專利名稱：對計量泵的輸送室進行脫氣的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對計量泵的輸送室進行脫氣的方法和一種實施該方法的裝置。
背景技術：
在計量泵的輸送室中、特別是在計量液體時有氣體形成，這已是公知的問題。氣體形成不僅發(fā)生在計量過程中，而且還發(fā)生在泵計量停頓期間。對于諸如過氧化氫H2A這樣的排氣物質(zhì)來說，會有氣體釋出，其中，在輸送室中的氣泡的數(shù)量和大小隨計量停頓的持續(xù)時間或在停車時間內(nèi)增長。由此使得計量泵的計量室內(nèi)的壓力升高。如果泵的計量室中的壓力超過壓力管中的壓力，則排出側的泵閥門打開，然后液體從計量泵的計量室轉(zhuǎn)移到壓力管中，由此出現(xiàn)壓力平衡(Druckausgleich)。因此，泵的計量室中的氣體容積與液體容積的比值上升，其結果是，在計量泵啟動時沒有直接輸出計量容量(Dosiervolumina)。由此使計量過程中斷。因此，希望在改善初始特性的基礎上提供一種控制計量泵的方法以及相應的適用于此方法的計量泵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在現(xiàn)有技術基礎上提出一種改進的用于對輸送室脫氣的方法，以及一種運行該方法的相應的裝置。本發(fā)明的目的通過一種具有獨立權利要求1所述特征的方法和一種具有獨立權利要求13所述特征的裝置得以實現(xiàn)。這種方法和裝置的擴展方案由對應的從屬權利要求給出。本發(fā)明的對輸送室中形成氣體的流體進行脫氣的方法的第一種實施方式涉及到一種具有輸送室的泵，劃定該輸送室的界限的擠壓體(Verdi^ngungskdrper)伸展進入到輸送室中，在此，輸送室具有兩個開口，其中的一個開口經(jīng)過吸入閥通入吸入管中，第二個開口經(jīng)過壓力閥通入壓力管中。由于在泵停機期間，由于源于流體的氣體形成會使輸送室中的壓力持續(xù)上升，當超過特定值時壓力閥打開，從而使未定數(shù)量的氣體和流體進入壓力管中。為了防止在所產(chǎn)生的氣體逸出的同時部分流體進入壓力管中，根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選提出一種在輸送室一側位于壓力閥上的累積氣泡(Sammelgasblase)，以便在超過壓力閥的開啟壓力時，優(yōu)選只有氣體泄露到壓力管中。為此，本發(fā)明的方法包括實施沖擊，其中，沖擊可導致由可形成氣體的流體在輸送室中產(chǎn)生并附著在輸送室內(nèi)表面上的氣泡從表面脫落。為此在沖擊時，至少在一部分界定輸送室邊界的面或壁上和/或?qū)ξ挥谳斔褪抑械牧黧w實施沖擊。當氣泡從內(nèi)表面上脫落之后，它們在輸送室中浮動，積聚成更大的氣泡，該更大的氣泡優(yōu)選沿壓力閥的方向上升，優(yōu)選在那里在輸送室一側形成累積氣泡?，F(xiàn)在，如果輸送室中的壓力升高，那么優(yōu)選排列在壓力閥上的累積氣泡就會以逸出氣泡 (Austrittsgasblasen)的形式從輸送室逸出到壓力管中。壓力升高可以是在持續(xù)的泵停機期間由流體生成更多氣體的結果，替代地，為了使壓力升高，還可以運行擠壓體的子壓縮行程(Teildruddmb)，從而使累積氣泡逸出到壓力管中。在此優(yōu)選沒有或僅有極少量的流體進入壓力管中。通過實施這種沖擊，可以有利地確保在計量泵的輸送室中的氣體含量不會超過導致泵停機的水平。在另一種實施方式中，用于使氣泡分離的沖擊是通過借助于設置在輸送室中的振動發(fā)生器產(chǎn)生振動波(Vibrationssctiwingungen)實現(xiàn)的。此時，可以將擠壓體和/或輸送室的其他部分置于振動當中。替代地，還可以運行擠壓體的至少一個子壓縮行程和/或子吸取行程，以實現(xiàn)沖擊，例如，擠壓體優(yōu)選只吸取較小、甚至可能是無窮小的容量，從而例如可以將子吸取行程看作吸取沖擊。由此使附著在輸送室的內(nèi)表面上的氣泡脫離，并可以與其它現(xiàn)存于輸送室中的氣泡積聚在一起。該方法的另一種實施方式包括子行程序列(Teilhubfolge)的運行。這種子行程序列可以是吸取行程和/或壓縮行程的子行程序列。優(yōu)選可以使子壓縮行程和子吸取行程交替地連續(xù)運行。在此，優(yōu)選擠壓體在輸送室中移動的每個行程長度都可以增加，從而使每個后續(xù)的子壓縮行程和子吸取行程聯(lián)合體(Teildruck-und Teilsaughubkombination)的行程長度大于以前運行的行程長度。由此使排列在壓力閥上的累積氣泡轉(zhuǎn)移到壓力管中， 并且還根據(jù)遞增的行程長度使附著在內(nèi)表面上的氣泡得到補充，從而再次重新形成累積氣泡，并通過后續(xù)的子壓縮行程再次將累積氣泡轉(zhuǎn)移到壓力管中。在這里，優(yōu)選根據(jù)行程長度的增加，在吸取行程中將吸入管中產(chǎn)生的氣泡轉(zhuǎn)移到輸送室中，氣泡在這里積聚成累積氣泡，并通過下一個壓縮行程轉(zhuǎn)移到壓力管中。