CN111794954B - 用于隔膜泵的隔膜单元以及包括该隔膜单元的隔膜泵 - Google Patents

用于隔膜泵的隔膜单元以及包括该隔膜单元的隔膜泵 Download PDF

Info

Publication number
CN111794954B
CN111794954B CN202010259057.9A CN202010259057A CN111794954B CN 111794954 B CN111794954 B CN 111794954B CN 202010259057 A CN202010259057 A CN 202010259057A CN 111794954 B CN111794954 B CN 111794954B
Authority
CN
China
Prior art keywords
diaphragm
pump
membrane
fluid
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010259057.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111794954A (zh
Inventor
B·富雷斯勒
A·巴波
T·弗雷登伯格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Prominent GmbH
Original Assignee
Prominent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Prominent GmbH filed Critical Prominent GmbH
Publication of CN111794954A publication Critical patent/CN111794954A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111794954B publication Critical patent/CN111794954B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/0009Special features
    • F04B43/0081Special features systems, control, safety measures
    • F04B43/009Special features systems, control, safety measures leakage control; pump systems with two flexible members; between the actuating element and the pumped fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/10Other safety measures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/0009Special features
    • F04B43/0054Special features particularities of the flexible members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/0009Special features
    • F04B43/0081Special features systems, control, safety measures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B51/00Testing machines, pumps, or pumping installations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

一种用于隔膜泵的隔膜单元,该隔膜单元包括:隔膜芯,其具有用于泵驱动部的推杆的接收装置;以及多层泵隔膜,其连接到隔膜芯,其中,所述泵隔膜具有:不透流体的工作隔膜层,其在隔膜泵的操作中与待由隔膜泵输送的流体接触;和不透流体的安全隔膜层;用于接收穿过工作隔膜层的流体的密封容积,其布置在工作隔膜层与安全隔膜层之间;以及第一夹持区域,泵隔膜通过其能够被接收在隔膜泵的接收装置中,其中,第一夹持区域形成环形地围绕隔膜芯的环。为提供一种以简单的方式允许对工作隔膜层的破裂进行检测的用于隔膜泵的隔膜单元,本发明提出在由第一夹持区域形成的环内设置至少一个传感器的元件,用于对渗入泵隔膜的密封容积的流体进行检测。

