DE10117531A1

DE10117531A1 - Membrane pump for pumping gaseous, liquid and pasty materials comprises a membrane valve having a holding-down device preventing downstream lifting of a valve membrane from a valve plate

Info

Publication number: DE10117531A1
Application number: DE10117531A
Authority: DE
Inventors: Frank Glabiszewski; Josef Zitron
Original assignee: QUATTROFLOW FLUID SYSTEMS GmbH
Current assignee: QUATTROFLOW FLUID SYSTEMS GmbH
Priority date: 2001-04-07
Filing date: 2001-04-07
Publication date: 2002-10-17

Abstract

Membrane pump (1) comprises a membrane valve (10, 11, 11') having a holding-down device (14, 18') preventing downstream lifting of a valve membrane from a valve plate. Preferred Features: The valve plate is made of a thermally insulating material, preferably polyetheretherketone (PEEK). The membrane valve has circular valve channels (12, 16, 16') and a disk membrane (13, 17, 17') with central fixing. The holding-down device is a circular disk radially arranged within the valve channels.

Description

Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe, mit mehreren Pump kammern, die jeweils mittels einer Pumpmembran gegenüber einer Antriebskammer abgedichtet sind, wobei die jeweilige Pumpmemb ran über ein zugeordnetes Pumpelement mit einer in der An triebskammer angeordneten Taumelscheibe in Verbindung steht und durch eine Taumelbewegung der Taumelscheibe in eine perio dische axiale Pumpbewegung versetzbar ist, die Pumpkammern druckabhängig über Einlassventile mit einer Einlasskammer und über ein Auslassventil mit einer Auslasskammer verbindbar sind, und mindestens eines der Ventile als Membranventil mit mehreren in einer Ventilplatte angeordneten und durch eine Ventilmembran verschließbaren Ventilkanälen ausgebildet ist.The invention relates to a diaphragm pump, with several pumps chambers, each by means of a pump membrane against one Drive chamber are sealed, the respective pump diaphragm ran over an assigned pump element with an in the An drive chamber arranged swashplate is connected and by wobbling the swashplate into a perio Dische axial pumping movement is displaceable, the pumping chambers pressure-dependent via inlet valves with an inlet chamber and connectable to an outlet chamber via an outlet valve are, and at least one of the valves with a diaphragm valve several arranged in a valve plate and by one Valve membrane closable valve channels is formed.

Membranpumpen sind seit langem bekannt und werden in unter schiedlichsten Bauformen hergestellt und für verschiedene Zwe cke eingesetzt. Durch Membranpumpen können gasförmige, flüssi ge und pastenförmige Stoffe gefördert werden, wobei eine rela tiv genaue Steuerung des Volumenstromes möglich ist. Membran pumpen der gattungsgemäßen Art werden vorwiegend in Misch- und Abfüllanlagen zur Förderung von pumpbaren Lebensmitteln, Kos metika und Medikamenten verwendet. Hierbei müssen die Membran pumpen in festen Zeitzyklen und beim Wechsel des Pumpmediums gereinigt und ggf. auch desinfiziert werden, was durch die Förderung einer Reinigungslösung durch die Membranpumpe erfol gen kann. Unter Umständen ist hierzu jedoch ein Zerlegen der Membranpumpe und eine Reinigung der betreffenden Bauteile er forderlich.Diaphragm pumps have been known for a long time and are used in below various designs and manufactured for different branches used. Through diaphragm pumps, gaseous, liquid ge and pasty materials are promoted, with a rela tiv exact control of the volume flow is possible. membrane Pumps of the generic type are mainly used in mixing and Filling systems for pumpable food, Kos metika and medication used. Here, the membrane pump in fixed time cycles and when changing the pumping medium cleaned and possibly disinfected, what by the Promotion of a cleaning solution by the diaphragm pump can. Under certain circumstances, however, this is a disassembly of the Diaphragm pump and cleaning of the components concerned conducive.

Eine gattungsgemäße Membranpumpe ist beispielsweise aus der DE 198 56 754 A1 bekannt, bei der ein gegenüber einer Antriebsachse geneigt angeordneter Lagerzapfen zur Lagerung der Taumelscheibe und zur Erzeugung deren Taumelbewegung derart angeordnet ist, dass die Zapfenachse die Längsachse der An triebsachse in etwa in Höhe der Pumpmembran schneidet. Hier durch wird die radiale Belastung der Pumpmembranen stark redu ziert und deren Lebensdauer deutlich erhöht. Nachteilig ist jedoch, dass es an den Einlassventilen und dem Auslassventil jeweils ausgangsseitig der Ventilkanäle zu Ablagerungen zwi schen der Ventilmembran und der Ventilplatte kommen kann, die durch eine Spülung mit einer Reinigungslösung nicht vollstän dig entfernt werden können. Da sich die Ablagerungen bei ge öffnetem Membranventil in der Totwasserströmung mit geringer Strömungsgeschwindigkeit zwischen der Ventilplatte und der ab gehobenen Ventilmembran befinden und bei geschlossenem Memb ranventil zwischen der Ventilplatte und der Ventilmembran ein geklemmt werden, wird auch ein vollständiges Schließen des Membranventils verhindert. Eine vollständige Reinigung der Membranpumpe ist somit nur nach vorhergehender Demontage der mit dem Pumpmedium in Kontakt tretenden Bauteile möglich, was zeitaufwendig und entsprechend teuer ist.A generic diaphragm pump is for example from DE 198 56 754 A1 known in which one versus a drive axle inclined bearing pin for storing the Swashplate and for generating their wobble movement in such a way is arranged that the pin axis is the longitudinal axis of the An drive axis intersects at approximately the height of the pump membrane. here the radial load on the pump membranes is greatly reduced graced and their lifespan increased significantly. The disadvantage is however, that it is on the intake valves and the exhaust valve on the output side of the valve channels for deposits between the valve membrane and the valve plate can come not completely by rinsing with a cleaning solution dig can be removed. Since the deposits at ge opened diaphragm valve in the dead water flow with less Flow rate between the valve plate and the valve diaphragm and with the diaphragm closed ran valve between the valve plate and the valve membrane will also be completely closed Diaphragm valve prevented. A complete cleaning of the Diaphragm pump is therefore only after disassembly components in contact with the pump medium possible, what is time consuming and correspondingly expensive.

