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A U S G A n E P U M P E,insbesondere zum Zerstäuben von Flüssigkeiten
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Zusatz zur Patentanmeldung DT- ?8.38.613 vom 5.o9.1979 Gegenstand
der Hauptanmeldung ist eine Ausgabepumpe,inbesondere zum Zerstäuben von Flüssigkeiten,gebildet
durch eine einfach wirkande Hubkolbenpumpe,in ihrer oberen Ruhelage für den Behälter
als Verschluss dienend,mit einem Einlass- und einem Auslassventil,letzteres auf
einen Vordruck eingestellt mit Hilfe einer Feder, die auch die Rückführung des Arbeitskolbens
in die obere Ruhe- und Uerschlusslage veranlasst,wobei der Ventilkörper des Einlassventils,abgedichtet
in einem Rohrteil mit geringerem Durchmesser als der Arbeitskolben,innerhalb des
Gesamtgehäuses, coaxial zum Kolben angeordnet, die Bewegungen dieses in Phase begleitend,gleichzeitig
als Auslassventil wirkt,durch Fingerdruck zu betätigen ist, und sich dadurch kennzeichnet,dass
das Tauchrohr der Pumpe direkt am beweglichen Einlassventilkörper befestigt ist
somit den Hubbewegungen folgt, und die Entlüftung der Pumpe, besonders für das Anlassen,direkt
in den oberen Innenraum des Behälters durch Ausgleichsöffnungen im unteren Hubbereich
des E inl assventilrohres erfolgt.
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Dabei ist von besonderer Wichtigkeit,dass sich dieser Gas-Flüssigkeits-Ausgleich
direkt in den oberen Innenraum des Behälters vollzieht.
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Es sind Lösungen marktgängiger Ausführungen bekannt, nach DT-PS 1.29a.o43,DT-OS
26 15 982 oder DT-OS 27 13 447,die unter Umgehung des Einlassventils den Druckausgleich
über die Ansaugwege erfolgen lassen.Dabei wird jedoch das Ansaugsystem mit einer
Gasfüllung versehendie im Anschluss gleich wieder aufgenommen werden muss,und somit
die Funktion der Pumpe erneut stört,andererseits auch die Auslegung der Ansaugwegvolumina,auch
Querschnitte auf ein Minimum erfolgen muss um diesen Verstopfungseffekt zu reduzieren,was
damit
zu Ansaugströmungsverlusten führt.
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Auch sind Pumpenausführungen bekannt,die durch Erweiterung,Kanäle
oder Abhebkufen den Dichtungseffekt der Manschettenlippe des Arbeitskolbens aufheben
und damit den Druckausgleich in Richtung der oberen Üffnung sowohl in den Behälter,als
auch in die Athmosphäre leiten.Diese sind durch Anmeldungen wie DT-ûS 19 43 583,DT-OS
24 54 o97 veröffentlich.
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Mit letzteren Ausführungen entsteht aber ein entscheidender Nachteil,nämlich
die Verschmutzung des Pumpenäusseren,da ein Teil des Gas-Luft-Cemisches auch Flüssigkeitsreste
enthält, die dann nach aussen gelangen können.
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Zum besseren Verständnis sei ausgeführt: Wenn sich die Pumpenanordnung
in der oberen Ruhelage befindet, ist die zum inneren Druckausgleich notwendige Verbindung
zur Atmosphäreunterbrochen,um einen eventuellen Verlust von Flüssigkeit oder dem
Gasanteil bei der Lagerung oder Transport zu vermeiden.
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Um nun den zu zerstäubenden Anteil des Behälters an Flüssigkeit beim
Gebrauch zu ersetzen,wird beim Abwärtshub eine Uerbindung über konischen Kolbenschaft,oberen
Leerraum und oberen Ausgleichsweg geschaffen.
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Dies wird notwendig um einen Unterdruckaufbau beim Zerstäuben zu vermeiden,der
die Funktion der Pumpe stoppen und auch den Behälter schrumpfen lassen würde.