Description

用于隔膜泵的隔膜单元以及包括该隔膜单元的隔膜泵
技术领域
本发明涉及一种用于隔膜泵的隔膜单元,该隔膜单元包括:隔膜芯,所述隔膜芯具有用于泵驱动部的推杆的接收装置;以及多层泵隔膜,所述多层泵隔膜连接到隔膜芯,其中,所述泵隔膜具有:不透流体的工作隔膜层,所述工作隔膜层在隔膜泵的操作中与待由隔膜泵输送的流体接触;和不透流体的安全隔膜层;用于接收穿过工作隔膜层的流体的密封容积,所述密封容积布置在工作隔膜层与安全隔膜层之间;以及第一夹持区域,泵隔膜通过该第一夹持区域能够被接收在隔膜泵的接收装置中,其中,第一夹持区域形成环形地围绕隔膜芯的环,使得在第一夹持区域与隔膜芯之间设置有环形区域,所述环形区域在隔膜单元的安装状态下可弹性变形。
本发明还涉及具有这种隔膜单元的隔膜泵。
背景技术
隔膜泵在许多情况下用于侵蚀性的、有害的或甚至有毒的流体、即液体或气体的输送。在没有进一步措施的情况下,在这种隔膜泵中呈现出位移元件的隔膜的破裂,可能会导致待输送的流体从用于流体流动的区域流出,甚至可能从泵本身流出。
这些问题带来了多层冗余泵隔膜的发展。在这种多层泵隔膜中,配置在工作隔膜层的后方,存在作为安全隔膜层的第二隔膜,该安全隔膜层与工作隔膜层机械联接并且还与工作隔膜层一起移动,其中,所述工作隔膜层在隔膜泵的操作中与待由泵输送的流体接触。在工作隔膜层破裂的情况下,安全隔膜层防止待输送的流体从泵室逸出。由于安全隔膜层像工作隔膜层一样移动并允许泵继续输送,因此,泵仍然能进一步操作。
泵隔膜的设计至少具有两层,在工作隔膜层破裂的情况下,借助于布置在其后方的安全隔膜层确保冗余。然而,应当注意的是,在工作隔膜层破裂之后,至少必须更换泵隔膜,以防止安全隔膜层也随时间而破裂,从而使流体随后通过工作隔膜层与安全隔膜层从泵室逸出。因此,有必要对工作隔膜层的破裂和液体渗入工作隔膜层与安全隔膜层之间的中间空间进行检测。
为此目的,在已知隔膜的构造中,工作隔膜层与安全隔膜层之间的密封容积进一步被穿过破裂的工作隔膜层的流体填充。工作隔膜层与安全隔膜层之间的该中间空间相对于环境被密封。
为了能够对进入工作隔膜层与安全隔膜层之间的中间空间的流体进行检测,中间空间与测量室进行流体连通,在这种情况下,使用合适的传感器对流体进入测量室进行检测。
在已知的隔膜单元中,具有传感器的测量室配置在隔膜的夹持区域内或夹持区域外,并由此位于隔膜的静态区域内。
这种在隔膜静态区域的测量室布置在技术上是复杂而又困难的,特别是在在小隔膜直径与低输送压力结合的情况下,与本身较小的膜片隔膜相比,它需要较大的结构空间,并且不能经济地以可行的方式实施。
发明内容
相比之下,本发明的目的是提供一种用于隔膜泵的隔膜单元以及具有这种隔膜单元的隔膜泵,其以简单的方式允许对工作隔膜层的破裂进行检测。
如上所述的目的中的至少一个通过一种用于隔膜泵的隔膜单元来实现,该隔膜单元包括:隔膜芯,所述隔膜芯具有用于泵驱动部的推杆的接收装置;以及多层泵隔膜,所述多层泵隔膜连接到隔膜芯,其中,所述泵隔膜具有:不透流体的工作隔膜层,所述工作隔膜层在隔膜泵的操作中与待由隔膜泵输送的流体接触;和不透流体的安全隔膜层;用于接收穿过工作隔膜层的流体的密封容积,所述密封容积布置在工作隔膜层与安全隔膜层之间;以及第一夹持区域,泵隔膜通过该第一夹持区域能够被接收在隔膜泵的接收装置中,其中,第一夹持区域形成环形地围绕隔膜芯的环,使得在第一夹持区域与隔膜芯之间设置有环形区域,所述环形区域在隔膜单元的安装状态下可弹性变形,其中,在由第一夹持区域形成的环内设置有用于对流体进行检测的至少一个传感器的元件,其中,传感器构造成和适配成使得在隔膜泵的操作中,对流体进入泵隔膜的密封容积进行检测。
根据本申请,隔膜单元是隔膜泵的单元,如果泵隔膜或其层损坏,则将其替换为结构组件。除了泵隔膜本身之外,隔膜单元还包括隔膜芯,但通常不包括将泵的驱动马达连接到隔膜芯的推杆。相反,隔膜芯具有用于推杆的接收装置,并且可以连接到这种杆。
然而,可以设想本发明的实施例,其中,隔膜芯固定地连接到推杆,使得除了隔膜单元中的泵隔膜之外,隔膜芯也包括推杆。在这种情况下,推杆被接收在隔膜芯的接收装置中。
对于泵隔膜的结构决定性的是,泵隔膜是多层的,也就是说具有至少两层隔膜,即工作隔膜层和安全隔膜层。多层结构导致泵隔膜的冗余,因此工作隔膜层的故障不会导致流体从泵或泵室逸出。此外,在工作隔膜层与安全隔膜层之间设置有密封容积,破裂后穿过工作隔膜层的流体进入该密封容积中,以便被捕获而且能够对其进行检测。
然而,在本发明的一个实施例中,工作隔膜层与安全隔膜层直接连接在一起以形成密封的中间空间,该中间空间用于在隔膜破裂的情况下接收液体,另一个实施例中配置在工作隔膜层与安全隔膜层之间的是弹性可变形的隔膜层,优选具有橡胶的隔膜层。工作隔膜层与安全隔膜层之间的这种第三隔膜层为泵隔膜提供必要的稳定性。
泵隔膜还具有第一夹持区域,隔膜通过该第一夹持区域能够被接收在隔膜泵的接收安装装置中。夹持区域本身和泵隔膜的在环形夹持区域之外的所有部分被称为隔膜的静态区域,这是因为它们在泵隔膜的工作过程中基本上没有变形,也就是说它们是静态的。
