[发明专利]用于计量流体的隔膜泵和相应方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别是用作洗涤剂计量泵的隔膜泵，和相应方法。

发明背景

隔膜泵和活塞泵被用来供应具有各种属性的定量的液体。根据应用领域，泵的行为受到各种要求的影响以便确保计量介质的运送数量尽可能准确并且尽可能长时间的保持不变。

隔膜泵为使用正位移来移动液体的常见的工业泵。这些设备通常包括单一的隔膜和室，以及排出止回阀以防止回流。活塞耦合到隔膜或用于迫使液压油传动隔膜。隔膜泵通常是高度可靠的，这是因为隔膜泵不包括相互摩擦的内部零件。由于传动装置通常与泵的液压零件完全分离，故隔膜泵可以处理各种介质（包括研磨材料、酸、化学物质等）。由于隔膜泵可能以最大排放量运送体积极小的流体，故隔膜泵特别适合作为计量泵。

将隔膜泵用作计量泵的另一个原因是这些泵具有两个冲程，即，从贮存器吸出介质的吸气冲程，以及进行将计量介质运送到例如计量线中的压缩冲程或运送冲程。例如，本领域中已知的隔膜泵包括吸入止回阀以及排出止回阀以防止回流。这些止回阀通常被弹簧偏置并且通过待泵送的介质的压力差被打开和关闭。止回阀通常只通过流体的差动压力来操作。这个压缩弹簧施加比较低的弹簧弹力以便确保止回阀可以很容易地被打开。这尤其适用于在泵的吸入侧上的止回阀。

长期需要增加隔膜泵的成本效率，以及提高隔膜泵的计量能力。

因此，本发明的目的为提供一种改进的隔膜泵，其提供增加的成本效率并且进一步需要增加隔膜泵的计量能力。

发明概要

这个目的是通过一种用于计量流体，特别是用作洗涤剂计量泵的隔膜泵，以及通过一种用于计量流体的方法来解决，所述隔膜泵具有如权利要求1所述的特征并且所述方法具有如权利要求9所述的特征。在从属权利要求中公开所述隔膜泵和所述方法的本发明的目的的优选实施方案、额外的细节、特征、特性和优点。

在本发明的一般方面，特别是用作洗涤剂计量泵的隔膜泵包括具有至少第一止回阀和第二止回阀的泵壳体、流体室、界定流体室的壁并且可往复移动的隔膜、具有使所述隔膜往复移动的传动轴的传动装置，控制单元，其中通过偏心轮和连杆使传动装置连接到隔膜，其中传动装置被配置成无齿轮传动以使隔膜直接往复移动。

泵壳体可以容纳流体室、隔膜和至少第一止回阀和第二止回阀，其中第一止回阀可以允许流体流入流体室，例如，在隔膜泵的吸入循环期间，并且第二止回阀可以允许流体离开流体室，例如，在隔膜泵的计量循环期间，从而防止在从流体室排出流体之后流体流回到流体室中。隔膜泵可以被优化成自吸泵。控制单元被提供用于控制隔膜泵的操作，特别是用于控制传动装置，例如，传动装置的传动速度。传动装置的传动速度为可以用每分转数(rpm)测量的转速。传动装置包括传动轴，其中传动轴以传动装置的转速旋转。传动装置连接到偏心轮，其中偏心轮连接到基本上刚性连杆。例如，连杆弹性连接到隔膜以使得可以将传动装置和/或偏心轮的旋转移动变成用于使隔膜往复移动的连杆的基本上平移往复移动。除了柔性隔膜边缘之外，隔膜可以是基本上刚性的，以便获得流体的与压力无关的位移。用于使隔膜往复移动的传动装置以无齿轮传动的形式被配置成没有齿轮箱、无齿轮箱，以便用传动装置的速度（即，传动速度）使隔膜直接往复移动。传动装置以无传动的方式被配置成直接传动以便直接传动隔膜。

根据本发明的隔膜泵比根据目前工艺水平的设备有几个优点。例如，省略齿轮箱会使能够显著降低隔膜泵的生产成本，因此增加了隔膜泵的成本效率。此外，无齿轮传动降低了传输损耗，因此增加了隔膜泵的效率。另一优点为在没有齿轮箱的情况下，可以降低在操作期间发出的隔膜泵的噪音。此外，在没有齿轮箱的情况下，可以增加隔膜泵的耐力，从而增加隔膜泵的可靠性。改进的隔膜泵的另一优点为在没有齿轮箱的情况下，通过使用传动装置直接传动隔膜会使传动装置能够更动态地传动隔膜，因此提高隔膜泵的计量能力。

在本发明的另一实施方案中，传动装置为步进电机，特别是混合式步进电机。可以用可以将全程旋转分成多个步骤的无刷电动机的形式设计步进电机。步进电机包括传动轴，并且可以精确地控制传动轴的定位。混合式步进电机组合永磁电机和可变磁阻电机的原理，从而提供基本恒定的高转矩并且实现传动速度的高动态调制。高动态调制意指迅速及时执行传动速度的所需的变化的调制。步进电机或混合式步进电机可以由控制单元控制，从而使能够高动态地精确定位隔膜。