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Somit bestehen also Druckausgleichbedingungen,ausserhalb der oberen
Ruhelage.Wenn nun ein Oruckaufbau durch Komprimieren eines Gasanteils innerhalb
der Pumpe beim Betätigen erzeugt wird, der nicht die Oruckhöhe zum Öffnen des Ausganguentils
erreicht, jedoch am Hubende entspannt wird,muss sich dieser Druckausgleich vorwiegend
seine Entspannung durch den Weg in die Atmosphäre suchender ihm ja den geringsten
Widerstand anbietet.
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Das Mitreissen von Flüssigkeitsanteilen verursacht dabei die Verschmutzung
oder auch ungewünschte Leckage.
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Um nun diesen unerwünschten Effekt zu vermeiden ist es Ziel
dieser
Anmeldung,den zum Anlassen notwendigen Druckausgleich so zu leiten,dass er weder
den Ansaugmechanismus stört,noch eine Leckage verursacht.
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Voraussetzung ist dafür,die in der Hauptanmeldung erfdgte Trennung
der Ansaugwege von dem Federraum,indem das Ansaugrohr direkt und damit den Hubbewegungen
folgend,am Einlassventilkörper abdichtend befestigt oder Teil dieses ist.
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Damit hebt sich diese Auslegung von jeglicher bekannter Konstruktion
dieser Pumpenart ab,die mit lagefesten Ansaugrohren ausgestattet sind.
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Bezugnehmend auf den Hauptanspruch der Hauptanmeldung P 28.38.613
die Entlüftung der Pumpe durch Ausgleichsöffnungen im unteren Hubbreich des Einlassventilrohresg
zu gestalten,ist es erfindungsgemässes Ziel dieser Anmeldung,dass dieser Druckausgleich
direkt durch besondere Anordnung von Wandunterbrechungen in den Behälter erfolgt.
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Dies wird durch im wesentlichen pumpenachsenparalle schlitzartige
Öffnungen im unteren Hubbereich des Einlassventilrohres erreicht, wobei die entsprechende
Zylinderwand durchbrochen wird.
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Es ist bekanntsdass diese Art Pumpenteile durch den Spritzprozess
von thermoplastischen Kunststoffen hergestellt werden,und damit auch fertigungstechnischen
Bedingungen einer kostengünstigen Herstellung unterworfen werden müssen.Hierdurch
würden andersgeartete Üffnungsgestaltungen auch zusätzliche Schwierigkeiten bedingen.
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Somit wird erreicht,dass der Druckabbau direkt in den oberen Raum
des Behälters erfolgt,wobei gegenüber den Ansprüchen des Hauptpatentes eine weitere
Verringerung einer Kontaktmöglichkeit der Flüssigkeit zur Feder erreicht wird.
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In einer erfindungsgemässen Ausführung soll die Zylinderdichtebene
ohne Durchmesseränderung weitergeführt werden,um eine Veränderung der als angemessen
bestimmten Dichtungskraft zu vermeiden.Eine Verringerung dieser,durch Erweiterung
des Durchmessers,würde beim Rücklauf zur Erhöhung führen und zusätzlichen Kraftaufwand,Reibung
mit Verschleiss und temporärer Undichtigkeit durch verzögerte elastische Anpassung
der Manschette mit sich
bringenfuenn man nun von einer Verengung,wie
bei Kufen,auf den ursprünglichen Durchmesser zurückgleitet.
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Auch bedingen radiale Erweiterungen Probleme bei dem Rückhub,da die
elastische Dichtlippe und die entsprechenden Dichtlinien in Winkeln aufeinander
treffen,die zum Blockieren oder permanenten Verformungen führen können.
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Es ist ebenfalls erfindungswesentliche Zielsetzung,dass die Breite
der Kanäle dem elastischen Verhalten der Dichtlippe angepasst sind, um ein Führen
beim Eingleiten in die Dichtzone des Ventilrohres problemlos zu erreichen.
