DE4230662A1 - Steuersystem fuer kolbenmembranpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System für die Steuerung einer mit wenigstens einer Membran ausgestatteten Kolbenmembranpumpe, wobei die Membran zwischen zwei extremen mittels Indikatoren detektierbaren Positionen in einer während Saug- und Druckperioden (S, P) mit hydraulischem Medium zu beaufschlagenden Druckkammer mit einer erwünschten Hubfrequenz beweglich ist und wobei das System mit einem an die Indikatoren angeschlossenen Steuerorgan für die Verschaffung von Positions- und Indikationssignalen versehen ist, und mit einer an das Steuerungsorgan und an die Druckkammer angeschlossenen Befüllungs/Entlastungsvorrichtung zum Zu- beziehungsweise Abführen von hydraulischem Medium während der Befüllungs- und Entlastungsperioden (d, c).

Ein solches System ist aus US 49 66 528 bekannt und ist beim Verpumpen aggressiver oder abrassiver Medien verwendet. Die in das bekannte System aufgenommene Kolbenmembranpumpe weist eine elastisch bewegbare Membran auf, die das zu verpumpende Medium von beweglichen Teilen der Pumpe trennt. Die Pumpenbewegung der Membran kommt zustande, indem mittels der beweglichen Teile, wie eines Kolbens, einer Kolbenstange. Kolbenmanschette usw., hydraulisches Medium, periodisch zwischen Saug- und Druckperioden aus beziehungsweise zu der Druckkammer zu führen. Elektrische, als Bewegungssensoren ausgeführte, Sensoren sind an einer an der Membran befestigten Stange angebracht und diese geben ein Signal ab, auf Grund welchen Signals die extremen Positionen der Membran detektiert werden können. Die extremen Positionen, innerhalb welcher die Membran bewegen soll, um die Chance des Bruchs weitestgehend beschränkt wird, markieren die dazwischen gelegenen Saug- und Druckperioden. Da bei den gegebenen hohen Drücken in dem Medium ein Leck des hydraulischen Mediums zwischen den genannten Teilen der Pumpe nicht vermeidbar ist und infolgedessen die extremen Positionen von der Membran nicht erreicht werden, wird das hydraulische Medium in der Druckkammer mittels einer Befüllungs/Entlastungsvorrichtung auf Befehl der von den Indikatoren abgegebenen Positionsanzeigesignale jeweils nachgefüllt und abgelassen, um den Ertrag der Pumpe bei den unterschiedlichen Arbeitsdrücken und der variierenden Viskosität der zu verpumpenden dickflüssigen Masse konstant zu halten. Die Befüllung der Druckkammer aus einem Behälter mit hydraulischem Medium erfolgt über ein steuerbares Füllventil der Befüllungs-/Ent­ lastungsvorrichtung während der Saugperiode, das heißt bei einem relativ niedrigen Druck in der Druckkammer, während die Entlastung während der Druckperiode bei hohem in der Druckkammer herrschendem Druck erfolgt, während einer mit dem Druckperiode gleichlaufenden Entlastungszeit.

Das bekannte System funktioniert ordnungsgemäß unter normalen Betriebsbedingungen bei einem Saugdruck von etwa 1 bis 4 Bar, bei einem Preßdruck unterhalb etwa 120 Bar und bei einer nominellen Hubfrequenz der Membran. Falls jedoch unter Umständen substantiell von den normalen Betriebsbedingungen abgewichen wird, beispielsweise beim mit einem hohen Ertrag unter Drücken, die höher als 120 Bar sind, erfolgenden Verpumpen von Medium, stellt sich heraus, daß das bekannte System nicht gut in der Lage ist, sich den fraglichen Betriebsbedingungen anzupassen und in diesem Bereichs des Arbeitsgebiets optimal zu funktionieren.

Zweck der Erfindung ist die Verschaffung eines Systems für die Steuerung einer Kolbenmembranpumpe, das ein breiteres Arbeitsgebiets aufweist, jedoch namentlich bei Erreichen der vollen Kapazität in genauer Weise funktioniert.

Zu diesem Zwecke weist das erfindungsgemäße System das Kennzeichen auf, daß das Steuerungsorgan ein Rechenorgan ist, daß das Rechenorgan an die Indikatoren angeschlossene Eingänge aufweist und das Rechenorgan dazu ausgestattet ist, mittels Positionsanzeigesignalen die Dauer von um Zeitpunkte, an denen die Membran Extrempositionen einnimmt, beginnenden Verzögerungsperioden (e, f) auf der Grundlage der zu wählenden Länge der einzelnen anschließend an die jeweiligen Verzögerungsperioden gelegenen Entlastungs- und Befüllungsperioden (c, d) zu errechnen.

