排量计量泵及其用途

技术领域

本发明涉及根据方案1的前序部分的排量计量泵以及根据方案13的排量计量泵的用途。

背景技术

众所周知，除了其它方面，例如在食品或饮料行业中使用排量计量泵来对液态至糊状的部分地额外载有固体物质的产品进行不连续的体积计量。这些排量计量泵与活塞或活塞膜组合、软管等一起操作。已知的这种原理的排量泵的缺点是它们不能自排空并且同时没有死区。根据DIN EN 1672-2，死区被定义为包含、保留产品、成分、清洁剂或消毒剂或杂质或者无法通过清洁措施将它们完全去除的空间。如果死区在运送产品的筒壳体中位于最高产品入口或出口上方，则除DIN EN 1672-2中提到的介质外，甚至其中可能包含空气。由于空气的可压缩性，因此影响了计量精度。此外，可能会出现气垫，从而妨碍在CIP清洁(就地清洁)过程中进行彻底冲洗。因此，这些泵在大多数情况下用于热计量，以使产品提供杀菌效果，但不适用于冷计量，因为那样就不能可靠地排除滋生细菌。因此，上述排量计量泵不能满足例如在德国根据DIN EN 1672-2的食品机械的规定卫生要求。

申请人实际使用的排量计量泵包括在基本竖直地安装在操作位置中的筒壳体内位于筒壳体的上端的处于相同高度的产品入口和产品出口。排量活塞被插入到筒壳体的下端，并且具有活塞环型活塞密封件，当排量活塞移动时，该活塞环型活塞密封件也在筒壳体的内壁处密封。筒壳体分为头部和底部，它们经由凸缘接头与插入的密封件连接。在排量活塞附近，在筒壳体中存在非自排空的死区，在该死区中，冲洗掉的固体物质无法通过CIP清洁被去除并且将会积聚。在凸缘接头的区域内存在底切，其中可能会沉积杂质。此外，凸缘接头不能通过排量活塞的活塞密封件被横越。最后，在产品入口和产品出口上方也存在死区。由于这种结构概念，排量计量泵不是自排空的并且要求热计量。

发明内容

本发明的目的是提供一种开头所述类型的排量计量泵，其容易满足对食品机械的卫生要求，确保精确的不连续体积计量，并且因此可用于热计量和冷计量。

所述目的通过方案1的特征和根据方案13的用途得以实现。

由于排量活塞从上方浸入筒壳体中，所以该活塞实施为不具有可移动的活塞密封件并实施为活塞杆，并且被密封在固定地安装在筒壳体中的活塞杆密封件中，并且利用产品入口和产品出口的相应布置，能够令人惊讶地创建没有死区的自排空(self-emptying)排量计量泵。满足了用于食品机械的标准化卫生要求(例如根据DIN EN 1672-2)的排量计量泵由于取消了气垫而确保了精确计量，并且能够用于冷计量。

适当地，优选经由位于顶部处的产品入口和位于底部处的产品出口就CIP卫生而言能够完美地清洁具有从上方浸入到筒壳体中的排量活塞的筒壳体中。

这里，产品入口适当地侧向配置在活塞杆密封件处的筒壳体的上端处，并且产品出口配置在当安装在基本竖直操作位置时的筒壳体的下端处。该概念避免了不可清洁的死区，并且也避免了可以保持气垫的死区，并导致了自排空功能。通过CIP清洁，可以完美地清洁排量计量泵的与产品接触的所有表面，并且清洁介质可以自动排干(drain)并排出所有杂质。

考虑到避免死区，适当的是，所述筒壳体的筒轴线在所述排量计量泵的操作位置中相对于竖直线倾斜，优选以相对于产品入口约30°的角度倾斜，使得所述产品入口的最高点基本在所述筒壳体的内部的最高点或接近所述筒壳体1的内部的最高点。

在一实施方式中，所述筒壳体通过密封的凸缘接头被分成包括所述活塞杆密封件和所述产品入口的头部以及具有筒部分和终止在所述产品出口的终端出口漏斗的同轴底部。特别地，出口漏斗导致产品在排量活塞运动期间的逐渐加速(促进精确计量)，或者导致快速清洁循环中的清洁介质的逐渐加速。

此外有利的是，所述排量活塞的直径至少小于所述筒壳体的头部的内径，使得排量活塞不与筒壳体的内壁接触并且甚至可以没有任何风险地横越凸缘接头。

适当地，所述活塞杆密封件是固定在所述头部中的座中的滑动衬套，并且在上冲程停止位置中的筒状排量活塞以其下端向下且略微超出所述活塞杆密封件的方式突出。但是，排量活塞也能够在上冲程停止位置与活塞杆密封件的内端齐平，以进一步提高清洁性。

