DE69013883T2

DE69013883T2 - Pumpenanordnung.

Info

Publication number: DE69013883T2
Application number: DE69013883T
Authority: DE
Inventors: Koichi Sugita
Original assignee: Top KK
Current assignee: Top KK
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2010-03-17
Also published as: EP0446513A1; DE69013883D1; EP0446513B1; US5085350A

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpenaflardnung und insbesondere eine Pumpenanordnung mit einem Behälter zum Lagern einer Flüssigkeit, wie einer chemischen Lösung, unter Luftabschluß - hierdurch wird die gelagerte Flüssigkeit vor Veränderungen bewahrt, z.B. vor einer Oxidation durch Luft - und wobei die Pumpenanordnung die gelagerte Flüssigkeit unter Abschirmung von der Umgebungsluft aus dem Behälter pumpt.
GB-A-2197693 beschreibt als Stand der Technik eine Pumpenanordnung, die die im Oberbegriff des Anspruchs 1 wiedergebenen Merkmale aufweist.
Die Figur 4 der beiliegenden Zeichnungen zeigt als Längsschnitt einen weiteren bekannten Pumpenaufbau.
Die in Figur 4 dargestellte Pumpenanordnung umfaßt einen im wesentlichen zylindrischen Behälter a, der an den gegenüberliegenden Enden offen ist. Eine Pumpe b ist in dem oberen Ende des Behälters a montiert. Und eine Dichtung c ist im unteren Ende des Behälters a verschieblich eingefügt. Ist die Pumpe b im oberen Ende des Behälters a montiert, wird der Behälter a durch das untere Ende mit einer Flüssigkeit X befüllt, z.B. einer chemischen Lösung. Die Dichtung c wird in den Behälter a eingeführt, bis sie die Oberfläche der Flüssigkeit X kontaktiert. So wird im Behälter a die Flüssigkeit X von der Umgebungsluft abgeschirmt. Ist die Flüssigkeit X erst im Behälter a eingeschlossen, wird das untere Ende des Behälters a mit einem luftdurchlässigen Bodendeckel d verschlossen.
Bei der Pumpe kann es sich z.B. um eine wie in der Schrift JP-A-61-263668 handeln. Drückt man z.B. die Druckvorrichtung e der Pumpe b mit einem Finger, saugt die Pumpe b die Flüssigkeit X durch eine Saugöffnung f aus dem Behälter a und gibt sie aus einer Auslaßöffnung g ab. Die Sangöffnung f der Pumpe b, im oberen Ende des Behälters a angebracht, geht durch einen Hals h in dessen oberem Ende und taucht in die Flüssigkeit X ein.
Wird die Flüssigkeit X im Behälter a von der Pumpe b angezogen und aus dein Behälter a ausgestoßen, verschiebt sich die Dichtung c zur Pumpe b, wobei sie in Kontakt mit der Oberfläche der Flüssigkeit X bleibt, wie sich die Menge der Flüssigkeit X im Behälter a fortlaufend vermindert. Somit bleibt die im Behälter a gelagerte Flüssigkeit X eingeschlossen, d.h. von der Umgebungsluft abgeschirmt, und kann sich nicht verändern, z.B. durch den Kontakt mit der Umgebungsluft oxidieren.
Obwohl die im Behälter a eingeschlossene Flüssigkeit X von der Umgebungsluft abgeschirmt bleibt, gelangt beim Befüllen oft Luft mit in den Behälter a. Die Luft Y, die mit in den Behälter a gelangt, wenn dieser mit der Flüssigkeit X gefüllt wird, wird zwischen der Saugöffnung f der Pumpe b und dem Hals h eingefangen und läßt sich schwer aus dem Behälter a entfernen, ist erst die Flüssigkeit X im Behälter a eingeschlossen.
Somit kann die mit eingeschlossene Luft Y die Flüssigkeit X im Behälter a oxidieren. Um dieser Oxidation der Flüssigkeit X vorzubeugen, muß bislang beim Einschließen der Flüssigkeit X die Luft Y durch Stickstoffgas ersetzt werden. Diese Substitutionsvorgang ist jedoch mühsam und zeitaufwendig.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Pumpenanordnung bereitzustellen, die aus einem Behälter eine Flüssigkeit, z.B. eine chemische Lösung, herauspumpen kann und zugleich die Flüssigkeit im Behälter von der Umgebungsluft abschirmt. Die Pumpe soll dabei einen Mechanismus haben, mit dem die Luft, die beim Eefüllen des Behälters mit Flüssigkeit und beim Verschließen mit eingeschlossen wurde, entfernt werden kann.
Erfindungsgemäß wird eine Pumpenanordnung bereitgestellt, umfassend:
einen Behälter zum Einlagern einer Flüssigkeit, der im wesentlichen zylindrischen ist und einander gegenüberliegende erste und zweite offene Enden besitzt;