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Auch sollten die Kanäle mehrfach sein,um einen möglichst grossen Öffnungsquerschnitt
zu bilden,dabei gegenüberliegend angeordnet, um beim üblichen Schiefhalten der Pumpe
bei Betätigung,eine damit immer hüherliegende öffnung dem Ausgleich bevorzugt anzubieten,
womit die Gasphase zuerst ausgeglichen wird0 In der beigefügten Zeichnung ist ein
Beispiel der Erfindung zum Zwecke ihre besseren Erläuterung dargestellt0 Die schnittderstellung
ist bedingt schematisch und zeigt die ausgebepumpe in ihrer oberen Ruhe- und Verschlusslage.
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Diese in ihren Einzelheiten dargestellte Pumpe weist ein Pumpengehäuse
ig auf, indem sich der Arbeitszylinder 11 befindet, mit seinem Arbeitekolben 12,
sowie der Einlassen teilkörper 14 in seinem Ventilgleitrohr l39dies in Uerlängerung
der Pumpenachse, welches einen geringeren Durchmesser aufweist gegen den Arbeitszylinder
in Abhängigkeit der Ausgabedruckvorgans und der Federkraft Das Gehäuse ist beidseitig
geöffnet und wird ZOED mit einem Schnappdeckel 16 oder auch einer Gewindekappe mit
einem Abdichtring auf dem nicht dargestellten Behälter befestigt, Im Schnappdackel
16 befindet sich eine öffnung die durch den Gleitkragen 18 gebildet wird und durch
welche die hohle Kolbenstange 19 des Arbeitskolbens 12 durchgeführt ist Am oberen
Ende dieser Kolbenstange ist ein üblicher Betätigungskopf 20 mit Dralldüse 21 fest
aufgestecktS, und über die Kanäle 22 und e3 mit der Kolbenstange 18, deren
Hohlraum
19 a verbunden,sodass der Inhalt hierdurch nach aussen gelangt.
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Die Gestaltung 24 des Betåtigungskopfes 20 ist der Aufgabe, den Fingerdruck
zu übernehmen angepasst.
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Im übrigen passt sich die Ausführungsform des Kopfes 20 derjenigen
des Schnappdeckels 16 oder einer Gewindekappe an, wobei im allgemeinen der Einfachheit
halber Schnappverbindungen der Vorrang gegeben wird.
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Die Kolbenstange bildet nun den Kanal 19 a, in welcher der Auslassventilsitz
30 gebildet wird.
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Dieser wird normalerweise durch den Ventilkegel 31 geschlossen gehalten,der
am Einlassventiikörper 14 innerhalb der Kolbenstange 19 beweglich ist.Dieses Auslassventil
31 wird durch die Feder 32 normalerweise in ihre obere Schliesslage gedrücktbdie
befindet sich zwischen dem Einlassventilkörper 14 und dem Boden des Pumpengehäuses
10.
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Übersteigt jedoch der Innendruck des Arbeitszylinders 11 die Kraft
der Druckfeder 32,so wird das Auslassventil 31 von seinem Sitz abgehoben.
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Der Einlassventilkörper trägt eine Verlängerung 34 zur Aufnahme des
Tauchrohres 35,durch welche die Flüssigkeit,die in den Zylinder 11 angesaugt wird,direkt
aus dem Behälter über das Einlassventil 37,welches einen Rückstrom dorthin vermeidet.Das
Einlassventil 37 nun wird durch einen Käfig 38 eingeschlossen,welcher mit mehreren
Öffnungen 39 versehen ist, durch welche die Flüssigkeit aus dem Tauchrohr 35 in
die Pumpenkammer 11 strömen kann,und von wo sie dann durch das Auslassventil 31,dem
Kolbenstangenkanal 19a über den Betätigungskopf 20 nach aussen gelangt.
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Der Ventilkäfig ist Teil des Auslassventiis,der zwar getrennt gefertigt
wird,jedoch durch Schneppverbindung mit dem Einlassventilkörper vereinigt wird.
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Da die zu zerstäubende Flüssigkeit in dem Arbeitszylinder 11 unter
Druck gesetzt werden soll,sind die Manschetten 40 des des Arbeitskolbens 12 und
die Manschette 41 des Einlassventilkörpers 14 üblicherweise zu einander angeordnet,sodass
der
auftretende Druck, die Manschetten an die respektiven Wände
zur Dichtung anlegt.