在适当的实施方式中，所述底部比所述头部长，使得凸缘接头位于相对靠近产品入口的位置。

考虑到避免死区并促进自排空和产生低湍流条件，适当的是，所述头部的内径在所述产品入口的开口的区域中朝向所述活塞杆密封件逐渐减小，优选地越过(across)与所述产品入口的开口相交的倒圆肩部朝向所述活塞杆密封件逐渐减小，并且形成了在所述产品入口与所述肩部相交处与所述活塞杆密封件的座相邻地设置的倒圆隆起，使得在所述筒壳体的操作位置中，所述活塞杆密封件的内端在相交区域中大致处于所述隆起的轮廓高度处或略低于所述隆起的轮廓。

在一实施方式中，优选一体化的、附接至所述头部的所述产品入口是具有在所述操作位置中为大致竖直的起始部和相对于所述起始部成角度的端部的连接管，其中所述起始部具有用于入口阀的连接凸缘，其中从上方通到所述头部的所述端部的轴线与所述筒轴线形成锐角，该锐角优选为约45°。

在一实施方式中，在筒壳体的下端的产品出口通向出口阀。

最后，安装在凸缘接头中的密封件可以与筒壳体的内径大致齐平，甚至从筒壳体突出，使得在此可靠地排除了底切死区。该密封件不与以径向距离向筒壳体的内壁移动的排量活塞接触。

附图说明

参照附图，将说明本发明主题的一实施方式。在附图中：

图1示出了处于操作位置中的本发明的排量计量泵的截面，其中排量活塞处于上冲程停止位置，并且

图2示出了排量计量泵在排量活塞的下冲程停止位置中的截面。

具体实施方式

图1和图2中的每一者均以截面示出的排量计量泵(displacement meteringpump)P、特别是用于例如在食品工业中液态到糊状的部分载有固体物质的产品的不连续体积计量的排量计量泵P能够在操作位置中相对于竖直线例如以约30°的角度α倾斜安装。

排量计量泵P包括作为主要部件的管状筒壳体1以及可在筒壳体1内沿双箭头2的方向移动的排量活塞(displacement piston)K。排量活塞K在其操作区域中实施为圆柱，并且类似于活塞杆，该活塞杆的位于筒壳体1内的端部4可以是平坦的，并且基本上垂直于筒轴线X。筒壳体1经由具有密封件9的凸缘接头8被分为头部1a和底部1b，在这里例如底部1b比头部1a长。在头部1a中，固定地安装有活塞杆密封件5，并且产品入口6在侧向并且直接与活塞杆密封件5相邻地开口到头部1a中。底部1b包括与凸缘接头8相邻的筒部分26，筒部分26之后是朝向通向出口阀14的底部1b下端的出口漏斗27。与活塞杆密封件5相邻地，在产品入口6处在头部1a的侧面设置有倒圆隆起(rounded swelling)25。产品入口6包括用于连接入口阀13的凸缘10，该入口阀13例如安装在至少基本竖直的位置中。筒壳体1相对于竖直线倾斜的角度α可以是大约30°。该角度α不应解释为限制性的，而是也可以大于或小于30°。

图1和图2示出了在计量冲程处的排量活塞K的上冲程停止位置和排量活塞K的下冲程停止位置。可以通过调节排量活塞K的下冲程停止位置和/或通过相应地控制入口阀13和出口阀14来选择在计量冲程处排出的剂量(dose)。

活塞杆密封件5是例如固定地安装在头部1a的折叠状内座18中的滑动衬套，其中座18可以包括用于定位活塞杆密封件5的肩部21。在头部1a的内部23中，头部1a的内径d越过进入肩部21的倒圆肩部24朝向活塞杆密封件5减小。在右侧(产品入口6开口到头部1中的地方)，在产品入口6的开口12在其最高点处与头部1a相交的地方局部地设置有倒圆隆起25。产品入口6适当地一体地形成在头部1a处并且具有连接管的形状，该连接管具有大致竖直的具有凸缘10的起始部28(竖直线由点划线Y表示)和端部29，端部29相对于起始部28成角度并且与筒轴线X成角度β，角度β在所示实施方式中可以为大约45°，但不限于此。隆起25配置成使得位于其中的活塞杆密封件5的端22(内径di)至少大致位于隆起25的轮廓的最低点的高度处。该排量活塞K例如由与其螺合的挺杆(tappet)17驱动。

如图所示，凸缘接头8中的密封件9能够放置为(可CIP清洁地)尽可能接近内径d或与内径d齐平或者甚至由于排量活塞K的直径DK小于直径d而在头部1a和筒壳体1中突出，使得排量活塞K可以容易地横越(traverse)凸缘接头8。

例如，如果在排量计量泵P的预定使用时间段之后或者为了更换产品而必须执行清洁循环(CIP清洁)，则清洁介质在压力下从产品入口6向下被输送至产品出口7并通过产品出口7。由于排量计量泵P没有死区并且是自排空的，因此可以对应于食品机械的严格规定地对与产品接触的排量计量泵P中的所有表面进行完美地卫生清洁。一切都将以清洁的方式随着清洁介质排干，并且没有任何残留物。

从用户的角度来看，这种概念的排量计量泵的基本优点是，它不仅可以用于热计量，而且还令人惊讶地可以用于冷计量。

由于没有保留气垫的死区，因此计量精度仍然很高。