eine Pumpe, die am ersten Ende des Behälters angebracht ist und die zum Abziehen der Flüssigkeit aus dem Behälter eine Saugöffnung und zum Abgeben der Flüssigkeit eine Ausgangsöffnung besitzt;
eine Dichtungsvorrichtung, die in dem zweiten Ende des Behälters verschieblich eingeführt ist, zum Einschließen der Flüssigkeit in den Behälter, wobei die Dichtungsvorrichtung mit der Flüssigkeit in Kontakt steht und zur Pumpe hin verschieblich ist, wird die Flüssigkeit durch die Pumpe abgeleitet; sowie
ein angeschrägtes Teil, das im ersten Ende des Behälters angeordnet ist und eine angeschrägte Fläche hat, die sich von einer inneren Umfangsoberfläche des Behälters stetig wegerstreckt und die von der Dichtungsvorrichtung wegkonvergiert, wobei die Saugöffnung der Pumpe im wesentlichen am zulaufenden Ende der angeschrägten Fläche mit dem Innenraum des Behälters in Verbindung steht;
dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsvorrichtung eine Dichtung umfaßt und daß das angeschrägte Teil einen Vorsprung hat, der am zulaufenden Ende aus dem Behälter vorsteht und der ein Durchgangsloch besitzt, wobei die Saugöffnung über dem Vorsprung befestigt ist und durch das Loch mit dem Innenraum des Behälters in Verbindung steht.
Wenn beim Einfüllen und Einschließen der Flüssigkeit in den Behälter Luft in den Behälter gelangt, so wird sie zwischen der angeschrägten Oberfläche und der Flüssigkeit im Behälter eingeschlossen und entlang der angeschrägten Oberfläche in einen Bereich nahe dem verjüngten Ende der angeschrägten Oberfläche gesammelt, sobald der Behälter umgedreht wird und die Pumpe nach oben zeigt. Wenn die Pumpe betätigt wird, wird Luft entlang der angeschrägten Oberfläche in die Saugöffnung gezogen und aus der Auslaßöffnung abgegeben. Anschließend wird die im Behälter gelagerte Flüssigkeit in die Saugöffnung gezogen und aus der Auslaßöffnung abgegeben. Während die Flüssigkeit nach und nach aus dem Behälter abgegeben wird, gleitet die Dichtung in Richtung der Pumpe, wobei sie weiter in Kontakt mit der gelagerten Flüssigkeit steht, die daher von der Umgebungsluft abgeschirmt bleibt.
Da die Saugöffnung der Pumpe über dem Vorsprung angebracht ist, der aus dem Behälter hervorsteht und im wesentlichen vom zulaufenden Ende der angeschrägten Oberfläche weggeht, und mit dem Behälterinnenraum durch das im Vorsprung vorgegebene Durchgangsloch in Verbindung steht, ist die Spitze des Saugöffnungs vom Behälterinnenraum durch den angeschrägten Teil abgeschirmt. Die Spitze des Saugöf fnungs kann daher nicht mit der Flüssigkeit im Behälter in Kontakt gelangen, bevor die eingeschlossene Luft vollständig aus dem Behälter abgezogen wurde. Somit kann die im Behälter eingeschlossene Luft vollständig entfernt werden.
Wird die Pumpe nach dem Einschließen der Flüssigkeit im Behälter betätigt, kann daher die im Behälter eingeschlossene Luft leicht aus dem Behälter entfernt werden. Demgemäß kann die im Behälter eingeschlossene Flüssigkeit in demselben gelagert werden, ohne in Berührung mit Luft zu kommen.
Der Pumpenaufbau kann weiter einen in das eine Ende des Behälters eingefügten Innenpfropfen umfassen, wobei der angeschrägte Teil an dem Ende des Innenpfropfens angeordnet wird, das dem Behälter innen zugewandt ist. Dies besitzt den Vorteil, daß der Pumpenaufbau mit einer Vielzahl von Behältern benutzt werden kann, wenn der Innenpfropf in das Ende des verwendeten Behälters eingepaßt wird. Damit kann eingeschlossene Luft mit der Pumpe aus jedem dieser verschiedenen Behälter entfernt werden.
Die angeschrägte Oberfläche kann im wesentlichen konisch geformt sein. So kann sie leicht zusammen mit dem Behälter oder dem Innenpfropfen integralgefertigt werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und zur Veranschaulichung der Umsetzung derselben soll beispielshaft Bezug auf die Abbildungen genommen werden. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Pumpenaufbau;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine herkömmliche Pumpe, die in dem Pumpenaufbau nach Fig. 1 eingesetzt werden kann;
Fig. 3 einen bruchstückartigen, teilweise auseinandergezogenen Querschnitt, der zeigt, wie eine Flüssigkeit in den Behälter der Pumpenanordnung nach Fig. 1 eingefüllt und darin eingeschlossen werden kann; und
Fig. 4 einen Längssschnitt einer herkömmlichen Pumpenanordnung.
Nach Fig. 1 umfaßt eine Pumpenanordnung einen im wesentlichen zylindrischen Behälter 1 mit entgesetzt offenen Enden, eine Pumpe, die auf einem Ende des Behälters 1 (nachfolgend als "oberes Ende" bezeichnet) mittels eines Adapters 3 angebracht ist und dazu dient, eine in den Behälter gefüllte Flüssigkeit X anzusaugen und auszustoßen, eine Dichtung 4, die verschieblich in das andere Ende des mit der Flüssigkeit X gefüllten Behälters (nachfolgend als "unteres Ende" bezeichnet) eingefügt ist, und einen Bodendeckel 5, der in das untere Ende des Behälters 1 eingepaßt ist, in dem die Dichtung 4 eingefügt wurde. Der Bodendeckel 5 besitzt eine Entlüftungsöffnung 6, durch die der Raum zwischen dem Bodendeckel 5 und der Dichtung 4 mit dem Äußeren des Behälters 1 in Verbindung steht.
Das obere Ende des Behälters 1 öffnet sich nach außen durch einen Hals 7, dessen Durchmesser ein wenig kleiner ist als der Durchmesser des faßförmigen Teils des Behälters 1. Ein hohler Innenpfropf 8 mit einem offenen oberen Ende wird in den Hals 7 eingeführt. Der Innenpfropf 8 besitzt einen Seitenflansch 8a an seinem Oberende, der an das Oberende des Halses 7 angreift.
Der Innenpfropf 8 weist einen im wesentlichen konisch angeschrägten Teil 9 an seinem Unterende auf, wobei der angeschrägte Teil 9 konzentrisch mit dem faßförmigen Teil des Behälters 1 angeordnet ist. Wenn der Innenpfropf 8 in den Hals 7 eingepaßt ist, besitzt der angeschrägte Teil 9 eine innere angeschrägte Oberfläche 10, die sich kontinuierlich von der inneren umfänglichen Oberfläche des faßförmigen Teils des Behälters 1 und dem Hals 7 erstreckt und sich aufwärts in einen Vorsprung 11 verjüngt, der von der Mitte des angeschrägten Teils 9 nach oben absteht. Der Vorsprung 11 weist ein vertikales Durchgangsloch 12 auf, das mit dem Innenraum des Behälters 1 in Verbindung steht.
Der Adapter 3 liegt in Form eines Hohlzylinders vor; er besitzt einen Teil 13 von größerem Durchmesser, dessen unterer Teil über den Hals 7 des Behälters 1 geschraubt ist, wobei Hals 7 und Innenpfropf 8 konzentrisch im Teil von größerem Durchmesser angeordnet sind. Der Adapter 13 besitzt auch einen Teil 14 von geringerem Durchmesser, der konzentrisch angeschraubt wird.
Ein ringförmiges Bauteil 15 wird an der oberen inneren umfänglichen Oberfläche des Adapter (3) - Teils 13 von größerem Durchmesser befestigt. Wenn der Teil 13 von größerem Durchmesser über den Hals 7 geschraubt wird, klemmen das ringförmige Bauteil 15 und der Hals 7 den Flansch 8a zwischen sich ein und halten auf diese Weise den Innenpfropf 8 sicher in seiner Lage fest.
Wie Fig. 2 zeigt, ist die Pumpe 2 grundsätzlich genauso konstruiert wie die Pumpe in der Schrift JP-A-61-263668. Pumpe 2 weist eine vertikal bewegliche Druckvorrichtung 16 auf, die sich vom Oberende eines Gehäuses 17 nach oben erstreckt, einen Saugöffnung 18 in Einheit mit dem unteren entfernten Ende eines Zylinders 19, der am Gehäuse 17 befestigt ist und vom Inneren des Gehäuses 17 ausgehend konzentrisch nach unten verläuft, sowie eine Auslaßöffnung 20, die vom Oberende der Druckvorrichtung seitlich absteht. Der Teil 14 des Adapters 3, mit geringerem Durchmesser, wird in das Pumpengehäuse 17 geschraubt. Auf diese Weise wird die Pumpe am Oberende des Behälters 1 angebracht. Die Saugöffnung 18 der Pumpe wird so auf dem Vorsprung 11 befestigt, daß die untere Spitze der Saugöffnung 18 an die obere Oberfläche des angeschrägten Teils 9 stößt, und zwar im wesentlichen nahe dem verjüngten Ende der angeschrägten Oberfläche 10 (vgl. Fig. 1).
