a suitable application device, for example a nozzle head.
- FIG. 2 shows the pumps 10, 20 and the drive 30 according to FIG. 1 in a perspective view, but the storage containers for the media to be conveyed, the lines for controlling the valves of the pumps and the hydraulic linear drive and the pressure source are not are shown.
- the free ends of the pistons 12, 22 of the two double-piston pumps 10, 20 and the pistons 32 of the hydraulic linear drive 30 lie on a common one Cross bar 33 and therefore inevitably perform synchronous movements when the cross bar 33 is moved by the linear drive 30.
- the pistons 12, 22 of the two double-piston pumps 10, 20 are dimensioned the same, so that with such a pump arrangement there is always a 1: 1 mixing ratio of the two media to be delivered. If other mixing ratios are desired, the double piston pumps can be dimensioned differently.
- double-piston pumps 10, 20 shown In addition to the two double-piston pumps 10, 20 shown, further double-piston pumps can be added, which can then also be connected to the crossbar 33 to be lengthened accordingly, which also enables mixtures of three or more media to be made.
- the media are each fed via lines 13, 23 to the double piston pumps 10, 20, one of the inlet valves 17, 27 described above being assigned to the inlet of each cylinder 11, 12.
- the piston-side end blocks 90 assigned to the cylinders 11, 21 of the double-piston pumps 10, 20 as well as to the cylinder-shaped jacketed cylinders 31 of the linear drive 30 are used for easy and detachable fastening of the double-piston pumps and the drive to a common support structure, not shown here.
- each end block 90 has two grooves 91 which extend over the entire length of the block and which, when the pumps are arranged in parallel, complement one another in parallel to form an elongated groove, into which a support structure with a profile which is at least partially complementary to the groove is then inserted or fitted can be.
- the dosing and injection pump arrangement described works as follows:
- the pistons 32 of the drive 30 are alternately pressurized from the pressure source 50 by switching the directional valve 39 via the line 38 and thus move the crosspiece 33 back and forth.
- the pistons 12, 22 of the double-piston pumps 10, 20 are in turn the associated cylinders 11, 21 moves.
- the inlet valves 17, 27 are now opened and closed alternately, so that the corresponding medium flows into the associated cylinder 11, 21 during the suction stroke of a piston 12, 22.
- the associated inlet valve 17, 27 is closed and the piston 11, 21 presses the medium out of the cylinder 11, 21 against the resistance of the outlet valve 16, 26.
- the inlet valves of a double-piston pump for example the double-piston pump 20, are permanently open, while the inlet valves 17 of the double-piston pump 10 open and close mutually, as in the conveying mode.
- the pressure generated during the working stroke of the pistons 22 in the cylinders 21, however, is not large enough when the inlet valve 27 is open to open the outlet valve 26. Therefore, the medium M2 is only moved back and forth between the cylinders 21 and in the line 23, but does not get into the line network downstream of the pumps, so that there is no mixing of the two media M1 and M2.
- the inlet valves 17 of the double-piston pump 10 are permanently open, so that no pressure opening the outlet valves 16, 26 can build up in the cylinders 11, 21.
- an application means provided at the end of the line network downstream of the pumps, for example a nozzle or the like.
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Abstract
Dosier- und Injektionspumpenanordnung (5) zum Fördern von wenigstens zwei fließfähigen Medien (M1, M2) denen jeweils eine Pumpe zugeordnet ist. Die den Medien zugeordneten Pumpen sind jeweils als Doppelkolbenpumpe (10, 20) mit je zwei Zylindern (11, 21) und je zwei einfach wirkenden, ihren Arbeitshub abwechselnd ausführenden Kolben (12, 22) ausgebildet, wobei alle Kolben an eine gemeinsame Antriebseinrichtung (30) angeschlossen sind. Jeder Zylinder (11, 21) ist mit einem über eine Leitung (13, 23) an einen Vorrat (60, 70) für das jeweils zu fördernde Medium angeschlossenen Einlaß (14, 24) und einem Auslaß (15, 25) für das Medium versehen, wobei jedem Einlaß (14, 24) ein von einer Steuereinrichtung (40) ansteuerbares Einlaßventil (17, 27) zugeordnet ist. Jedem Auslaß ist ein das Rückströmen von gefördertem Medium verhinderndes Auslaßventil (16, 26) zugeordnet, die vorzugsweise als selbstschließende Rückschlagventile ausgebildet sind. <IMAGE>
Description
- Die Erfindung betrifft eine Dosier- und Injektionspumpenanordnung zum Fördern von wenigstens zwei fließfähigen Medien, wobei jedem Medium jeweils eine Pumpe zugeordnet ist.