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Wie üblich ist die Pumpe während der Lagerung geschlossen um keinerlei
Verlust an Inhalt zu verursachen.Die Belüftung von aussen erfolgt über den Ringspalt
der sich zwischen der Kolbenstange 19 und dem Gleitkragen 18 ergibt,wenn der Arbeitskolben
12 gedrückt wird und gelangt dann über den Durchtrittsweg 42 abwärts in den Behälter.Ist
der Kolben 12 in der obersten Ruhelage,dann verschliesst die Ringschulter 43 gegen
den entsprechenden Abschnitt der Kolbenstange 19.
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Es sei vorausgeschickt,dass nach völliger Füllung mit Flüssigkeit
die Pumpe normal arbeitet,weil der Öffnungsdruck leicht durch die Betätigung erreicht
wird.
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Auch wenn man davon ausgeht, dass der Zylinder 11 nur zum Teil Flüssigkeit
enthält,also einen weiteren Anteil Luft und oder Gas,auch der eigenen Flüssigkeit,beinhaltet,
bewirkt der Druck auf den Betätigungskopf 20,dass sich der Kolben 12 zum Hub abwärst
verschiebt.
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Dabei folgt das Auslassventil 31 zunächst geschlossen dem Hub,dem
der Druck der Feder 32 entgegensteht.Bei weiterer Abwärstbewegung wird die Mischung
soweit komprimiert,dass auch dann der sntstehende Druck im Zylinder 11 grösser wird,
als der der Feder, sodass der Einlassventilkörper 14 abwärtsbewegend,das Auslassventil
31 öffnet.
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Dieses bleibt dann bis zum Druckausgleich geöffnet,um bei Unterschreiten
des vorgegebenen Grenzdruckes wieder zu schliessen Die Begrenzung der Abwärstbewegung
ist durch den Sitz 45 gegeben,bei welchem Erreichen durch den Einlassventilkörper
14,der sich in Phase mit dem Arbeitskolben 11 bewegt,die Ausgleichswege 46 erreicht
werden,und nun den völligen Druckausgleich direkt in den oberen Teil des Behälters
sdiagartig veranlassen.
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Beim Aufwärsthub nun werden zunächst die Ausgleichswege geschlossen,das
Auslassventil ist auf Grund des abgefallenen Drucks ebenfalls dicht,und der Arbeitskolben
öffnet nun durch
den entstehenden Unterdruck das Einlassventil und
füllt damit den Zylinder vollständig mit Flüssigkeit für den nächsten Hub.
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Beide letzten Darstellungen der Funktionsabläufe gehen von einer gefüllten
oder mindestens teilgefüllten Pumpe aus.
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Anders stellt sich jedoch das Anlaufen einer Pumpe dar,die ausschliesslich
mit einer Luft-Gas-Mischung gefüllt ist.
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Hier wird,wie schon weiter oben angedeutet,durch die Kompression des
Zylinderinhaltes der notwendige Druck zum Öffnen des Auslassventils nicht erreicht,weil
eine praktisch totale Kompression des Inhaltes konstruktiv praktisch nicht durchführbar
ist,d.h.dass die räumliche Reduktion des Restvolumens fast auf Null gebracht werden
müsste,wobei dann auch bei möglichen Teilentleerungen immer wieder ein Restvolumen
auftritt und der Öffnung des Einlassventils oder einer notwendigen Saugwirkung mit
einem Plus an Druck gegenübersteht.
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Gemäss dieser Erfindung wird nun,um eine vollständige Entleerung des
Arbeitszylinders zu erreichen,im Punkte des unteren Hubendes durch eine möglichst
grosse Anzahl von Druckausgleichsöffnungen der totale und schlagartige Druckabbau
mit Ausräumung des Restvolumens an Gasen bewirkt.
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Die obengeschilderten Ausführungsformen sind nur eine der möglichen
Anordnungen,wie sie sich aus den Ansprüchen ergeben können.
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Für die Zielsetzung dieser Anmeldung sind alle entsprechenden Ausführungsformen
gleichwertig.