Es ergibt sich somit das Problem, die gattungsgemäße Membran pumpe im Hinblick auf eine bessere Funktionalität weiterzubil den und insbesondere im Hinblick darauf zu verbessern, dass eine Reinigung und Desinfektion der Membranpumpe ohne eine De montage von Bauteilen in einfacher Weise durch die Förderung einer Reinigungslösung möglich ist, d. h. die Membranpumpe c.i.p.-fähig (c.i.p. = cleanable in place) und s.i.p.-fähig (s.i.p. = sterilizable in place) ist.The problem thus arises, the generic membrane pump to improve functionality to improve that and in particular with a view to the fact that cleaning and disinfection of the diaphragm pump without a de assembly of components in a simple manner by the promotion a cleaning solution is possible, d. H. the diaphragm pump c.i.p.-capable (c.i.p. = cleanable in place) and s.i.p.-capable (s.i.p. = sterilizable in place).

Das Problem wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Ober begriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass das Membranven til einen Niederhalter zur Vermeidung eines stromabseitigen Abhebens der Ventilmembran von der Ventilplatte aufweist.The problem is inventively in connection with the waiter Concept of claim 1 solved in that the membrane ven til a hold-down to avoid a downstream Has lifted the valve membrane from the valve plate.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Membranpum pe sind in den Ansprüchen 2 bis 20 angegeben. Advantageous embodiments of the membrane pump according to the invention pe are given in claims 2 to 20.

Durch die Verwendung des Niederhalters wird ein stromabseiti ges Abheben der Ventilmembran von der Ventilplatte beim Öffnen des Membranventils und damit das Eindringen des Pumpmediums in den entstehenden Zwischenraum verhindert. Ohne den Niederhal ter dringt das Pumpmedium beim Öffnen des Membranventils in den entstehenden Zwischenraum ein und wird beim Schließen des Membranventils nur teilweise wieder hinausgedrängt. Der verbleibende Rest wird dann zwischen der Ventilmembran und der Ventilplatte eingeklemmt und ist auch durch ein Spülen mittels der Förderung einer Reinigungslösung nicht vollständig zu ent fernen, da sich bei geöffnetem Membranventil in dem stromab seitig, d. h. bei einer Tellermembran radial innen und bei ei ner Schlitzmembran radial außen gelegenen Zwischenraum jeweils eine Totwasserströmung mit geringer Strömungsgeschwindigkeit einstellt. Die Verwendung von Niederhaltern ist daher ein ein faches und preiswertes Mittel, um ohne Demontage der Membran pumpe schwer entfernbare Ablagerungen zu vermeiden. Die erfin dungsgemäße Membranpumpe ist damit c.i.p.-fähig und bei Ver wendung hitzebeständiger Materialien für die mit dem Pumpmedi um in Kontakt kommenden Bauteile auch s.i.p.-fähig. Die Nie derhalter können prinzipiell als separate Bauteile ausgebildet sein oder in benachbarten Gehäusebauteilen ausgeformt sein, so dass die Funktion im montierten Zustand gegeben ist.By using the hold-down device, a downstream is The valve membrane is lifted off the valve plate when opening of the diaphragm valve and thus the penetration of the pump medium into prevents the resulting space. Without the Niederhal The pump medium penetrates when the diaphragm valve is opened the resulting space and is closed when the Diaphragm valve only partially pushed out again. The remaining residue is then between the valve membrane and the Valve plate is jammed and is also possible by rinsing not fully ent to promote a cleaning solution distant, as with the diaphragm valve open in the downstream sided, d. H. with a plate membrane radially inside and with egg ner slot membrane radially outer space in each case a dead water flow with low flow velocity established. The use of hold-downs is therefore a fold and inexpensive means to without dismantling the membrane pump to avoid deposits that are difficult to remove. The invent diaphragm pump according to the invention is thus c.i.p.-capable and at Ver use of heat-resistant materials for those with the Pumpmedi to be able to contact components that are also s.i.p. The never the holder can in principle be designed as separate components be or be formed in adjacent housing components, so that the function is given in the assembled state.

Bei Verwendung eines Membranventils mit in der Ventilplatte kreisförmig angeordneten Ventilkanälen und einer Tellermembran mit zentraler Befestigung ist der Niederhalter vorteilhaft als kreisförmige und radial innerhalb der Ventilkanäle angeordnete Scheibe ausgebildet, mit der die Ventilmembran an die Ventil platte angedrückt wird. Die Tellermembran kann dann zur Funk tionsverbesserung, d. h. im Fall eines zentralen Auslassventils mit umlaufend geöffneten und geschlossenen Bereichen zur Tren nung dieser Bereiche und allgemein zur Erhöhung der Flexibili tät der Ventilmembran, mittels radialer Aussparungen in Win kelsektoren unterteilt sein.When using a diaphragm valve in the valve plate circularly arranged valve channels and a plate membrane with central attachment, the hold-down is advantageous as circular and arranged radially within the valve channels Washer designed to attach the valve membrane to the valve plate is pressed. The plate membrane can then be used for radio tion improvement, d. H. in the case of a central exhaust valve with all-round open and closed areas to the door of these areas and in general to increase flexibility valve diaphragm by means of radial recesses in Win kel sectors.