- Solche Pumpenanordnungen sind bekannt. Sie dienen z.B. im Baugewerbe dazu, aus mehreren miteinander zu vermischenden Komponenten bestehende Dichtmassen zum Einsatzort zu fördern, wobei die Komponenten in einem den Pumpen nachgeordneten Leitungsnetz in an sich bekannter Weise miteinander vermischt werden. Dabei sollen solche Massen in der Regel durch die Vermischung der einzelnen Komponenten schnell aushärten, so daß das Problem der Reinigung des Leitungsnetzes ab dem Ort des Zusammenfließens der Medien besteht. Diese Reinigung erfolgt meist durch ein sog. "Spülen" des Leitungsnetzes mit einer einzigen der verschiedenen Komponenten, wozu dann nur die diese Komponente fördernde Pumpe in Betrieb gesetzt wird. Andererseits sind die Toleranzgrenzen des zum richtigen Aushärten nötigen Mischungsverhältnisses sehr eng, so daß das Mischungsverhältnis exakt eingehalten werden muß. Deshalb und weil solche Pumpenanordnungen häufig mobil eingesetzt werden und daher möglichst leicht und einfach ausgestaltet sein sollten, ist ein einziger, alle Medien fördernden Pumpen synchron betätigender Antrieb gewünscht, welcher andererseits das zum Spülen nötige Abschalten aller Pumpen bis auf eine einzige schwierig macht. Auch kann es wünschenswert sein, z.B. während des Umsetzens einer am ausgangsseitigen Ende des Leitungsnetzes vorgesehenen Injektionsspritze überhaupt kein Medium durch das Leitungsnetz zu fördern, ohne jedoch dazu alle Pumpen stillsetzen zu müssen.
- Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Pumpenanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei äußerst kompakter Bauweise das Fördern von Medien in exakt konstanten Mengen erlaubt, welche ein Spülen des den Pumpen nachgeordneten Leitungsnetzes mit einem der geförderten Medien ermöglicht und welche auf einfache Weise so gesteuert werden kann, daß bei laufenden Pumpen kein Medium in das der Pumpenanordnung nachgeschaltete Leitungsnetz gefördert wird.
- Diese Aufgabe wird gelöst von einer Dosier- und Injektionspumpenanordnung der genannten Art, bei welcher die jedem Medium zugeordnete Pumpe als Doppelkolbenpumpe mit je zwei Zylindern und je zwei einfach wirkenden, ihren Arbeitshub abwechselnd ausführenden Kolben ausgebildet ist, wobei alle Kolben an einer gemeinsamen Antriebseinrichtung angeschlossen sind und jeder Zylinder mit einem über eine Leitung an einen Vorrat für das jeweils zu fördernde Medium angeschlossenen Einlaß und einem Auslaß für dieses Medium versehen ist, wobei jedem Einlaß ein von einer Steuereinrichtung steuerbares Einlaßventil und jedem Auslaß ein das Rückströmen von gefördertem Medium verhinderndes Auslaßventil zugeordnet ist.
- Eine solche Dosier- und Injektionspumpenanordnung erlaubt vorteilhaft das Einstellen dreier verschiedener Betriebszustände, ohne dabei die Pumpen stillsetzen zu müssen: in einem Förderbetriebszustand werden die zu fördernden Medien in durch den Hubraum der dem jeweiligen Medium zugeordneten Doppelkolbenpumpe exakt bestimmten Mengen gefördert, wobei durch die Ausbildung der Einlaßventile als steuerbare Einlaßventile sichergestellt werden kann, daß beim Saughub eines Kolbens das zugeordnete Einlaßventil immer geöffnet ist. Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß zum Fördern mehrerer fließfähiger miteinander zu vermischender Medien auch Pumpenanordnungen bekannt sind, bei welchen die Medien vor dem Eintritt in die Pumpe miteinander vermischt werden. Solche Pumpen haben aber insbesondere dann, wenn die Medien eine schnellaushärtende Mischung ergeben, schwerwiegende Nachteile, da eine solche Pumpe auch bei nur kurzzeitigem Stillsetzen sofort gereinigt werden muß, um ein Aushärten der Mischung in der Pumpenkammer und damit ein mögliches Zerstören der Pumpe zu vermeiden. Außerdem kann es je nach Art der miteinander vermischten Medien auch im Betriebszustand der Pumpe zu einer Klumpenbildung kommen, welche entweder die Pumpe beschädigt oder das nachgeordnete Leitungsnetz verstopft.
- Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung erlaubt ferner das Einstellen eines Reinigungsbetriebszustandes, in welchem das der Pumpenanordnung nachgeordnete Leitungsnetz mit einem oder mehreren Medien gespült wird, ohne daß dazu die für die anderen Medien oder das andere Medium vorgesehenen Pumpen bzw. die vorgesehene Pumpe stillgesetzt werden müßte. Dabei hat die erfindungsgemäße Pumpenanordnung den großen Vorteil, daß dennoch alle Pumpen von einem gemeinsamen Antrieb angetrieben werden können, was einerseits im Förderbetrieb ein konstantes Mengen- und damit Mischungsverhältnis sicherstellt, andererseits eine leichte und kompakte Bauweise insbesondere für einen mobilen Einsatz der Pumpenanordnung ermöglicht.
- Schließlich erlaubt die Pumpenanordnung vorteilhaft das Einstellen eines Umlaufbetriebszustandes, bei dem alle Pumpen laufen, ohne daß jedoch irgendein Medium in das nachgeordnete Leitungsnetz gefördert wird. Dadurch wird es möglich, ein am ausgangsseitigen Ende des der Pumpenanordnung nachgeordneten Leitungsnetzes vorgesehenes Applikationsmittel, z.B. eine Spritze, problemlos in eine andere Lage zu verbringen, ohne dabei weiter das Gemisch zu fördern und ohne dafür die gesamte Pumpenanordnung stillsetzen zu müssen.
- Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung vereint also verschiedene Vorteile in sich: sie erlaubt die Förderung von wenigstens zwei - bei Bedarf aber durch Hinzufügen weiterer Pumpen auch mehr - Medien mit durch den Hubraum der jeweiligen Kolben exakt vorbestimmten Mengenverhältnissen, wobei jedoch nur ein einziger Antrieb benötigt wird; sie ermöglicht ein Versetzen der der Pumpenanordnung nachgeordneten Applikationsmittel, ohne den Antrieb der Pumpenanordnung abschalten zu müssen, und sie gestattet es, das der Pumpenanordnung nachgeordnete Leitungsnetz wahlweise - z.B. zum Spülen - mit nur einem oder mehreren der zu fördernden Medien zu beschicken.
- Dabei können in zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung als Auslaßventile selbstschließende Rückschlagventile verwendet werden und die Pumpen können als Plungerpumpen mit Tauchkolben ausgebildet sein.
- Die Dosier- und Injektionspumpenanordnung wird besonders einfach steuerbar, wenn die Einlaßventile jeweils hydraulisch ansteuerbar ausgebildet und über jeweils eine Leitung an eine Druckmittelquelle angeschlossen sind, wobei die Steuereinrichtung in den Leitungen zu den hydraulisch ansteuerbaren Ventilen eingeschaltete Wegeventile aufweist, welche sowohl eine abwechselnde als auch eine gleichzeitige Ansteuerung der Einlaßventile erlauben. Dabei kann jeder Doppelkolbenpumpe jeweils wenigstens ein gesondertes Wegeventil zugeordnet werden.
- Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Zylinder jeder Doppelkolbenpumpe mit fluchtender Längsmittelachse und einander zugewandtem Kolbenaustrittsende angeordnet. Dabei können die jeweils gesonderte Medien fördernden Doppelkolbenpumpen mit parallelen Längsmittelachsen in seitlichem Abstand voneinander angeordnet werden. Beide Anordnungen ermöglichen ein Anschließen der aus den zugeordneten Zylindern vortretenden Enden der Kolben an einem gemeinsamen Quersteg, was den Vorteil hat, daß die Kolben der Doppelkolbenpumpen zwangsläufig synchrone Hubbewegungen ausführen, wenn der Antrieb an diesem Quersteg angreift.
