CH682586A5

CH682586A5 - Pump.

Info

Publication number: CH682586A5
Application number: CH378890A
Authority: CH
Inventors: Mathias Reichmuth
Original assignee: Mathias Reichmuth
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1993-10-15
Also published as: EP0513259A1; WO1992009805A1; CA2073775A1; JPH05505863A

Abstract

The pump disclosed has a housing (11) enclosing a cylindrical chamber (15) in which a cam disc (16) rotated by a drive shaft (14) is mounted. The cam disc acts on a flexible ring (25) fitted round the disc to produce a squeezing action on a hose (20) wound round the ring (25) and fitted against the inside (11') of the housing. Rotation of the cam disc (16) thus causes peristaltic motion of a fluid in the hose (20). In addition, the hose (20) is completely enclosed by the pump housing (11), thus ensuring troublefree operation of the pump (10), even at pressures as high as 6-10 bar.

Description

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Beschreibung description

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. The invention relates to a pump consisting of a pump housing forming a cylindrical chamber, an eccentric which can be driven in rotation as well as a hose arranged therebetween and containing a medium to be conveyed, which is squeezed by the eccentric to the inner wall of the housing and thus, during operation of the pump, the medium in the hose is conveyed peristaltically becomes.

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. A pump of the type described is known from CH-PS 411 582, in which small amounts of liquid, for example chlorinated liquid, are conveyed into a swimming pool. An elastic, flexible hose is guided almost twice around a roller which is arranged on a bearing of an eccentric shaft. The rotary drive of the shaft moves the roller along an eccentric path, thereby squeezing the hose locally where the outer surface of the roller is closest to the inner wall of a pressure element in the housing. Liquid in the hose is thus pumped from an inlet towards an outlet. The space provided around the hose can only absorb a relatively low pressure (1 to 2 bar), otherwise it would inflate and burst prematurely when the burst pressure is reached. It has also been shown in practice that the hose makes an uncontrollable flexing movement when it is placed directly on the roll (eccentric), which can lead to operational malfunctions or even make the pump unsuitable.

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. In contrast, the object of the present invention is to further develop a pump of the type described at the outset in such a way that, with a significantly higher possible operating pressure, it achieves perfect operating behavior and a long service life is achieved with the hose used.

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. According to the invention, the object is achieved in that, on the one hand, the hose is continuously enclosed within the pump housing, as a result of which media of all types primarily with a higher pressure, i.e. 6 to 10 bar can be promoted. On the other hand, a flexible ring arranged between the hose and the eccentric, which preferably consists of several parts, enables the hose to no longer be exposed to flexing and, moreover, the service life of the hose to be increased.

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. In the ring, which preferably consists of several parts, its parts according to the invention can consist of rollers which are axially parallel to the eccentric and of segments of approximately the same thickness between them, or of segments or only of rollers.

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. The hose is advantageously guided inside the pump housing in one turn around the eccentric and its ends should be angled approximately radially or axially outwards and arranged next to one another, but separated from a wall, form the inlet and outlet of the pump.

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. In addition, the inlet to the outlet is preferably to be arranged in such a way that the rotating eccentric momentarily squeezes both ends during the transition of its squeezing from the outlet-side to the inlet-side region of the hose. This enables the pump to be operated without using check valves.

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. So that the hose when entering or. If the outlet is not bent too sharply, the ring has a wedge-shaped filler piece projecting between the hose arranged on the inlet and outlet sides, which is preferably made of elastic material.

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. The tube is advantageously rectangular in cross section. This results in a particularly favorable shape in the crimped state than in a conventional round hose cross-section; this in turn leads to an increase in the service life of the hose, which is already heavily used anyway. For example, it can consist of silicone material.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. It shows:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäs-se Pumpe, 1 is a plan view of a pump according to the invention,

Fig. 2 einen Querschnitt der Pumpe nach der Fig.1, 2 shows a cross section of the pump according to 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, 3 and FIG. 4 each an enlarged cross section through a hose of the pump according to FIG. 1, on the one hand in the unloaded state and on the other hand in the squeezed state,

Fig. 5 und Fig. 6 je eine Draufsicht auf eine Pumpe in zwei weiteren Ausführungen. 5 and 6 each show a top view of a pump in two further versions.