Analog dazu ist der Niederhalter bei Verwendung eines Membran ventils mit in der Ventilplatte kreisförmig angeordneten Ven tilkanälen und einer Schlitzmembran mit peripherer Befestigung vorteilhaft als ringförmige und radial außerhalb der Ventilka näle angeordnete Scheibe ausgebildet, mit der die Ventilmemb ran an die Ventilplatte angedrückt wird.The hold-down is analogous when using a membrane valve with Ven arranged in a circle in the valve plate valve channels and a slit membrane with peripheral fastening advantageous as an annular and radially outside the Ventilka channels arranged disc, with which the valve diaphragm is pressed against the valve plate.

Das Eindringen und die Ablagerung von Pumpmedium zwischen der jeweiligen Ventilmembran und der Ventilplatte können vorteil haft weiter dadurch verhindert werden, dass die Ventilmembran bei zentraler Befestigung radial innen und bei peripherer Be festigung radial außen mit einem ringförmigen Dichtungswulst versehen wird. Dieser Dichtungswulst ist zum Eingriff in eine Ringnut der Ventilplatte vorgesehen und wird von dem Nieder halter dort fixiert, so dass ein weiteres radiales Eindringen von Pumpmedium unmöglich ist.Penetration and deposition of pumping medium between the respective valve membrane and the valve plate can be advantageous further prevented by the valve membrane with central fastening radially inside and with peripheral loading fastening radially on the outside with an annular sealing bead is provided. This sealing bead is for engagement in a Annular groove of the valve plate is provided and is from the Nieder holder fixed there so that another radial penetration of pump medium is impossible.

Wenn der Niederhalter radial nur gerade bis an die Ventilkanä le heranreicht, die rund oder winkelsektorförmig ausgebildet sein können, kann es aufgrund der beim Öffnen des Membranven tils auftretenden Verwölbung und Einschnürung der aus elasti schem Material bestehenden Ventilmembran dennoch zur Ausbil dung eines Zwischenraumes zwischen der Ventilmembran und der Ventilplatte und somit zur Ablagerung von Pumpmedium kommen. Dies kann dadurch verhindert werden, dass der Niederhalter die Ventilkanäle teilweise radial überdeckt.If the hold-down device is radial just straight up to the valve channel le approaches that are round or angular sector-shaped can be due to the opening of the membrane vein the resulting warping and constriction of the elasti existing valve diaphragm material for training gap between the valve membrane and the Valve plate and thus pump medium deposit. This can be prevented by the hold-down device Valve channels partially covered radially.

Da bei ebener Ausführung des Niederhalters hierdurch der ef fektive Querschnitt der Ventilkanäle verkleinert und somit die Membranpumpe gedrosselt, d. h. deren Durchsatz verringert wird, ist es vorteilhaft, wenn der Niederhalter im Überdeckungsbe reich der Ventilkanäle entsprechend der radialen Biegelinie der geöffneten Ventilmembran von der Ventilplatte axial zu rückgenommen ausgeformt ist. Hierdurch wird erreicht, dass die Ventilmembran beim Öffnen des Membranventils sich, je nach Ausführung der Ventilmembran beginnend am radial inneren oder äußeren Rand, aufwölbt, ohne von der Ventilplatte abzuheben.Since the ef fective cross-section of the valve channels reduced and thus the Diaphragm pump throttled, d. H. whose throughput is reduced, it is advantageous if the hold-down device in the covering area range of valve channels corresponding to the radial bending line the open valve diaphragm axially from the valve plate withdrawn is formed. This ensures that the Valve diaphragm when opening the diaphragm valve, depending on Execution of the valve membrane starting at the radially inner or outer edge, bulges without lifting off the valve plate.

Bei einer Ausbildung des Membranventils mit in einem Teil kreissektor angeordneten Ventilkanälen kann der Niederhalter die Ventilmembran in dem kanalfreien Sektor vollständig überdecken, so dass in diesem Bereich zuverlässig kein Pumpmedium zwischen die Ventilmembran und die Ventilplatte gelangen kann. Zur Vereinfachung der Montage sind der Niederhalter und ein o der mehrere Befestigungselemente, z. B. ein zentraler Gewinde bolzen, vorteilhaft einteilig ausgebildet. Es ist aber ebenso zweckmäßig, den Niederhalter und die Ventilmembran einteilig auszubilden, was z. B. dadurch realisierbar ist, dass der Nie derhalter bei der Herstellung in die Ventilmembran eingebettet wird, d. h. bei Verwendung von Gummi als Membranwerkstoff in die Ventilmembran einvulkanisiert und bei Verwendung eines E lastomerkunststoffes als Membranwerkstoff in die Ventilmembran eingegossen wird. Schließlich können der Niederhalter, das Be festigungselement und die Ventilmembran auch vollständig als ein einziges integriertes Bauteil ausgebildet sein.When the diaphragm valve is formed in one part The hold-down device can be arranged in the sector of the circle completely cover the valve membrane in the channel-free sector, so that there is no pumping medium reliably in this area can get between the valve membrane and the valve plate. To simplify assembly, the hold-down and an o the multiple fasteners, e.g. B. a central thread bolt, advantageously formed in one piece. But it is the same expedient, the hold-down device and the valve membrane in one piece train what z. B. can be realized in that the never the holder is embedded in the valve membrane during manufacture will, d. H. when using rubber as membrane material in vulcanized the valve membrane and when using an E lastomer plastic as a membrane material in the valve membrane is poured. Finally, the hold-down device, the Be fastening element and the valve membrane also completely as be a single integrated component.