在一个实施例中,第一夹持区域具有一个或多个密封珠部(bead)。至少一个密封珠部以闭合线的形式围绕隔膜芯延伸,特别是在环形构造中。
由于可以假设工作隔膜层最可能的破裂位置是在负载较高的区域,、也就是隔膜芯与静态区域之间,如果工作隔膜层与安全隔膜层之间的密封容积在该区域中至少部分地延伸,则是理想的。
在本发明的一个实施例中,泵隔膜基本上是圆形的,其中,第一夹持区域基本上是圆环的形式,并且隔膜芯与夹持区域之间在安装状态下可弹性变形的区域也是圆环的形式。它提供了在操作中非常有效的泵隔膜。
根据本发明的隔膜单元的基本构思是对由于穿过工作隔膜层的流体进入工作隔膜层与安全隔膜层之间的密封容积而导致与待输送的流体接触的工作隔膜层的泄漏进行检测。
尽管在从现有技术已知的所有隔膜单元中,泄漏流体的实际检测发生在泵隔膜夹持区域内或夹持区域外的检测室中,但本发明的理念是将对泄漏到密封容积中的流体的检测移动到泵隔膜的动态区域中,也就是径向位于泵隔膜的第一夹持区域内。
此外,在实施例中的隔膜单元的操作中,还存在从传感器的元件的沿推杆输出的信号,其中,所述推杆可以接收在隔膜芯的接收装置中,所述传感器的元件位于由夹持区域形成的环内。以这种方式,不需要从泵隔膜的静态区域输出信号,从而节省了结构空间和成本。
根据本申请的传感器的元件例如是透镜、电极或也可以是测量空间或容积的反射壁。传感器的其他元件、例如用于电磁辐射的源和检测器可以设置在隔膜单元外部、例如在推杆的驱动端上。
在该布置中,一实施例中的隔膜单元的适配成使得在隔膜单元的操作中,从传感器的元件输出的信号沿、进入或通过推杆而受到影响,所述推杆可以接收在隔膜芯的相应接收装置中。在一实施例中,例如借助于电缆、光学光导件或用于电磁辐射的某种其他形式的引导装置来影响从传感器元件输出的信号。
为了对穿过由夹持区域形成的环内的工作隔膜层的流体进行检测,如果隔膜芯具有测量室,则在本发明的实施例中是合适的,其中,隔膜芯和泵隔膜的构造使得测量室和泵隔膜的密封容积彼此流体连通,并且其中在隔膜芯中设置有用于对流体进行检测的传感器元件。
测量室用于对在工作隔膜层破裂时进入工作隔膜层与安全隔膜层之间的密封容积中的液体进行接收,以对该液体进行检测,并发送工作隔膜层破裂的信号。与现有技术中已知的隔膜单元相比,这种具有测量室的实施例的基本理念是,将其从泵隔膜的静态区域位移至动态区域。以这种方式,与涉及泵隔膜静态区域中的测量室的布置相比,隔膜装置所需的结构空间显著地减小。
在布置于隔膜芯内的测量室中,从工作隔膜层与安全隔膜层之间的密封容积的实际测量位移也具有许多优点。隔膜芯通常由金属或塑料制成,使得隔膜芯的材料中设置的测量室提供规定的测量条件。
然而,从工作隔膜层与安全隔膜层之间的密封容积到隔膜芯测量室的实际测量位移需要测量室和泵隔膜的密封容积彼此流体连通。
在本发明的一实施例中,实现了在泵隔膜的密封容积与隔膜芯的测量腔之间设置流体通道,该流体通道提供泵隔膜的密封容积与隔膜芯的测量腔之间的流体连通。
在本发明的另一实施例中,流体通道具有能透流体的结构,优选具有能透流体或毛细管织物,所述能透流体结构布置在工作隔膜层与安全隔膜层之间。
这种能透流体结构具有这样的优点,即它可以被层叠到泵隔膜中,从而可以简单地制造包括流体通道的泵隔膜。
在本发明的另一实施例中,安全隔膜层具有第二夹持区域,其中,安全隔膜层在第二夹持区域中连接到隔膜芯,其中,隔膜芯具有的流体通道的构造使得第二夹持区域中的测量室连接到泵隔膜的流体通道。
在本发明的一实施例中,传感器是光学传感器,所述光学传感器对测量室中光学特性的变化进行检测。由传感器检测到的这种光学特性例如是强度损失的变化、电磁辐射穿过测量室时会经历这种变化。
通过测量室传播的电磁辐射强度的这种损失例如可以由测量室内的流体吸收引起。
在一实施例中,例如,由布置在壁前面的流体引起的测量室的限定壁的反射的变化也适于引起强度损失的变化。
为了在与用于推杆的接收装置相对的壁部的反射中引起显著的变化,本发明的一实施例提供了具有漫反射特性的壁部。在这种实施例中,如果测量室充满流体或至少反射壁相应地被流体润湿,则电磁辐射通过测量室传播时所经历的损耗将变小。
在本发明的一实施例中,测量室朝向用于推杆的接收装置开口、或通过对电磁辐射透明的材料部分朝着用于推杆的接收装置液密地封闭。以这种方式,由推杆引导至隔膜芯的电磁辐射可以进入测量室,并通过推杆从那里反射回来。
在本发明的另一实施例中,具有光学特性的流体指示器布置在测量室的壁部,该壁部与用于推杆的接收装置相对,其中,当流体指示器与流体接触时,光学特性改变。在与流体接触时改变的流体指示器的这种光学特性例如是吸收、反射或还有颜色。
根据本发明实施例的流体指示器的一个示例是石蕊试纸。其颜色的变化取决于与之接触的液体的pH值。
除了对测量室本身的光学特性或进入测量室的流体进行检测的传感器之外,其它传感器也适于在实施例中使用。用于对测量室中的流体进行检测的这种替代传感器的示例是优选地具有压力开关或应变仪的压力传感器。在这种情况下,在一实施例中,至少一个压力传感器的元件布置在隔膜芯中,压力传感器适配成在隔膜单元的操作中对测量室中的流体压力进行检测。