- Bei allen vorgenannten Ausführungsformen kann als Antrieb ein reversierbarer hydraulischer Linearantrieb dienen. Dieser wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die aus den zugeordneten Zylindern vortretenden Enden der Kolben an einem gemeinsamen Quersteg angeschlossen sind, von zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Querstegs angeordneten, einfach wirkenden Kolben-Zylinder-Einheiten mit in entgegengesetzer Richtung wirkendem Arbeitshub gebildet und ist über ein die abwechselnde Beaufschlagung der beiden einfach wirkenden Kolben-Zylinder-Einheiten mit Druckmittel steuerndes Wegeventil an die Druckmittelquelle angeschlossen. Dabei können die Kolben der den Linearantrieb bildenden, einfach wirkenden Kolben-Zylinder-Einheiten zweckmäßig als Plunger- oder Tauchkolben ausgebildet sein, wobei die aus den Zylindern austretenden Enden der Kolben auf gegenüberliegenden Seiten des Querstegs anliegen.
- In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Dosier- und Injektionspumpenanordnung werden die Zylinder der die fließfähigen Medien fördernden Doppelkolbenpumpen auf einer gemeinsamen Trägerkonstruktion lösbar befestigt. Dies erlaubt z.B. zu Reinigungs- und Transportzwecken eine leichte Demontage der einzelnen Zylinder.
- Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung in Verbindung mit den ein Ausführungsbeispiel zeigenden Zeichnungen. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen schematischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Dosier- und Injektionspumpenanordnung;
- Fig. 2
- eine perspektivische Darstellung einer Pumpenanordnung gemäß Fig. 1, bei welcher die aus den Zylindern von zwei fließfähige Medien fördernden Doppelkolbenpumpen vortretenden Kolbenenden an einem gemeinsamen Quersteg angeschlossen sind, an welchem ein von zwei Kolben-Zylinder-Einheiten gebildeter reversierbarer Linearantrieb angreift.
- In der Fig. 1 ist eine in ihrer Gesamtheit mit 5 bezeichnete Dosier- und Injektionspumpenanordnung zum Fördern von zwei fließfähigen Medien M1, M2 rein schematisch gezeigt. Die Pumpenanordnung umfaßt dabei funktional fünf Gruppen: die den beiden zu fördernden Medien zugeordneten Doppelkolbenpumpen 10, 20, den die Pumpen antreibenden Antrieb 30, die Ventilsteuerung 40 sowie die Druckquelle 50. In der Zeichnung sind darüber hinaus noch die die beiden Medien enthaltenden Behälter 60, 70 dargestellt. Das den beiden Doppelkolbenpumpen nachgeordnete Leitungsnetz für die zu fördernden Medien ist dabei nur durch die Leitungen 81, 82 angedeutet. Die jedem Medium M1, M2 zugeordneten Doppelkolbenpumpen 10, 20, bestehen aus je zwei Zylindern 11, 21 und je zwei einfach wirkenden, ihren Arbeitshub abwechselnd ausführenden Kolben 12, 22. Die Kolben 12, 22 sind dabei zweckmäßig als Plunger- oder Tauchkolben ausgebildet, was insbesondere beim Fördern von feste, nicht gelöste Stoffe (z.B. Sand) enthaltenden Medien Vorteile hat. Jeder Zylinder 11, 21 besitzt einen über eine Leitung 13, 23 an einen Vorrat 60, 70 für das jeweils zu fördernde Medium M1, M2 angeschlossenen Einlaß 14, 24 und einen Auslaß 15, 25 für dieses Medium, wobei jedem Auslaß 15, 25 ein das Rückströmen von gefördertem Medium verhinderndes Auslaßventil 16, 26 zugeordnet ist. Diese Auslaßventile 16, 26 sind hier als selbstschließende Rückschlagventile ausgebildet, können aber auch als z.B. hydraulisch steuerbare Ventile ausgebildet sein. Jedem Einlaß 14, 24 ist ein von der Steuereinrichtung 40 ansteuerbares Einlaßventil 17, 27 zugeordnet, womit vermieden wird, daß in Folge eines Hängenbleibens eines einfachen Rückschlagventiles eine zu geringe Fördermenge angesaugt und damit das gewünschte Mischungsverhältnis nicht eingehalten wird. Die Einlaßventile 17, 27 sind hierbei hydraulisch ansteuerbar ausgebildet und über jeweils eine Leitung 18, 28 an die Druckmittelquelle 50 angeschlossen. Die Steuereinrichtung 40 weist in die Leitungen 18, 28 zu den hydraulisch ansteuerbaren Ventilen 17, 27 eingeschaltete Wegeventile 19, 29 auf, welche sowohl eine abwechselnde als auch eine gleichzeitige Ansteuerung der Einlaßventile 17, 27 erlauben. Die Zylinder 11, 21 jeder Doppelkolbenpumpe 10, 20 sind mit fluchtender Längsmittelachse und einander zugewandtem Kolben-Austrittsende angeordnet. Die jeweils gesonderten medienfördernden Doppelkolbenpumpen 10, 20 