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Sicherheitsventil für hydraulisch betriebene Membranpumpen.
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil für hydraulisch betriebene Membranpumpen, insbesondere mit aufblähbarer topfartiger Fördermembran aus Gummi und selbsttätig wirkender Nachfüllvorrichtung, welches durch den Druck im Arbeitsraum geschlossen gehalten wird und beim Auftreten eines Überdruckes im Druckmittelraum eine zum Druckmittelnachfüllbehälter führende Umgehungsleitung öffnet.
Die bekannten Ausführungen derartiger Sicherheitsventile haben den Nachteil, dass sie nur auf einen bestimmten Druck eingestellt werden können und bei kleinen Druckübersehreitungen nicht sofort ansprechen. Die dadurch hervorgerufenen dauernden Überbeanspruchungen der Topfmembran führen zu einem baldigen Platzen derselben. Da ausserdem der Förderdruck einer Pumpe während des Betriebes oft erheblich wechselt, ist auch schon aus diesem Grunde ein fest eingestelltes Sicherheitventil unvorteilhaft, da es einer dauernden Überwachung seiner Einstellung bedarf.
Es wurde deshalb schon vorgeschlagen, die Membranpumpe mit einer Ventilvorrichtung zu versehen, um gegen zu hohe Drücke innerhalb der Topfmembran eine Sicherheit zu bieten und auch Leckverluste der Druckflüssigkeit auszugleichen. Eine solche Ventileinrirhtung gestattet sowohl ein Ablassen von Druckflüssigkeit aus dem Druckmittelraum als auch ein selbsttätiges Nachfüllen von Druckflüssigkeit bei zu niedrigem Druck innerhalb der Topfmembran. Diese Steuerungseinrichtungen bestehen aus einem federbelasteten und mit einem Steuerkolben versehenen Ventil, auf dessen eine Seite im Öffnungssinne der Druck im Druckmittelraum der Pumpe einwirkt, während auf den Steuerkolben, der das Ventil in geschlossener Lage zu halten bestrebt ist, der Druck des Arbeitsraumes der Pumpe wirkt.
Eine solche Steuerungseinrichtung ist wegen der gleitenden Teile gegenüber Verunreinigungen selbst bei dauernder Wartung für Pumpen, die der Förderung von Sehlamm, sandhaltigen Flüssigkeiten od. dgl. dienen, ziemlich empfindlich.
Nach der Erfindung nun werden diese Nachteile dadurch vermieden, dass zwischen dem Deckel des Pumpengehäuses und einer durchlochten Bodenplatte für das Abstützen der Gummimembran eine mit einer mittleren als Ventil dienenden Wulst versehene Membranscheibe eingesetzt ist, wobei diese Membran einen in der Bodenplatte sich abstützenden federnden Zapfen trägt. Die Membranscheibe steht also mit ihrer einen Seite mit dem Arbeitsraum und mit ihrer andern mit dem Innenraum der Topfmembran in Verbindung. Auf diese Weise ist es möglich, den Druckunterschied zwischen dem Arbeitsraum und dem Innenraum der Topfmembran stets gleich zu halten, so dass dieser nicht einen bestimmten Wert überschreiten kann.
Die Membran arbeitet dann besonders gut, wenn ihre Elastizität annähernd derjenigen der Topfmembran entspricht.
In den Figuren ist die Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 die Membranpumpe im Längsschnitt, Fig. 2 eine vergrösserte Darstellung des Kopf- stückes der Fig. 1.
Die Membranpumpe kann einfach oder doppelwirkend ausgebildet sein. Sie besteht aus einem Pumpengehäuse 1, dem Saugventil 2 und dem Druekventil 3. In dem Pumpengehäuse ist eine aufblähbare topfartige Fördermembran 4 aus Gummi angeordnet, die bei 5 eingespannt ist. Am linken Ende des Pumpengehäuses ist beispielsweise ein Tauchkolben 6 verschiebbar gelagert, der in den Innenraum 7 der Topfmembran 4, der mit reiner Druckflüssigkeit gefüllt ist, ein-und austritt, die Membran 4 also abwechselnd ein-und ausbaucht.
