技术领域
背景技术
[0002] 计量泵通常为
容积式泵并具有作为压出器的
活塞或
薄膜，压出器通过驱动
电机运动。压出器在计量室内以预定的程度
挤压容积，从而使该容积从计量室向外输出。计量室通常具有两个
管接头：压
力管接头和吸入管接头，其中，压力管接头通常垂直向上延伸，而吸入管接头则从计量室垂直向下延伸。
[0003] 在定量供给例如过
氧化氢这样的脱气物质时会产生问题。在此，在计量室中不仅在计量时会有气体形成，而且在泵的计量间歇期间也会有气体形成。但是，计量室中的气泡会导致：不能定量供给通过计量室预先设定容积的液体。因此期待能够将通过吸入通道进入并存在于计量室中的气泡尽可能快地从计量室导出。
发明内容
[0004] 鉴于这些问题，本发明的目的在于，对计量泵进行优化，使可能存在或通过吸入通道进入的气泡能够快速、可靠地从计量室导出。
[0005] 本发明的目的通过一种改进的计量泵得以实现。优选的实施方式由文中的描述以及
附图给出。
[0006] 根据本发明的计量泵以公知的方式具有计量室，计量室与吸入通道相连接，待供应的介质，特别是待供应的液体通过吸入通道进入计量室。此外，计量室还与压力通道相连接，由计量泵供应的介质通过压力通道从计量室离开。这种供应或这种泵吸作用以传统的方式通过压出器实现，压出器设置在计量室上或计量室中。压出器可以例如由薄膜或活塞构成。
[0007] 根据本发明，在吸入通道中设置用于分散气泡的装置，或者，将吸入通道构造为，可以在其中将通过吸入通道进入的气泡分散成更小的气泡。当较大的气泡通过吸入通道进入时，其
风险在于：这些较大的气泡会附着在吸入通道的壁上，并因此停留在吸入通道或计量室中。如果将这些气泡分散成更小的气泡，其优点在于降低了附着在吸入通道壁上的风险，并且这些更小的气泡可以通过吸入通道并进一步通过计量室快速上升到压力通道中。优选使在计量室中在吸入通道中的
阀门下游的气泡快速上升，使得气泡优选在总行程时间(吸入行程和随后的
压缩行程的时间)的80％之后到达计量室的出口端，即到达压力通道，特别是到达位于压力通道中的输出阀，从而能够在压缩行程的终点附近将气泡从计量室中压出。用于分散气泡的装置可以作为附加元件(例如凸出部、肋等等)设置在吸入通道中，优选设置在吸入通道中阀门或输入阀的下游。替代地，可以通过吸入通道的截面变化实现对气泡的分散或打碎，从而将较大的气泡分散成更小的气泡。
[0008] 为此进一步优选在吸入通道中形成截面变化，以作为分散气泡的装置，在此优选这种截面变化是不连续的，亦即例如是阶梯或平台形式的。在此优选使吸入通道的较大的、即被扩大的截面毗邻计量室。优选被扩大的吸入通道的截面大于传统计量泵的吸入通道的截面。也就是说，在此有意识地选择吸入通道的截面大于计量泵正常运行所需要的截面，以改进气泡的排出。在扩大的截面上实现对上升的气泡的分裂。因此，沿流动方向看，较大的气泡首先附着在位于扩大的截面之前的一个或多个吸入通道的壁上。也就是说，气泡首先在吸入通道的狭窄部分中保持粘附在壁上。但是由于吸入行程中的流动和
浮力，部分气泡在扩大截面上被分裂，并随后作为更小的气泡快速上升到计量室中，并穿过计量室到达压力通道。
[0009] 特别优选将吸入通道的截面从较小的第一截面扩大成较大的第二截面，在此，第一截面面积的大小为第二截面面积的0.3倍到0.8倍。在此优选将较窄的第一截面选择为基本上与常规的计量泵的吸入通道的截面、特别是最小的截面相当。也就是说，连接于下游的扩大的截面相对于公知的计量泵的吸入通道的截面大小被扩大了。
