<Desc/Clms Page number 1>
Verdrängerpumpe, insbesondere Membranpumpe
EMI1.1
besondere aber bei Membranpumpen anwendbar.
Erfindungsgemäss besitzt die Ventilanordnung ein starres Saugventilorgan, das mit einem Saugventilsitz zusammenwirkt, ferner ein membranartiges, elastisches, mit einem mittleren rohrförmigen Teil versehenes Druckventilorgan, das unter seiner eigenen Elastizität an der Rückseite des Saugventilorganes anliegt, wodurch der Saugventilkörer leicht gegen seinen Sitz gedrückt und der Arbeitsraum der Pumpe abgeschlossen wird.
Während des Saughubes hebt sich das Saugventilorgan entgegen der von dem elastischen Druckventilorganausgeübten leichten elastischen Kraftwirkung von seinem Sitz, während der in der Pumpkammer im Verlaufe des Druckhubes entwickelte Druck auf den ausserhalb der Öffnung befindlichen Teil des D : uckventilorganes einwirkt und dieses von seinem Sitz am Saugventilorgan abhebt, so dass das zu fördernde Medium durch die entstehende Öffnung aus der Pumpe austritt.
Der Austrittsdruck wirkt daher durch die Öffnung in dem Druckventilorgan stets auf die Rückseite des Saugventilorganes ein, so dass das Saugventil geschlossen bleibt, wenn nicht beim Saughub der Pumpe der D1Uckinder Pumpenkammerund dem Zuflusskanal herabgesetzt wird. Die erfindungsgemässe Ventilanord-
EMI1.2
Die beiden Ventilorgane sind vorzugsweise drehsymmetrisch ausgebildet. Das Saugventilorgan kann im wesentlichen aus einer Scheibe bestehen, deren eine Seite mit einer Umfangsrippe versehen ist, die mit einem flachen Saugventilsitz zusammenwirkt, der eine Saugöffnung oder eine Gruppe von kleinen Saugöffnungen umgibt. Auf der Rückseite der Scheibe ist eine Ringrippe von kleinerem Durchmesser angeordnet, die eine ebene Stirnfläche aufweist, welche einen Sitz für das Dfuckventilorgan bildet.
Das elastische Diuckventilorgan kann aus einem zylindrischen inneren Teil bestehen, der die Öffnung umgibt und über eine U-förmig umgeschlagene Stulpe mit einem ringförmigen Randteil verbunden ist. Der Randteil kann um die Ducköffnung (oder eine Gruppe von kleinen Öffnungen) herum mit der Ventilkammer mittels eines Käfigs oder eines Armsternes dicht verbunden sein, der vorzugsweise gleichzeitig zum Zentrieren des Saugventilorganes dienen kann. Das freie Ende des zylindrischen Teiles des Dmckventilorganes kann verdickt sein, um die Ringfläche zu vergrössern, die mit dem Sitz auf der Rückseite des Saugventilorganes zusammenwirkt.
Die erfindungsgemässe Ventilanordnung bewirkt eine Begrenzung des Förderdruckes und damit eine Entlastung der sich bewegenden Teile und des Antriebes, wenn die Förderung gedrosselt oder gesperrt ist, beispielsweise beim Füllen eines geschlossenen Gefässes oder durch Schliessen eines Ventils.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand einer beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht ist. In dieser zeigen Fig. l bzw. Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Pumpe, wobei sich die Ventilanordnung in der dem Saughub bzw. dem Druckhub entsprechenden Stellung befinden, und die Fig. 3 und 4 eine Einzelheit in Draufsicht bzw. im Schnitt.
Als Ausführungsbeispiel ist eine Membranpumpe gewählt, obwohl die Anwendung der Erfindung nicht
<Desc/Clms Page number 2>
auf Pumpen dieser Art beschränkt ist. Die dargestellte Membranpumpe weist eine Membran 11 auf, die wie bei Membranventilen an ihrem Umfangsbereich eingespannt ist. Im Mittelteil dieser Membran ist der
Kopf einer Schraube 13 eingebettet, die in ein Betätigungsorgan 12 eingeschraubt ist. Die Stirnfläche des
Betätigungsorganes ist gekrümmt und unterstützt die mit ihm auf Bewegung gekuppelte Membran in deren innerer Grenzstellung (Fig. 2) praktisch überdie gesamte Oberfläche. Wsnn sich das Betätigungsorgan beim
Saughub in entgegengesetzter Richtung bewegt, hebt sich die Membran in zunehmendem Masse von der
Stirnfläche ab, so dass die unterstützte Fläche kleiner wird, was aber ohne Bedeutung ist.