在另一实施例中,传感器是电导传感器,该电导传感器布置和适配成使得其对工作隔膜层与安全隔膜层之间的容积中或测量室中的电导率(conductivity)的变化进行检测。在流体渗入测量室时,例如两个最初相互绝缘的电极之间的电导率发生显著变化,这种传感器也适用于对流体进入测量室进行检测。
此外,还可以设想借助于传感器检测的参数,这些参数在流体进入工作隔膜层与安全隔膜层之间的容积或进入测量室时发生变化。参数的变化可以由存在于测量室中的物质的物理化学反应引起。
如上所述的目的的至少一个也是通过具有如上文实施例中所述的隔膜单元的隔膜泵来实现,其中,泵隔膜的夹持区域接收在为其设置的安装接收装置中,使得泵隔膜对泵的输送容积进行密封,并且隔膜单元的隔膜芯连接到泵驱动部的推杆。
在本发明的一实施例中,在这种情况下,用于从传感器元件输出信号的电信号线或光信号线穿过推杆到达隔膜芯的测量室。
在本发明的一实施例中,在推杆中设置有光纤,该光纤将推杆的端部处的测量室连接到包括用于电磁辐射的源和用于在推杆的相对端处的电磁辐射的检测器的布置。
在本发明的一实施例中,连接到隔膜芯的推杆的端部设置有透明盖,该透明盖防止光纤受到污染或损坏。
在这种情况下,在本发明的一实施例中,当推杆被接收在隔膜芯的接收装置中时,推杆的透明盖在一侧形成测量室的密封。以这种方式,在更换隔膜单元时,只需同时更换少数用于检测隔膜破裂的元件。
在本发明的一实施例中,隔膜泵包括评估装置、优选微处理器,少数评估装置连接到传感器,以便在隔膜破裂时对进入测量室的流体进行检测并向用户发送隔膜破裂的信号。
附图简介
现在将借助于如附图所示的本发明的实施例来描述本发明的其它特征、优点和可能的用途。
图1示出了根据本发明的隔膜单元的第一实施例的示意性剖视图;
图2示出了通过图1所示隔膜单元的替代实施例的示意性剖视图;
图3示出了根据本发明的隔膜单元的另一实施例的分解的示意性剖视图;以及
图4示出了图3所示隔膜单元的隔膜芯中测量室的放大的示意性剖面图。
在附图中,相同的元件用相同的附图标记表示。
具体实施方式
图1是示意性地示出了安装在隔膜泵中的隔膜单元1的结构。
隔膜单元1具有隔膜芯2,所述隔膜芯2在所示实施例中为两部分构造。隔膜芯2具有螺纹孔3,作为用于推杆4的接收装置。在隔膜单元1的安装状态下,隔膜芯2借助于推杆4连接到隔膜泵的驱动部(drive)。根据本申请,推杆4不是隔膜单元的组成部分,因此,在隔膜单元的隔膜破裂或其他故障的情况下,仅隔膜单元1可以被更换,而无需更换推杆4。
此外,对于隔膜单元重要的是连接到隔膜芯2的多层泵隔膜5。
在图1至图3的实施例中,泵隔膜5分别由三层组成。聚四氟乙烯(PTFE)的不透流体的工作隔膜层6在隔膜单元操作期间与待由隔膜泵输送的流体接触,并气密地密封泵的泵室。为了在防止工作隔膜层6破裂的情况下液体从泵室逸出,泵隔膜5具有聚四氟乙烯的安全隔膜层7。第三橡胶隔膜层8布置在工作隔膜层6与安全隔膜层7之间。该橡胶隔膜层8用于稳定泵隔膜5,并且还为泵隔膜5提供所需的回复力。
因此,隔膜单元1可以被接收在泵中,泵隔膜5具有第一夹持区域9,利用该第一夹持区域9,泵隔膜5可以夹持在隔膜泵的相应接收装置中。泵隔膜5的第一夹持区域9具有两个密封珠部10、11。泵隔膜的夹持区域9及由此密封珠部10、11以环形构造、即同心地围绕基本上圆柱形的隔膜芯2。
如在隔膜单元1的安装状态中,第一夹持区域9通过夹持固定在泵的壳体中,它也不会随着芯2的移动而移动。因此,第一夹持区域9和可能位于夹持区域9的径向外部的泵隔膜5的所有部分被称为泵隔膜5的静态区域。相比之下,位于夹持区域9形成的环内的泵隔膜5的所有部分形成泵隔膜5的所谓动态区域。在隔膜单元的操作中,该动态区域借助于推杆4由隔膜泵的驱动单元驱动而移动。
如果考虑图1的隔膜单元1,则清楚的是,借助于泵隔膜5与隔膜芯2的连接,夹持区域9与隔膜芯2之间的泵隔膜5的区域在泵送期间承受最大载荷。假设泵隔膜5首先在那个区域中出现磨损现象(如果有的话)。这种磨损通常导致工作隔膜层6和橡胶隔膜层8破裂,从而使流体从泵室通过工作隔膜层6和橡胶隔膜层8流出。穿过工作隔膜层6和橡胶隔膜层8中的破裂的这种流体被安全隔膜层7防止从泵中逸出,所述安全隔膜层7形成相对于工作隔膜层6的冗余(redundancy)。
然而,在工作隔膜层6和橡胶隔膜层8破裂的情况下,这不仅是防止液体从泵流出的问题,而且是对隔膜破裂进行检测的问题,以便在安全隔膜层7也发生故障之前更换隔膜单元1。
为了对泵隔膜5的前两层6、8的隔膜破裂进行检测,安全隔膜层7仅在夹持区域9中固定地连接到两个外层6、8。在泵隔膜5的动态区域中,安全隔膜层7与橡胶隔膜层8间隔开,并且在此形成密封容积12。穿过工作隔膜层6和橡胶隔膜层8的流体在该容积12中聚集。现在的问题是对工作隔膜层6与安全隔膜层7之间的容积12中积聚的流体进行检测,并向隔膜泵的用户发送隔膜破裂的信号。