befinden sich mit parallelen Längsmittelachsen in seitlichem Abstand voneinander. Die aus den Zylindern 11, 21 vortretenden Enden der Kolben 12, 22 sind an einem gemeinsamen Quersteg 33 angeschlossen, an welchem der reversierbare hydraulische Linearantrieb 30 angreift. Der Linearantrieb 30 wird von zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Querstegs 33 angeordneten, einfach wirkenden Kolben-Zylinder-Einheiten aus je einem Zylinder 31 und je einem Kolben 32 mit in entgegengesetzter Richtung wirkendem Arbeitshub gebildet und ist über ein die abwechselnde Beaufschlagung der beiden Kolben 32 mit Druckmittel steuerndes Wegeventil 39 mittels einer Leitung 38 an die Druckmittelquelle 50 angeschlossen. Auch die Kolben 32 des Linearantriebes 30 sind als Punger- oder Tauchkolben ausgebildet, wobei die aus den Zylindern 31 austretenden Enden der Kolben 32 auf gegenüberliegenden Seiten des Querstegs 33 anliegen. In den Leitungen 13, 23 für die jeweils zu fördernden Medien ist je ein das Rückströmen der Medien in die Vorratsbehälter 60, 70 verhinderndes erstes Rückschlagventil 61, 71 und eine dieses erste Rückschlagventil umgehende Leitungsbrücke 62, 72 mit einem zu dem ersten Rückschlagventil 61, 71 entgegengesetzt geschalteten zweiten Rückschlagventil 63, 73 eingebunden. Beide Ventile 61, 63; 71, 73 sind selbstschließende Rückschlagventile, wobei jedoch das erste Rückschlagventil 61, 71 schon bei geringem Druck öffnet, während das zweite Rückschlagventil 63, 73 dies erst bei relativ großem Druck tut. Durch diese Ausgestaltung der Leitungen 13, 23 zu den Vorratsbehältern 60, 70 werden strömungstechnische Probleme, insbesondere das Aufbauen von Überdrücken im Umlaufbetrieb, wenn also kein Medium in das der Pumpenanordnung nachgeordnete Leitungsnetz gefördert werden soll, vermieden. Dabei ist in der Figur dieses nachgeordnete Leitungsnetz nur durch die Leitungen 81, 82 angedeutet. Beide Leitungen 81, 82 fließen in an sich bekannter Weise an einer Vermischungsstelle zusammen, wo die beiden Medien M1 und M2 miteinander vermengt werden, um dann schließlich aus einer geeigneten Applikationseinrichtung, z.B. einem Düsenkopf, auszutreten.
- In der Fig. 2 sind die Pumpen 10, 20 und der Antrieb 30 gemäß Fig. 1 in perspektivischer Darstellung gezeigt, wobei jedoch die Vorratsbehälter für die zu fördernden Medien, die Leitungen zur Steuerung der Ventile der Pumpen und des hydraulischen Linearantriebs sowie die Druckquelle nicht abgebildet sind. Die freien Enden der Kolben 12, 22 der beiden Doppelkolbenpumpen 10, 20 und der Kolben 32 des hydraulischen Linearantriebs 30 liegen an einem gemeinsamen Quersteg 33 an und führen deshalb zwangsläufig synchrone Bewegungen aus, wenn der Quersteg 33 von dem Linearantrieb 30 bewegt wird. Dabei sind bei diesem auch in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel die Kolben 12, 22 der beiden Doppelkolbenpumpen 10, 20 gleich dimensioniert, so daß mit einer solchen Pumpenanordnung immer ein 1:1-Mischungsverhältnis der beiden zu fördernden Medien gegeben ist. Sind andere Mischungsverhältnisse gewünscht, so können die Doppelkolbenpumpen entsprechend anders dimensioniert werden. Auch können zu den beiden gezeigten Doppelkolbenpumpen 10, 20 weitere Doppelkolbenpumpen hinzukommen, die dann ebenfalls an dem entsprechend zu verlängernden Quersteg 33 angeschlossen werden können, wodurch auch Mischungen von drei oder mehr Medien möglich werden. Die Medien werden dabei jeweils über die Leitungen 13, 23 den Doppelkolbenpumpen 10, 20 zugeführt, wobei dem Einlaß jedes Zylinders 11, 12 eines der oben beschriebenen Einlaßventile 17, 27 zugeordnet ist. Die sowohl den Zylindern 11, 21 der Doppelkolbenpumpen 10, 20 als auch den hier quaderförmig ummantelten Zylindern 31 des Linearantriebs 30 zugeordneten kolbenseitigen Abschlußblöcke 90 dienen der leichten und lösbaren Befestigung der Doppelkolbenpumpen und des Antriebs an einer gemeinsamen, hier nicht gezeigten Trägerkonstruktion. Dazu besitzt jeder Abschlußblock 90 zwei sich über die gesamte Länge des Blockes erstreckende Nuten 91, welche sich beim entsprechenden Anordnen der Pumpen parallel nebeneinander zu jeweils einer langgestreckten Nut ergänzen, in welche dann eine Trägerkonstruktion mit einem zu der Nut zumindest partiell komplementären Profil eingeschoben oder aufgesteckt werden kann.
- Die beschriebene Dosier- und Injektionspumpenanordnung arbeitet wie folgt: die Kolben 32 des Antriebs 30 werden durch Umschaltung des Wegeventils 39 über die Leitung 38 wechselseitig mit Druck aus der Druckquelle 50 beaufschlagt und bewegen so den Quersteg 33 hin und her. Dadurch werden wiederum die Kolben 12, 22 der Doppelkolbenpumpen 10, 20 in den zugehörigen Zylindern 11, 21 bewegt. Im Förderbetrieb werden nun die Einlaßventile 17, 27 wechselweise geöffnet und geschlossen, so daß beim Saughub eines Kolbens 12, 22 das entsprechende Medium in den zugeordneten Zylinder 11, 21 nachströmt. Beim Arbeitshub ist das zugeordnete Einlaßventil 17, 27 geschlossen und der Kolben 11, 21 drückt das Medium gegen den Widerstand des Auslaßventiles 16, 26 aus dem Zylinder 11, 21 heraus. Im Reinigungsbetrieb sind die Einlaßventile einer Doppelkolbenpumpe, beispielsweise der Doppelkolbenpumpe 20, permanent geöffnet, während die Einlaßventile 17 der Doppelkolbenpumpe 10 wie im Förderbetrieb wechselseitig öffnen und schließen. Dies bewirkt, daß das Medium M1 in das nachgeordnete Leitungsnetz gefördert wird und dieses auf diese Weise spült. Der beim Arbeitshub der Kolben 22 in den Zylindern 21 erzeugte Druck ist jedoch bei geöffnetem Einlaßventil 27 nicht groß genug, um das Auslaßventil 26 zu öffnen. Daher wird das Medium M2 nur zwischen den Zylindern 21 und in der Leitung 23 hin- und herbewegt, gelangt aber nicht in das den Pumpen nachgeordnete Leitungsnetz, so daß es nicht zu einer Vermischung der beiden Medien M1 und M2 kommt. Im Umlaufbetrieb schließlich sind auch die Einlaßventile 17 der Doppelkolbenpumpe 10, ebenso wie die Einlaßventile 27 der Doppelkolbenpumpe 20, permanent geöffnet, so daß sich in den Zylindern 11, 21 kein die Auslaßventile 16, 26 öffnender Druck aufbauen kann. Dies bedeutet, daß kein Medium in das den Pumpen nachgeordnete Leitungsnetz gefördert wird, obwohl die Antriebseinrichtung 30 nicht abgeschaltet wurde, so daß es also möglich ist, bei laufendem Antrieb ein am Ende des den Pumpen nachgeordneten Leitungsnetzes vorgesehenes Applikationsmittel, also z.B. eine Düse o.dgl., an einen neuen Applikationsort zu bewegen, ohne daß während dieses Bewegungsvorganges irgendein Medium aus dem Applikationsmittel austritt und ohne daß sich in dem den Pumpen nachgeordnete Leitungsnetz ein Überdruck aufbaut.