Bei Verwendung mehrerer gleichartiger Membranventile, was zu meist auf die Einlassventile zutrifft, sind die Niederhalter der betreffenden Membranventile bevorzugt in einem Bauteil, das beispielsweise als Lochscheibe ausgebildet sein kann, zu sammengefasst. Hierdurch wird die Anzahl der Bauteile redu ziert, und es werden ohne eine Einschränkung der Funktionali tät Kosten bei Fertigung und Montage eingespart.When using several similar diaphragm valves, what to The hold-down devices mostly apply to the inlet valves the diaphragm valves in question preferably in one component, which can be designed, for example, as a perforated disc summarized. This reduces the number of components adorned, and it will be functional without any restriction Costs in manufacturing and assembly saved.

Zur Vermeidung von Strömungsablösungen und demzufolge von Ab lagerungen von Pumpmedium im Einlaufbereich der Ventilkanäle weisen die Ventilkanäle vorteilhaft eingangsseitig jeweils ei ne gerundete Einlaufkontur auf. Als positiver Nebeneffekt er gibt sich daraus auch ein geringerer Strömungswiderstand der Ventilkanäle bzw. des betreffenden Membranventils, so dass sich bei gleicher Antriebsleistung ein höherer Durchsatz der Membranpumpe ergibt, bzw. für den gleichen Durchsatz eine ge ringere Antriebsleistung erforderlich ist.To avoid flow separation and consequently from Ab Storage of pump medium in the inlet area of the valve channels the valve channels advantageously have an egg on the input side ne rounded inlet contour. As a positive side effect he this also results in a lower flow resistance Valve channels or the relevant diaphragm valve, so that a higher throughput with the same drive power Diaphragm pump results, or a ge for the same throughput less drive power is required.

Um im Auslaufbereich der Ventilkanäle zur Vermeidung von Abla gerungen die stumpfe Fläche zwischen der Ventilplatte und der Ventilmembran zu verringern, ist es, insbesondere bei Verwen dung sektoral ausgebildeter Ventilkanäle, vorteilhaft, die Ra dialstege zwischen den Ventilkanälen ähnlich einem Flügelpro fil ausgangsseitig zugespitzt auslaufend auszubilden. Auch hierdurch wird durch die Vermeidung bzw. Verringerung der Tot wassergebiete hinter den Radialstegen und aufgrund der diffu sorartigen Erweiterung der Ventilkanäle als positiver Nebenef fekt der Strömungswiderstand der Ventilkanäle bzw. des betref fenden Membranventils verringert.In order to avoid drainage in the outlet area of the valve channels wrestled the blunt surface between the valve plate and the It is to reduce the valve membrane, especially when using sectoral valve channels, advantageous, the Ra dial webs between the valve channels similar to a wing pro fil to be tapered on the outlet side. Also this is by avoiding or reducing the dead water areas behind the radial webs and due to the diffuse careful expansion of the valve channels as a positive side effect fect the flow resistance of the valve channels or the diaphragm valve is reduced.

Zur Vermeidung einer unerwünschten Aufheizung des Pumpmediums durch die Übertragung reibungsbedingter Wärme von der An triebskammer in die Pumpkammern, aber auch zur Vermeidung von Wärmeleitung von dem Pumpmedium in die Antriebskammer, was insbesondere im Falle einer Sterilisierung der Membranpumpe mit Heißdampf zu Problemen in der Lagerung der Taumelscheibe und der Antriebswelle führen kann, ist eine thermische Isolie rung der Pumpkammern von der Antriebskammer sinnvoll. Eine derartige Isolierung kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, dass die Ventilplatte aus einem thermisch isolierenden Material, wie z. B. Peek (Polyetheretherketon), hergestellt wird.To avoid undesired heating of the pump medium by transferring friction-related heat from the start drive chamber in the pumping chambers, but also to avoid Conduction of heat from the pumping medium into the drive chamber, what especially in the case of sterilization of the diaphragm pump with superheated steam to problems in the storage of the swash plate and the drive shaft can lead is a thermal insulation tion of the pump chambers from the drive chamber makes sense. A Such insulation can be achieved in a simple manner that the valve plate is made of a thermally insulating Material such as B. Peek (polyether ether ketone) becomes.