Die äussere
Grenzstellung zeigt Fig. 1. Der die Verformung der gegebenenfalls mit eingebetteten Gewebeeinlagen verstärkten Membran beim Übergang von der einen in die andere Grenzstellung bestimmende Gesamthub und die Membranabmessungen sind derart bemessen, dass die flächenmässig kleine Abstützung zu Beginn des Druckhubes nicht zu übermässigen, die Lebensdauer verkürzenden Spannungen führt.
Das die Pumpenkammerund das Ventilgehäuse bildende Pumpengehäuse, d. h. der Teil unterhalb der
Membran, besteht aus zwei Teilen, nämlich einem Saugteil 14 und einem Druckteil 15, der einen Flansch
16 aufweist, gegen den die Membran geklemmt ist. Dar Saugteil 14 ist in den Deckteil 15 eingesetzt und mittels Schrauben 17 befestigt. Die beiden Teile sind mit fluchtenden Durchflusskanälen 18, 19 versehen und so ausgebildet, dass sie in eine Rohrleitung eingeschaltet oder an Behälter od. dgl. angeschlossen wer- den können. Dies ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die Anordnung von Endflanschen 21 angedeutet.
Der Saugteil 14 weist einen flachen Sitz 22 für das Abschlussorgan des Saugventiles 23 auf, das im wesentlichen die Form einer Scheibe hat, an der eine Umfahgsrippe 24 angeordnet ist, welche mit dem
Sitz 22 zusammenwirkt. Auf der andern Seite der Scheibe befindet sich eine ebenflächige Ringrippe 25.
Das Saugventilorgan besteht aus starrem Material.
Das Abschlussorgan des Druckventiles besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen, rohrförmigen inneren Teil 26, dessen ebene Stirnfläche mit dem durch die Ringrippe 25 des Saugventilorganes gebilde- ten Sitz zusammenwirkt. Der rohrformige Teil 26 ist über eine Stulpe 27 von U-förmigem Meridianschnitt mit einem ebenen Flanschteil 28 verbunden. Das Druckventilorgan besteht vorzugsweise zur Gänze aus elastischem Material, z. B. aus natürlichem oder synthetischem Gummi, Polytetrafluoräthylen od. dgl. zweckmässig aus demselben Material wie die Membran, und kann in ähnlicher Weise durch Einlagen ver- stärkt sein.
Es ist derart gestaltet, dass es in der Normalstellung, in der sowohl das Saug- als auch das
Druckventil geschlossen sind, infolge seiner Elastizität eine leichte elastische Verformung aufweist, der- zufolge das ebene Ende des Teiles 26 gegen die Rippe 25 anliegt. Es ist demnach nicht nur der von dem
Teil 26 gebildete Austrittskanal vollständig geschlossen, sondern es wird auch der Saugventilkörper 23 leicht gegen den Sitz 22 in die Schliessstellung gedrückt. In dieser Stellung sind daher beide Ventile ge- schlossen.
Der Ringflansch 28 des D ; : uckventilorganes wird gegen eine Fläche 29 des Ventilgehäuses mittels eines in Fig. 3 und 4 genauer gezeigten Käfiges oder Armsternes dicht angepresst, der als mit einer Vertiefung versehene Ringscheibe 31 ausgebildetist, die mehrere Lappen 32 aufweist. D. : e Lappen 32 stützen sich ge- gen den abgesetzten Teil des Gehäuseteils 14 ab, wenn dieser festgeschraubt ist, so dass die Ringscheibe den Flansch 28 gegen die Fläche 29 drückt und festhält. Wie dargestellt, können die Lappen ausserdem zum Zentrieren des Saugventilkörpers 23 in bezug auf seinen Sitz 22 und den Stutzen 18 herangezogen sein. Der Druckteil 15 des Gehäuses ist hinter dem Druckventilorgan mit einer Vertiefung 33 versehen, so dass bei geschlossenem Ventil zwischen der Fläche 29 und dem Stulpenteil 27 ein freier Raum verbleibt.