Der Vorteil des Systems nach der Erfindung ist, daß die Beginnzeitpunkte der Befüllungs- und Entlastungsperioden, die an den jeweiligen Augenblicken gelegen sind, an denen die Verzögerungsperioden enden, sowie die Dauer der Befüllungs- und Entlastungsperioden frei wählbar sind. Erwünschtenfalls kann die Wahl von den spezifischen Betriebsbedingungen abhängig gemacht werden. Außerdem erfolgen die dazu gehörenden Berechnungen der Beginnzeitpunkte und der Längen der jeweiligen Verzögerungsperioden in genauer Weise in dem als Rechenorgan ausgeführten Steuerungsorgan. Die Chance, daß auf diese Weise zu viel oder zu wenig hydraulisches Medium während der Befüllungs- und Entlastungsperioden in die Druckkammer eingespritzt wird oder aber daraus abfließt, ist dadurch substantiell herabgesetzt, wodurch insbesondere bei niedrigeren Hubfrequenzen und höheren Betriebsdrücken eine eventuelle Überlastung der Membran praktisch vermieden ist, die Standzeit des Systems dementsprechend verlängert ist und die Abnutzung in diesem System verringert ist. Wegen der hohen Genauigkeit wird das Regelsystem eine stabile und ruhige Regelung ermöglichen, ohne daß das System ständig weiterhin befüllt, entlastet, befüllt usw.

Eine Ausführungsform des Systems nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß das Rechenorgan derart ausgestattet ist, daß nur falls die Indikatoren eine Überschreitung einer der Extrempositionen der Membran feststellen, die Befüllungs/Entlastungsvorrichtung die Druckkammer befüllt oder entlastet.

In dieser Ausführung können die elektrischen Indikatoren erwünschtenfalls als einfache Endschalter beispielsweise als Magnet- oder Induktionsschalter ausgeführt werden. Praktisch kann dann beispielsweise an einem mit der Membran verbundenen Stiel ein Dauermagnet an einem nicht magnetischen Material befestigt sein, wovon die Position des Magneten mit Magnetschaltern zu detektieren ist.

Eine weitere Ausführungsform des Systems nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß das Rechenorgan darauf ausgerichtet ist, auf der Grundlage der Größe der Variation pro Zeiteinheit der Positions- und Indikationssignale das Herannahen der Zeitpunkte, an denen die Membran nachfolgende Extrempositionen einnimmt, zu bestimmen und die Zeitpunkte danach als Anfangszeitpunkte der jeweiligen Verzögerungsperioden anzusetzen.

Somit bietet das System nach der Erfindung in dieser Ausführungsform die Möglichkeit, durch einfache Differenzierung in der Zeit der Positionsindikationssignale die Geschwindigkeit der Membran ebenfalls in die Steuerung des Systems einzugliedern. In dem Falle werden die elektrischen Indikatoren dazu eingerichtet sein, kontinuierliche Positions- und Indikationssignale zu verschaffen.

Erwünschtenfalls wird durch weitere Differenzierung der Geschwindigkeit in der Zeit auch die Beschleunigung, die unter Umständen die Membran erfährt, als Variable in das Steuerungssystem eingegeben werden.

In noch einer weiteren Ausführungsform des Systems nach der Erfindung ist das Rechenorgan mit einem Eingang versehen, an den ein Sensor zur Ermittlung der Hubfrequenz der Membran angeschlossen ist.

Namentlich ist beim Starten des Systems die Variable in Form der Hubfrequenz von Bedeutung, um zu überwachen, daß die Geschwindigkeit, mit der die Anzahl der Hübe in der Zeiteinheit zunimmt, nicht zu groß wird und keine zu hohen Belastungen in dem System anfallen. Außerdem kann beim Starten, mit gegebener bekannter zunehmenden Hubfrequenz in der Zeit, und mit gegebenem Zeitpunkt, an dem eine Extremposition erreicht ist, eine Schätzung des Moments berechnet werden, an dem die andere Extremposition erreicht werden wird, wodurch vermieden wird, daß, namentlich in der Startphase, in der die Verzogerungsperioden (e, f) mit der steigenden Hubfrequenz Schritt halten soll, die Befüllungs- und Entlastungsperioden an Zeitpunkten beginnen oder enden, an denen das Befüllen oder Entlasten der Druckkammer unerwünscht oder gar unmöglich ist.