迄今为止参考图1描述的隔膜单元1的结构在这里所示的所有实施例中基本相同,如图1至4所示。
根据本发明,在所有实施例中,至少使用径向地位于由外部夹持区域9形成的环内的传感器元件,实现对已进入容积12的流体进行检测。与此相反,在现有技术条件下,在泵隔膜5的夹持区域9的径向外侧,实现对在容积12中或工作隔膜层6与安全隔膜层7之间的中间空间中的流体进行检测。特别是,根据本发明,信号输出从径向地位于由夹持区域9形成的环内的相应传感器元件沿推杆4而实现。
在图1中的隔膜单元1的实施例中,传感器元件13由嵌入安全隔膜层7中的一对电极形成。电极突出到由工作隔膜层6和安全隔膜层7围绕的体积12的区域中,并进入所述容积12中。两个电极13彼此电绝缘,并且正是进入容积12的流体最先允许电流在两个电极13之间流动。与之相连的电阻的变化很容易被检测到,并且指示前两个隔膜层6、8的隔膜破裂。为此目的,传感器元件13借助于信号线14连接到评估装置,这里是隔膜泵的微处理器控制件15。信号线14沿推杆4延伸。如果微处理器控制件15检测到电阻的变化,则向泵的用户发送隔膜破裂的信号。
图2的替代构造还具有容积12中的两个电极13形式的传感器元件。然而,在这种情况下,借助于信号线14’的信号输出不仅沿推杆4’受到影响,而且通过推杆4’受到影响,也就是说位于其内部。
根据本申请,安全隔膜层7的松散端16、即安全隔膜层7的径向内端形成第二夹持区域16。安全隔膜层7通过与第一夹持区域9相比径向向内配置的第二夹持区域16连接到隔膜芯2。隔膜芯2包括螺纹连接在一起的两个部分17、18,其中,第二部分18借助于螺纹19以螺母的方式拧到第一隔膜芯部分17的相应外螺纹上。借助于第二部分18被拧到第一部分17上,安全隔膜层7和随之的泵隔膜5的第二夹持部分16被夹持在第一隔膜芯部分17与第二隔膜芯部分18之间。为了实现完全的密封作用,在隔膜芯2的第一部分17与第二部分18之间设置有O形环密封件20。
在图3的另一实施例中,感测区域、即传感器元件的布置从第一夹持区域9与芯2之间的区域移出到芯2本身。在图3中,感测区域由圆圈21标识。感测区域21在图4中以放大比例示出,以便更好地理解该布置。
为了能够对进入工作隔膜层6与安全隔膜层7之间的容积12的流体进行检测,在隔膜芯2本身内,隔膜芯2具有与容积12流体连通的测量室22,以便流体可以从容积12流出并进入测量室22。在所示实施例中,流体连通籍由毛细管织物23得以实现,该毛细管织物23与泵隔膜5的第二夹持区域16一起被夹持在隔膜芯2的两个部分17、18之间的适当位置。该毛细管织物23是可透液体的,并且甚至对来自测量室22中的容积12的流体产生抽吸作用。在所示实施例中,毛细管织物23层叠在第二夹持区域16中的安全隔膜层7上。
此外,在夹持区域16与测量室22之间设置有孔24,该孔24沿径向延伸,并且流体在穿过毛细管织物23后通过该孔进入测量室22。
传感器的多个元件布置在测量室22中。这些元件一方面是固定在测量室22的壁部26上的一条石蕊试纸25。此外,在与壁部26相对的一侧,测量室由塑料材料的准直透镜27覆盖。准直透镜27提供了相对于测量室22朝向推杆4”的密封作用。
推杆4”具有光学光导件或光纤28。它用于将光、也就是说电磁辐射传递到隔膜芯2,从而传递到测量室22,并再次从测量室22返回到泵驱动部的区域。在推杆4”的隔膜芯端部中开口的光纤28的端部29借助于塑料的透明保护玻璃30保护其免受机械影响和污垢。推杆4”被拧入到隔膜芯2上为其设置的螺纹3中。
在推杆4”的驱动端,光纤28连接到用于电磁辐射的源(这里是二极管激光器)和检测器,使得由激光器产生的光耦合到光纤28中并传递到测量室22。从测量室22反射回光纤28的光被检测器检测。
准直透镜27除了其对测量室22的密封作用外,还用于准直从光纤28发送的电磁辐射,并将在壁部26处反射的辐射聚焦回到光纤28。如果流体通过泵隔膜5的前两个隔膜层6、8中的隔膜破裂而流出并被捕获在容积12中,则该流体通过毛细管织物23进入测量室22。施加在壁部26上的石蕊试纸带25在那里被流体润湿。由于石蕊试纸25与流体接触,后者的颜色改变。该颜色变化还导致石蕊试纸带25反射回光纤28的电磁辐射强度发生变化。该强度的变化借助于检测器来检测。在检测器连接到微处理器控制时,来自检测器的信号可以被评估,并可能向泵的使用者发送隔膜破裂的信号。
附图标记列表
1 隔膜单元
2 隔膜芯
3 用于接收推杆的螺纹4、4’、4”
4、4’、4” 推杆
5 泵隔膜
6 工作隔膜层
7 安全隔膜层
8 橡胶隔膜层
9 第一(外部)夹持区域
10、11 密封珠部
12 容积
13 电极
14、14’ 信号线
15 评估装置
15’ 激光器、检测器和评估装置
16 第二(内部)夹持区域
17 隔膜芯2的第一部分
18 隔膜芯2的第二部分
19 隔膜芯2的第一部分17与第二部分18之间的螺纹
20 O形环密封件
21 感测区域
22 测量室
23 毛细管织物
24 孔
25 石蕊试纸
26 壁部
27 准直透镜
28 光纤
29 光纤28的端部
30 保护玻璃。