[0010] 进一步优选该较小的截面由吸入通道中的阀门、即输入阀的出口来定义。该出口表示吸入通道中最狭窄的
位置。就此而言，气泡首先悬浮地保留在该狭窄部位，然后在该狭窄部位的出口端，即在扩大截面上被分裂，并由此分散成更小的气泡。
[0011] 进一步优选阀门具有保持在
保持架 中的阀门主体，特别是阀门球体，并且较小的截面通过保持架的肋或边条和阀门主体之间的自由空间来定义。保持架或球形保持架具有沿流动方向延伸的边条或肋，阀门主体导入这些边条或肋之间。这些边条或肋在下游端部上径向向内突出，从而在那里构成阀门主体的轴向止挡件。待供应的液体流过边条和肋之间的自由空间。该自由空间的公共截面定义了扩大截面之前的较小的截面。优选设置三个或四个这样的肋或边条，它们构成保持架。
[0012] 优选压力通道在毗邻计量室的第一部分中相对于垂直轴线倾斜向上地延伸离开计量室。通过设置在计量室的垂直顶部上的压力通道，即输出通道的这种倾斜的实施方式，可以实现在压力通道的区域内基本上没有可能积聚气泡的、
水平延伸的上边界面。通过这种倾斜的延伸给出相对于垂直轴线倾斜延伸的上边界面，气泡沿着该边界面上升。通过该倾斜向上的延伸气泡沿着该表面继续向上升，并因此自动进入压力通道，并在压力通道中上升。通过这种方式将确保：计量室中由于浮力而聚集在计量室上端部的气泡可靠地进入压力通道中，并通过压力通道从计量室尽可能快地排出。
[0013] 进一步优选在下游在压力通道的第一部分上连接沿垂直方向延伸的第二部分。因此气泡能够畅通无阻地上升到压力通道的该部分中并且不会发生积聚。通过这种方式可以实现没有气泡可能聚集或附着与其上的、水平伸展的部分或壁的压力通道。
[0014] 优选在压力通道的第二部分中设置阀门。该阀门可以是止回阀，如其在这种计量泵中通常被设置在计量室的出口侧那样。在压出器在计量室中的吸入行程中，该阀门可以防止待供应的介质通过压力通道回流到计量室中。该阀门设置在压力通道的垂直部分中，从而在那里也有利地基本上没有可能积聚较大气泡的水平的面。此外，这种设置是有利的，因为这种阀门通常由重力关闭。
[0015] 进一步优选相应地设计通入计量室的吸入通道，使吸入通道在毗邻计量室的第一部分中相对于垂直轴线倾斜向下地延伸离开计量室。由此将实现：在吸入通道的该部分中基本上没有可能积聚气泡的水平伸展的上面。更确切地说，由于这种倾斜的延伸，吸入通道中的气泡可以沿着吸入通道的倾斜延伸的位于上面的壁上升并进入计量室中。然后，气泡在那里可以继续上升并如上所述地进入到压力通道中。
[0016] 进一步优选在上游在吸入通道的第一部分上连接沿垂直方向延伸的第二部分。因此在该部分中也不存在在其上可能积聚气泡的、水平的面。
[0017] 此外，在此对倾斜延伸的压力通道以及必要时还有吸入通道的第一部分还允许如同迄今已知的那样，相对于计量室的中心或计量室的侧面水平地设置从计量室水平向
外延伸的通道、管接头以及可能的吸入通道和压力通道的阀门。这在大多数情况下基于结构方面的原因是所希望的，以为接头和阀门提供足够的结构空间，因为在直接毗邻计量室的一侧通常设有压出器(例如薄膜)及其
驱动器，从而在那里限制了用于管接头和阀门的结构空间。此外，特别是沿压出器的行程方向看，管接头和阀门的直径通常大于计量室的宽度。就此而言，需要使这些部件侧向伸展超出计量室的边界。
[0018] 进一步优选在吸入通道的第二部分中，即在吸入通道的垂直延伸的部分中设置阀门。该阀门可以如同已知的常规计量泵那样为止回阀。该止回阀在压缩行程中关闭，并由此可以防止待供应的介质回流到吸入通道，而不是进入压力通道。通常将该阀门设计为利用重力关闭，因此特别适于将其设置在垂直伸展的通道部分中。