In einer weiteren Ausführungsform des Systems nach der Erfindung wird der Druck als zusätzliche Variable dem System nach der Erfindung zugefügt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es einen in der Druckkammer angebrachten Drucksensor aufweist und das Rechenorgan einen an den Drucksensor angebrachten Eingang aufweist.

Eine Vorzugsausführungsform des Systems nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß die Verzögerungsperioden (e, f) derartige Längen aufweisen, daß die jeweiligen Befüllungs- und Entlastungsperioden (d, c) an Zeitpunkten enden, die innerhalb der Saugperiode (S) gelegen sind.

Der damit verbundene Vorteil ist, daß man sich somit nicht für eine Befüllungs-/Entlastungsvorrichtung zu entscheiden braucht, die bei dem hohen Druck während der Druckperiode schließt, und die sehr teuer ist.

Eine weitere Verfeinerung und Anpassung an die spezifischen Betriebsbedingungen bietet eine Vorzugsausführungsform nach der Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Rechenorgan mit einem Eingang versehen ist, an den ein Sensor zum Messen der Hubfrequenz der Membran angeschlossen ist und wobei das Rechenorgan dazu eingerichtet ist, auf der Grundlage der Hubfrequenz in einer weiteren Ausführungsform zu unterscheiden zwischen einem ersten Programmablauf, in dem die Befüllungsperiode vor dem Übergang vom Druckhub zum Saughub beginnt, und nach dem Übergang endet, und wobei die Entlastungsperiode vor dem Übergang vom Saughub zum Druckhub beginnt und danach endet, und dem zweiten Programmablauf, in dem vor den zu wählenden verschiedenen Befüllungs- und Entlastungsperioden die jeweiligen berechneten Befüllungs- und Entlastungsperioden gelegen sind.

Es hat sich unter praktischen Betriebsbedingungen des Systems als wichtig herausgestellt, in die Steuerung eine vom Wert der Hubfrequenz abhängige Hysteresis einzuführen, wozu eine noch weitere Vorzugsausführungsform des Systems nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß das Rechenorgan dazu eingerichtet ist, bei Überschreitung eines ersten Werts der Hubfrequenz des ersten Programmablaufs zu einem zweiten Programmablauf zu schreiten und daß bei Unterscheidung des Werts einer zweiten Hubfrequenz, die kleiner als der Wert der ersten Hubfrequenz ist, der zweite Programmablauf zum ersten Programmablauf geht.

Damit wird erreicht, daß unter Umständen, während zyklischer Pumpenmomentfluktuationen, eintretende Variationen in der Motorgeschwindigkeit und der Hubfrequenz kein ständiges Wechseln der jeweiligen Programmabläufe zur Folge hat.

In einer weiteren Vorzugsausführungsform weist das System nach der Erfindung das Kennzeichen auf, daß das System eine Speicherdatei mit Schreibe- und Lesemitteln aufweist, in der der Werteverlauf von für den in Rede stehenden Pumpenprozeß relevanten Größen durch die Schreibmittel weggeschrieben und abgespeichert worden ist und daß eine gewünschte Auswahl des Werteverlaufs zum Zwecke der Diagnose und der Analyse des Prozesses auf Abruf mittels der Lesemitteln aus dem Speicher abgerufen werden kann und in erwünschter Weise einsichtig gemacht werden kann.

Die Erfindung und ihre weiteren Vorteile werden anhand der nachfolgenden Zeichnung im einzelnen erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Vorzugsausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerungssystems;

Fig. 2 und 3 Zeitfolgediagramm im Falle niedrigerer beziehungsweise höherer Hubfrequenz, anhand deren die Funktion des Systems nach Fig. 1 im einzelnen erläutert werden wird; und

Fig. 4 eine Beschleunigungs- beziehungsweise Verzögerungscharakteristik, in der die maximale Änderung der Anzahl der Hübe der Membran pro Zeiteinheit gezeigt wird.