Um zum Austausch defekter Membranen die Membranpumpe nicht vollständig demontieren zu müssen, sind die Pumpmembranen und die Ventilmembranen vorteilhaft derart ausgebildet, dass sie einseitig von den Pumpkammern aus montierbar sind, was z. B. durch die Verwendung von in Gewindebohrungen einschraubbaren Gewindebolzen als Befestigungselemente der Membranen geschehen kann. Insbesondere die Gewindebohrungen zur Befestigung der Einlassmembranen sollten dabei als Sacklöcher ausgebildet sein, um Unebenheiten, wie Bohrungslöcher und überstehende Schraubenbolzen, und damit Ablagerungen in der Einlasskammer zu vermeiden. Bei einer derartigen Ausbildung der Membranpumpe sind insbesondere die Pumpmembranen nach einer Demontage des die Einlasskammer und die Auslasskammer umfassenden Kammerge häuses und der Ventilplatte - bei entsprechender Ausführung auch ohne Werkzeug - leicht von der der Antriebskammer abge wandten Seite her austauschbar. Eine aufwendige Demontage des Antriebsgehäuses ist dann nicht erforderlich.In order to exchange defective diaphragms, the diaphragm pump does not The pump membranes and the valve membranes are advantageously designed such that they can be mounted on one side of the pumping chambers, which, for. B. through the use of screwable in threaded holes Threaded bolts happen as fastening elements of the membranes can. In particular, the threaded holes for attaching the Inlet membranes should be designed as blind holes to be unevenness, such as hole holes and protruding Bolts, and thus deposits in the inlet chamber to avoid. With such a design of the diaphragm pump are especially the pump membranes after dismantling the the chamber comprising the inlet chamber and the outlet chamber housing and the valve plate - if designed accordingly even without tools - easily removed from the drive chamber interchangeable side. An expensive disassembly of the The drive housing is then not required.

Zur Verbesserung der Lagerung und Abdichtung der Pumpmembranen durch Einspannung zwischen zwei Bauteilen, z. B. der Ventilplatte und dem Antriebsgehäuse, weisen diese zumeist radial außen jeweils einen ringförmigen Dichtungswulst auf. Durch die formschlüssige äußere Lagerung wird eine Beschädigung der Pumpmembranen durch eine zu starke Einspannung vermieden. Den noch kann es u. U. durch die Wechselbelastung zu einem Einrei ßen einer der Pumpmembranen kommen. Um in diesem Fall ein Ein dringen des Pumpmediums in die Antriebskammer und demzufolge eine Beschädigung der Lagerungen der Taumelscheibe und der An triebswelle sowie ein Entweichen des Pumpmediums in die Umwelt zu vermeiden, kann zwischen den Pumpmembranen und der An triebskammer eine zusätzliche Sicherheitsabdichtung angeordnet werden. Diese Sicherheitsabdichtung kann beispielsweise als flexible Membran ausgebildet und auf der äußeren, den Pumpkam mern abgewandten Seite zwischen der Taumelscheibe und der In nenwand des Antriebsgehäuses angeordnet sein.To improve the storage and sealing of the pump membranes by clamping between two components, e.g. B. the valve plate and the drive housing, they mostly have radial outside each have an annular sealing bead. Through the positive external storage will damage the Pump membranes avoided due to excessive clamping. the nor can it U. by the alternating load to a single line come one of the pump membranes. To be an on in this case penetrate the pumping medium into the drive chamber and consequently damage to the bearings of the swash plate and to drive shaft and escape of the pump medium into the environment to avoid can between the pump membranes and the An drive chamber an additional safety seal is arranged become. This security seal can, for example, as flexible membrane formed and on the outer, the pump chamber side facing away from the swash plate and the inner nenwand of the drive housing can be arranged.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft zur Erläuterung der erfindungs gemäßen Membranpumpe dienen.Further details of the invention emerge from the following detailed description and the attached Drawings that exemplify the invention according to the diaphragm pump.

Hierzu zeigen:Show:

Fig. 1: eine bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Membranpumpe im Längsmittelschnitt, Fig. 1 shows a preferred embodiment of the membrane pump of the invention in the longitudinal central section,

Fig. 2a-2b: die Ventilplatte der Membranpumpe nach Fig. 1 in einer axialen Draufsicht und in einem radialen Querschnitt, FIGS. 2a-2b., The valve plate of the diaphragm pump of Figure 1 in an axial plan view and in a radial cross-section,

Fig. 3a-3b: eine vorteilhafte Ausführung der Ventilmembran des Auslassventils der Membranpumpe nach Fig. 1 in einer axialen Draufsicht und in einem radia len Querschnitt, FIGS. 3a-3b. An advantageous embodiment of the valve diaphragm of the outlet valve of the diaphragm pump of Figure 1 in an axial plan view and in a radia len cross-section,

Fig. 4a-4b: eine bevorzugte Ausführung der Ventilmembran ei nes der Einlassventile der Membranpumpe nach Fig. 1 in einer axialen Draufsicht und in einem radialen Querschnitt, FIGS. 4a-4b, a preferred embodiment of the valve membrane ei nes of the intake valves of the diaphragm pump of Figure 1 in an axial plan view and in a radial cross-section.

Fig. 5a-5c: Seitenansichten im Schnitt zur Funktion von Membranventilen nach dem Stand der Technik, FIGS. 5a-5c are side views in section on the function of diaphragm valves according to the prior art,

Fig. 6a-6c: Seitenansichten im Schnitt zur Funktion von Membranventilen der erfindungsgemäßen Membran pumpe Fig. 6a-6c: side views in section for the function of diaphragm valves of the diaphragm pump according to the invention

Fig. 7a-7b: Draufsicht und Seitenansicht im Schnitt eines Tellermembranventils und Fig. 7a-7b: top view and side view in section of a diaphragm valve and