[0019] 关于在压力通道以及可能的在吸入通道中的阀门设置，需要说明的是，也可以在那里设置
串联设置的多个阀门。
[0020] 进一步优选压力通道的第一部分和/或吸入通道的第一部分沿背对计量泵的压出器的方向相对于垂直轴线倾斜。通过这种方式可以相对于计量室侧向错开地设置用于吸入和压力通道的管接头(计量泵通过管接头与外部的
管道系统相连接)，特别是输入和输出阀门或止回阀。在此可以在背向压出器及其驱动器的一侧错开地设置这些部件，在该侧有足够的用于这些部件、尤其是用于阀门的结构空间。
[0021] 进一步优选压力通道和/或吸入通道在计量室的外周区域内与计量室相连接。优选计量室具有围绕水平轴线、优选围绕压出器的行程轴线的圆形截面。在此，优选吸入通道和压力通道从计量室的外周上在计量室的最低点和最高点离开计量室，从而在那里也不形成可能积聚气泡的、位于上面的水平的面。因此，通过计量室的圆形外周，可以使连接在压力通道入口上的面也起伏地延伸并上升到最高点，从而使积聚在那里的气泡能够继续上升直到压力通道的入口，然后，气泡在这里可以进一步上升到随后的倾斜伸展的第一部分中以及可能连接在其上的垂直的第二部分中，并从计量室离开。
[0022] 优选压力通道以及可能还有吸入通道，通过其倾斜的第一部分以相对于垂直方向所成
角度在20度到70度之间的方向延伸，进一步优选所成角度在10度到60度之间，特别是在10度到60度之间。
[0023] 为了改善气泡的排出，优选压力通道的第一部分和/或吸入通道的第一部分的直径大于4mm，进一步优选大于5mm，特别优选大于6mm，例如为6.5mm。通过这样大小的通道直径可以确保较大的气泡也能够快速通过通道，而不会附着在通道中。
[0024] 进一步优选压力通道在设置于压力通道中的压出器的上游具有比在压出器的下游更大的直径或截面。通过这种实施方式可以实现使气泡能够尽可能快地通过阀门进入压力通道中，并因此使计量室最大程度地不包含气泡。在阀门下游可以再次将管道截面降低到传统大小。
[0025] 此外，优选使压力通道中的阀门和吸入通道中的阀门、即传统的止回阀之间的垂直距离尽可能地小。这意味着，这些阀门被尽可能近地设置在计量室上，以便使毗邻计量室的通道和位于两个阀门之间的待供应液体的总的容积和路径尽可能地小。通过缩短压力通道中和吸入通道中的阀门之间的距离，将减少气泡从吸入通道中的阀门到达压力通道中的阀门的上升时间，从而能够有利地使该上升时间低于吸入和压缩行程的总行程时间的80％。
[0026] 优选压力通道中的阀门和吸入通道中的阀门之间的垂直距离等于或小于计量室垂直于水平轴线的最大直径的2.5倍，并优选等于或小于该最大直径的2倍。通过这种设计方案可以实现阀门之间的较小的距离。
[0027] 根据另一种优选的实施方式，压力通道中的阀门和吸入通道中的阀门之间的垂直距离，即特别是毗邻计量室的止回阀之间的垂直距离，等于或小于构成压出器的薄膜的外径。该薄膜通常以一定的程度向外伸展超过计量室的外径，因为其在该区域内是被密封和固定的。由于阀门之间的距离等于或小于薄膜的外径，因此总体来说可以得到计量室的计量头的更紧凑得多的结构，并且尤其是使位于阀门之间的容积保持尽可能地小，这具有前面所述的积极效果。
附图说明
[0028] 下面根据附图对本发明做举例说明。在附图中：
[0029] 图1示出了根据本发明的计量泵机组的截面图，
[0030] 图2示出了如图1所示的计量泵机组的泵头的放大截面图。
具体实施方式