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. 1 and 2 show a pump 10 with a pump housing 11, which has a substantially cylindrical outer shape and can be fastened, for example, to a commercially available electric motor (not shown in more detail) by means of screws 13. The drive shaft 14 of the motor protrudes into the interior of the pump housing 11. A cover 12 of the screws 13 mentioned is also attached to the end of the pump housing 11. A cylindrical chamber 15 is thus formed in the interior of the housing 11, in which an eccentric 16 fixed on the drive shaft 14 with a roller bearing 16 'fixed thereon is arranged such that it can be driven in rotation. While the inner ring of the roller bearing 16 'designed as a ball bearing also rotates with the eccentric, its outer ring is practically stationary.

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 According to the invention, on the one hand a hose 20 arranged in the cylindrical chamber 15 is continuously surrounded by the pump housing 11 and on the other hand a flexible ring 25 is arranged between this hose 20 and the eccentric 16, which surrounds the hose 20 on the inside. The ring 25 consists of rollers 26, which are arranged axially parallel to the eccentric 16 and distributed at a distance of 60 ° over its circumference 16 ″, and of intermediate segments 27, which are approximately the same thickness as the rollers 26, on the end of the rollers have adapted curves 27 'and slots 27 "in order to increase their radial flexibility. The rollers 26

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sind dabei aus Stahl während die Segmente 27 aus Kunststoff gefertigt sind. are made of steel while the segments 27 are made of plastic.

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. The hose 20 is within the housing 11 in one turn around the eccentric 16 and. guided the ring 25. In principle, however, it could also be wound around the eccentric in two or more turns. At the end of the turn, the hose ends 20 'are angled approximately radially outward and are arranged next to one another, a wall 29 separating the hose ends from one another. These form the input 21 resp. Outlet 22 of pump 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. A wedge-shaped elastic filler 28 which is in contact with or fastened to the ring 25 enables the hose ends 20 'not to be bent too strongly, which in turn strives for a longer service life of the hose. In addition, its contact surfaces with the hose are also provided with a radius and the filler is guided so as to be displaceable on the wall 29 mentioned.

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. At this inlet 21 and outlet 22 coupling pieces for connecting lines or hoses, not shown, can be provided, the latter with possibly reinforced training, which are suitable for receiving pressures up to 10 bar.

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. When the pump 10 is operating, the drive shaft 14 and thus the eccentric 16 rotate in the direction 14 ′ shown at a specific speed, the direction of rotation being just as likely to be reversed, which is a further advantage of this pump. The rotating eccentric 16 now causes the hose 20 to be squeezed via the flexible ring 15 on the outer region that is furthest away from the drive shaft 14. The medium to be pumped is now pumped towards the outlet 22 in the manner of a peristaltic effect. At the same time, the hose 20, which opens again after being squeezed, sucks in medium again from the inlet 21. If the squeeze is now shifted towards the outlet 22 and then changes over to the inlet 21, the hose 20 is arranged from the inlet to the outlet in such a way that both hose ends 20 'are squeezed at the moment, which means that no check valve is required neither on the inlet nor on the outlet side becomes. Due to the elastic design of the filler 28, this momentary squeezing of both hose ends 20 'can be achieved without any problems.

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. With this pump according to the invention, an operating delivery pressure of 6 to 10 bar can be achieved. It is particularly suitable for conveying food or similar media where contact with pump parts should be avoided. From this point of view, the pump is also very suitable in medicine because it can be used to convey media in an absolutely sterile manner. This pump can also be used to pump gaseous, liquid or even solids. Furthermore, it is also particularly suitable in the chemical sector, where direct contact of the medium with pump parts must also be avoided, such as with very aggressive or reactive media.

