[发明专利]用于确定正容积式泵中的物理变量的方法

说明书

本发明涉及一种确定正容积式泵中的至少一个物理变量的方法，其中正容积式泵具有可动的排量元件，可动的排量元件界定计量室，计量室经由阀连接到抽吸管线和压力管线，结果导致递送流体由于排量元件的振荡运动而能交替地经由抽吸管线被吸入到计量室内和能经由压力管线被从计量室压出，其中设置驱动装置用于排量元件的振荡运动。

技术领域

本发明涉及确定正容积式泵中的物理变量的方法。

背景技术

正容积式泵通常具有可动的排量元件，可动的排量元件界定计量室，计量室由阀连接到抽吸管线和压力管线。这导致由于排量元件的振荡运动，递送流体能交替地通过抽吸管线而被吸入到计量室内和能由压力管线从计量室被推压出来。为此目的，提供用于排量元件的振荡运动的驱动装置。

存在例如电磁驱动的隔膜泵，其中，排量元件是隔膜，隔膜能在两个极端位置之间往复移动，其中，计量室的体积在第一极端位置最小，而计量室的体积在第二极端位置最大。因此，如果隔膜从其第一位置运动到第二位置，那么在计量室中的压力将降低，使得递送流体通过抽吸管线被吸入到计量室内。在返回运动中，也就是说，在从第二位置到第一位置的运动中，关闭到通向抽吸管线的连接，由于计量室中的体积减小，递送流体的压力将升高，使得通向压力管线的阀打开，并且递送流体被递送到压力管线内。由于隔膜的振荡运动，递送流体交替地从抽吸管线被吸入到计量室内并且从计量室被递送到压力管线内。在压力管线中的递送流体流动也被称作计量曲线。计量曲线基本上由排量元件的运动曲线确定。

在电磁驱动的隔膜泵的情况下，隔膜连接到压力部分，在大部分情况下，压力部分以弹性预加应力方式至少部分地支承于螺线管内。只要螺线管不具有流过它的电流使得并无磁通量形成于其内部，弹性预加应力使压力部分，并且因此使隔膜保持在预定位置，例如第二位置，也就是说，其中计量室处于最大体积所在的位置。

如果现在电流外加到螺线管上，产生磁通量，这使得经适当设计的压力部分在螺线管内从其第二位置运动到第一位置，由此，在计量室中的递送流体从那里被递送到压力管线内。

因此，螺线管的激活基本上包括压力部分的突然冲程运动和因此计量隔膜从第二位置运动到第一位置。

通常，当待计量的流体体积显著地大于计量室的体积时使用这种电磁驱动的隔膜泵，以使得计量速度基本上由电流通过螺线管流动的频率或循环确定。如果例如计量速度加倍，那么螺线管同时以两倍的频率短暂施加电流，而这将导致隔膜的运动循环以二倍频率发生。

这种磁性计量泵例如描述于EP 1 757 809中。

然而，当仅需要低计量速度时，使用这种磁性计量泵会遭遇其局限性，使得并不希望有整个冲程运动的突然的计量作用。

因此上文所提到的EP 1 757 809已经提出了提供位置传感器，利用位置传感器能确定压力部分或者连接到压力部分的隔膜的位置。运动的闭环控制可随后通过比较压力部分的实际位置与压力部分的预定目标位置来实现。

对压力部分运动的闭环控制设置为当冲程运动不再突然发生而是以调节的方式发生时，磁性计量泵也可以用于递送显著更少量的流体。

特别地当计量的量很小时，例如计量泵的阀打开和阀闭合时间起到很大作用，因为它们决定实际计量操作的开始和结束。

此外，在液压系统中的气泡和/或在计量单元的泵头中的气穴现象可能会减少实际计量的量，这可能会显著地降低计量准确度，特别是当涉及很少的计量的量时。

因此，例如，原则上能利用压力传感器来测量在计量室中的流体压力并且使用测量结果来得出关于计量头中的过程的结论，如在液压系统中的气泡、气穴现象和/或在计量头中的过大压力。

然而，这种压力传感器提高了计量泵的成本，压力传感器易于出现故障并且其必须被维护。

特别地，当计量泵用于食品行业中时，计量室必须定期进行非常彻底的清洁。