Die Erfindung betrifft eine als Dosierpumpe für flüssige bis pastöse Medien verwendbare Membranpumpe.
Es sind bereits derartige Membranpumpen bekannt, welche im allgemeinen eine aufwendige Konstruktion darstellen, insbesondere für den Hausgebrauch, bei dem es nicht auf höchste Genauigkeit und Präzision ankommt. So sind Dosierpumpen für die Entnahme von flüssiger Seife oder von Zahnpasta bekannt, welche als Kolbenpumpen ausgebildet sind und welche entweder einen festen Behälter zum Nachfüllen enthalten oder in welche ein Behälter mit dem zu entnehmenden Medium eingesetzt werden muss. Abgesehen von den hohen Kosten für die bekannten Dosierpumpen stellt die Anfälligkeit gegen Verschmutzung, insbesondere durch eintrocknende Reste, ein wesentliches Problem dar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Membranpumpe zu schaffen, welche eine äusserst einfache und trotzdem zuverlässige Konstruktion aufweist. Insbesondere soll sie sich mit dem Behälter fest verbinden lassen, so dass sie sich auch zum Wegwerfen zusammen mit dem entleerten Behälter eig- net. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass als Membran ein Balgelement vorgesehen ist, welches im Ansatzbereich an eine Wand als Bestandteil eines Saug und/ oder Druckventils ausgebildet ist.
Durch diese Massnahme lässt sich eine äusserst einfache und preiswerte Pumpe schaffen, welche unter anderem direkt an Einwegbehältern angebracht sein kann, beispielsweise auch mit diesen integriert sein kann, und mit diesen zusammen weggeworfen werden kann.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. die Schnittdarstellung eines erstenbAusführungsbei- spiels,
Fig. 2 die Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbei- spiels mit einem separaten Einströmkanal, und
Fig. 3 die Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels, bei welchem die Pumpe mit dem Behälter integriert ist.
Die Dosierpumpe gemäss Fig. 1 besteht aus einem Balg 1, welcher etwa halbkugelförmig ausgebildet ist und mit einem verlängerten Ansatz 2 versehen ist, zum Einsetzen in eine als Entnahmeöffnung ausgebildete Behälterwand 3. Aussen weist der Balg eine Rippe 4 auf, mit welcher er an dem Rand der Behälterwand 3 anstösst.
Der Balg 1 besteht aus elastischem Material, welches eine gewisse Federkraft aufweist, um den Balg in der gezeichneten Form zu halten. Als Material eignet sich beispielsweise Weichplastik.
In dem Balg ist ein walzenförmiger, aus unelastischem Material bestehender Körper 5 eingesetzt, welcher den Balg 1 gegen die Behälterwand 3 presst. Der Körper 5 enthält im Beispiel ein als Rückschlagventil ausgebildetes Saugventil. Er ist zu diesem Zweck mit einem Kanal 6 versehen, der durch eine Kugel 8 absperrbar ist. Das Rückschlagventil ist so ausgebildet, dass das flüssige oder pastöse Medium vom Behälter zum Balginnenraum 8 strömen kann, nicht jedoch umgekehrt.
Selbstverständlich kann im Körper 5 eine beliebige andere Art eines Saugventils, beispielsweise ein Lippen- oder Membranventil angeordnet sein.
In dem durch den Körper 5 von innen abgedeckten Bereich des Balges 1 ist eine Austrittsöffnung 9 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel befindet sich diese im Bereich der Rippe 4. In der in Fig. 1 gezeigten Normalstellung des Balges ist die Austrittsöffnung 9 durch die Rückstellkraft des Balumaterials fest verschlossen. Entsteht jedoch im Balginnenraum 8 ein über- druck, der durch das dann geschlossene Rückschlagventil 6, 7 nicht entweichen kann, dehnt sich das Balginaterial im über.
gangsbereich zur Behälterwand 3, so dass zwischen dem Körper 5 und dem Balg 1 ein Spalt entsteht, welcher den Überdruck durch die Austrittsöffnung 9 entweichen lässt.
Die Freigabe der Austrittsöffnung kann nicht nur durch den im Balginnenraum gebildeten Überdruck, sondern auch durch die Formgebung des Balges bestimmt werden. Die als Beispiel gewählte Kugelform hat den Vorteil, dass bei Eindrücken des Balges dieser im seitlichen Bereich, also im Bereich der Austrittsöffnung 9, ausweicht und von der Wand des Körpers 5 abhebt. Diese Funktion kann noch dadurch unterstützt werden, dass die Rippe 4 etwas tiefer angesetzt wird als in Fig. 1 gezeigt und dass die Rippe selbst verstärkt wird, so dass der Balg direkt oberhalb der Rippe einen Knickbereich aufweist, um welchen der Balg bei Belastung seitlich ausweicht. Die Austrittsöffnung muss dann im seitlichen Balgbereich oberhalb der Rippe 4 angeordnet sein.
Durch geeignetes Abstimmen von Balgmaterial, Wandstärke, der geometrischen Abmessungen des Balges sowie der Einlass- und Austrittsöffnungen lässt sich die Pumpe für den gewünschten Anwendungszweck optimieren.
Da das Balgelement im unbelasteten Zustand auf jeden Fall dicht am Körper 5 anliegt, wird dadurch das Medium teils vollständig durch die Austrittsöffnung 9 ausgepresst, teils wieder in den Balginnenraum 8 zurückgepresst. Durch die erwahnte Formgebung, bei welcher der Balg mit seinen Seitenteilen direkt oberhalb der Rippe 4 abknickt, kann das Zurückziehen des Mediums in den Balginnenraum soweit unterstützt werden, ass sogar ein Tropfen eines flüssigen Mediums, der sich nochlaussen an der Austrittsöffnung 9 befindet, hereingesaugt und in den Balginnenraum 8 gepresst werden kann.
Diese Massnahme trägt wesentlich zum Schutz der Pumpe vor dem Verkleben mit dem zu entnehmenden Medium bei.
Die Wirkungseise der beschriebenen Pumpe ergibt sich weitgehend aus den vorstehenden Erläuterungen. Ist der Kanal 6 entweder durch einen Zuführungsschlauch mit dem Boden des Behälters verbunden, oder wird der Behälter mit aufgesetzter Dosierpumpe auf den Kopf gestellt, so dass das flüssige oder pastöse Medium direkt an den Kanal 6 anliegt, so genügt ein erster Druck auf die Aussenwand des Balges 1, um die zunächst dort vorhandene Luft durch die Austrittsöffnung 9 entweichen zu lassen, um beim Loslassen des Balges diesen zurückschnellen zu lassen und damit das Rückschlagventil 6, 7 freizugeben, wodurch das Medium durch den Kanal 6 in den Balginnenraum strömt. Ein nächster Druck auf den Balg 1 lässt das im Balginnenraum 8 befindliche Medium durch die Austrittsöffnung 9 austreten.
Jeder nachfolgende Druck auf den Balg 1 führt zum Auspressen einer genau gleichen Menge durch die Austrittsöffnung 9.
Selbstverständlich kann die Pumpe auch als separate Pumpe ausgebildet sein. In diesem Fall entspricht die Behälterwand 3 dem Gehäuse.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben, welches als separate Pumpe dargestellt ist und bei welchem das Rückschlagventil, über welches das Medium in die Pumpe angesaugt wird, durch den Balg 1 selbst gebildet wird. Die Pumpe besteht wiederum aus einem etwa halbkugelförmigen Balg 1 der in eine Behälterwand 3 eingesetzt ist. Der Körper 5, welcher im Beispiel aus dem gleichen Material besteht wie die Wand 3, besitzt einen Einströmkanal 10, welcher mit einem Zwischenraum 11 im Randbereich zwischen dem Balg 1 und dem Körper 5 angeordnet ist. Der Zwischenraum 11 erstreckt sich bis unterhalb des unteren Randes vom Balg 1. In diesem Bereich wird vom Balg 1 eine Einströmöffnung 12 abgedeckt, wobei der Balg an dieser Stelle ein Membranventil bildet.
Nach dem Eindrücken und Loslassen des Balges 1 wird über den Einströmkanal 10 und den Zwischenraum 11 das Membranventil geöffnet, wodurch ein zu entnehmendes Medium durch die Einströmöffnung 12 in den Zwischenraum und den Balginnenraum 8 einströmt. Durch geeignete Wahl des Materials und der Wandstärke für den Balg 1 lässt sich dieser mit der gewünschten Federkraft herstellen, so dass er nach Loslassen in die gezeichnete Stellung übergeht. Vorzugsweise wird die Wand im Bereich des Membranventils an der Einströmöffnung 12 etwas dünner ausgeführt, so dass dieses Ventil relativ leicht anspricht.
Gemäss dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Dosierpumpe auch direkt in die Behälterwand integriert sein. So kann beispielsweise der Balg 1 gemeinsam mit der Behälterwand 3 gespritzt oder auf andere Weise aus Kunststoff hergestellt werden. Die Funktion der Wand 3 gemäss den beiden vorigen Ausführungsbeispielen wird von einer Mate rialverstärkung innerhalb der Wand im Ansatzbereich des Balges übernommen. Vor Einfüllen des Mediums in die Tube wird der Körper 5 von innen eingepresst. Ein Tubenverschluss 15 dient der Sicherung des Balges 1 vor unbeabsichtigter Betätigung. Wird die Tube in Gebrauch genommen, muss die Verschlusskappe zunächst entfernt werden. Später braucht sie nicht wieder aufgesetzt zu werden, da die Austrittsöffnung durch die Wirkung des Balges absolut dicht verschlossen ist.
Dadurch wird das Eintrocknen des Mediums vermieden.
Es sei noch erwähnt, dass die beschriebenen Ausführungsbeispiele untereinander kombiniert werden können, dass also beispielsweise eine separate Pumpe einteilig gemäss dem Beispiel nach Fig. 3 aufgebaut sein kann. Schliesslich kann auch das Balgelement 1 beliebige andere Formen aufweisen, beispielsweise Zylinderform. Ferner können an die Austrittsöffnung Düsen oder Schläuche angeschlossen sein. Auch zum Anschluss des Einströmkanals können beliebige Vorrichtungen, z.B. Schläuche, vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Ausnutzung eines Teiles des Balges zur Bildung mindestens eines Rückschlagventils, welches die Funktion des
Saug- und/oder Druckventils der Membranpumpe übernimmt.
The invention relates to a diaphragm pump which can be used as a metering pump for liquid to pasty media.
Such diaphragm pumps are already known, which generally represent a complex construction, in particular for domestic use, in which the highest accuracy and precision are not important. For example, metering pumps for the removal of liquid soap or toothpaste are known, which are designed as piston pumps and which either contain a solid container for refilling or in which a container with the medium to be removed must be inserted. Apart from the high costs of the known metering pumps, the susceptibility to contamination, in particular from drying-up residues, is a major problem.
The object of the present invention is to create a diaphragm pump which has an extremely simple yet reliable construction. In particular, it should be able to be firmly connected to the container so that it is also suitable for throwing away together with the empty container. According to the invention, this object is achieved in that a bellows element is provided as the membrane, which is designed as part of a suction and / or pressure valve in the attachment region on a wall.
This measure makes it possible to create an extremely simple and inexpensive pump which, among other things, can be attached directly to disposable containers, for example can also be integrated with them, and can be thrown away with them.
In the following, exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to drawings.
Show it:
Fig. The sectional view of a first embodiment,
2 shows the sectional illustration of a second exemplary embodiment with a separate inflow channel, and
3 shows the sectional illustration of a third exemplary embodiment in which the pump is integrated with the container.
The metering pump according to FIG. 1 consists of a bellows 1, which is approximately hemispherical and is provided with an elongated extension 2, for insertion into a container wall 3 designed as a removal opening. On the outside, the bellows has a rib 4 with which it is attached to the Edge of the container wall 3 abuts.
The bellows 1 consists of elastic material which has a certain spring force in order to keep the bellows in the form shown. Soft plastic, for example, is suitable as a material.
A roller-shaped body 5 made of inelastic material is inserted into the bellows, which body presses the bellows 1 against the container wall 3. In the example, the body 5 contains a suction valve designed as a check valve. For this purpose it is provided with a channel 6 which can be shut off by a ball 8. The check valve is designed so that the liquid or pasty medium can flow from the container to the bellows interior 8, but not vice versa.
Of course, any other type of suction valve, for example a lip or diaphragm valve, can be arranged in the body 5.
In the area of the bellows 1 covered from the inside by the body 5, an outlet opening 9 is arranged. In the exemplary embodiment, this is located in the region of the rib 4. In the normal position of the bellows shown in FIG. 1, the outlet opening 9 is firmly closed by the restoring force of the bellows material. However, if an overpressure arises in the interior of the bellows 8 which cannot escape through the non-return valve 6, 7, which is then closed, the bellows material over-expands.
transition area to the container wall 3, so that a gap is created between the body 5 and the bellows 1, which allows the excess pressure to escape through the outlet opening 9.
The release of the outlet opening can be determined not only by the overpressure formed in the interior of the bellows, but also by the shape of the bellows. The spherical shape chosen as an example has the advantage that when the bellows is pressed in, it gives way in the lateral area, that is to say in the area of the outlet opening 9, and lifts off the wall of the body 5. This function can be supported by the fact that the rib 4 is set a little lower than shown in FIG. 1 and that the rib itself is reinforced so that the bellows has a kink area directly above the rib, around which the bellows deviates laterally when loaded . The outlet opening must then be arranged in the lateral bellows area above the rib 4.
The pump can be optimized for the desired application by appropriately matching the bellows material, wall thickness, the geometric dimensions of the bellows and the inlet and outlet openings.
Since the bellows element rests tightly against the body 5 in any case in the unloaded state, the medium is partly pressed out completely through the outlet opening 9 and partly pressed back into the bellows interior 8. Due to the shape mentioned, in which the bellows with its side parts bends directly above the rib 4, the retraction of the medium into the bellows interior can be supported to such an extent that even a drop of a liquid medium that is still outside at the outlet opening 9 is sucked in and can be pressed into the bellows interior 8.
This measure contributes significantly to protecting the pump from sticking to the medium to be removed.
The effect of the described pump results largely from the explanations given above. If the channel 6 is either connected to the bottom of the container by a supply hose, or if the container is turned upside down with the metering pump attached so that the liquid or pasty medium is directly on the channel 6, a first pressure on the outer wall of the is sufficient Bellows 1, in order to let the air initially present there escape through the outlet opening 9 in order to let it snap back when the bellows is released and thus release the check valve 6, 7, whereby the medium flows through the channel 6 into the interior of the bellows. The next pressure on the bellows 1 causes the medium located in the bellows interior 8 to exit through the outlet opening 9.
Each subsequent pressure on the bellows 1 leads to an exactly equal amount being squeezed out through the outlet opening 9.
Of course, the pump can also be designed as a separate pump. In this case, the container wall 3 corresponds to the housing.
In Fig. 2, a further embodiment is described, which is shown as a separate pump and in which the check valve, via which the medium is sucked into the pump, is formed by the bellows 1 itself. The pump in turn consists of an approximately hemispherical bellows 1 which is inserted into a container wall 3. The body 5, which in the example consists of the same material as the wall 3, has an inflow channel 10, which is arranged with an intermediate space 11 in the edge area between the bellows 1 and the body 5. The space 11 extends to below the lower edge of the bellows 1. In this area, the bellows 1 covers an inflow opening 12, the bellows forming a diaphragm valve at this point.
After the bellows 1 has been pressed in and released, the diaphragm valve is opened via the inflow channel 10 and the space 11, whereby a medium to be withdrawn flows through the inflow opening 12 into the space and the interior of the bellows 8. By suitable selection of the material and the wall thickness for the bellows 1, it can be produced with the desired spring force, so that it changes into the position shown when released. The wall is preferably made somewhat thinner in the area of the membrane valve at the inflow opening 12 so that this valve responds relatively easily.
According to the embodiment shown in FIG. 3, the metering pump can also be integrated directly into the container wall. For example, the bellows 1 can be injected together with the container wall 3 or made of plastic in some other way. The function of the wall 3 according to the two previous embodiments is taken over by a material reinforcement within the wall in the approach area of the bellows. Before the medium is filled into the tube, the body 5 is pressed in from the inside. A tube closure 15 is used to secure the bellows 1 against unintentional actuation. If the tube is to be used, the cap must first be removed. It does not need to be put back on later, as the outlet opening is completely sealed by the action of the bellows.
This prevents the medium from drying out.
It should also be mentioned that the exemplary embodiments described can be combined with one another, so that, for example, a separate pump can be constructed in one piece according to the example according to FIG. 3. Finally, the bellows element 1 can also have any other shape, for example a cylinder shape. Furthermore, nozzles or hoses can be connected to the outlet opening. Any device can also be used to connect the inflow channel, e.g. Hoses, may be provided. However, it is particularly advantageous to use a part of the bellows to form at least one check valve, which the function of the
The suction and / or pressure valve of the membrane pump takes over.