Fig. 1 zeigt einen Ausführungsform eines Systems 1, das teilweise in einer Ausführungsform dargestellt wird, bei der es eine doppelte Kolbenmembranpumpe 2, 3 umfaßt, wobei die jeweiligen Pumpen 2, 3 in Zufuhrleitungen 4, 5 und Abfuhrleitungen 6, 7 aufgenommen sind. In jeder der Zufuhrleitungen 4, 5 durch die dickflüssige Masse sich in Pfeilrichtung bewegt, befinden sich Saugventile 8, 9 und in den Abfuhrleitungen 6 und 7 befinden sich Druckventile 10, 11.

Die Kolbenmembranpumpen 2 und 3 sind jeweils mit elektrisch beweglichen Membranen 12 und 13 versehen, an denen in Druckkammern 14 beziehungsweise 15 in der Längsrichtung bewegliche Regelstangen 16 und 17 befestigt sind. In den Druckkammern 14, 15 befindet sich ein hydraulisches Medium das durch einen in dem Zylinder beweglichen Kolben 19 hin- und herbewegt wird, wodurch die Membranen 12 und 13 hin- und herbewegen und die dickflüssige Masse aus den Zufuhrleitungen 4 und 5 während einer Saugperiode angesaugt wird und die dickflüssige Masse in den Druckperioden zu den Abfuhrleitungen 6 und 7 gepreßt wird. Die einzelnen Periodenzeiten hängen dabei von der Hubfrequenz des Kolbens 19 ab. Der Kolben 19 ist über eine nicht in der Fig. 1 dargestellten Mechanik, die oft eine mit einem Motor 20 verbundene Pleuelstange enthält, dessen Drehzahl erwünschtenfalls mit nicht dargestellten Mitteln regelbar ist, und über die eine mit dem Kolben 19 verbundene Kolbenstange 22 mit einer gewissen Hubfrequenz hin- und herbewegt wird. Der mit einem Motordrehzahlsensor, beispielsweise ein Form eines Tachometers, ausgestattete Motor 20 weist einen Ausgang 23 auf, an dem ein Signal abgenommen werden kann, das eine Maßangabe für die Drehzahl des Motors 20 angibt. Erwünschtenfalls kann mit der Kolbenstange 22 ein nicht dargestellter Hubfrequenzsensor gekoppelt werden, welcher Sensor ein elektrisches Signal abgeben soll, das eine Maßangabe für die Hubfrequenz der Kolbenstange 22 enthält. Die Hubfrequenz kann jedoch auch von durch Drucksensoren 26 und 27 an korrespondierende Ausgänge 28 und 29 abgegebenen Signalen abgeleitet werden. Die Drucksensoren 26 und 27 sind in den Druckkammern 14 und 15 befestigt. Ferner sind in den Druckkammern 14 und 15 Indikatoren 30, 31, 32 und 33 befestigt, die insbesondere beispielsweise die Überschreitung oder das Nähern der Extrempositionen der Regelstangen 16 und 17 und der daran befestigten Membrane 12 und 13 registrieren. Die Indikatoren 30- 33 können beispielsweise elektrische, magnetische oder induktive Typen sein, um dann als Näherungsschalter zu fungieren, sie können aber auch erwünschtenfalls opto- elektrische oder doppler­ elektrische Typen sein, in welchem Falle kontinuierlich ein Signal abgegeben wird, das eine Maßangabe für die momentane Position der Membranen 12, 13 enthält. Die dazu gehörenden von den Indikatoren 30-33 abgegebenen elektrischen Signale, werden an damit verbundene Eingänge 34, 35, 36 und 37 eines in dem System 1 als Rechenorgan 38 ausgeführten Steuerungsorgans gegeben. Das Rechenorgan 38 weist ferner drei mit den Ausgängen 23, 28 beziehungsweise 29 verbundene korrespondierende Eingänge 23′, 28′ und 29′ auf.

Das System 1 enthält ferner eine, in der Fig. 1 schematisch mit den Druckkammern 14 und 15 gezeichnet, verbundene Befüllungs-/Entlastungsvorrichtung 39, die mit den notwendigen Ventilen versehen ist, die mittels eines an das Rechenorgan 38 angeschlossenen Systems von Steuerungseingängen 40 beeinflußt werden können.

Die Indikatoren 30-33 geben je nach dem gewählten Indikatortyp alle beim Nähern oder Überschreiten der Extrempositionen der Membran oder aber kontinuierlich beim Bewegen der Regelstangen 16 und 17 Positionsindikationssignale an das Rechenorgan 38 ab.