Claims (15)

1.一种用于隔膜泵的隔膜单元(1),包括:
隔膜芯(2),所述隔膜芯具有用于泵驱动部的推杆(4、4’、4”)的第一接收装置(3);以及
多层泵隔膜(5),所述多层泵隔膜连接到所述隔膜芯(2),
其中,所述泵隔膜(5)具有:
不透流体的工作隔膜层(6),所述工作隔膜层在所述隔膜泵的操作中与待由所述隔膜泵输送的流体接触;和
不透流体的安全隔膜层(7);
用于接收穿过所述工作隔膜层的流体的密封容积(12),所述密封容积布置在所述工作隔膜层(6)与所述安全隔膜层(7)之间;以及
第一夹持区域(9),所述泵隔膜(5)通过所述第一夹持区域能够被接收在所述隔膜泵的第二接收装置中,
其中,所述第一夹持区域(9)形成环形地围绕所述隔膜芯(2)的环,使得在所述第一夹持区域(9)与所述隔膜芯(2)之间设置有环形区域,所述环形区域在所述隔膜单元(1)的安装状态下可弹性变形,
其中,在由所述第一夹持区域(9)形成的所述环内设置至少一个传感器的元件(13、27、25),用于对流体进行检测,其中,所述传感器构造成和适配成使得在所述隔膜泵的操作中,对流体进入所述泵隔膜(5)的所述密封容积(12)进行检测,
其特征在于,所述隔膜芯(2)具有测量室(22),其中,所述隔膜芯(2)和所述泵隔膜(5)的构造使得所述隔膜芯(2)的所述测量室(22)和所述泵隔膜(5)的所述密封容积(12)彼此流体连通,并且其中在所述隔膜芯中设置有至少一个传感器的元件(27,25),用于对液体进行检测。
2.如权利要求1所述的隔膜单元(1),其特征在于,在所述泵隔膜(5)的所述密封容积(12)与所述隔膜芯(2)的所述测量室(22)之间设置有流体通道(23、24)。
3.如权利要求2所述的隔膜单元(1),其特征在于,所述流体通道具有能透流体的结构,所述能透流体的结构布置在所述工作隔膜层(6)与所述安全隔膜层(7)之间。
4.如权利要求2所述的隔膜单元(1),其特征在于,所述安全隔膜层(7)具有第二夹持区域(16),其中所述安全隔膜层(7)在所述第二夹持区域(16)连接到所述隔膜芯,其中,所述隔膜芯(2)具有的流体通道(24)的构造使得所述第二夹持区域(16)中的所述测量室(22)连接到所述泵隔膜(5)的所述流体通道(23)。
5.如权利要求1所述的隔膜单元(1),其特征在于,所述传感器是光学传感器,所述光学传感器适配成使得其能够对所述测量室(22)中光学特性的变化进行检测。
6.如权利要求1所述的隔膜单元(1),其特征在于,所述测量室(22)朝向用于所述推杆(4、4’、4”)的所述第一接收装置(3)开口、或通过对电磁辐射透明的材料部分(27)朝着用于所述推杆(4、4’、4”)的所述第一接收装置(3)液密地封闭。
7.如权利要求1所述的隔膜单元(1),其特征在于,与用于所述推杆(4、4’,4”)的所述第一接收装置(3)相对的所述测量室(22)的壁部(26)对电磁辐射进行漫反射。
8.如权利要求1所述的隔膜单元(1),其特征在于,具有光学特性的流体指示器布置在所述测量室(22)的壁部(26)处,所述壁部与用于所述推杆(4、4',4”)的所述第一接收装置(3)相对,其中,当所述流体指示器(25)与流体接触时,所述光学特性改变。
9.如权利要求1所述的隔膜单元(1),其特征在于,所述传感器是具有压力开关或应变仪的压力传感器,其中,所述压力传感器的元件布置在所述隔膜芯(2)中,并且其中所述压力传感器适配成使得在所述隔膜单元(1)的操作中,其对所述测量室(22)中的流体压力进行检测。
10.如权利要求1所述的隔膜单元(1),其特征在于,所述传感器是电导传感器,所述电导传感器布置和适配成使得其对所述测量室(22)中的电导率的变化进行检测。
11.一种隔膜泵,包括如前述权利要求中任一项所述的隔膜单元(1),其中,所述泵隔膜(5)的所述夹持区域(9)被接收在为其设置的安装接收装置中,使得所述泵隔膜(5)对泵的输送容积进行密封,并且所述隔膜单元(1)的所述隔膜芯(2)连接到泵驱动部的推杆(4、4’、4”)。
12.如权利要求11所述的隔膜泵,其特征在于,电信号线(14、14’)或光信号线(28)穿过所述推杆(4、4’、4”)到达所述隔膜芯(2)的测量室(22)。
13.如权利要求12所述的隔膜泵,其特征在于,在所述推杆(4、4’、4”)设置有光纤(28),所述光纤将位于所述推杆(4、4’、4”)的端部处的所述测量室(22)连接到包括用于电磁辐射的源和用于位于所述推杆(4、4’、4”)的相对端处的所述电磁辐射的检测器的布置。
14.如权利要求11所述的隔膜泵,其特征在于,连接到所述隔膜芯(2)的所述推杆(4、4’、4”)的端部设置有透明盖(30),所述透明盖防止光纤(28)受到污染或损坏。
15.如权利要求11所述的隔膜泵,其特征在于,所述隔膜泵具有与所述传感器电连接的评估装置(15),其中,所述评估装置(15)适配成使得在所述隔膜泵的操作中,对隔膜破裂进行检测,并且发送所述隔膜破裂的信号。
CN202010259057.9A 2019-04-09 2020-04-03 用于隔膜泵的隔膜单元以及包括该隔膜单元的隔膜泵 Active CN111794954B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019109283.3A DE102019109283A1 (de) 2019-04-09 2019-04-09 Membranbruchüberwachung
DE102019109283.3 2019-04-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111794954A CN111794954A (zh) 2020-10-20
CN111794954B true CN111794954B (zh) 2024-03-19