[0031] 该计量泵机组以公知的方式具有其上安装有泵头4的电机壳体2。在电机壳体2中设置
驱动电机6，其通过传动装置8驱动联杆10，由此使联杆10使薄膜12的中心区域线性地往复运动。
[0032] 薄膜12在泵头4中的计量室14上构成压出器。计量室14构成特定的容积，其可以通过薄膜12的运动而缩小和增大，由此在薄膜12的每个行程中都可以通过泵的计量室14供应特定的容积。
[0033] 泵头4设置为，压力管接头16位于其上端部，吸入管接头18位于其下端部。通过吸入管接头18吸入待供应的介质或待供应的液体。通过压力管接头16输出所供应或计量的液体。为此设置压力管接头16和吸入管接头18，以与连接管道相连接。
[0034] 压力管接头16通过压力通道20与计量室14相连接。在此，该压力通道20具有第一部分22和在下游与第一部分22连接的第二部分24。压力通道20的第一部分22随着其相对于垂直轴线X倾斜的纵轴线A从计量室14向上延伸。在此，该压力通道20的第一部分22通入关于水平轴线Y的截面成圆形的计量室14的上端部。同时，压力通道的第一部分22沿背对薄膜12形式的压出器或电机壳体2的方向倾斜地延伸离开计量室14。在示出的
实施例中，压力通道20的第一部分22的纵轴线A相对于垂直轴线X和水平轴线Y成45度角延伸。但是需要说明的是，也可以选择其他的角度，优选为15度至70度之间的角度。压力通道的第一部分22的这种倾斜布置的优点在于，一方面可以使压力通道20的垂直的第二部分24在侧向，也就是沿水平轴线Y的方向，与计量室14在背对薄膜12的方向上错开。这为在泵头4中设置压力管接头16以及位于压力通道中的两个阀门26和28提供了足够的空间，而不必将其放置在电机壳体2的区域中。同时，压力通道的第一部分22的倾斜延伸相对于水平延伸的优势在于，可以使可能存在于计量室14中的气泡在压力通道的倾斜的第一部分22中没有障碍地上升。因此，在计量室的顶部没有较大的可能积聚气泡的水平的面。基于这种圆形结构，也使计量室
14的其他周壁这样成型：使气泡可以畅通无阻地向上上升到压力通道20的丁字口或支路。
[0035] 另外，为压力通道20的第一部分22的截面确定足够大的尺寸，即在本实施例中，截面的直径大于5mm，从而使较大的气泡也能够无障碍地通过该压力通道20的第一部分22。垂直部分24在下游连接在第一部分22上，在该垂直部分24中设有两个彼此串联的阀门26、28。由于第二部分24的垂直伸展，使气泡在该第二部分24中也可以畅通无阻地上升。此外，阀门
26和28可以公知的方式通过重力关闭。
[0036] 压力通道20在计量室14的最高点上从计量室24拐弯。吸入通道32与其垂直相对地，即在下端部通入计量室14中。吸入通道32具有第一部分34和在上游连接该第一部分34的第二部分36。如同压力通道20的第一部分一样，吸入通道32的第一部分34以其纵轴线B相对于垂直轴线X和水平轴线Y倾斜向下延伸。在此示出的实施例中，纵轴线B相对于水平轴线Y和垂直轴线X同样成45度角，但是也可以将该角度选择为其他的优选位于15度和70度之间的范围内的角度。重要的是，吸入通道32的第一部分34不是水平延伸的，如同根据本发明的压力通道20的第一部分22也不是水平延伸的一样。通过吸入通道32的第一部分34的倾斜伸展将实现：使在吸入通道32中的气泡在这部分中可以畅通无阻地上升。它们沿着该部分34的上壁滑动并进入计量室14中，然后气泡在那里上升到压力通道20的第一部分22中，并通过该第一部分22被向外输送到压力管接头16。因此，吸入通道32也基本上没有气泡可以积聚其上的、水平延伸的上边界面。通过使吸入通道32的第一部分34沿背向薄膜12和电机壳体2的方向倾斜延伸，还可以实现将吸入管接头18和阀门30及38在吸入通道32中沿朝向侧面的水平方向与泵头4中的计量室14错开地设置，从而使这些部件不与薄膜的设置发生冲突。