Der in dem Druckkanal 19 herrschende Druck wirkt ständig auf die Rückseite des Saugventilorganes
23 und bei geschlossenen Ventilen durch den rohrförmigen inneren Teil lediglich auf dessen innerhalb der
Rippe 25 liegende Fläche. Er unterstütztdann die von dem Druckventilorgan auf das Saugventilorgan aus- geübte elastische Kraft.
Beim Saughub öffnet sich das Einlassventil selbsttätig, wenn der Druck im Druck- oder Auslasskanal 19 unterhalb eines gewissen Wertes liegt, der durch das Verhältnis der Fläche innerhalb der Rippen 24 an der Vorderseite des Saugventilorganes zu der Fläche innerhalb der Rippe 25 an dessen
Rückseite und durch die Grösse der elastischen Kraft bestimmt ist, die das Dj : uckventil ausübt. Das auto- matische Öffnen des Saugventiles bewirkt eine stärkere elastische Verformung des Druckventilorganes, das in seiner Schliessstellung auf dem Sitz 25 verbleibt. Das zu fördernde Medium kann jetzt in die Pumpen- kammer eintreten (Fig. 1).
Wenn dar Druckim Saugkanal 18 nichtausreicht bzw. der D : uck in dem Druckstutzen einen bestimm- ten Wert überschreitet, öffnet sich das Saugventil nicht, von dem zu fördernden Medium tritt nichts in die
Pumpenkammer ein und die Pumpe läuft leer.
Wenn während des Saughubes Fördermittel in die Pumpe eingetreten ist, wird das Saugventil am En-
<Desc/Clms Page number 3>
de dieses Hubes durch das Druckventilorgan geschlossen. Im Verlaufe des Druckhubes wird das Saugventil noch fester geschlossen gehalten, weil d > . r Dzuck in der Pumpenkammer auf den ausserhalb der Rippe 25 gelegenen Teil der Rückseite des Saugventilorganes einwirkt. Der Förderdruck wirkt auch auf den Stulpenteil 27 ein, so dass das Druckventilorgan von dem Sitz 25 abgehoben wird, wodurch zwischen dem Sitz
25 und dem Ende des Teils 26 des Druckventilorganes ein Ringkanal geöffnet und das Medium durch diesen, durch den rohrförmigen Teil 26 und den Austrittskanal 19 hinausgedrückt wird, wie in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet ist.
Die Vertiefung 33 ist von solcher Form und Tiefe, dass sie einen Anschlag bildet, der beim Öffnen des Austrittsventiles die Bewegung des Ventilorganes auf einen Wert beschränkt, bei dem eine über- mässige Verformung vermieden ist. Zur Uaterstützung ist die Wandstärke des rohrförmigen Teiles 26 grö- sser gewählt, als die des Stulpenteiles 27, wodurch auch die Breite der Fläche vergrössert wird, die mit dem Sitz 25 zusammenwirkt.
Die Gehäuseteile 14, 15 können entlang der ganzen mit dem Fördermedium in Berührung kommenden Fläche mit einer Auskleidung, beispielsweise aus Glas, Gummi, synthetischem Gummi oder einem entsprechenden Kunststoff, versehen sein. Das Gehäuse kann dann aus nicht resistentem, billigem Material gefertigt sein, auch wenn die Pumpe zur Förderung chemisch aggressiver Medien dienen soll. Die Membran und die Bestandteile der Ventilanordnung, d. h. das Saug- und das Druckventilorgan und der Käfig können entweder zur Gänze aus einem gegenüber dem zu fördernden Medium resistenten Material bestehen oder einen Überzug aus solchem Material aufweisen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verdrängerpumpe, insbesondere Membranpumpe, gekennzeichnet durch eine Ventilanordnung mit einem starren Saugventilorgan (23), das mit einem Saugventilsitz zusammenwirkt, und mit einem membranartigen, einen elastischen mittleren rohrförmigen Teil aufweisenden Druckventilorgan (26, 27), das unter dem Einfluss seiner Eigenelastizität an der Rückseite des Saugventilorganes anliegt und dieses leicht gegen seinen Sitz drückt, um den Arbeitsraum der Pumpe abzuschliessen.
<Desc / Clms Page number 1>
Positive displacement pumps, especially diaphragm pumps
EMI1.1
especially applicable to diaphragm pumps.
According to the invention, the valve arrangement has a rigid suction valve element which cooperates with a suction valve seat, and also a membrane-like, elastic pressure valve element with a central tubular part, which rests against the rear of the suction valve element under its own elasticity, whereby the suction valve body is pressed slightly against its seat and the The working space of the pump is completed.
During the suction stroke, the suction valve element lifts from its seat against the slight elastic force exerted by the elastic pressure valve element, while the pressure developed in the pumping chamber during the pressure stroke acts on the part of the pressure valve element located outside the opening and this from its seat on the suction valve element lifts off so that the medium to be conveyed emerges from the pump through the opening that is created.
The outlet pressure therefore always acts on the rear side of the suction valve element through the opening in the pressure valve element, so that the suction valve remains closed unless the pressure in the pump chamber and the inflow channel is reduced during the suction stroke of the pump. The inventive valve assembly
EMI1.2
The two valve members are preferably designed to be rotationally symmetrical. The suction valve member can essentially consist of a disc, one side of which is provided with a circumferential rib which cooperates with a flat suction valve seat which surrounds a suction opening or a group of small suction openings. On the back of the disk there is an annular rib of smaller diameter which has a flat end face which forms a seat for the pressure valve element.
The elastic pressure valve member can consist of a cylindrical inner part which surrounds the opening and is connected to an annular edge part via a U-shaped folded cuff. The edge part can be tightly connected around the pressure opening (or a group of small openings) to the valve chamber by means of a cage or an arm star, which can preferably simultaneously serve to center the suction valve member. The free end of the cylindrical part of the Dmckventilorganes can be thickened in order to enlarge the annular area which cooperates with the seat on the back of the suction valve organ.
The valve arrangement according to the invention limits the delivery pressure and thus relieves the moving parts and the drive when delivery is restricted or blocked, for example when filling a closed vessel or by closing a valve.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment which is illustrated in the drawing. 1 and 2 show a section through a pump according to the invention, the valve arrangement being in the position corresponding to the suction stroke or the pressure stroke, and FIGS. 3 and 4 show a detail in plan view and in section.
A diaphragm pump is chosen as an exemplary embodiment, although the application of the invention is not
<Desc / Clms Page number 2>
is limited to pumps of this type. The diaphragm pump shown has a diaphragm 11 which, like diaphragm valves, is clamped at its circumferential area. In the middle of this membrane is the
The head of a screw 13 is embedded which is screwed into an actuating member 12. The face of the
The actuating member is curved and supports the membrane coupled to it for movement in its inner limit position (Fig. 2) practically over the entire surface. If the actuator is at
When the suction stroke moves in the opposite direction, the diaphragm is increasingly lifted from the
Frontal area, so that the supported area becomes smaller, but this is irrelevant.
The outer one
The limit position is shown in Fig. 1. The total stroke determining the deformation of the membrane, possibly reinforced with embedded fabric inserts, during the transition from one limit position to the other, and the membrane dimensions are such that the small area of support at the beginning of the pressure stroke does not become excessive and shortens the service life Leads to tension.
The pump housing forming the pump chamber and the valve housing, i. H. the part below the
Membrane consists of two parts, namely a suction part 14 and a pressure part 15, which has a flange
16 has against which the membrane is clamped. The suction part 14 is inserted into the cover part 15 and fastened by means of screws 17. The two parts are provided with aligned flow channels 18, 19 and are designed so that they can be switched into a pipeline or connected to containers or the like. This is indicated in the present exemplary embodiment by the arrangement of end flanges 21.
The suction part 14 has a flat seat 22 for the closing member of the suction valve 23, which has essentially the shape of a disk on which a circumferential rib 24 is arranged, which with the
Seat 22 cooperates. On the other side of the disk there is a planar annular rib 25.
The suction valve member consists of a rigid material.