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In der Zeichnung ist der Tauchkolben 6 in der Endstellung des Saughubes gezeichnet, so dass die topfartige Gummimembran 4 ihre Ruhelage einnimmt. Am oberen Ende des Pumpengehäuses 1 ist eine Bodenplatte 8, beispielsweise aus Hartgummi, eingesetzt, die Öffnungen 9 hat. Diese Bodenplatte trägt einen Zapfen 10, der in eine entsprechende Umstülpung 11 der Topfmembran 4 eingreift und diese abstützt. Der Deckel 15 schliesst das obere Ende des Pumpengehäuses 1 ab.
Erfindungsgemäss ist nun zwischen dem Deckel 15 des Pumpengehäuses 1 und der durchlochten Bodenplatte 8 eine Membranseheibe 12 zweckmässig aus Gummi eingesetzt, die sich mit ihrem Zapfen 13 in der Bodenplatte abstützt und einen mittleren als Ventil wirkenden Wulst 14 hat. Der Zapfen 13 wirkt als Belastungsfeder. Die Elastizität der Membranscheibe 12 entspricht vorzugsweise ungefähr der der Topfmembran 4. Durch die Membranscheibe 12 wird der zwischen dem Kopfstück 15 und dem Einsatzstück 8 befindliehe Raum in zwei Teile 16 und 17 unterteilt. Durch das Kopfstück 15 ist eine Leitung 18 geführt, an die der Naehfüllbehälter angeschlossen ist, und in die eine Bohrung 19 mündet, deren Öffnung durch den Wulst 14 verschlossen wird.
Ausserdem ist eine Leitung 20 vorgesehen, die durch ein in Fig. 1 angedeutetes Rückschlagventil 21 abgeschlossen ist. Die Leitung 20 mündet in den Raum 17 und besitzt einen als Umgehungsleitung ausgebildeten Anschluss 22, der bei 23 in das Innere 7 der Topfmembran 4 geführt ist.
In der Fig. 2 ist lediglieh eine andere Ausbildung des Rückschlagventils 21, das durch eine Kappe 24 überdeckt ist, dargestellt.
Die Sicherheitsvorriehtung wirkt wie folgt :
Der Raum 17 steht über die Umgehungsleitung 22 mit dem Raum 7 in Verbindung. Durch die Öffnungen 9 ist der Raum 16 mit dem Arbeitsraum 25 verbunden, so dass auf die eine Seite der Membranscheibe 12 der in dem Innern 7 der Topfmembran 4 herrschende Druck und auf die andere Seite der in dem Raum 25 herrschende Druck wirkt. Der Verschluss der Leitung 19, der durch den wulstförmigen Ansatz 14 der Membranseheibe 12 gebildet wird, ist somit von dem Verhältnis der Drücke in den Räumen 7 und 25 abhängig.
Steigt der Druck im Raum 7, so dass eine zu grosse Ausbauchung der Topfmembran eintreten würde, so wird über die Umgehungsleitung 22 dieser Druck in den Raum 17 fortgepflanzt und öffnet durch die Wirkung der Membranscheibe 12, 14 die Leitung 19, so dass Druckwasser über die Leitung 18 in den Naehfüllbehälter abfliessen kann. Ist dagegen der Druck im Raum 7 zu gering, so öffnet sich bei geschlossener Leitung 19 das Ventil 21, durch das aus dem Naehfüllbehälter Flüssigkeit in den Druckraum eintritt. Beim normalen Betrieb der Pumpe sind jedoch die Leitungen 19 und 20 geschlossen. Auf diese Weise ist die Gewähr dafür gegeben, dass die Topfmembran 4 nie zu stark beansprucht werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sicherheitsventil für hydraulisch betriebene Membranpumpen, insbesondere mit aufblähbarer topfartiger Fördermembran aus Gummi und selbsttätig wirkender Nachfüllvorriehtung, welches durch den Druck im Arbeitsraum geschlossen gehalten wird und beim Auftreten eines Überdruckes
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