通過運行這種具有遞增的行程長度的子行程序列，可以使計量泵的輸送室?guī)缀跬耆摎?，從而在表示計量行程的第一個完整行程中，優(yōu)選只有液體轉(zhuǎn)移到壓力管中，以實現(xiàn)可控的計量。子行程的數(shù)量在此可以預先確定，從而能夠提前確定具有遞增的行程長度的子行程序列。替代地，具有遞增的行程長度的子行程序列可以通過期望的脫氣程度 (Entgasungsgrad)來定義，該脫氣程度是可以確定的，其中，在運行壓力行程或吸取行程時檢測輸送室中的壓力梯度。將所確定的壓力梯度與升壓值相比較，該升壓值為對脫氣的輸送室確定的校準壓力梯度。在此，可以將與校準壓力梯度相應的升壓減去例如5%的校準升壓值的公差即為所期望的脫氣程度。通過這種方式，當在停工期間或停車時間內(nèi)有氣體形成時，通過運行具有遞增的行程長度的子行程序列，可以對泵的輸送室以及對部分吸入管進行適當而連續(xù)的脫氣。由此可以確保，在運行第一個完整的計量行程之前，在極端情況下，泵不會因為所產(chǎn)生氣泡的可壓縮性而發(fā)生故障，或者最好的情況是，在泵的輸送系統(tǒng)中不包含會損害以及歪曲輸送容積的氣泡。如上所述的子吸取行程優(yōu)選相當于完整吸取行程的1<%至99%，優(yōu)選為1(%到 50%，大多數(shù)情況下優(yōu)選為到25%。相應地，如上所述的子壓縮行程優(yōu)選相當于計量泵的完整壓縮行程的至99%，優(yōu)選為到50%，大多數(shù)情況下優(yōu)選為到25%。在此優(yōu)選通過擠壓體(例如活塞或膜)的運動以公知的方式運行壓縮行程。根據(jù)本發(fā)明方法的另一種實施方式，可以例如根據(jù)已知的泵停機時間，利用與泵操作連接的時間控制裝置預設時間間隔或時間點，以便在泵重新進入運行之前，執(zhí)行自動脫氣過程。優(yōu)選在停車時間內(nèi)或在泵停止期間實施用于輸送室脫氣的沖擊。具有遞增行程長度的子行程序列的運行優(yōu)選在泵停車時間之后實施，以啟動泵。為了檢驗是否已經(jīng)有氣體形成，或者為了檢驗在系統(tǒng)中氣體的形成量，在另一方法步驟中，可以通過設置在輸送室上的壓力傳感器記錄關于行程的壓力變化，壓力傳感器承受輸送室中的壓力。如果所確定的關于行程的持續(xù)時間的壓力變化按比例與沖程長度 (Hubweg)相對應，例如按比例與在輸送室中由擠壓體已走過的行程長度所界定的體積相對應，并能以P/V圖表示，則由根據(jù)壓縮行程的壓力曲線所描述的進程可以觀察到升壓特性。 如果泵處于排氣狀態(tài)，近乎線性的壓力上升或壓力下降的斜率將達到最大值，該最大值作為升壓特性的額定值。如果在輸送室中存在氣泡，在運行壓縮行程或吸取行程的壓力圖中會看到具有較小斜率的上升或下降，該斜率等于壓力梯度的實際值。因此，通過比較實際值與額定值，可以長時間地運行本方法，以排除泵中的空氣，直到對輸送室實現(xiàn)最好的脫氣。 這種比較在分析裝置中完成，并將得到的結果提供給控制裝置，以作為控制參數(shù)對泵進行控制。因此，可以有針性地根據(jù)所產(chǎn)生的氣體體積開始脫氣，或者可以確定脫氣持續(xù)的時間和脫氣效率。比較結果優(yōu)選作為控制參數(shù)提供給控制泵的控制裝置，以便在泵的停車時間期間、在泵停止期間、在泵停止之后啟動泵，或者在泵的停車時間之后啟動泵。在擠壓體的行程期間，壓力管中實際輸送的容積流量取決于整個氣體容積的大小。確定泵的實際的輸送特性，也就是泵的實際輸送特性(Ist-Fdrderverhalten)，并與泵的額定輸送特性進行比較，從而可以在考慮一定公差極限的情況下，判斷用于計量操作的泵是否仍在有效運行。本發(fā)明還涉及一種用于計量流體的計量泵，該計量泵適用于運行如前面所述的方法，以使計量泵的輸送室脫氣。該泵的輸送室優(yōu)選與至少一個可通過吸入閥打開的吸入管和至少一個可通過壓力閥打開的壓力管流體連接。此外，優(yōu)選以公知的方式在輸送室中設置擠壓體，用于擠壓流體；或者使輸送室在至少一側由擠壓體(例如活塞或膜)形成邊界。 此外，在輸送室中設置用于實現(xiàn)沖擊的裝置。該裝置可以是激振器，例如，使激振器與擠壓體或輸送室的壁相連接，以便在輸送室中對液體施加振動或沖擊。替代地，可以利用擠壓體的驅(qū)動器本身作為用于實現(xiàn)沖擊的裝置。為此，驅(qū)動器和/或其控制器或調(diào)節(jié)器優(yōu)選被設計為，驅(qū)動器可以這樣控制擠壓體，使得擠壓體能夠?qū)崿F(xiàn)較小的吸取行程和/或壓縮行程， 這樣就只在輸送室中對流體施加沖擊，這對于在輸送室中使氣泡分離并積聚是必需的。在此，行程優(yōu)選為較小的，從而基本上沒有流體供應。進一步優(yōu)選將擠壓體的驅(qū)動器設計為， 使其能夠?qū)⑷缟纤龅睦鄯e氣泡從輸送室中擠出。擠壓體的這種驅(qū)動可以是機械、液壓、氣動和/或磁性的。例如，步進電機通過相應的齒輪驅(qū)動擠壓體。根據(jù)本發(fā)明的泵的一種實施方式，利用該泵可以實現(xiàn)已公開的方法，其特點在于， 將流體從輸送室中擠出的擠壓體通過路徑控制驅(qū)動裝置，特別是步進電機或直線電機進行操作，以確保所需要的子吸取行程或子壓縮行程與相應較小的吸取行程和/或壓縮行程相符，并由此可以產(chǎn)生相對較小的低壓或超壓。由此可以有利地使擠壓體(其可以是膜片或活塞)在需要時實現(xiàn)十分之一毫米的行程距離。因此，有可能實現(xiàn)最細微的壓力沖擊，其能夠使附著在輸送室的內(nèi)表面上，以及附著在膜上或附著在擠壓活塞指向輸送室的表面上的氣泡分離。在此膜實施振動運動，其相當于“心室顫動”，即沒有或只有極少的流體抽取效應， 然而，在運動中會產(chǎn)生氣泡，氣泡從壁上分離并結合成較大的氣泡，然后其在流體中會受到浮力并上升。


本發(fā)明的這些和其他的優(yōu)點將在下面的說明和附圖中進行詳細的說明。下面根據(jù)附圖對本發(fā)明做示例性地說明。圖1. 1到1.8示出了當運行中斷時，在膜片式泵的輸送室中的脫氣進程和狀態(tài)的時間上的順序，圖2. 1到2. 10示出了根據(jù)使計量泵在運行中斷之后進入操作準備就緒狀態(tài)的方法，在膜片式泵的輸送室中的脫氣進程和狀態(tài)的時間上的順序，圖3示出了在運行中斷期間以及使計量泵進入操作準備就緒狀態(tài)的方法和進程的流程圖。
具體實施例方式為了能夠更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容，下面對在說明書中所使用的一些術語進行定義。直線電機被理解為一種電動驅(qū)動裝置，其不是使與其連接的對象轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動運動，而是轉(zhuǎn)換為直線運動。如果為了控制活塞而將直線電機聯(lián)接在擠壓泵中，可以使活塞回駛的距離很短。由此可以非常細微地計量活塞行程。這同樣適用于步進電機，其轉(zhuǎn)子在每一個由外部設定的步驟中都僅以微小的角度偏差向前運動。由此，當這樣的步進電機例如通過偏心輪與活塞連桿或杵相聯(lián)接時，可以實現(xiàn)最高的物理定位精度，并因此實現(xiàn)最精細的計量行程(DosierhUbe)。輸送室或計量室是指在計量泵中示出的室，其包含待輸送的流體；擠壓裝置的用途在于將流體擠壓到該室中。形成氣體的流體特別地被理解為液態(tài)化學物質(zhì)，其易于與自身的分裂產(chǎn)物實現(xiàn)平衡，并因此將氣態(tài)產(chǎn)物分離出去。對此的一個例子是過氧化氫。許多其他的化學物質(zhì)，例如氯漂白劑，同樣也易于氣體分離。所形成的氣體增加了輸送室中的壓力，由此使計量泵的輸送室由于形成氣體而處于壓力之下，計量泵的輸送室通過壓力閥而相對于吸入管和壓力管密封。一旦由產(chǎn)生的氣體所提供的壓力超過了壓力閥的保持壓力(Haltedruck)，則壓力閥打開，氣體以及液體就會傳遞到壓力管中。術語“子吸取行程”以及“子壓縮行程”是指完整吸取行程/壓縮行程的一部分， 在此，如果擠壓裝置被控制經(jīng)過了整個行程長度，就會實現(xiàn)一個完整的行程長度。舉例來說，如果擠壓活塞在百分之百的滿載情況下的擠壓容積為100ml，那么僅為0. 部分的子吸取行程只擠壓0. Iml的容積。子吸取行程可以非常的小，從而使活塞或者膜片式泵中的膜擺動，優(yōu)選在IHz到20Hz的范圍內(nèi)實現(xiàn)，例如2Hz至10Hz，進一步優(yōu)選在3Hz到4Hz的范圍內(nèi)實現(xiàn)，此時基本上沒有被輸送的流體。關于擠壓容積，在此也以與術語子吸取行程或者說子壓縮行程相等的方式使用 “行程長度”的概念，因為關于整個行程長度的子行程長度部分相當于關于總行程容積的子行程容積部分，從而使例如相當于全行程的25%的分量的子行程同時相當于總行程長度的 25%的子行程長度。另外，在下面還使用了術語“期望的脫氣程度”，將其理解為，根據(jù)待計量的流體可以實現(xiàn)根據(jù)實驗確定的最低脫氣。這種最低脫氣相當于脫氣程度為1。對于長期釋放氣體的化學物質(zhì)，在計量過程中本身也會產(chǎn)生氣體，從而使這種化學物質(zhì)的理想脫氣程度會與另一種化學物質(zhì)的理想脫氣程度相符，當它處于流體狀態(tài)時，其只是非常緩慢地釋放氣體，并由此在實際上使脫氣程度接近1。為了確定脫氣程度，可以使用在公開的專利文獻DE 3546189 Al中所描述的用于流量測量的方法，或者可以如上所述，通過設置在輸送室中的壓力傳感器記錄在擠壓塞的行程中的壓力梯度，并將該實際值與額定值進行比較。根據(jù)本發(fā)明的方法，原則上可以在停車時間期間或泵停止之后實施沖擊 (Impulsgebung)，反之就運行擠壓體的具有遞增的行程長度的子行程序列，以開始運轉(zhuǎn)，或者說，為了啟動泵，可以在泵的停車時間之后使用具有遞增的行程長度的子行程序列。泵的停車時間可以理解為足夠提供相應的氣體容積的持續(xù)時間。原則上停車時間至少為30分鐘，還可以將泵在夜間超過12小時的不運行時間看作停車時間，或者當泵中儲存有流體時的多日不運行時間看作停車時間。泵停止可以從幾秒鐘持續(xù)到30分鐘。為了使泵在停車時間內(nèi)或者在泵停止期間運行根據(jù)本發(fā)明的脫氣方法，泵必須是“活躍的”，即它們必須通電，并且脫氣模式，即位于泵軟件中的相應的程序必須被激活。輸送可形成氣體的流體的計量泵(其輸送室應該釋放所形成的氣體)具有通入輸送室中的吸入閥，吸入閥延伸到吸入管中。此外，輸送室提供壓力閥通入壓力管中。類似的還有，當存在多個壓力管或吸入管時。用于擠壓流體的擠壓塞通常在一側限定了輸送室的邊界，并設置為，使其可以交替地運行擠壓所需的與相應的吸取行程相結合的壓縮行程。為了使由可形成氣體的流體形成并附著在對輸送室進行限定的內(nèi)表面上的氣泡從這些表面上脫落，首先要實現(xiàn)沖擊，在此，沖擊可以借助于設置在輸送室中或之上的振動發(fā)生器通過振動波實現(xiàn)，或者也可以替代地例如作為擠壓塞的第一子吸取行程得以實現(xiàn)。 該子吸取行程可以等于完整吸取行程的0. 到99%，也可以是從IHz到20Hz范圍內(nèi)的擺動。如果氣泡通過振動波或通過例如所產(chǎn)生的吸取沖擊從限定輸送室的內(nèi)表面上脫落，它們會在輸送室中積聚，而且由于其體積的增長，使它們由此承受了更大的浮力并沿壓力閥的方向移動，但前提是使壓力閥背向重力方向指向上方地設置在輸送室中。現(xiàn)在，在壓力閥的輸送室一側形成了累積氣泡，其應該通過壓力閥釋放到閥腔中。 這是通過輸送室中的壓力升高而發(fā)生的，而壓力升高是由更多的由流體形成的氣體和/或由子壓縮行程造成的，該子壓縮行程可以等于一個全壓縮行程的0. 至99%。由此使得累積氣泡被壓縮并在其側面對壓力閥施加壓力。壓力閥在超過開啟壓力時打開，形成累積氣泡的氣體作為逸出氣泡進入壓力管中。在此優(yōu)選沒有流體隨同轉(zhuǎn)移到壓力管中。子吸取行程可以是完整吸取行程的0. 至99%，優(yōu)選為到50%，大多數(shù)情況下優(yōu)選為到25%。子吸取行程還可以劃分為多個擺動行程，這些擺動行程總計占完整吸取行程的0. 1 %至10 %。子壓縮行程可以是完整壓縮行程的0. 1 %至99 %，優(yōu)選為1 %到 50%，大多數(shù)情況下優(yōu)選為到25%。為了使計量泵處于操作準備就緒的狀態(tài)下，根據(jù)前面所述的沖擊的實施方式，在運行中斷期間運行擠壓體的具有遞增的行程長度的子行程序列，其中，子行程位于完整行程的0. 至99%之間。由于變大的壓縮行程導致輸送室中壓力增加，使累積氣泡在子壓縮行程中從壓力閥漏出，同時，增加的吸取行程也可以使位于吸入管中的氣泡轉(zhuǎn)移到輸送室中，在那里，氣泡沿壓力閥的方向運動并形成累積氣泡，累積氣泡隨下一個壓縮行程轉(zhuǎn)移到壓力管中，直至實現(xiàn)最優(yōu)的脫氣程度，該脫氣程度或者由子行程預先確定，或者通過確定脫氣程度進行控制。對脫氣程度的確定包括在運行壓縮行程或吸取行程時檢測輸送室中的壓力梯度，以及將所確定的壓力梯度與作為校準壓力梯度的壓力梯度相比較，該校準壓力梯度是為脫氣的流體而確定的，其中，所期望的脫氣程度在此等于與校準壓力梯度相符的壓力梯度減去約相當于5%的校準壓力梯度值的公差。將在擠壓體的行程期間所確定的實際的壓力梯度的值和泵的實際升壓特性與額定升壓特性的比較值提供給分析裝置，用以分析比較結果，并進一步作為控制參數(shù)傳送到控制泵的控制裝置。此外，本方法還可以包括預設與泵操作連接的時間控制裝置的時間間隔和時間點，從而可以在泵的停車時間期間、在泵停止之后或者在泵的停車時間之后時間控制地實現(xiàn)對泵啟動的操作。由此，當在工間休息或夜間休息之后再次恢復計量工作時，可以有利地首先啟動業(yè)已操作準備就緒的泵。最后，本方法還提供其他的控制參數(shù)，以便在泵停車時間期間、在泵停止之后或在停車時間之后啟動泵在此，它是指在所定義的擠壓體的行程期間對壓力管中實際上輸送的容積流量的測定以及通過該定義的行程所獲得的泵的實際輸送特性與在理想狀態(tài)下所定義的泵的輸送特性的比較，其中，這種對實際輸送特性和額定輸送特性的比較顯示了在輸送系統(tǒng)中是否存在氣體。通過對錯誤輸送容積的了解，控制裝置可以在進程中布置相應的脫氣過程，該脫氣過程可以運行具有遞增的行程長度的子行程序列。根據(jù)本發(fā)明的方法的計量泵優(yōu)選是膜片式泵。當然，根據(jù)本發(fā)明的方法也可以通過活塞泵實施。該方法可以采用任一種擠壓體，只要該擠壓體例如可以通過與提升桿的聯(lián)接、壓縮空氣或其他適宜的裝置實現(xiàn)最小的提升運動(HiAbewegimgen)。為了利用膜片式泵有利地實現(xiàn)較小的提升運動，例如直線電機或步進電機的路徑控制驅(qū)動裝置可以與擠壓體操作連接。此外，還可以通過氣壓傳感器(Druckluftgeber)進行耦合。圖1. 1到圖1. 8以下列初始條件為基礎在泵停止期間或泵停車時間內(nèi)，在輸送室 1中由釋放氣體的流體產(chǎn)生不同的氣泡4、7、8。首先，氣泡4、8出現(xiàn)在輸送室的內(nèi)壁上，以及出現(xiàn)在形成輸送室1的活塞3的活塞表面3'上。通過氣泡的增長使得輸送室1中的壓力 P2升高。當壓力P2高于壓力管中的壓力P3時，壓力閥6打開。通過流體或累積氣泡7(視排列在壓力閥上的累積氣泡而定)從輸送室1移動進入壓力管中，導致出現(xiàn)壓力平衡。此處的缺點在于，流體會流入壓力管中。為此，需提高輸送室1中氣泡含量相對于流體含量的比例。如果氣泡容積與輸送室1中壓力的乘積是如此之大，使得即使經(jīng)過完整的吸取行程也不能達到打開吸入閥5所需要的壓力p2，在此，壓力P2必須小于吸入管中的壓力P1，那么就不會有流體容積從吸入管流入輸送室1中。這意味著，經(jīng)過完整的壓縮行程， 輸送室1中流體容積的壓力P2上升最高不超過壓力管中的壓力P3,從而使壓力閥6也不能打開。周圍的氣泡4、7、8只是在輸送室1中被壓縮并再次擴展，而泵不會將吸入管中的容量輸送到壓力管中。因此計量進程是不可能的。為了防止這種情況的發(fā)生，在泵停止期間或者說在停車時間內(nèi)，當輸送室1中的氣泡變大時，應該只有極少的流體從輸送室1中進入壓力管中，并且氣泡含量不能上升至使計量進程停止的程度。為此，在泵運行中斷期間實施沖擊，以使氣泡4、8從輸送室1的內(nèi)
9壁上分離。由此使較小的氣泡積聚為較大的累積氣泡7，其利用浮力上升到壓力閥6上。這種沖擊可以通過活塞3的運動來實現(xiàn)，如圖1. 1到圖1.8所示。在圖1. 1到圖1. 8中示出了操作準備就緒的泵停止，當前泵為膜片式泵，圖中并未單獨象征性示出膜本身。氣泡可以通過不穩(wěn)定的流體的分解產(chǎn)生，例如過氧化氫(H2O2)。沖擊將作為子吸取行程b和子壓縮行程a來實施，替代地還可以通過膜振動產(chǎn)生沖擊。在圖1. 1中，輸送室1中的氣泡4、7、8在泵操作準備就緒期間變大，而壓力P2隨著氣泡含量的逐漸增加而升高。經(jīng)過如圖1. 2所示的活塞3的吸取行程b，使得包含在輸送室1中的容量增加，而輸送室1中的壓力P2減少，由此，根據(jù)方程(I)，氣泡4'、7、8'占據(jù)更大的容量。P之前XV之前n = P之后XV^n ⑴如圖1.3所示，經(jīng)過活塞3的持續(xù)的吸取行程b，氣泡4'、7、8'繼續(xù)變大、積聚并沿壓力閥6的方向上升。吸入閥5此時可以繼續(xù)保持關閉。圖1. 4示出了在活塞3的吸取行程結束之后的較大的累積氣泡7。在之前如圖1. 3 所示的已增大并從輸送室1的內(nèi)壁上脫落的氣泡8'已經(jīng)結合到累積氣泡7中，現(xiàn)在累積氣泡7位于壓力閥6上；幾個氣泡4'繼續(xù)停留在輸送室1的內(nèi)壁上。如圖1. 5所示，活塞3的接下來的壓縮行程a使輸送室1中的壓力P2再次上升， 由此使輸送室1中包含的容積減少。因此，根據(jù)方程(I)，位于輸送室1中的氣泡4'和累積氣泡7的體積相應地變小。如圖1. 6所示，在活塞3的壓縮行程a結束之后，活塞3的位置相應地到達如圖 1.1所示的位置。此時，輸送室1中的壓力水平P2等于如圖1.1所示的壓力水平。相較于圖1. 1中的情況，在圖1.6中僅有很少的氣泡4'位于輸送室1的內(nèi)壁上，累積氣泡7排列在壓力閥6上。圖1. 7示出了如何通過對流體的進一步除氣使氣泡4、8和累積氣泡7增大以及使輸送室1中的壓力P2進一步升高。這樣的壓力升高導致輸送室1中的壓力P2高于壓力管中的壓力(p2 > P3)。由此使壓力閥6打開，貼靠在壓力閥6上的累積氣泡7由于壓力平衡而作為逸出氣泡7'逸出到壓力管中。如圖1. 8所示，對輸送室1中的流體進行進一步除氣將使更多的累積氣泡7的逸出氣泡7'輸送到壓力管中。這意味著，在累積氣泡7作為逸出氣泡7'期間，在輸送室1 中除氣的流體從輸送室1中被排擠到壓力管中，如同輸送室1中的壓力P2高于壓力管中的壓力P3 —樣。為了防止日益增長的氣泡4、8沒有將流體從輸送室1排擠到壓力管中，再次應用一個吸取行程，以便如圖1. 2所示的那樣在壓力閥6上形成累積氣泡7。如果計量泵的擠壓體通過步進電機或直線電機加以驅(qū)動并作為擠壓體作用于膜或活塞上，或者如果安裝有用于沖擊的振動發(fā)生器，通過計量泵可以良好地運行細微的吸取行程和壓縮行程，以計量流體。擠壓體可以是活塞或柔性的膜3，其可以通過提升桿2被機械或液壓或氣動或磁性驅(qū)動。這種輸送室脫氣的過程可以在停車時間內(nèi)多次進行，例如，在該過程中，由時間控制裝置(未示出)在預定的時間間隔內(nèi)或到達預定的時間點時發(fā)出信號，該信號在進程中表示用于對輸送室脫氣的方法。在此可以參考經(jīng)驗值，從而使專業(yè)人員能夠調(diào)整時間間隔，以便當出現(xiàn)相應數(shù)量的氣泡時開始進行輸送室脫氣。另一方面，可以在壓縮或吸取行程期間測定輸送室中實際上的壓力梯度，并利用對比較結果進行分析的分析裝置對泵的實際升壓特性和額定升壓特性進行比較，其中，將比較結果作為控制參數(shù)傳送給控制泵的控制裝置，以便在泵的停車時間之后或在泵停止之后啟動泵。時間控制的調(diào)整步驟，或者以壓縮或吸取行程中通過測定升壓所獲得的輸送室中的壓力梯度為基礎的控制的調(diào)整步驟可以在任何需要的時刻進行，并且還可以交替進行，必要時可以通過手工運行本方法交替進行。壓力梯度可以利用位于輸送室中的用于壓力測量的裝置來確定，該裝置記錄輸送室中與壓縮或吸取行程相關的壓力變化P2，此時，隨著氣泡形成的增多，在所記錄的壓力-行程長度圖中，壓力上升或壓力下降的斜率減少，因為氣泡是可壓縮的，當斜率低于設定的閾值時并通過將數(shù)據(jù)反饋到控制裝置上，使輸送室脫氣自動進行。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法還涉及到使泵進入操作準備就緒的狀態(tài)，其中，輸送室以及例如吸入管這樣的傳輸管道以最簡單的方法盡可能快地釋放氣泡，從而使泵可以完成其準確計量的任務，在停頓之后重新開始計量時不會出現(xiàn)大量不準確的計量行程。因此，圖2. 1至圖2. 10以下列起始點為基礎泵應該在運行中斷之后重新開始計量。此時，對于排氣的計量流體不應該立即運行完整的壓縮行程，也就是說，擠壓體可以運行不完整的行程容積。下面參照圖2.1至2. 10，該進程描述了氣泡4、4'、7、8、8'如何通過增長的子行程a和b從輸送室1轉(zhuǎn)移到壓力管中，以便在氣泡4、4'、7、8、8'離開輸送室1之前，只有少量的流體從輸送室1進入壓力管中。為此，輸送室1中的氣泡含量通過具有遞增的行程長度的子行程而減少，以便計量進程可以進行。如圖2. 1所示，在輸送室1中，無論是累積氣泡7還是氣泡4、8都在輸送室1的內(nèi)表面上形成。虛線環(huán)繞的區(qū)域象征性描述了行程容積Vh20的大小。通過活塞3的壓縮行程運動使輸送室1中的壓力P2升高(圖2.幻，此時，輸送室 1中由活塞3限定的容積降低。當?shù)竭_壓力閥6的開啟壓力時(P2 > p3)，子行程容積Vh 20 首先將位于壓力閥6上的累積氣泡7壓出到壓力管中。根據(jù)圖2. 2，在子壓縮行程a結束后，將運行子吸取行程b，如圖2. 3所示。此時， 輸送室1中的壓力P2通過活塞3的吸入運動而降低。同時，在輸送室1中由活塞3限定的容積增加。根據(jù)上面的方程(I)，氣泡4'、8'占據(jù)更大的容量。一些氣泡由此積聚成較大的累積氣泡7，如下面的圖2. 4所示，累積氣泡7位于壓力閥6上。在圖2. 4中，擠壓體3的子吸取行程b已經(jīng)結束，而活塞3到達其起始位置。累積氣泡7和氣泡4'再次位于輸送室1的內(nèi)表面上。但是，現(xiàn)在位于輸送室1的內(nèi)表面上的氣泡4'的容積含量減少。行程容積Vh 20涉及到以下如圖2. 5所示的子壓縮行程。通過如圖2. 5所示的活塞3的另一個第二子壓縮行程，使輸送室1中的壓力P2再次升高，輸送室1中包含的容積減少，其中，第二子壓縮行程的行程長度大于前面圖2. 2中的壓縮行程。最遲在超過前面行程的行程長度之后，將達到壓力閥6的開啟壓力(p2 > p3)， 以便流體的子行程容積20首先將位于壓力閥6上的累積氣泡7轉(zhuǎn)移到壓力管中。子行程容積20至少與前面的行程和當前更大的子行程之間的行程差值一樣大。如圖2. 6所示，在第二子壓縮行程結束之后，將運行另一個第二子吸取行程。通過活塞3的子吸取行程b使輸送室1中的壓力P2降低，而類似地根據(jù)方程(I)，包含在輸送室 1中的容積增加，并因此還使氣泡4'的容量增加。由此使氣泡4'沿壓力閥6的方向上升。 氣泡4'在那里或在上升期間向著新的、較大的累積氣泡7積聚，然后累積氣泡7排列在壓力閥6上。由此，當達到開啟吸入閥5所需的壓力時，從吸入管中吸取容量。該容量可以部分由流體容積組成，部分由氣體容積組成。因此由吸入閥5從吸入管補充的氣泡7'在輸送室1中沿壓力閥6的方向上升(箭頭c)。如圖2. 7所示，活塞3的第二子吸取行程結束，擠壓體3再次回到起始位置。在此期間，只有排列在壓力閥6上的累積氣泡7存在。如圖2. 8所示，通過第三壓縮行程a，活塞3將輸送室1中利用活塞3封閉的容積壓縮，其中，第三壓縮行程的行程長度再次大于前面的行程并再次等于完整的壓縮行程。同樣，以前形成的累積氣泡7被壓縮，其排列在壓力閥6上并包括在輸送室1中的總氣體含量，從而可以通過行程容積Vh20將累積氣泡7轉(zhuǎn)移到壓力管縱，如下面的圖2. 9所示。如果現(xiàn)在運行完整的壓縮行程，累積氣泡7以逸出氣泡V的形式離開輸送室1， 通過壓力閥6進入到壓力管中(如圖2.9所示)。理想情況下，輸送室現(xiàn)在沒有附著在輸送室1的內(nèi)表面上的氣泡。最后，如圖2. 10所示，在完整的壓縮行程a(通過該壓縮行程使輸送室1完全脫氣)之后，接著產(chǎn)生完整的第一吸取行程b。此時，完整的行程容積￥1120通過吸入閥5從吸入管吸入輸送室1中。因此，優(yōu)選通過極小的提升運動對泵進行脫氣，而不會有決定性數(shù)量的計量流體抽吸到壓力管中，并且在第一計量行程中不會輸出不期望的計量容量。根據(jù)本發(fā)明的方法所公開的子吸取行程如同對應的子壓縮行程一樣，足夠用以對輸送室以及部分吸入管進行脫氣，在必要時，子吸取行程可以運行可以稱為振動的極小的行程。這種為了達到操作準備就緒的狀態(tài)而對泵的輸送室進行脫氣的方法可以通過手動進行，但它也可以是一種可控的規(guī)則，從而可以在通過控制單元發(fā)送計量要求時、在通過時間控制設置脫氣時，采用根據(jù)本發(fā)明的方法。上述測定的參數(shù)可以專業(yè)人員公知的方式傳送給與泵操作連接的控制及調(diào)節(jié)裝置中，以便以需要的步驟開始實施根據(jù)本發(fā)明的方法。圖3以流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明方法的可能的時間順序或邏輯順序。在此，除了方法步驟之外，還對泵的輸送室中的進程做了描述。從計量泵的計量暫停開始，此時，在輸送室中由排氣的流體在輸送室的內(nèi)部形成氣泡，氣泡附著在輸送室的內(nèi)表面上(如圖1. 1 和圖1.8所示)，在預先設定的時間間隔之后實施沖擊，其中，在第一步中，通過子吸取行程使輸送室內(nèi)部的壓力P2下降，由此使氣泡的容量變大，這使氣泡積聚并上升為累積氣泡(如圖1. 2和圖1. 3所示)。在輸送室中仍然有氣泡位于內(nèi)表面上，以及累積氣泡位于壓力閥上(如圖1. 4所示)。第二步是通過運行子壓縮行程產(chǎn)生沖擊，由此使輸送室中的壓力 P2升高，并由此導致氣泡的進一步積聚并上升為累積氣泡(如圖1.5所示)。隨著停車時間的持續(xù)，通過對流體持續(xù)脫氣使氣泡的容量變大，由此使輸送室中的壓力P2進一步升高， 從而在超過壓力閥的開啟壓力時即當輸送室中的壓力P2大于壓力管中的壓力P3時，累積氣泡逸出(如圖1. 6和圖1. 7所示)。現(xiàn)在，如果泵繼續(xù)計量暫停，則以預設的時間間隔通過子吸取行程和子壓縮行程繼續(xù)進行沖擊，直至計量暫停結束。
在計量暫停結束之后，在輸送室中仍然有氣泡存在于輸送室的內(nèi)表面上，并且仍然有累積氣泡位于壓力閥上(如圖2. 1所示)。為了使計量泵進入計量準備就緒的狀態(tài)，現(xiàn)在運行擠壓體的具有遞增的行程長度的子行程序列，在此，子行程序列由η個子壓縮行程和子吸取行程的子行程聯(lián)合體(Teilhubkombinationen)組成。子行程聯(lián)合體的數(shù)量η可以預先設定或根據(jù)輸送室的脫氣情況加以控制。每個子壓縮行程-子吸取行程聯(lián)合體都運行一個行程長度，該行程長度相當于完整行程長度的，此時，每個后續(xù)的子壓縮行程-子吸取行程聯(lián)合體都具有較大的行程長度(xn+1 > xn)。在具有相當于完整行程長度的的第一行程長度的第一子壓縮行程運行之后，此時，壓力閥打開，累積氣泡逸出(如圖2. 2所示)，具有第一行程長度的第一子吸取行程開始運行，由此使氣泡積聚并上升(如圖2. 3所示)。在第一子壓縮行程-子吸取行程聯(lián)合體之后，在壓力閥上仍然有累積氣泡，并且在輸送室中仍然存在剩余的氣泡(如圖2. 4所示)。根據(jù)具有相當于完整行程長度的的第二行程長度的第二子行程聯(lián)合體，其中，第二行程長度大于第一行程長度，第二子壓縮行程的運行與圖2. 5所示的狀態(tài)相符，此外，具有第二行程長度的第二子吸取行程的運行(如圖2. 6所示)還會導致，當輸送室的壓力P2小于吸入管的壓力P1時，來自吸入管的氣泡可以補充到輸送室中，從而使吸入閥打開。最后，在第二子行程聯(lián)合體運行之后，仍然有累積氣泡貼靠在壓力閥上(如圖2. 7 所示)，這需要運行第三壓縮行程，在這里，第三壓縮行程是具有& = 100%行程長度的完整壓縮行程。此時，壓力閥打開，累積氣泡逸出(如圖2. 8所示)，輸送室現(xiàn)在正處于脫氣狀態(tài)(圖2. 9)，因此，泵是操作準備就緒的?，F(xiàn)在，泵可以通過運行完整的吸取行程輸送整個行程容積VH(如圖2. 10所示)。前面參照圖2. 1-2. 10，通過運行具有遞增的行程長度的子行程序列(具有三個子行程)，對如圖3所示的方法進行了說明。但是，具有遞增的行程長度的子行程序列的子行程的數(shù)量是不受限制的，并且與設定的關于輸送室的操作相符，并與待計量的流體相匹配。 如上所述，還可借助于合適的測量技術，根據(jù)存在于輸送室中的氣泡控制子行程序列中的子行程的數(shù)量。借助于測量技術可以確定，是否仍然有氣泡存在。例如，該裝置可以是光學傳感器或壓力傳感器。如果沒有氣泡存在，則泵已處于操作準備就緒的狀態(tài)；如果這種用于確定氣泡是否仍然存在的裝置確定仍然有氣泡存在，則運行具有遞增的行程長度的子行程序列， 此時通過子吸取行程使來自輸送室的邊緣氣泡積聚并朝著累積氣泡上升，累積氣泡通過子壓縮行程轉(zhuǎn)移到壓力管中。這個循環(huán)將長時間地運行，直至不再有氣泡存在，從而使泵處于操作準備就緒的狀態(tài)，并因此可以進行計量。附圖標記列表1輸送室/計量室2提升桿3擠壓塞3'進入到輸送室中的活塞3的面4 氣泡5吸入閥6壓力閥
7累積氣泡7'逸出氣泡7〃從吸入管補充的氣泡8 氣泡8'逸出氣泡9通向吸入管的開口9'吸入閥的閥腔10通向壓力管的開口10'通向壓力管的閥腔20行程容積Vha活塞朝向輸送室的運動b活塞從輸送室向外的運動c氣泡在輸送室中的運動
權利要求
1.一種用于對計量泵的輸送室(1)進行脫氣的方法，其特征在于，實施沖擊，其中，在所述輸送室(1)中，使由可形成氣體的流體產(chǎn)生并附著在內(nèi)表面上的氣泡從該表面上脫落，并使在所述輸送室(1)中的氣泡G，4' ,8,8')積聚成累積氣泡，以及，通過升高壓力來使該累積氣泡(7)從所述輸送室(1)中逸出。
2.如權利要求1所述的方法，其中，將所述計量泵設計為，通過吸入閥(5)將至少一個吸入管引入到所述輸送室(1)中，通過壓力閥(6)將壓力管從所述輸送室(1)引出，以及， 擠壓體C3)與用于排出可形成氣體的流體的計量體一起構成用于形成所述輸送室(1)的邊界的內(nèi)表面，其特征在于，所述氣泡0，4' ,8,8')由于沖擊而在所述壓力閥(6)的方向上進行運動(c)，并在所述壓力閥(6)的輸送室一側形成累積氣泡(7)，當壓力升高時，位于所述壓力閥(6)上的累積氣泡(7)作為逸出氣泡(7')逸出到所述壓力管中。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述輸送室(1)中的壓力升高通過氣體離開流體和/或所述擠壓體的子壓縮行程來實現(xiàn)。
4.如前面任一項權利要求所述的方法，其特征在于，所述沖擊通過以下實現(xiàn)運行所述擠壓體的至少一個子行程或子行程序列或振動，或者借助于振動發(fā)生器產(chǎn)生振動波。
5.如前面任一項權利要求所述的方法，其特征在于，運行所述擠壓體(3)的具有遞增的行程長度運行子行程序列，從而使所述累積氣泡(7)轉(zhuǎn)移到所述壓力管中，并且根據(jù)該遞增的行程長度使仍然附著在所述內(nèi)表面上的氣泡得到補充，并形成新的累積氣泡(7)。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，由預先設定的子行程數(shù)來確定所述具有遞增的行程長度的子行程序列。
7.如前面權利要求1到5中任一項所述的方法，其特征在于，確定期望的脫氣程度，其中，在運行壓力行程或吸取行程時檢測所述輸送室(1)中的壓力梯度，將所確定的升壓與用作校準升壓的、為脫氣的輸送室(1)所確定的壓力梯度值進行比較，其中，該期望的脫氣程度在此等于與校準壓力梯度相應的升壓減去校準升壓值的預定公差。
8.如前面權利要求1到6中任一項所述的方法，其特征在于，子吸取行程相當于完整吸取行程的1 %至99 %，優(yōu)選為1 %到50 %，大多數(shù)情況下優(yōu)選為1 %到25 %，而子壓縮行程相當于完整壓縮行程的至99%，優(yōu)選為到50%，大多數(shù)情況下優(yōu)選為到25%。
9.如前面任一項權利要求所述的方法，其特征在于，在停車時間內(nèi)或在泵停止期間實施沖擊。
10.如權利要求5到8中任一項所述的方法，其特征在于，在泵的停車時間之后運行所述具有遞增的行程長度的子行程序列，以啟動泵。
11.如前面權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，預先調(diào)整與泵操作連接的時間控制裝置的時間間隔(t_s)或時間點，以便時間控制地實施所述沖擊以及實施所述具有遞增的行程長度的子行程序列的運行。
12.如權利要求7到11中任一項所述的方法，其特征在于，將在擠壓體的行程期間確定的實際的壓力梯度的值和泵的實際升壓特性與泵的額定升壓特性的比較值輸入分析裝置， 以分析比較結果，其中，該比較結果作為控制參數(shù)傳送給用于控制泵的控制裝置，以在泵的停車時間內(nèi)，在泵停止期間，在泵停止之后啟動泵，或者在泵的停車時間之后啟動泵。
13.一種用于計量流體的計量泵，其適用于執(zhí)行如權利要求1到12中的任一項所述的方法，以對所述計量泵的輸送室(1)進行脫氣，其特征在于，在所述輸送室(1)中設置用于實施沖擊的裝置。
14.如權利要求13所述的計量泵，其特征在于，所述用于實施沖擊的裝置是振動發(fā)生器，其設置在所述輸送室中或設置在所述輸送室上，或者擠壓體，其可以通過轉(zhuǎn)動角度控制或路徑控制的驅(qū)動裝置驅(qū)動，其中，所述轉(zhuǎn)動角度控制或路徑控制的驅(qū)動裝置適于提供所述擠壓體的子吸取行程和子壓縮行程。
15.如權利要求13或14所述的計量泵，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動角度控制或路徑控制的驅(qū)動裝置是步進電機、EC電機或直線電機。
16.如權利要求13到15中任一項所述的計量泵，其特征在于，所述擠壓體(3)是活塞或柔性膜。
17.如權利要求13到16中任一項所述的計量泵，其特征在于，所述擠壓體可以機械地、 液壓地、氣動地、磁性地運行。
全文摘要
一種用于對計量泵的輸送室(1)進行脫氣的方法，該方法包括實施沖擊，其中，在輸送室(1)中，使由可形成氣體的流體產(chǎn)生并附著在內(nèi)表面上的氣泡從該表面上脫落，并使在所述輸送室(1)中的氣泡(4，4′，8，8′)在壓力閥(6)的方向上移動并在壓力閥(6)的輸送室一側積聚成累積氣泡，以及，通過升高壓力來使位于壓力閥(6)上的累積氣泡(7)從所述輸送室(1)逸出到壓力管中。一種計量泵，其具有位于輸送室(1)中用于實施沖擊的裝置。
文檔編號F04B53/06GK102245901SQ200980150512
公開日2011年11月16日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權日2008年12月15日
發(fā)明者克勞斯·米勒, 謝爾蓋·格爾茨 申請人:格倫德福斯管理聯(lián)合股份公司