Gemäss der Fig. 3 ist der Schlauch 20 annähernd rechteckig ausgebildet, wobei seine längere According to FIG. 3, the hose 20 is approximately rectangular, its longer one

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. Side rests on the ring 25. As a result, on the one hand, it can be enclosed more holistically, which can also be seen in FIG. 2, and on the other hand it is deformed much less in the crimped state, which is shown in FIG. 4, than would be the case, for example, with a round cross section , whereby round hoses can in principle also be used for the present invention. The hose 20 is reinforced on the side so that it is more wear-resistant when it comes into contact with the inner wall of the housing.

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. In Fig. 5 and Fig. 6, only just different types of flexible rings are shown compared to the pump 10. Therefore, only these rings are explained in detail below. The provided in Fig. 5 ring 32, which is arranged around the eccentric 16, consists of four adjacent segments 32 ', the one at the 21 or. Outlet 22 in turn has a wedge-shaped filler 32 ".

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. In the flexible ring 34 according to FIG. 6, axially parallel and circumferentially distributed rollers 34 'are provided to the eccentric 16, here the hose 20 directly from this ring 34 to the inlet 21' or. Outlet 22 'is angled, the inlet 21' and the outlet 22 'being arranged approximately axially parallel to the eccentric and therefore being inserted or removed from the cover. emerge. The dividing wall 29 'extends up to the ring and is radially displaceably pressed against the ring by a spring 36, so that the dividing wall 29' is always in contact with the ring.

Claims

1.Pump consisting of a pump housing forming a cylindrical chamber, an eccentric which can be driven in rotation as well as a hose arranged therebetween and containing a medium to be conveyed, which is squeezed by the eccentric onto the inner wall of the housing and thus the medium in the hose is conveyed peristaltically during operation of the pump, characterized in that the hose (20) is continuously enclosed within the pump housing (11) and between it and the eccentric (16) there is a flexible ring (25, 32, 34) consisting of several parts (26, 27, 32 ', 34 '), is arranged.

2. Pump according to claim 1, characterized in that the parts of the ring (25) from the eccentric (16) axially parallel rollers (26) and between these approximately equally thick segments (27) are formed.

3. Pump according to claim 2, characterized in that the segments (27) for their radial flexibility have slots (27 ") on both end faces.

4. Pump according to claim 1, characterized in that segments (32 ', 32 ") are provided as parts of the ring (32).

5. Pump according to claim 1, characterized in that axially parallel rollers (34 ') are provided as parts of the ring (34) to the eccentric (16).

6. Pump according to one of the preceding

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Sayings, characterized in that the hose (20) inside the pump housing (11) is guided in one turn around the eccentric (16) and its ends (20 ') are angled approximately radially or axially outwards, which are arranged next to one another, but through a wall (29, 29 ') separately, the input (21, 21'), respectively. Form outlet (22, 22 ').

7. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the hose (20) from the inlet (21) to the outlet (22) is arranged such that the rotating eccentric (16) at the transition from squeezing from the outlet to the inlet side Area of the hose (20) currently squeezed both ends (20 ').

8. Pump according to claim 6, characterized in that the flexible ring (25, 32) has a wedge-shaped filler piece (28, 32 ") projecting between the hose (20) arranged on the inlet and outlet sides, which is preferably made of elastic material .

9. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the eccentric (16) is fastened to a drive shaft (14) and has a roller bearing (16).

10. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed such that the medium can be conveyed at an operating pressure of 600,000 to 1,000,000 Pascals.

11. Hose for a pump according to one of the preceding claims, having all the features mentioned in claim 1, characterized in that its cross section is substantially rectangular.

12. Hose according to claim 11, characterized in that it consists of a silicone material which remains elastic and deformable during a long service life.

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