Fig. 8a-8b: Draufsicht und Seitenansicht eines Schlitzmemb ranventils. Fig. 8a-8b: top view and side view of a slit diaphragm ranventils.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Membranpumpe 1 im Längs mittelschnitt abgebildet, die weitgehend rotationssymmetrisch aufgebaut ist und aus mehreren, im wesentlichen scheibenförmi gen Bauteilen aufgebaut ist: einem Kammergehäuse 2, einer Ven tilplatte 3, einem Antriebsgehäuse 4, und einem Lagergehäuse 5. Das Kammergehäuse 2 weist eine zentral angeordnete Auslass kammer 6 mit einem Auslassrohr 7 und eine ringförmig ausgebil dete Einlasskammer 8 mit einem Einlassrohr 9 auf. Die Ventil platte 3 ist mit einem zentral angeordneten Auslassventil 10 und mehreren gleichmäßig über den Umfang verteilten Einlass ventilen 11, 11' versehen, von denen in der Schnittansicht von Fig. 1 nur zwei sichtbar dargestellt sind, nämlich das obere Einlassventil 11 und das untere Einlassventil 11'. Das Aus lassventil 10 ist als Tellermembranventil ausgebildet und weist mehrere über den Umfang verteilte Ventilkanäle 12, eine Tellermembran 13, und einen scheibenförmigen Niederhalter 14 auf. Der Niederhalter 14 ist in die im vorliegenden Fall aus Gummi bestehende Tellermembran 13 einvulkanisiert und fest mit einem Schraubenbolzen 15 verbunden, mittels dem die beiden Bauteile 13, 14 auf der Ventilplatte 3 befestigt sind. Die Einlassventile 11, 11' sind ebenfalls als Tellermembranventile ausgebildet und weisen jeweils mehrere über den Umfang ver teilte Ventilkanäle 16, 16', eine Tellermembran 17, 17', und einen scheibenförmigen Niederhalter 18, 18' auf. Die Nieder halter 18, 18' sind jeweils in die zugeordnete Tellermembran 17, 17' eingebettet und fest mit einem Schraubenbolzen 19, 19' verbunden, mittels dem die Bauteile 17, 18 bzw. 17', 18' auf der Ventilplatte 3 befestigt sind. Zwischen dem Kammergehäuse 2 und der Ventilplatte 3 sind zwei O-Ringe 20, 21 angeordnet, mittels der die Auslasskammer 6 und die Einlasskammer 8 bzw. das Auslassventil 10 und die Einlassventile 11, 11' gegenein ander abgedichtet sind. Die Ventilplatte 3 ist mit mehreren, der Anzahl der Einlassventile 11, 11' entsprechenden, und die sen gegenüberliegenden Pumpkammern 22, 22' versehen, in denen Pumpmembranen 23, 23' axialbeweglich geführt sind, die aus e lastischem Material bestehen und über kolbenartige Pumpelemen te 24, 24' mit einer in einer Antriebskammer 25 des Antriebs gehäuses 4 angeordneten Taumelscheibe 26 in Verbindung stehen. Die Pumpmembranen 23, 23' sind mit ringförmigen Dichtungswüls ten 27, 27' versehen und derart zwischen der Ventilplatte 3 und dem Antriebsgehäuse 4 eingespannt, dass die Pumpkammern 22, 22' gegenüber der Antriebskammer 25 abgedichtet sind. Die Taumelscheibe 26 ist auf einem Lagerzapfen 28 einer Antriebs welle 29 drehbar gelagert, dessen Achse 30 gegenüber der Dreh achse 31 der Antriebswelle 29 geneigt ist und diese in gerin gem Abstand 32 von einer Neutralebene 33 der Pumpmembranen 23, 23' schneidet. Die Antriebswelle 29 ist in einer Zentralboh rung 34 des Lagergehäuses 5 drehbar gelagert und weist einen aus dem Lagergehäuse 5 herausragenden Wellenstumpf 35 zur An kopplung eines Antriebsmotors auf.In Fig. 1, a diaphragm pump 1 according to the invention is shown in longitudinal central section, which is constructed largely rotationally symmetrical and is composed of several, essentially scheibenförmi gene components: a chamber housing 2 , a Ven tilplatte 3 , a drive housing 4 , and a bearing housing 5 . The chamber housing 2 has a centrally arranged outlet chamber 6 with an outlet pipe 7 and an annularly formed inlet chamber 8 with an inlet pipe 9 . The valve plate 3 is provided with a centrally arranged outlet valve 10 and a plurality of inlet valves 11 , 11 'evenly distributed over the circumference, of which only two are shown in the sectional view of FIG. 1, namely the upper inlet valve 11 and the lower inlet valve 11 '. From the outlet valve 10 is designed as a plate membrane valve and has a plurality of valve channels 12 distributed over the circumference, a plate membrane 13 , and a disk-shaped hold-down device 14 . The hold-down device 14 is vulcanized into the plate membrane 13, which is made of rubber in the present case, and is firmly connected to a screw bolt 15 by means of which the two components 13 , 14 are fastened on the valve plate 3 . The inlet valves 11 , 11 'are also designed as plate diaphragm valves and each have a plurality of valve channels 16 , 16 ', a plate diaphragm 17 , 17 ', and a disk-shaped hold-down device 18 , 18 '. The hold-down 18 , 18 'are each embedded in the associated plate membrane 17 , 17 ' and firmly connected to a screw bolt 19 , 19 ', by means of which the components 17 , 18 and 17 ', 18 'are attached to the valve plate 3 . Between the chamber housing 2 and the valve plate 3 , two O-rings 20 , 21 are arranged, by means of which the outlet chamber 6 and the inlet chamber 8 or the outlet valve 10 and the inlet valves 11 , 11 'are sealed against one another. The valve plate 3 is provided with several, corresponding to the number of inlet valves 11 , 11 ', and the opposite pump chambers 22 , 22 ', in which pump membranes 23 , 23 'are axially movable, which consist of elastic material and via piston-like pump elements 24 , 24 'with a swash plate 26 arranged in a drive chamber 25 of the drive housing 4 are connected. The pump diaphragms 23 , 23 'are provided with annular gaskets 27 , 27 ' and are clamped between the valve plate 3 and the drive housing 4 such that the pump chambers 22 , 22 'are sealed off from the drive chamber 25 . The swash plate 26 is rotatably mounted on a bearing journal 28 of a drive shaft 29 , the axis 30 of which is inclined relative to the axis of rotation 31 of the drive shaft 29 and cuts it at a slight distance 32 from a neutral plane 33 of the pump diaphragms 23 , 23 '. The drive shaft 29 is rotatably mounted in a central bore 34 of the bearing housing 5 and has a shaft stub 35 projecting from the bearing housing 5 for coupling to a drive motor.