[0037] 在上游在吸入通道32的第一部分34上连接有沿垂直方向X延伸的第二部分36，在其中串联设置两个阀门30和38。阀门30和38也是两个可以公知的方式通过重力关闭的止回阀。
[0038] 此外，在吸入通道32中设置用于分散在进入的液体流中的气泡的装置。在这种情况下，该装置以扩大截面的形式实现。阀门30由阀门球体构成，其被保持在球形保持架31中。该球形保持架由平行于垂直轴线X延伸的肋或边条构成，在此，位于这些边条之间的自由空间33定义了通过阀门的流路。在球体圆周中和位于球形保持架31的边条之间的自由空间33共同定义了较小的第一截面，该第一截面小于连接于下游的吸入通道32的截面。也就是说，在自由空间33的输出端形成扩大截面。将该扩大截面设计为，优选使自由空间33的总截面面积在连接于下游的吸入通道32的截面面积的0.3倍到0.8倍之间。通过该实施方式可以实现，使通过吸入管接头18进入的气泡在自由空间33中附着在其壁上，然后在去往连接于下游的吸入通道32的扩大截面上将其分裂成单个更小的气泡，从而在此可以将较大的气泡分散为更小的气泡，然后，这些更小的气泡可以通过吸入通道32、计量室14和压力通道20快速上升。
[0039] 此外，通过压力通道20或吸入通道32的垂直部分24和36的侧向错开，还可以沿垂直方向X彼此相对地将第一阀门26设置在压力侧，将第一阀门30设置在吸入侧，以便能够总体上使容积和两个阀门26和30之间的距离保持在尽可能地小，特别是在计量室14之外的这两个阀门之间的距离，即主要是在阀门26上游的压力通道20的长度和在阀门30下游的吸入通道32的长度。这样做的优点在于，在泵静止时，能够使在该区域中待供应介质或待供应液体的容积尽可能地小，从而在脱气介质的情况下也仅有极少量的气体能够释放出来，从而使积聚在该区域中的气泡的数量和大小都保持在尽可能地小。在所示出的实施例中，阀门30的
输出侧和阀门26的
输入侧之间的距离a等于薄膜12的外径。这种距离a基本上等于或小于薄膜12外径的设置使得在阀门26和30之间有利地具有极小的垂直距离。此外，该距离a的大小等于或小于计量室14的最大直径的2.5倍，进一步优选距离a小于计量室14的最大直径的2倍。
[0040] 附图标记列表
[0041] 2 电机壳体
[0042] 4 泵头
[0043] 6 驱动电机
[0044] 8 传动装置
[0045] 10 联杆
[0046] 12 薄膜
[0047] 14 计量室
[0048] 16 压力管接头
[0049] 18 吸入管接头
[0050] 20 压力通道
[0051] 22 压力通道20的第一部分
[0052] 24 压力通道20的第二部分
[0053] 26，28，30 阀门
[0054] 31 球形保持架
[0055] 32 吸入通道
[0056] 33 自由空间
[0057] 34 吸入通道32的第一部分
[0058] 36 吸入通道32的第二部分
[0059] 38 阀门
[0060] X 垂直轴线
[0061] Y 水平轴线
[0062] A 压力通道20的第一部分22的纵轴线
[0063] B 吸入通道32的第一部分34的纵轴线
[0064] a 距离
[0065] d 计量室14的最大直径。