- Über das hier beschriebene Ausführungsbeispiel hinaus sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich, ohne jedoch den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen: so können insbesondere die Auslaßventile ebenso wie die Einlaßventile hydraulisch oder elektronisch gesteuert werden, und nahezu jede beliebige Antriebseinrichtung läßt sich zum Antreiben der Doppelkolbenpumpen verwenden, also insbesondere außer dem beschriebenen Linearantrieb auch umlaufende Antriebe.
Claims (12)
- Dosier- und Injektionspumpenanordnung (5) zum Fördern von wenigstens zwei fließfähigen Medien (M1, M2), wobei jedem Medium jeweils eine Pumpe (10, 20) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,daß die jedem Medium zugeordnete Pumpe als Doppelkolbenpumpe (10, 20) mit je zwei Zylindern (11, 21) und je zwei einfach wirkenden, ihren Arbeitshub abwechselnd ausführenden Kolben (12, 22) ausgebildet ist,daß alle Kolben an eine gemeinsame Antriebseinrichtung (30) angeschlossen sind,daß jeder Zylinder (11, 21) mit einem über eine Leitung (13, 23) an einen Vorrat (60, 70) für das jeweils zu fördernde Medium angeschlossenen Einlaß (14, 24) und einem Auslaß (15, 25) für dieses Medium versehen ist,daß jedem Einlaß (14, 24) ein von einer Steuereinrichtung (40) ansteuerbares Einlaßventil (17, 27) zugeordnet ist, unddaß jedem Auslaß (15, 25) ein das Rückströmen von gefördertem Medium verhinderndes Auslaßventil (16, 26) zugeordnet ist.
- Dosier- und Injektionspumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßventile selbstschließende Rückschlagventile (16, 26) sind.
- Dosier- und Injektionspumpenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen (10, 20) als Plunger-Pumpen mit Tauchkolben (12, 22) ausgebildet sind.
- Dosier- und Injektionspumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßventile (17, 27) jeweils hydraulisch ansteuerbar ausgebildet und über jeweils eine Leitung ( 18, 28) an eine Druckmittelquelle (50) angeschlossen sind und daß die Steuereinrichtung (40) in den Leitungen zu den hydraulisch ansteuerbaren Ventilen eingeschaltete Wegeventile (19, 29) aufweist, welche sowohl eine abwechselnde als auch eine gleichzeitige Ansteuerung der Einlaßventile (17, 27) erlauben.
- Dosier- und Injektionspumpenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Doppelkolbenpumpe (10, 20) jeweils wenigstens ein gesondertes Wegeventil (19, 29) zugeordnet ist.
- Dosier- und Injektionspumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (11, 21) jeder Doppelkolbenpumpe (10, 20) mit fluchtender Längsmittelachse und einander zugewandtem Kolben-Austrittsende angeordnet sind.
- Dosier- und Injektionspumpenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils gesonderten medienfördernden Doppelkolbenpumpen (10, 20) mit parallelen Längsmittelachsen in seitlichem Abstand voneinander angeordnet sind.
- Dosier- und Injektionspumpenanordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den zugeordneten Zylindern (11, 21) vortretenden Enden der Kolben (12, 22) derart an einem gemeinsamen Quersteg (33) angeschlossen sind, daß die Kolben der Doppelkolbenpumpen zwangsläufig synchrone Hubbewegungen ausführen und daß der Antrieb (40) an diesem Quersteg angreift.
- Dosier- und Injektionspumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb ein reversierbarer hydraulischer Linearantrieb (40) ist.
- Dosier- und Injektionspumpenanordnung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb (40) von zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Querstegs (33) angeordneten, einfach wirkenden Kolben-Zylinder-Einheiten (31, 32) mit in entgegengesetzte Richtung wirkendem Arbeitshub gebildet und über ein die abwechselnde Beaufschlagung der beiden Kolben-Zylinder-Einheiten mit Druckmittel steuerndes Wegeventil (39) an die Druckmittelquelle (50) angeschlossen ist.
- Dosier- und Injektionspumpenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (32) der Kolben-Zylinder-Einheiten als Plunger- oder Tauchkolben (32) ausgebildet sind, wobei die aus den Zylindern (31) austretenden Enden der Kolben (32) auf gegenüberliegenden Seiten des Querstegs (33) anliegen.
- Dosier- und Injektionspumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (11, 21) der die fließfähigen Medien fördernden Doppelkolbenpumpen (10, 20) auf einer gemeinsamen Trägerkonstruktion lösbar befestigt sind.
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