Durch eine Drehung 36 der Antriebswelle 29 um die Drehachse 31 wird die Taumelscheibe 26 aufgrund der Neigung des Lagerzap fens 28 in eine umlaufende Taumelbewegung versetzt, ohne mit der Antriebswelle 29 mitzurotieren. Dabei sorgt der geringe Abstand 32 des Schnittpunktes 37 der Achse 30 des Lagerzapfens 28 mit der Drehachse 31 der Antriebswelle 29 von der Neutral ebene 33 der Pumpmembranen 23, 23' dafür, dass die radiale Be wegung der Pumpmembranen 23, 23' und somit deren Belastung und Verschleiß relativ gering ist. Durch die Taumelbewegung der Taumelscheibe 26 werden die Pumpmembranen 23, 23' und die Pumpelemente 24, 24' in eine periodische axiale Pumpbewegung versetzt, durch die in den Pumpkammern 22, 22' wechselweise im Ansaugtakt durch eine Bewegung in Richtung der Antriebskammer 25 Unterdruck und im Ausstoßtakt durch eine Bewegung in Richtung des Kammergehäuses 2 Überdruck erzeugt wird. In der Ab bildung von Fig. 1 sind die Antriebswelle 29 und die Taumel scheibe 26 in einer Lage dargestellt, in der sich das obere Pumpelement 24 in dem Ausstoßtotpunkt am Ende des Ausstoßtak tes befindet, so dass in der oberen Pumpkammer 22 Überdruck herrscht. Entsprechend befindet sich das untere Pumpelement 24' in dem Saugtotpunkt am Ende des Saugtaktes, so dass in der unteren Pumpkammer 24' Unterdruck herrscht. Aufgrund der je weils stromabseitigen Anordnung der Ventilmembranen 13, 17, 17' öffnen sich die Einlassventile 11, 11' und schließt sich der entsprechende Teil des Auslassventils 10 selbsttätig, wenn in der zugeordneten Pumpkammer 22, 22' Unterdruck herrscht. Entsprechend ist in Fig. 1 das untere Einlassventil 11' geöff net und der untere Teil 38 des Auslassventils 10 geschlossen, so dass das Pumpmedium durch das Einlassrohr 9 und aus der Einlasskammer 8 in die untere Pumpkammer 22' gefördert wird. Bei Überdruck in der Pumpkammer 22, 22' schließen sich die zu geordneten Einlassventile 11, 11' und öffnet sich der entspre chende Teil des Auslassventils 10 selbsttätig. Entsprechend ist in Fig. 1 das obere Einlassventil 11 geschlossen und der obere Teil 39 des Auslassventils 10 geöffnet dargestellt, so dass das Pumpmedium aus der oberen Pumpkammer 22 durch die Auslasskammer 6 zum Auslassrohr 7 hinausgefördert wird.By a rotation 36 of the drive shaft 29 about the axis of rotation 31 , the swash plate 26 is set in a circumferential wobble movement due to the inclination of the Lagerzap fens 28 without co-rotating with the drive shaft 29 . The small distance 32 of the intersection 37 of the axis 30 of the journal 28 with the axis of rotation 31 of the drive shaft 29 from the neutral plane 33 of the pump membranes 23 , 23 'ensures that the radial movement of the pump membranes 23 , 23 ' and thus their loading and wear is relatively low. Due to the wobble movement of the swash plate 26 , the pump diaphragms 23 , 23 'and the pump elements 24 , 24 ' are put into a periodic axial pumping movement, by means of which, in the pumping chambers 22 , 22 ', alternately in the intake cycle by a movement in the direction of the drive chamber 25, vacuum and Ejection stroke is generated by a movement in the direction of the chamber housing 2 overpressure. In the Ab formation of Fig. 1, the drive shaft 29 and the swash are disc shown in a position 26, the top pumping element 24 is in the in the Ausstoßtotpunkt at the end of Ausstoßtak tes, so that in the upper pumping chamber prevails 22 overpressure. Correspondingly, the lower pump element 24 'is located in the suction dead center at the end of the suction cycle, so that there is negative pressure in the lower pump chamber 24 '. Due to the respective downstream arrangement of the valve membranes 13 , 17 , 17 ', the inlet valves 11 , 11 ' open and the corresponding part of the outlet valve 10 closes automatically when there is negative pressure in the associated pump chamber 22 , 22 '. Correspondingly, in FIG. 1 the lower inlet valve 11 'is opened and the lower part 38 of the outlet valve 10 is closed, so that the pump medium is conveyed through the inlet pipe 9 and out of the inlet chamber 8 into the lower pump chamber 22 '. In the event of overpressure in the pump chamber 22 , 22 ', the inlet valves 11 , 11 ' assigned to it close and the corresponding part of the outlet valve 10 opens automatically. Accordingly, the upper inlet valve 11 is closed in FIG. 1 and the upper part 39 of the outlet valve 10 is shown open, so that the pump medium is conveyed out of the upper pump chamber 22 through the outlet chamber 6 to the outlet pipe 7 .