Family

ID=72613635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010259057.9A Active CN111794954B (zh) 2019-04-09 2020-04-03 用于隔膜泵的隔膜单元以及包括该隔膜单元的隔膜泵

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11415122B2 (zh)
CN (1) CN111794954B (zh)
DE (1) DE102019109283A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113027735A (zh) * 2021-03-05 2021-06-25 博朗普特工业设备(苏州)有限公司 自适应低脉动带有隔膜报警装置的组合式气动隔膜泵
US11754181B2 (en) * 2022-01-28 2023-09-12 Graco Minnesota Inc. Overmolded diaphragm for use in a pump

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4788867A (en) * 1986-12-30 1988-12-06 Fairchild Weston Systems, Inc. Differential pressure detector
US4828464A (en) * 1987-02-27 1989-05-09 J. Wagner Gmbh Diaphragm pump device
US4971523A (en) * 1988-09-13 1990-11-20 Nordson Corporation Dual diaphragm apparatus with diaphragm assembly and rupture detection methods
US5074757A (en) * 1989-09-21 1991-12-24 Lewa Herbert Ott Gmbh & Co. Diaphragm pump with mechanically driven diaphragm
DE4027027A1 (de) * 1990-08-27 1992-03-05 Prominent Dosiertechnik Gmbh Verfahren und vorrichtung zur erkennung einer bruchstelle einer membran
CN1224485A (zh) * 1996-06-28 1999-07-28 德士古发展公司 隔膜泵失效监测装置
CN103688053A (zh) * 2011-07-28 2014-03-26 艺康股份有限公司 用于计量流体的隔膜泵和相应方法
DE102015108964A1 (de) * 2015-06-08 2016-12-08 Timmer Gmbh Verfahren zum Regeln einer Membranpumpe, insbesondere einer Doppelmembranpumpe
CN106323532A (zh) * 2015-07-03 2017-01-11 Wika亚历山大·威甘德欧洲股份两合公司 用于压力测量的激活隔膜密封组件
CN107003197A (zh) * 2014-12-15 2017-08-01 恩德莱斯和豪瑟尔两合公司 压力测量传感器
CN109555671A (zh) * 2017-09-26 2019-04-02 卓越有限公司 隔膜泵

