Vakuum-Frischhaltegefäss
Die Erfindung bezieht sich auf ein Vakuum Frischhaltegefäss, in dessen Deckel eine von Hand zu betätigende Membranpumpe innerhalb einer Pumpenkammer mit Ansaugventil im Kammerboden angeordnet ist, bei welcher die Membran Kegelform besitzt und nach ihrem Aussenrand hin dünn verlaufend und nach der Mitte hin verstärkt ausgebildet ist.
Bei den bekannten Vakuum-Frischhaltegefässen dieser Art hat sich der Nachteil herausgestellt, dass bei den für die Membran in Frage kommenden Werkstoffen ein sogenannter kalter Fluss des Materials nicht vermieden werden kann. Hierdurch wird im Betrieb der Pumpe mehr oder weniger schnell die Lagerung des Membranrandes an dem Umfangsrand der Pumpenkammer nachteilig beeinflusst und auch die Membran selbst in ihrer Form verschlechtert.
Es ist auch bereits bekannt, bei solchen Membranpumpen, deren Membran mit ihrem Aussenrand fest und dicht im Pumpengehäuse angebracht ist, den äusseren Membranrand mit einem ringsum laufenden Verstärkungswulst zu versehen, um ein Herausgleiten der gespannten Membran aus den sie haltenden Elementen der Pumpenkammer zu verhindern. Die Verstärkungswulst stellt daher ein Befestigungs- und Abdichtungsglied dar, das jeglichen Übertritt von Luft am Membranrand verhindert. Die aus der Pumpe herauszudrückende Luft muss daher durch gesonderte, ventilgesteuerte Durchlässe meistens im Mittelteil der Membran geführt werden.
Dem gegenüber ist es Zweck der Erfindung, bei einer vollständig geschlossenen Kegelmembran das durch den Membranumfang gebildete Auslassventil für die im Pumpraum komprimierte Luft besonders betriebssicher auszubilden und gleichzeitig dazu zu benutzen, die bei der Betätigung der Pumpe eintretende Radialbewegung des äusseren Membranrandes zu begrenzen.
Dies wird durch die Erfindung dadurch erreicht, dass das von der Pumpenkammer nach aussen führende Auslassventil sich um den gesamten Membranumfang erstreckt und sein bewegtes Ventilelement durch eine an dem äusseren Umfangsrand der Membran ausgebildeter ringsum laufende Verstärkungswulst gebildet ist, die in einer die Pumpenkammer umgebenden Nut in radialer Richtung der Membran beweglich, aber in die Pumpenkammer abdichtendem Zustand gehalten ist.
Durch die Erfindung wird der besondere Vorteil erreicht, dass bei der Ruhestellung der Membran, sei es in ungespanntem Zustand oder in gespanntem Zustand, der äussere Umfang der Membran keiner wesentlichen Druckwirkung ausgesetzt ist, so dass am äusseren Umfang der Membran die Abdichtung der Pumpenkammer durch Alterungserscheinungen und dergleichen der Membran nicht beeinträchtigt wird.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bei der Betätigung der Membran diese an ihrem Aussenrand freien Spielraum hat, so dass eine Stauchung der Membran in radialer Richtung nicht eintritt und deshalb die Membran auch über lange Zeit ihre Form und Elastizität voll beibehält. Durch das radial bewegte wulstförmige Ventilglied ist auch der zum Öffnen des Ventils erforderliche Überdruck im Inneren der Pumpenkammer wesentlich herabgesetzt, so dass eine derartige Pumpe zu einem wesentlich besseren Endvakuum führt als eine Pumpe der bekannten Art.
Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung mit einer einzigen Membranpumpe;
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit zwei nebeneinander zur Gegentaktbetätigung angeordneten Membranpumpen;
Fig. 4 verdeutlicht die Gegentaktbetätigung der Membranpumpen;
Fig. 5 und 6 enthalten Teildarstellungen der Ausführungsform nach Fig. 3.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 besitzt die Membran 1 an ihrem Umfang einen ringsum laufenden Wulst 4. Dieser Wulst 4 ist in der Weise über den Pumpraum 3 durch den Haltering 5 gehalten, dass in der höchsten Ansaugstellung der Membran 1 diese noch mit leichtem Druck auf dem Rand 3 aufliegt. Der Abstand des Innenrandes des Halteringes 5 und des Pumpraumrandes 3 ist so bemessen, dass noch ein leichtes Schlüpfen des Membranaussenrandes gewährleistet ist. Der Innenrand des Halteringes 5 ist dabei in seinem Profil als nach unten und aussen hinter den Wulst 4 greifende Nase 10 ausgebildet.
Zur Erleichterung des Luftaustrittes aus dem Pumpraum 3 sind im Membrankörper in bekannter Weise Aussparungen 2 vorgesehen.
Das pilzförmige Ansaugventil 7, das im Boden des Pumpraumes 3 gelagert ist, wird in der dargestellten Ausführungsform der Erfindung durch ein Halteblättchen 8 leicht angedrückt.
Die Arbeitsweise der Membranpumpe nach der Erfindung ergibt sich besonders deutlich aus der Darstellung der Fig. 2, die die Pumpe nach Fig. 1 in eingedrücktem Zustand wiedergibt. Die im Pumpraum 3 in der Darstellung der Fig. 1 enthaltene und gegebenenfalls aus dem Vakuumgefäss über das Ansaugventil 7 angesaugte Luft wird beim Eindrücken der Membran 1 zwischen dem Pumpenrand 3 und dem Randteil der Membran 1 hindurchgepresst und strömt entsprechend dem in Fig. 2 gezeigten Pfeil um den Aussenwulst 4 der Membran 1 und durch Öffnungen in dem Haltering 5 nach aussen. Es ist aus der Darstellung der Fig. 2 deutlich zu erkennen, wie die Membran 1 nur auf dem Pumpraumrand 3 aufliegt, während die untere Fläche der Membran 1 in ihrem mittleren Bereich von der Pumpraumbodenwandung frei liegt.
Durch die verringerte Auflagefläche wird erreicht, dass der relative Auflagedruck bei gleichen Voraussetzungen wie bisher um ein mehrfaches grö sser wird, in dem Mass nämlich, wie die Auflagefläche verkleinert wird. Es wird dadurch die Betriebssicherheit durch wesentlich bessere Abdichtung selbst bei kleinen Druckdifferenzen erheblich erhöht. Ferner wird durch die verkleinerte Auflagefläche der Membran 1 erreicht, dass gewisse Unebenheiten, z. B. hervorgerufen durch den Angriff des Membranmaterials (Polyvinylchlorid), an dem Material der Pumpraumbodenwandung (Polystyrol) oder irgendwelche Verunreinigungen keine undichten Stellen mehr erzeugen.
Infolge der verkleinerten Auflagefläche der Membran ist der Auflagedruck so hoch, dass der für den chemischen Angriff des Membranmaterials an dem Material der Bodenwandung des Pumpraumes 3 notwendige Luftsauerstoff keinen Zutritt mehr hat, während an denjenigen Stellen, die der Luftsauerstoff erreichen kann, keine Berührung zwischen Membran und Bodenwandung besteht.
In der Ausführungsform nach Fig. 3 bis 6 sind in dem Deckel 16 des Vakuumfrischhaltegefässes zwei Membranpumpen nach Fig. 1 und 2 nebeneinander zur Gegentaktbetätigung angebracht. Die Membranen 11 und 11' entsprechen in ihrem Aufbau und ihrer Halterung der Membran 1 nach Fig. 1 und 2. Auch die Betätigungsknöpfe 19 und 19' der Membranen 11 und 11' können in gleicher Weise ausgebildet und angebracht sein wie dies in Fig. 1 und 2 für den Betätigungsknopf 9 gezeigt ist.
Die Gegentaktbetätigung der beiden Membranpumpen erfolgt in dieser Ausführungsform der Erfindung mittels einer Wippe 20, die nach ihren beiden Enden hin mit gabelförmigen Teilen 21 und 21' unter die Betätigungsknöpfe 19 und 19' der Membranen 11 und 11' greift. In ihrem Mittelteil trägt die Wippe 20 einen nach oben ragenden Verstärkungssteg 22, während sie in ihrem Mittelteil nach unten hin mit einem Wippenfuss versehen ist. Dieser Wippenfuss besteht aus einem aus dem Material der Wippe 20 gebildeten randförmigen Teil 23, innerhalb dessen ein Block 24 aus weichem elastischem Material angebracht ist. Dieser Block 24 sitzt als Wippenfuss auf einem zwischen den beiden Membranpumpen stehen gebliebenen Stegteil 25 des Deckels 16.
In dem Stegteil 25 ist eine den Deckel 16 durchsetzende Lufteinlassöffnung 26 angebracht, die nach aussen hin durch den kissenartigen Fussblock 24 der Wippe abgedeckt ist. Um eine sichere Abdeckung der Lufteinlassöffnung jederzeit zu gewährleisten, ist der kissenartige Fussblock 24 an seiner Unterseite entsprechend der Wippenbewegung abgerundet, wie dies insbesondere aus Fig. 3 und 4 deutlich hervorgeht Der Radius dieser Abrundungen 27 ergibt sich aus dem tatsächlichen Mittelpunkt der Wippbewegung, wodurch bei Betätigung der Wippe 20 der kissenartige Wippenfuss 24 mit seiner unteren Fläche in steter Berührung mit der Lufteinlassöffnung 26 abrollt. Bei zunehmendem Unterdruck im Behälter werden die Membranen 11 und 11' der beiden Pumpen gleichmässig nach unten eingezogen, wodurch der kissenartige Wippenfuss 24 zusätzlich auf die Öffnung 26 gepresst wird.
Diese Erscheinung kann zur Erhöhung der Betriebssicherheit dadurch ausgenutzt werden, dass der Anpressdruck des Wippenfusses 24 von der Druckfläche der Membranen 11 und 11' der Pumpen abhängig gemacht wird und ein möglichst hohes Übersetzungsverhältnis zwischen der Fläche der Öffnung 26 und der wirksamen Membranfläche der Pumpen gewählt wird. Je kleiner die Öffnung 26 und je grösser die Membranfläche gewählt wird, desto grösser wird der relative Anpressdruck des Wippenfusses 4.
Sehr umfangreiche Versuche mit Lufteinlassventilen verschiedenster Bauart haben immer wieder bestätigt, dass nur dann hinreichende Betriebssicherheit erzielt wird, wenn der Schliessdruck derartiger Ventile sehr hoch ist. Es ist daher ein besonderer Vorteil der beschriebenen Konstruktion, dass ohne jegliche Be einträchtigung der Betriebsweise und ohne nennenswerten Aufwand ein überaus betriebssicheres Einlassventil ermöglicht wird.
Das Öffnen des Lufteinlassventils geschieht, wie in Fig. 6 veranschaulicht, in sehr einfacher Weise dadurch, dass mittels des Daumens in Richtung des Pfeiles 28 gegen die Verstrebung 22 der Wippe 20 gedrückt wird. Hierdurch wird der kissenartige Wippenfuss 24 quer zu seiner Schaukelbewegung verkantet und bildet gegenüber dem Stegteil 25 einen Spalt 29, durch den die Luft zur Einlassöffnung 26 und durch diese in das Gefässinnere gelangt. Wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich, kann die Kraft zum Öffnen des Lufteinlassventils 26 durch Bemessung der Breite des kissenartigen Wippenfusses 24 eingestellt werden, ohne den Auflagedruck zu verändern.
Vacuum fresh-keeping container
The invention relates to a vacuum fresh-keeping vessel in the lid of which a manually operated diaphragm pump is arranged within a pump chamber with a suction valve in the chamber floor, in which the diaphragm has a conical shape and is thin towards its outer edge and reinforced towards the center.
In the case of the known vacuum fresh-keeping containers of this type, the disadvantage has been found that with the materials in question for the membrane, a so-called cold flow of the material cannot be avoided. As a result, when the pump is in operation, the mounting of the membrane edge on the peripheral edge of the pump chamber is adversely affected, and the shape of the membrane itself is deteriorated.
It is also already known to provide the outer edge of the membrane with a reinforcing bead running around the outer edge of such membrane pumps, the membrane of which is attached firmly and tightly to the pump housing, in order to prevent the tensioned membrane from sliding out of the elements of the pump chamber that hold it. The reinforcement bead therefore represents a fastening and sealing element that prevents any air from escaping at the edge of the membrane. The air to be forced out of the pump must therefore be passed through separate, valve-controlled passages mostly in the middle part of the membrane.
On the other hand, it is the purpose of the invention, with a completely closed conical diaphragm, to make the outlet valve formed by the diaphragm circumference for the air compressed in the pump chamber particularly reliable and at the same time to use it to limit the radial movement of the outer diaphragm edge that occurs when the pump is operated.
This is achieved by the invention in that the outlet valve leading from the pump chamber to the outside extends around the entire circumference of the diaphragm and its moving valve element is formed by a reinforcing bead that runs around the outer circumferential edge of the diaphragm and is inserted in a groove surrounding the pump chamber radial direction of the membrane is movable, but held in the pump chamber sealing state.
The invention has the particular advantage that when the membrane is in the rest position, be it in the unstressed state or in the tensioned state, the outer circumference of the membrane is not exposed to any significant pressure effect, so that the sealing of the pump chamber on the outer circumference of the membrane is caused by aging phenomena and the like of the membrane is not affected.
Another essential advantage of the invention is that when the membrane is actuated, it has free space on its outer edge so that the membrane does not compress in the radial direction and therefore the membrane retains its shape and elasticity for a long time. As a result of the radially moved bead-shaped valve member, the overpressure in the interior of the pump chamber required to open the valve is also significantly reduced, so that such a pump leads to a significantly better ultimate vacuum than a pump of the known type.
Two embodiments of the invention are shown in the drawing, for example.
Figures 1 and 2 show an embodiment of the invention with a single diaphragm pump;
3 shows an embodiment of the invention with two diaphragm pumps arranged side by side for push-pull actuation;
4 illustrates the push-pull actuation of the diaphragm pumps;
FIGS. 5 and 6 contain partial representations of the embodiment according to FIG. 3.
In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the membrane 1 has on its circumference a bead 4 running all around. This bead 4 is held in such a way over the pump chamber 3 by the retaining ring 5 that in the highest suction position of the membrane 1 it is still with light pressure on the edge 3. The distance between the inner edge of the retaining ring 5 and the pumping chamber edge 3 is dimensioned in such a way that the membrane outer edge can still slip easily. The inner edge of the retaining ring 5 is designed in its profile as a nose 10 reaching downwards and outwards behind the bead 4.
To facilitate the escape of air from the pump chamber 3, recesses 2 are provided in the membrane body in a known manner.
The mushroom-shaped suction valve 7, which is mounted in the bottom of the pump chamber 3, is pressed slightly in the illustrated embodiment of the invention by a retaining leaf 8.
The mode of operation of the diaphragm pump according to the invention results particularly clearly from the illustration in FIG. 2, which shows the pump according to FIG. The air contained in the pump chamber 3 in the illustration in FIG. 1 and possibly sucked in from the vacuum vessel via the suction valve 7 is pressed through between the pump edge 3 and the edge part of the membrane 1 when the membrane 1 is pressed in and flows according to the arrow shown in FIG. 2 around the outer bead 4 of the membrane 1 and through openings in the retaining ring 5 to the outside. It can be clearly seen from the illustration in FIG. 2 how the membrane 1 rests only on the pumping chamber edge 3, while the lower surface of the membrane 1 is exposed in its central region from the pumping chamber floor wall.
The reduced contact surface ensures that the relative contact pressure is several times greater under the same conditions as before, namely to the extent that the contact surface is reduced. As a result, the operational reliability is considerably increased through a significantly better seal even with small pressure differences. Furthermore, it is achieved by the reduced contact surface of the membrane 1 that certain bumps, such. B. caused by the attack of the membrane material (polyvinyl chloride), on the material of the pump chamber bottom wall (polystyrene) or any impurities no longer create leaks.
As a result of the reduced contact surface of the membrane, the contact pressure is so high that the atmospheric oxygen required for the chemical attack of the membrane material on the material of the bottom wall of the pump chamber 3 no longer has access, while at those points that the atmospheric oxygen can reach, there is no contact between the membrane and bottom wall.
In the embodiment according to FIGS. 3 to 6, two diaphragm pumps according to FIGS. 1 and 2 are mounted next to one another for push-pull actuation in the cover 16 of the vacuum freshness container. The construction and mounting of the membranes 11 and 11 'correspond to the membrane 1 according to FIGS. 1 and 2. The actuating buttons 19 and 19' of the membranes 11 and 11 'can also be designed and attached in the same way as in FIG. 1 and FIG. 2 for the operating button 9 is shown.
The push-pull actuation of the two diaphragm pumps takes place in this embodiment of the invention by means of a rocker 20 which, towards both ends, engages with fork-shaped parts 21 and 21 'under the actuation buttons 19 and 19' of the diaphragms 11 and 11 '. In its central part, the rocker 20 carries an upwardly projecting reinforcing web 22, while in its central part it is provided with a rocker foot towards the bottom. This rocker foot consists of an edge-shaped part 23 formed from the material of the rocker 20, within which a block 24 made of soft elastic material is attached. This block 24 sits as a rocker foot on a web part 25 of the cover 16 that has remained between the two diaphragm pumps.
In the web part 25 an air inlet opening 26 penetrating the cover 16 is attached, which is covered on the outside by the cushion-like foot block 24 of the rocker. In order to ensure that the air inlet opening is reliably covered at all times, the cushion-like foot block 24 is rounded on its underside in accordance with the rocker movement, as can be clearly seen in particular from FIGS. 3 and 4. The radius of these roundings 27 results from the actual center point of the rocker movement, whereby at When the rocker 20 is actuated, the cushion-like rocker foot 24 rolls with its lower surface in constant contact with the air inlet opening 26. With increasing negative pressure in the container, the membranes 11 and 11 'of the two pumps are evenly drawn in downwards, whereby the cushion-like rocker foot 24 is additionally pressed onto the opening 26.
This phenomenon can be used to increase operational reliability by making the contact pressure of the rocker foot 24 dependent on the pressure area of the diaphragms 11 and 11 'of the pumps and choosing the highest possible transmission ratio between the area of the opening 26 and the effective diaphragm area of the pumps . The smaller the opening 26 and the larger the membrane area is selected, the greater the relative contact pressure of the rocker foot 4 becomes.
Very extensive tests with various types of air inlet valves have repeatedly confirmed that adequate operational safety can only be achieved if the closing pressure of such valves is very high. It is therefore a particular advantage of the construction described that an extremely reliable inlet valve is made possible without any impairment of the mode of operation and without significant effort.
The opening of the air inlet valve takes place, as illustrated in FIG. 6, in a very simple manner by pressing against the strut 22 of the rocker 20 by means of the thumb in the direction of the arrow 28. As a result, the cushion-like rocker foot 24 is tilted transversely to its rocking movement and forms a gap 29 opposite the web part 25 through which the air reaches the inlet opening 26 and through this into the interior of the vessel. As can be seen from FIGS. 5 and 6, the force for opening the air inlet valve 26 can be adjusted by dimensioning the width of the cushion-like rocker foot 24 without changing the contact pressure.