Eine im Zylinder 19 angebrachte Feder 21 bewegt üblicherweise die Druckvorrichtung 16 aufwärts. Der Zylinder 19 definiert dabei eine Pumpenkammer 22, die unter Druck gesetzt werden kann, wenn die Druckvorrichtung 16 gedrückt wird. Der Innenraum der Auslaßöffnung 20 steht über ein Ventil 23, das geöffnet wird, wenn die Druckvorrichtung 16 betätigt wird, in Verbindung mit der Pumpenkammer 22. Der Innenraum der Saugöffnung 18 ist mit der Pumpenkammer 22 verbunden durch ein Ventil 24, das in Reaktion auf eine Druckminderung in der Pumpenkammer 22 geöffnet wird, wenn die Druckvorrichtung 16 aufgrund der Rückstellkraft der Feder 21 in ihre Ausgangslage zurückkehrt. Wenn die Druckvorrichtung 16 der Pumpe 2 mit dem Finger niedergedrückt und wieder losgelassen wird, so daß sie in ihre Ausgangslage zurückkehrt, dann wird die im Behälter 1 gelagerte Flüssigkeit X durch die Saugöffnung 18 und das Ventil 24 in die Pumpenkammer 22 gesogen. Wird die Druckvorrichtung 16 nochmals betätigt, wird die in die Pumpenkammer 22 gesaugte Flüssigkeit durch das Ventil 23 aus der Auslaßöffnung 20 ausgestoßen.
Zum Einfüllen und Einschließen der Flüssigkeit X im Behälter 1 wird zuerst der Innenpfropf 8 im Hals 7 eingepaßt. Dann wird der Behälter 1 so umgedreht, daß das obere Ende nach unten zeigt. Anschließend wird die Flüssigkeit X durch das - nun nach oben gerichtete - untere Ende desselben in den Behälter 1 eingefüllt.
Die Dichtung 4 wird durch das untere Ende in den Behälter 1 eingeführt, bis die Dichtung die Oberfläche der Flüssigkeit X berührt. Nun ist die Flüssigkeit X im Behälter 1 eingeschlossen.
Anschließend wird der Bodendeckel 5 in das untere Ende des Behälters 1 eingepaßt und das untere Ende damit verschlossen. Der Behälter 1 wird wieder umgedreht, so daß sein oberes Ende nach oben zeigt (siehe Fig. 1).
Alternativ kann die Dichtung 4 in das untere Ende des Behälters 1 eingeführt und das untere Ende durch den Bodendeckel 5 verschlossen werden. Danach wird die Flüssigkeit X durch den Hals 7 am oberen Ende desselben in den Behälter 1 eingefüllt, wonach die Pumpe 2 am oberen Ende des Behälters 1 mittels des Adapters 3 befestigt wird; damit wird die Flüssigkeit X im Behälter 1 eingeschlossen.
Während die Flüssigkeit X nach obiger Beschreibung in den Behälter 1 eingefüllt und eingeschlossen wird, kann Luft Y im Behälter 1 miteingeschlossen werden. Wenn das obere Ende des Behälter 1 nach oben zeigt (Fig. 1), steigt die im Behälter 1 eingeschlossene Luft Y in der Flüssigkeit X auf und sammelt sich entlang der angeschrägten Oberfläche 10 am verjüngten Ende derselben in einem Bereich unterhalb des Saugöffnungs 18 der Pumpe 2.
Wird die Druckvorrichtung 16 betätigt und wieder losgelassen, so daß sie in ihre Ausgangslage zurückkehrt, wird die Luft Y entlang der angeschrägten Oberfläche 10 durch die Saugöffnung 18 in die Pumpenkammer 22 gezogen. Wird die Druckvorrichtung 16 erneut betätigt, so wird die eingeschlossene Luft Y aus der pumpenkammer 22 durch die Auslaßöffnung 20 ausgestoßen. Dieser Vorgang wird wiederholt, um die Luft Y nach und nach aus dem angeschrägten Teil 9 auszustoßen. Die Dichtung 4, in Kontakt mit der Flüssigkeit X bleibend, gleitet im Behälter 1 und drückt die Flüssigkeit X in Richtung der Saugöffnung 18. Danach wird die Flüssigkeit X von der Saugöffnung 18 angesaugt und über die Auslaßöffnung 20 ausgestoßen. Dabei bleibt die Flüssigkeit X im Behälter 1 eingeschlossen und ist gleichzeitig von der Umgebungsluft abgeschirmt, d.h. ohne Kontakt mit ihr.
Mit dem erfindungsgemäßen Pumpenaufbau wird - nach dem Einfüllen und Einschließen der Flüssigkeit X im Behälter 1 - die Pumpe 2 benützt, um die Luft Y auszustoßen, die sich während des Einfüllens der Flüssigkeit X im Behälter 1 sammeln kann. Flüssigkeit X wird also im Behälter 1 isoliert von der Umgebungsluft gelagert und kann bei Bedarf aus dem Behälter 1 entnommen werden.
Da die Spitze des Saugöffnungs 18 vom Innenraum des Behälters 1 durch den angeschrägten Teil 9 getrennt ist, wird die Spitze des Saugöffnungs 18 daran gehindert, die Flüssigkeit X im Behälter 1 zu berühren; auf diese Weise zieht er keine Flüssigkeit X aus dem Behälter 1, bevor die Luft Y vollständig aus dem Behälter ausgetrieben ist. Daher kann die im Behälter 1 eingeschlossene Luft Y vollständig entfernt werden.
Der angeschrägte Teil 9, der eingeschlossene Luft Y im Bereich direkt unterhalb der Saugöffnung 18 sammelt, wird vom Innenpfropf 8 gebildet, der in den Behälter 1 eingepaßt wird. Daher kann der Pumpenaufbau nach Fig. 1 und 3 zur Entfernung eingeschlossener Luft auch in einen Behälter eingebaut werden, der, wie Behälter 1, keinen angeschrägten Teil an seinem oberen Ende aufweist.