Zur Illustration der Funktion des Systems 1 sind in den Fig. 2 und 3 in der zeitlichen Reihenfolge, in Blockform die nachfolgenden Saugperioden (S) und Druckperioden (P) dargestellt. Mittels einer gewellt dargestellten Strichlinie ist die faktische Position der betreffenden Membrane 12, 13 dargestellt.

Die Steuerung der Befüllungs- und Entlastungsvorrichtung 39 durch das Rechenorgan 38 wird in dem von dem Rechenorgan 38 zu durchlaufenden Programm realisiert. Die Software in dem Rechenorgan 38 ist derart aufgebaut, daß, nachdem auf der Grundlage der von den Indikatoren 30 beziehungsweise 33 festgestellt worden ist, daß eine jeweilige Membran 12 beziehungsweise 13 eine Extremposition nähert oder aber überschreitet, was um das Ende eines Druckhubs (P) herum passiert eine erste Verzögerungsperiode auf eine Weise berechnet wird, in der die anschließend an diese Periode gelegene Entlastungsperiode c eine zu wählende Dauer aufweist. Genauso wird beim Nähern oder Überschreiten der anderen Extremposition durch die Membran 12 beziehungsweise 13 eine zweite Verzögerungsperiode berechnet, wobei die Länge der zu wählenden anschließend an die Periode f gelegenen Befüllungsperiode d berücksichtigt wird. Vorzugsweise enden die Befüllungsperiode d und die Entlastungsperiode c innerhalb der Saugperiode S, was in der Fig. 3 gezeigt worden ist. In dem Rechenorgan 38 kann das Nähern der Extrempositionen unmittelbar auf der Grundlage der Positions-Indikationssignale der betreffenden Indikatoren abgeleitet werden, jedoch ist auch eine Feststellung auf der Grundlage der Funktion der Zeit der Positions- Indikationssignale, nämlich die Geschwindigkeit, möglich. Beim Nähern der Extremposition wird nämlich die Geschwindigkeit immer kleiner werden, was in dem Rechenorgan 38 durch eine einfache Vergleichs- oder Über- oder aber Unterschreitungsbearbeitung festgestellt werden kann. Außerdem ist die Geschwindigkeit der Membrane von Bedeutung, falls eine Analyse-Diagnose des Funktionierens des Systems insgesamt erwünscht ist. Durch weitere Differenzierung der Geschwindigkeit in der Zeit wird auch die Beschleunigung als zusätzliche Diagnose-variable verfügbar.

Bei gegebener Dauer der Periode c und d erfolgt die Berechnung der ersten Verzögerungsperiode e bei einer gegebenen Anzahl von Kolbenhüben in der Minute auf der Grundlage der nachfolgenden Formel:

wobei e und c in Sekunden angegeben werden. Wenn es beispielsweise gewünscht ist, daß die in Sekunden anzugebenden Perioden f und d, aufgesetzt 330° von der vollständigen Hubperiode von 360° betreffen, so berechnet das Rechenorgan die Verzögerungsperiode f nach Maßgabe der Formel:

Der in dem Rechenorgan zu programmierende Ablauf kann zu den vorstehend dargelegten Berechnungen für die einzelnen Perioden c, d, e und f führen. Der vorstehend dargelegte Programmablauf ist jedoch vorzugsweise mit einem Programmablauf zu kombinieren, in dem die Berechnungen auf eine Weise wie in bezug auf Fig. 2 im einzelnen erläutert werden.

In dem Zeitfolgediagramm von Fig. 2 sind die Verzögerungsperioden e und f, die in der Fig. 3 gezeigt sind, gleich 0. Die Befüllungsperiode c und die Entlastungsperiode d bilden periodische Intervalle, innerhalb welcher Intervalle die jeweiligen Übergänge vom Druck- zum Saughub und vom Saug- zum Druckhub gelegen sind. Bei Anwendung von beispielsweise Induktions- oder Magnetschaltern entspricht die Dauer der Perioden c und d der Beaufschlagungsdauer der Indikatoren. Das Durchlaufen des einen oder aber des anderen Programms kann beispielsweise vom Wert der Hubfrequenz abhängig gemacht werden, so daß namentlich in der Startphase des Systems keine extremen Belastungskräfte auf namentlich die Membran ausgeübt werden, die deren Lebensdauer verkürzen können. Selbstverständlich können in die einzelnen Programmabläufe auch weitere Variablen eingeführt werden, wie die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung der Membran, der Druck beziehungsweise der Druckverlauf in den Druckkammern 14 und 15 die Drehzahl des Motors und dergleichen.

Selbstverständlich können auch die Werte dieser Variablen benutzt werden, wenn nach Wunsch einer Dauer den Perioden c, d, e und f zugeordnet wird. Das System ist damit einer einer flexiblen Weise einstellbar auf einen gewünschte Weise des Betriebs. Die verfügbaren gemessenen Variablen in dem System verschaffen eine große Menge an Informationen, die von dem Rechenorgan verarbeitet werden kann und erforderlichenfalls auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt werden kann, die ausführliche Möglichkeiten verschafft, Einblick in das Verhalten des Systems unter verschiedenen Umständen zu sammeln und diesen Einblick zu vertiefen. Zum Zwecke der Fehleranalyse können Diagnosesignale aus Kombinationen der verfügbaren Variablen definiert werden, die eine unerwünschte Kombination von Faktoren detektieren und vermeiden helfen.

Es ist zu bevorzugen, das System mit einer mit Schreibe- und Lesemitteln (versehenen) Speicherdatei zu versehen, in der der Werteverlauf der relevanten Verfahrensvariablen abgespeichert wird, so daß bei der Feststellung einer Diagnose oder bei der Erstellung einer Analyse des Verfahrens die Geschichte ebenfalls in die Betrachtung einbezogen werden kann. Insbesondere ist dieses Hilfsmittel bei der Erstellung einer Fehleranalyse nützlich, wobei denn die abgespeicherten Daten aus der Speicherdatei abgerufen werden können.

Fig. 4 zeigt eine Kurve, in der der Zusammenhang zwischen einer maximalen zulässigen Hubzahl (n) pro Minute des Kolbens 19 als Funktion der Zeit (t) dargestellt ist.

Startend aus dem Stillstand wird einige Zeit mit einer konstanten Hubfrequenz gefahren. Danach wird eine erste Programmkurve (nach Maßgabe des Zeitfolgediagramms von Fig. 2) durchlaufen, wobei die Hubfrequenz erhöht wird. Nach der Überschreitung des ersten Werts der Hubfrequenz wird auf den Programmablauf nach Fig. 3 umgestiegen. Falls die Hubfrequenz (n) unterhalb eines zweiten Werts sinkt, der kleiner als der erste Wert ist, wird erst wieder zum Programmablauf der Fig. 2 zurückgekehrt. Diese Hysteresis vermeidet ein unerwünschten Hin- und Hergehen zwischen den Programmabläufen als Folge von Hubfrequenzvariationen, die sich aus zyklischen Momentfluktuationen in der mechanischen Belastung des Motors 20 ergeben.

Nachdem die Hubfrequenz (n) um eine gewisse Geschwindigkeit erhöht worden ist, wird diese über einem bestimmten Wert der Hubfrequenz nach einer gewissen Zeit erwünschtenfalls weiter erhöht, in welchem Falle der Umfang der Erhöhung größer als in der Zeit sein darf, in der die Hubfrequenz kleiner als der genannte bestimmte Wert war. Je nach dem Aufbau und der Konstruktion des Systems können somit Gebiete A, B, C angegeben werden, in denen namentlich in den Gebieten B und C maximal zulässige Erhöhungen und Herabsetzungen der Hubfrequenz (n) vorgeschrieben sind. Dies alles ist durch Pfeile in den einzelnen möglichen Programmabläufen A und B angegeben. Das System verschafft eine sehr große Wahlfreiheit in den möglicherweise zu wählenden Variablen, die bei der Bestimmung der Dauer der einzelnen Perioden c, d, e und f von Bedeutung sind, wodurch das System schlechthin geeignet gemacht ist, um beim Verpumpen von dickflüssigen Massen bei den verschiedensten Preßdrücken und Hubfrequenzen eingesetzt zu werden. Das System bietet außerdem die Möglichkeit, die Berechnungen mit einer gewünschten Genauigkeit erfolgen zu lassen, so daß damit auch die Extrempositionen der Membrane 12 und 13 bestimmt werden können, wodurch die Standzeit der Membrane verlängert worden ist, und eine übermäßige Abnutzung namentlich beim Verpumpen unter sehr hohen Drücken mit Größenordnungen von mehreren hundert Bar von aggressiven und abrassiven Medien ist vermieden. Das in Rede stehende universelle und selbstregulierende Steuerungssystem ist bei verschiedenen Typen von Pumpen anwendbar, die mit einer oder mehreren Membranen versehen sind.

Claims (10)

1. System für die Steuerung einer mit wenigstens einer Membran ausgestatteten Kolbenmembranpumpe, wobei die Membran zwischen zwei extremen mittels Indikatoren detektierbaren Positionen in einer während Saug- und Druckperioden (S, P) mit hydraulischem Medium zu beaufschlagenden Druckkammer mit einer erwünschten Hubfrequenz beweglich ist und wobei das System mit einem an die Indikatoren angeschlossenen Steuerorgan für die Verschaffung von Positions- und Indikationssignalen versehen ist, und mit einer an das Steuerungsorgan und an die Druckkammer angeschlossenen Befüllungs/Entlastungsvorrichtung zum Zu- beziehungsweise Abführen von hydraulischem Medium während der Befüllungs- und Entlastungsperioden (d, c), dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsorgan ein Rechenorgan ist, daß das Rechenorgan an die Indikatoren angeschlossene Eingänge aufweist, und das Rechenorgan dazu ausgestattet ist, mittels Positionsanzeigesignalen die Dauer von um Zeitpunkte, an denen die Membran Extrempositionen einnimmt, beginnenden Verzögerungsperioden (e, f) auf der Grundlage der zu wählenden Länge der einzelnen anschließend an die jeweiligen Verzögerungsperioden gelegenen Entlastungs- und Befüllungsperioden (c, d) zu errechnen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenorgan derart ausgestattet ist, daß nur falls die Indikatoren eine Überschreitung einer der Extrempositionen der Membran feststellen, die Befüllungs/Entlastungsvorrichtung die Druckkammer befüllt oder entlastet.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenorgan darauf ausgerichtet ist, auf der Grundlage der Größe der Variation pro Zeiteinheit der Positions- und Indikationssignale das Herannahen der Zeitpunkte, an denen die Membran nachfolgende Extrempositionen einnimmt, zu bestimmen und die Zeitpunkte danach als Anfangszeitpunkte der jeweiligen Verzögerungsperioden anzusetzen.

4. System nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenorgan mit einem Eingang versehen ist, an den ein Sensor zum Messen der Hubfrequenz der Membran angeschlossen ist.

5. System nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das System einen in der Druckkammer angebrachten Drucksensor aufweist und das Rechenorgan einen an den Drucksensor angebrachten Eingang aufweist.

6. System nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsperioden (e, f) derartige Längen aufweisen, daß die jeweiligen Befüllungs- und Entlastungsperioden (d, c) an Zeitpunkten enden, die innerhalb der Saugperiode (S) gelegen sind.

7. System nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das System derart ausgestaltet ist, auf der Grundlage der Hubfrequenzen zwischen zu wählenden Programmabläufen zu unterscheiden, in denen die Befüllungs- und Entlastungsperioden auf die Saug- und Druckperioden verteilt sind.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem ersten Programmablauf, in dem die Befüllungsperiode vor dem Übergang vom Druckhub zum Saughub beginnt, und nach dem Übergang endet, und wobei die Entlastungsperiode vor dem Übergang vom Saughub zum Druckhub beginnt und danach endet, und dem zweiten Programmablauf unterschieden, in dem vor den zu wählenden verschiedenen Befüllungs- und Entlastungsperioden (d, c) die jeweiligen berechneten Befüllungs- und Entlastungsperioden (e, f) gelegen sind.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenorgan dazu eingerichtet ist, bei Überschreitung eines ersten Werts der Hubfrequenz des ersten Programmablaufs zu einem zweiten Programmablauf zu schreiten und daß bei Unterscheidung des Werts einer zweiten Hubfrequenz, der kleiner als der erste Wert der Hubfrequenz ist, der zweite Programmablauf zum ersten Programmablauf geht.

10. System nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß das System eine Speicherdatei mit Schreib­ und Lesemitteln aufweist, in der der Werteverlauf der relevanten von für den in Rede stehenden Pumpenprozeß relevanten Größen durch die Schreibmittel weggeschrieben und abgespeichert worden ist und daß eine gewünschte Auswahl des Werteverlaufs zum Zwecke der Diagnose und der Analyse des Prozesses auf Abruf mittels der Lesemitteln aus dem Speicher abgerufen werden kann und in erwünschter Weise einsichtig gemacht werden kann.