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2624922B1 (fr) * 1987-12-17 1990-04-27 Milton Roy Dosapro Dispositif de detection de rupture d'une membrane de pompe a membrane
US5062770A (en) * 1989-08-11 1991-11-05 Systems Chemistry, Inc. Fluid pumping apparatus and system with leak detection and containment
US5634391A (en) * 1996-07-09 1997-06-03 Westinghouse Air Brake Co. Inert plastic coated flexible type diaphragm for application in a sanitary type pump
US6067893A (en) * 1998-03-10 2000-05-30 Westinghouse Air Brake Company Ribbed diaphragm
DE10012902B4 (de) * 2000-03-16 2004-02-05 Lewa Herbert Ott Gmbh + Co. Atmungsfreie Membraneinspannung
DE10233561B4 (de) * 2002-07-24 2008-02-21 Prominent Dosiertechnik Gmbh Sicherheitsmembran für eine Membranpumpe
DE10323059A1 (de) * 2003-05-20 2004-12-09 Prominent Dosiertechnik Gmbh Sensormembran
DE102006027724A1 (de) * 2006-06-16 2007-12-20 Prominent Dosiertechnik Gmbh Trennelement
DE202009005369U1 (de) * 2009-04-09 2009-07-30 Feluwa Pumpen Gmbh Schlauchmembran-Prozeßpumpe
WO2013026485A1 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 Ecolab Inc. A diaphragm pump for dosing a fluid capable of automatic degassing and an according method
IT201900008754A1 (it) * 2019-06-12 2020-12-12 Gea Mech Equipment Italia S P A Pompa a doppia membrana per impiego in un apparato di omogeneizzazione di un prodotto fluido e metodo per rilevare perdite in tale pompa

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4788867A (en) * 1986-12-30 1988-12-06 Fairchild Weston Systems, Inc. Differential pressure detector
US4828464A (en) * 1987-02-27 1989-05-09 J. Wagner Gmbh Diaphragm pump device
US4971523A (en) * 1988-09-13 1990-11-20 Nordson Corporation Dual diaphragm apparatus with diaphragm assembly and rupture detection methods
US5074757A (en) * 1989-09-21 1991-12-24 Lewa Herbert Ott Gmbh & Co. Diaphragm pump with mechanically driven diaphragm
DE4027027A1 (de) * 1990-08-27 1992-03-05 Prominent Dosiertechnik Gmbh Verfahren und vorrichtung zur erkennung einer bruchstelle einer membran
CN1224485A (zh) * 1996-06-28 1999-07-28 德士古发展公司 隔膜泵失效监测装置
CN103688053A (zh) * 2011-07-28 2014-03-26 艺康股份有限公司 用于计量流体的隔膜泵和相应方法
CN107003197A (zh) * 2014-12-15 2017-08-01 恩德莱斯和豪瑟尔两合公司 压力测量传感器
DE102015108964A1 (de) * 2015-06-08 2016-12-08 Timmer Gmbh Verfahren zum Regeln einer Membranpumpe, insbesondere einer Doppelmembranpumpe
CN106323532A (zh) * 2015-07-03 2017-01-11 Wika亚历山大·威甘德欧洲股份两合公司 用于压力测量的激活隔膜密封组件
CN109555671A (zh) * 2017-09-26 2019-04-02 卓越有限公司 隔膜泵

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
液动隔膜泵的研究与开发;黄晓云, 孙萍;液压与气动;2009年(第09期);全文 *
黄晓云,王禁非,刘大志.液压驱动隔膜泵的研究与设计. 液压驱动隔膜泵的研究与设计,黄晓云,王禁非,刘大志,.2009,第30卷(第10期),全文. *

Also Published As

Publication number Publication date
US11415122B2 (en) 2022-08-16
DE102019109283A1 (de) 2020-10-15
US20200325886A1 (en) 2020-10-15
CN111794954A (zh) 2020-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111794954B (zh) 用于隔膜泵的隔膜单元以及包括该隔膜单元的隔膜泵
US4901751A (en) Fluid control valve and system with leak detection and containment
CN107091824B (zh) 光化学传感器的传感器盖和相应的光化学传感器
US4781535A (en) Apparatus and method for sensing diaphragm failures in reciprocating pumps
US5452082A (en) Flow cell with leakage detection
ES2687295T3 (es) Procedimiento para detectar la posición y/o el movimiento de un pistón en un cilindro, así como disposición de cilindro
CN107810388B (zh) 具有故障检测单元的模块化密封设备
EP1795879A2 (en) Leak detection system and method for offshore hose lines
US11680840B2 (en) Method of operating an electro-optic liquid sensor to determine presence of liquid based on an amount of reflected light
KR20180099866A (ko) 액체 누설 검지 장치
US5343736A (en) Optical leak sensor and position detector
EP3760985A1 (en) Electro-optic liquid sensor
US9664206B2 (en) Pressure accumulator
US6498496B1 (en) Device for detecting membrane leaks in a diaphragm pump
CN1729392A (zh) 腐蚀探测装置
JP2008145353A (ja) 液中粒子濃度検出装置
US6907816B2 (en) Safety diaphragm for a diaphragm pump
US20060192968A1 (en) Optical assembly
ES2970195T3 (es) Bomba neumática con conjunto de detección y contención de fugas
CN207761923U (zh) 一种紧凑型隔膜计量泵隔膜破裂检测结构
CN108613019A (zh) 双层管道测漏装置
JP5199083B2 (ja) 流路センサ及びそれに用いるチューブ固定具
CN117072412A (zh) 隔膜计量泵装置及其安装方法和使用方法
KR20170023836A (ko) 측정 챔버 내 유체 매체의 압력을 검출하기 위한 압력 센서
JP2008026313A (ja) 比較電極、複合電極

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant