CH682586A5 - Pumpe. - Google Patents

Description

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CH 682 586 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Pumpe bestehend aus einem eine zylindrische Kammer bildenden Pumpengehäuse, einem darin drehantreibbaren Exzenter sowie einem dazwischen angeordneten, ein zu förderndes Medium enthaltender Schlauch, der vom Exzenter an die Gehäuseinnenwand gequetscht wird und damit im Betrieb der Pumpe das Medium im Schlauch peristaltisch gefördert wird.

Eine Pumpe nach der beschriebenen Gattung ist aus der CH-PS 411 582 bekannt, bei der kleine Flüssigkeitsmengen, bspw. chlorierte Flüssigkeit in ein Schwimmbassin gefördert wird. Es ist dabei ein elastisch biegsamer Schlauch nahezu zweimal um eine Rolle geführt, die auf einem Lager einer exzentrischen Welle angeordnet ist. Durch den Drehantrieb der Welle wird die Rolle längs einer exzentrischen Bahn bewegt und dadurch der Schlauch dort örtlich zusammengequetscht, wo die Mantelfläche der Rolle am nächsten bei der Innenwand eines Druckelementes im Gehäuse liegt. Es wird so Flüssigkeit im Schlauch von einem Einlass gegen einen Auslass hin gepumpt. Durch die vorgesehenen Freiräume um den Schlauch kann dieser nur einen relativ kleinen Druck (1 bis 2 bar) aufnehmen, ansonsten er aufblähen und beim Erreichen des Berstdruckes vorzeitig verplatzen würde. Zudem hat sich in der Praxis gezeigt, dass der Schlauch bei direkter Auflage auf der Rolle (Exzenter) eine unkontrollierbare Walkbewegung macht, welche zu betrieblichen Störungen oder sogar bis zur Untauglichkeit der Pumpe führen kann.

Aufgabe vorliegender Erfindung besteht demgegenüber darin, eine Pumpe der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, dass mit ihr bei bedeutend höherem möglichen Betriebsdruck ein einwandfreies Betriebsverhalten und dabei mit dem eingesetzten Schlauch eine lange Standzeit erzielt wird.

Erfindungsgemäss ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass einerseits der Schlauch innerhalb des Pumpengehäuses durchgehend umschlossen ist, wodurch Medien aller Art primär mit einem höheren Druck, d.h. 6 bis 10 bar, gefördert werden können. Andererseits ermöglicht ein zwischen dem Schlauch und dem Exzenter angeordneter flexibler Ring, der vorzugsweise aus mehreren Teilen besteht, dass der Schlauch keinen Walkungen mehr ausgesetzt ist und überdies sich die Standzeit des Schlauches steigern lässt.

Bei dem vorzugsweise aus mehreren Teilen bestehenden Ring können dessen Teile nach der Erfindung aus zum Exzenter achsparallelen Rollen und aus zwischen diesen annähernd gleichdicken Segmenten, oder aber nur aus Segmenten oder nur aus Rollen bestehen.

Der Schlauch ist vorteilhaft innerhalb des Pumpengehäuses in einer Windung um den Exzenter geführt und seine Enden sollen dabei annähernd radial oder axial nach aussen abgewinkelt sein und nebeneinander angeordnet, jedoch von einer Wandung getrennt, den Ein- und Auslass der Pumpe bilden.

Darüberhinaus ist vorzugsweise der Ein- zum Auslass derart anzuordnen, dass der sich drehende Exzenter beim Übergang seines Zuquetschens vom auslass- zum einlasseitigen Bereich des Schlauches momentan beide Enden zuquetscht. Dadurch kann die Pumpe ohne Verwendung von Rückschlagventilen betrieben werden.

Damit der Schlauch beim Ein- resp. Auslass nicht zu stark abgebogen ist, weist der Ring ein zwischen den ein- und auslasseitig angeordneten Schlauch ragendes keilförmiges Füllstück auf, das vorzugsweise aus elastischem Material gefertigt ist.

Der Schlauch ist in seinem Querschnitt mit Vorteil rechteckig ausgebildet. Dadurch ergibt sich insbesondere eine günstige Form im zusammengequetschten Zustand als bei einem herkömmlichen runden Schlauchquerschnitt; dies führt wiederum zu einer Standzeiterhöhung des ohnehin stark strapazierten Schlauches. Er kann dabei zum Beispiel aus Silikonmaterial bestehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäs-se Pumpe,

Fig. 2 einen Querschnitt der Pumpe nach der Fig.1,

Fig. 3 und Fig. 4 je einen vergrösserten Querschnitt durch einen Schlauch der Pumpe nach Fig. 1, zum einen in unbelastetem und zum anderen in zugequetschtem Zustand,

Fig. 5 und Fig. 6 je eine Draufsicht auf eine Pumpe in zwei weiteren Ausführungen.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine Pumpe 10 mit einem Pumpengehäuse 11, das im wesentlichen eine zylindrische Aussenform hat und bspw. an einen handelsüblichen, nicht näher gezeigten Elektromotor mittels Schrauben 13 befestigbar ist. Die Antriebswelle 14 des Motors ragt dabei ins Innere des Pumpengehäuses 11. An letzterem ist überdies stirnseitig ein Deckel 12 von den erwähnten Schrauben 13 befestigt. Damit ist eine zylindrische Kammer 15 im Innern des Gehäuses 11 gebildet, in der ein auf der Antriebswelle 14 festsitzender Exzenter 16 mit einem darauf fixierten Wälzlager 16' drehantreibbar angeordnet ist. Während der innere Ring des als Kugellager ausgebildeten Wälzlagers 16' mit dem Exzenter mitdreht, ist dessen äusserer Ring praktisch stillstehend.

Erfindungsgemäss ist einerseits ein in der zylindrischen Kammer 15 angeordneter Schlauch 20 durchgehend vom Pumpengehäuse 11 umschlossen und andererseits ist zwischen diesem Schlauch 20 und dem Exzenter 16 ein flexibler Ring 25 angeordnet, der den Schlauch 20 innen umgibt. Der Ring 25 besteht dabei aus Rollen 26, die achsparallel zum Exzenter 16 angeordnet und in einem Abstand von je 60° über dessen Umfang 16" verteilt sind, sowie aus dazwischenliegenden Segmenten 27, welche annähernd gleich dick wie die Rollen 26 sind, stirnseitig den Rollen angepasste Rundungen 27' sowie Schlitze 27" zwecks Erhöhung ihrer radialen Flexibilität aufweisen. Die Rollen 26

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sind dabei aus Stahl während die Segmente 27 aus Kunststoff gefertigt sind.

Der Schlauch 20 ist innerhalb des Gehäuses 11 in einer Windung um den Exzenter 16 resp. den Ring 25 geführt. Indessen könnte er prinzipiell auch in zwei oder mehreren Windungen um den Exzenter gewickelt sein. Am Ende der Windung sind die Schlauchenden 20' annähernd radial nach aussen abgewinkelt und nebeneinander angeordnet, wobei eine Wandung 29 die Schlauchenden voneinander trennt. Diese bilden den Ein- 21 resp. Auslass 22 der Pumpe 10.

Ein am Ring 25 anliegendes oder befestigtes keilförmiges elastisches Füllstück 28 ermöglicht eine nicht zu starke Abwinklung der Schlauchenden 20', womit wiederum eine höhere Standzeit des Schlauches angestrebt wird. Überdies sind dessen Kontaktflächen mit dem Schlauch auch mit einem Radius versehen und das Füllstück ist an der genannten Wandung 29 verschiebbar geführt.

An diesem Einlass 21 und Auslass 22 können nicht näher dargestellte Kupplungsstücke für Anschlussleitungen oder Schläuche, letztere mit ggf. verstärkter Ausbildung, die zur Aufnahme von Drük-ken bis 10 bar geeignet sind, vorgesehen sein.

Beim Betrieb der Pumpe 10 dreht sich die Antriebswelle 14 und somit der Exzenter 16 in der gezeigten Richtung 14' mit einer bestimmten Drehzahl, wobei die Drehrichtung genausogut umgekehrt sein könnte, was ein weiterer Vorteil dieser Pumpe ist. Der sich drehende Exzenter 16 bewirkt nun über den flexiblen Ring 15 an dem der Antriebswelle 14 am weitest entfernten Aussenbereich ein Zu-quetschen des Schlauches 20. In der Art einer peri-staltischen Wirkung wird nun das zu fördernde Medium gegen den Auslass 22 hin gepumpt. Gleichzeitig saugt der sich nach dem Zuquetschen wieder öffnende Schlauch 20 vom Einlass 21 her wieder Medium an. Wenn sich nun das Zuquetschen gegen den Auslass 22 hin verlagert und im weiteren zum Einlass 21 hinüberwechselt, ist dabei der Schlauch 20 vom Ein- zum Auslass derart angeordnet, dass momentan beide Schlauchenden 20' zugequetscht sind, dadurch kein Rückschlagventil weder ein- noch auslasseitig benötigt wird. Durch die elastische Ausbildung des Füllstückes 28 kann dieses momentane Zuquetschen beider Schlauchenden 20' einwandfrei erzielt werden.

Mit dieser erfindungsgemässen Pumpe kann ein betrieblicher Förderdruck von 6 bis 10 bar erzielt werden. Sie eignet sich ganz besonders zum Fördern von Lebensmitteln oder ähnlichen Medien, bei denen ein Kontakt mit Pumpenteilen vermieden werden sollte. Von daher gesehen eignet sich die Pumpe auch sehr gut in der Medizin, weil mit ihr Medien absolut steril gefördert werden können. Auch lassen sich mit dieser Pumpe gasförmige, flüssige oder sogar Feststoffe fördern. Fernerhin eignet sie sich auch ganz speziell im chemischen Bereich, wo auch ein direkter Kontakt des Mediums mit Pumpenteilen zu vermeiden ist, wie beispielsweise bei sehr aggresiven oder reaktionsfreudigen Medien.

Gemäss der Fig. 3 ist der Schlauch 20 annähernd rechteckig ausgebildet, wobei seine längere

Seite auf dem Ring 25 aufliegt. Dadurch kann er zum einen einfacher ganzheitlich umschlossen werden, was auch in Fig. 2 ersichtlich ist, und zum anderen ist er in zugequetschtem Zustand, was in Fig. 4 gezeigt ist, viel weniger deformiert, als dies beispielsweise bei einem runden Querschnitt der Fall wäre, wobei für die vorliegende Erfindung grundsätzlich auch runde Schläuche anwendbar sind. Seitlich ist der Schlauch 20 verstärkt, damit er bei Berührung mit der Gehäuseinnenwand ver-schleissfester ist.

In Fig. 5 und Fig. 6 sind gegenüber der Pumpe 10 im wesentlichen nur gerade andersartige flexible Ringe dargestellt. Es sind daher im folgenden nurmehr diese Ringe im Detail erläutert. Der in Fig. 5 vorgesehene Ring 32, der um den Exzenter 16 angeordnet ist, besteht aus vier aneinanderliegenden Segmenten 32', wobei dasjenige beim Ein- 21 resp. Auslass 22 wiederum ein keilförmiges Füllstück 32" aufweist.

Beim flexiblen Ring 34 nach der Fig. 6 sind zum Exzenter 16 achsparallele und rundum verteilte Rollen 34' vorgesehen, wobei hier der Schlauch 20 unmittelbar von diesem Ring 34 aus zum Ein- 21' resp. Auslass 22' abgewinkelt ist, wobei der Ein-21' und der Auslass 22' annähernd achsparallel zum Exzenter angeordnet sind und daher beim Deckel ein- resp. austreten. Die Trennwandung 29' erstreckt sich dabei bis zum Ring hin und ist radial verschiebbar durch eine Feder 36 gegen den Ring gedrückt, so dass die Trennwand 29' immer am Ring anliegt.

Claims (12)

Patentansprüche

1. Pumpe bestehend aus einem eine zylindrische Kammer bildenden Pumpengehäuse, einem darin drehantreibbaren Exzenter sowie einem dazwischen angeordneten, ein zu förderndes Medium enthaltender Schlauch, der vom Exzenter an die Gehäuseinnenwand gequetscht wird und damit im Betrieb der Pumpe das Medium im Schlauch peristaltisch gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (20) innerhalb des Pumpengehäuses (11) durchgehend umschlossen ist und zwischen diesem und dem Exzenter (16) ein flexibler Ring (25, 32, 34) bestehend aus mehreren Teilen (26, 27, 32', 34'), angeordnet ist.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile des Ringes (25) aus zum Exzenter (16) achsparallelen Rollen (26) und aus zwischen diesen annähernd gleichdicken Segmenten (27) gebildet sind.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (27) zu ihrer radialen Flexibilität an beiden Stirnseiten Schlitze (27") aufweisen.

4. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Teile des Ringes (32) Segmente (32', 32") vorgesehen sind.

5. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Teile des Ringes (34) zum Exzenter (16) achsparallele Rollen (34') vorgesehen sind.

6. Pumpe nach einem der vorangehenden An-

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sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (20) innerhalb des Pumpengehäuses (11) in einer Windung um den Exzenter (16) geführt ist und seine Enden (20') annähernd radial oder axial nach aussen abgewinkelt sind, die nebeneinander angeordnet, jedoch durch eine Wandung (29, 29') getrennt, den Ein- (21, 21') resp. Auslass (22, 22') bilden.

7. Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (20) vom Ein- (21) zum Auslass (22) derart angeordnet ist, dass der sich drehende Exzenter (16) beim Übergang des Zuquetschens vom auslass- zum einlasseitigen Bereich des Schlauches (20) momentan beide Enden (20') zuquetscht.

8. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Ring (25, 32) einen zwischen den ein- und auslasseitig angeordneten Schlauch (20) ragendes keilförmiges Füllstück (28, 32"), das vorzugsweise aus elastischem Material gefertigt ist, aufweist.

9. Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (16) auf einer Antriebswelle (14) befestigt ist und ein Wälzlager (16) aufweist.

10. Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart ausgebildet ist, dass das Medium bei einem Betriebsdruck von 600 000 bis 1 000 000 Pascal förderbar ist.

11. Schlauch für eine Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, der alle in Patentanspruch 1 genannten Merkmale aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sein Querschnitt im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist.

12. Schlauch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Silikonmaterial besteht, welches während einer hohen Lebensdauer elastisch und deformierbar bleibt.

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