The closing element of the pressure valve consists of an essentially cylindrical, tubular inner part 26, the flat end face of which interacts with the seat formed by the annular rib 25 of the suction valve element. The tubular part 26 is connected to a flat flange part 28 via a cuff 27 with a U-shaped meridional section. The pressure valve member is preferably made entirely of elastic material, e.g. B. made of natural or synthetic rubber, polytetrafluoroethylene or the like. Suitably made of the same material as the membrane, and can be reinforced in a similar way by inserts.
It is designed so that in the normal position, in which both the suction and the
Pressure valve are closed, has a slight elastic deformation due to its elasticity, as a result of which the flat end of the part 26 rests against the rib 25. So it's not just that of him
Part 26 formed outlet channel completely closed, but it is also the suction valve body 23 is pressed slightly against the seat 22 in the closed position. In this position, both valves are therefore closed.
The annular flange 28 of the D; The uckventilorganes is pressed tightly against a surface 29 of the valve housing by means of a cage or arm star, shown in more detail in FIGS. 3 and 4, which is designed as an annular disc 31 provided with a recess and having several lobes 32. D.: e tabs 32 are supported against the stepped part of the housing part 14 when this is screwed tight, so that the annular disk presses the flange 28 against the surface 29 and holds it in place. As shown, the tabs can also be used to center the suction valve body 23 in relation to its seat 22 and the connecting piece 18. The pressure part 15 of the housing is provided with a recess 33 behind the pressure valve member, so that when the valve is closed, a free space remains between the surface 29 and the cuff part 27.
The pressure prevailing in the pressure channel 19 acts constantly on the back of the suction valve member
23 and when the valves are closed by the tubular inner part only on it within the
Rib 25 lying surface. It then supports the elastic force exerted on the suction valve element by the pressure valve element.
During the suction stroke, the inlet valve opens automatically when the pressure in the pressure or outlet channel 19 is below a certain value that is determined by the ratio of the area within the ribs 24 on the front of the suction valve member to the area within the rib 25 on it
Back and is determined by the size of the elastic force that the Dj: uckventil exerts. The automatic opening of the suction valve causes a greater elastic deformation of the pressure valve element, which remains on the seat 25 in its closed position. The medium to be conveyed can now enter the pump chamber (Fig. 1).
If the pressure in the suction channel 18 is not sufficient or the pressure in the pressure port exceeds a certain value, the suction valve does not open and nothing of the medium to be conveyed enters the
Pump chamber closes and the pump runs empty.
If the pump has entered the pump during the suction stroke, the suction valve at the end
<Desc / Clms Page number 3>
de this stroke closed by the pressure valve member. In the course of the pressure stroke the suction valve is kept closed even more tightly because d>. r Dzuck acts in the pump chamber on the part of the rear side of the suction valve member located outside the rib 25. The delivery pressure also acts on the cuff part 27, so that the pressure valve member is lifted from the seat 25, whereby between the seat
25 and the end of the part 26 of the pressure valve member, an annular channel is opened and the medium is pushed out through this, through the tubular part 26 and the outlet channel 19, as indicated by arrows in FIG. 2.
The recess 33 is of such a shape and depth that it forms a stop which, when the outlet valve opens, limits the movement of the valve element to a value at which excessive deformation is avoided. To provide support, the wall thickness of the tubular part 26 is selected to be greater than that of the cuff part 27, which also increases the width of the surface that interacts with the seat 25.
The housing parts 14, 15 can be provided with a lining, for example made of glass, rubber, synthetic rubber or a corresponding plastic, along the entire surface coming into contact with the conveying medium. The housing can then be made of non-resistant, inexpensive material, even if the pump is to be used to convey chemically aggressive media. The membrane and the components of the valve assembly, i. H. the suction and pressure valve members and the cage can either consist entirely of a material that is resistant to the medium to be conveyed or can have a coating of such a material.
PATENT CLAIMS:
1. Displacement pump, in particular diaphragm pump, characterized by a valve arrangement with a rigid suction valve member (23) which cooperates with a suction valve seat, and with a diaphragm-like pressure valve member (26, 27) having an elastic central tubular part, which under the influence of its own elasticity the back of the suction valve member and this presses lightly against its seat to close the working space of the pump.