Claims

1. Pumpenanordnung, umfassend:

einen Behälter (1) zum Einlagern einer Flüssigkeit (X), der im wesentlichen zylindrischen ist und gegenüberliegende, erste und zweite offene Enden besitzt;

eine Pumpe (2), die am ersten Ende des Behälters (1) angebracht ist und die zum Abziehen der Flüssigkeit (X) aus dem Behälter (1) eine Saugöffnung (18) und zum Abgeben der Flüssigkeit (X) eine Ausgangsöffnung (20) besitzt;

eine Dichtungsvorrichtung, die in dem zweiten Ende des Behälters (1) verschieblich eingeführt ist, zum Einschließen der Flüssigkeit (X) in den Behälter (1), wobei die Dichtungsvorrichtung mit der Flüssigkeit (X) in Kontakt steht und zur Pumpe (2) hin verschieblich ist, wird die Flüssigkeit (X) durch die Pumpe (2) abgeleitet; sowie

ein angeschrägtes Teil (9), das im ersten Ende des Behälters (1) angeordnet ist und eine angeschrägte Fläche (10) hat, die sich von einer inneren Umfangsoberfläche des Behälters (1) stetig wegerstreckt und die von der Dichtungsvorrichtung wegkonvergiert, wobei die Saugöffnung (18) der Pumpe (2) im wesentlichen am zulaufenden Ende der angeschrägten Fläche (10) mit dem Innenraum des Behälters (1) in Verbindung steht;

dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsvorrichtung eine Dichtung (4) umfaßt und daß das angeschrägte Teil (9) einen Vorsprung (11) hat, der am zulaufenden Ende aus dem Behälter (1) vorsteht und der ein Durchgangsloch (12) besitzt, wobei die Saugöffnung (18) über dem Vorsprung (11) befestigt ist und durch das Loch (12) mit dem Innenraum des Behälters (1) in Verbindung steht.

2. Pumpenanordnung nach Anspruch 1, die zudem einen Innenpfropf (8) aufweist, der in das erste Ende des Behälters

(1) eingepaßt ist, wobei das angeschrägte Teil (9) sich an dem Ende des Innenpf ropf s (8) befindet, das in den Behälter (1) zeigt.

3. Pumpenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die angeschrägte Oberfläche (10) im wesentlichen konisch geformt ist.