Erfindungsgemäß ist das als Tellermembranventil ausgebildete Auslassventil 10 mit einem Niederhalter 14 versehen, der im vorliegenden Fall in die Tellermembran 13 integriert ist, und durch den diese auf der Ventilplatte 3 gehalten und ein strom abseitiges, d. h. radial inneres Abheben der Tellermembran 13 von der Ventilplatte 3 und eine damit verbundene Ablagerung von Pumpmedium in dem entsprechenden Zwischenraum verhindert wird. Hierzu überdeckt der Niederhalter 14 die Ventilkanäle 12 radial innen geringfügig und ist entsprechend der radialen Biegelinie der geöffneten Tellermembran 13 axial zurückgenom men ausgeformt. In ähnlicher Weise sind die ebenfalls als Tel lermembranventile ausgebildeten Einlassventile 11, 11' jeweils mit einem integrierten Niederhalter 18, 18' versehen, durch den die betreffenden Tellermembranen 17, 17' auf der Ventil platte 3 gehalten und eine Ablagerung von Pumpmedium dazwischen verhindert wird. Die Niederhalter 18, 18' überdecken die Ventilkanäle 16, 16' radial innen teilweise und sind wiederum entsprechend der radialen Biegelinie der geöffneten Teller membranen 17, 17' axial zurückgenommen ausgebildet. Da für die Schraubenbolzen 19, 19' zur Befestigung der Tellermembranen 17, 17' und der Niederhalter 18, 18' auf der Ventilplatte 3 jeweils ein Sackloch 40, 40' mit Innengewinde vorgesehen ist, werden Unebenheiten in der Einlasskammer 8, die z. B. durch Bohrungslöcher oder überstehende Schraubenbolzen gebildet wer den könnten, vermieden. Durch die erfindungsgemäßen Vorkehrun gen werden Ablagerungen des Pumpmediums innerhalb der Membran pumpe 1 weitgehend verhindert, so dass eine ggf. erforderliche Reinigung der Pumpe 1 ohne eine Demontage möglich ist und die se alleine durch die Förderung einer Reinigungslösung bewerk stelligt werden kann.According to the invention, the outlet valve 10 , which is designed as a plate membrane valve, is provided with a hold-down device 14 , which in the present case is integrated in the plate membrane 13 and by which it is held on the valve plate 3 and an upstream, ie radially inner lifting of the plate membrane 13 from the valve plate 3 and an associated deposition of pump medium in the corresponding intermediate space is prevented. For this purpose, the hold-down device 14 covers the valve channels 12 radially on the inside slightly and is axially shaped in accordance with the radial bending line of the open plate membrane 13 . In a similar manner, the inlet valves 11 , 11 ', which are also designed as tel lembrane valves, are each provided with an integrated hold-down device 18 , 18 ', by which the relevant diaphragm 17 , 17 'is held on the valve plate 3 and a deposit of pump medium is prevented therebetween. The hold-down devices 18 , 18 'partially cover the valve channels 16 , 16 ' radially on the inside and are in turn axially withdrawn in accordance with the radial bending line of the open plate membranes 17 , 17 '. Since a blind hole 40 , 40 'with an internal thread is provided for the screw bolts 19 , 19 ' for fastening the plate membranes 17 , 17 'and the hold-down device 18 , 18 ' on the valve plate 3 , unevenness in the inlet chamber 8 , the z. B. formed by holes or protruding bolts who could avoid. The precautions according to the invention prevent deposits of the pumping medium within the diaphragm pump 1 to a large extent, so that any cleaning of the pump 1 that may be required is possible without disassembly and can be accomplished solely by promoting a cleaning solution.

Zur näheren Erläuterung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Membranpumpe 1 ist die Ventilplatte 3 in Fig. 2a und Fig. 2b als Einzelteil dargestellt, in Fig. 2a in einer axialen Drauf sicht II-A-II-A und in Fig. 2b in einem radialen Querschnitt II-B-II-B. Die Ventilplatte 3 weist vier über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete Pumpkammern 22 auf, die an triebsseitig 41 von Ringnuten 42 umrandet sind, die zur Auf nahme der ringförmigen Dichtungswülste 27 der Pumpmembranen 23 vorgesehen sind. Kammerseitig 43 ist zentral ein Ventilbett 44 mit einer zentralen Befestigungsbohrung 45 zur Aufnahme und Befestigung der Tellermembran 13 und des Niederhalters 14 des Auslassventils 10 angeordnet. Zur Verbindung der Pumpkammern 22 mit der Auslasskammer 6 sind jeweils fünf weitgehend kreis förmig angeordnete runde Ventilkanäle 12 vorgesehen. In den Pumpkammern 22 befindet sich jeweils ein Ventilbett 46 mit ei ner zentralen Gewindebohrung 47 zur Aufnahme und Befestigung der jeweils zugeordneten Ventilmembran 17 und des Niederhal ters 18 der Einlassventile 11, wobei die Gewindebohrungen 47 zur Vermeidung einer Unebenheit in der Einlasskammer 8 als Sacklöcher 40 ausgebildet sind. Zwischen den Pumpkammern 22 und der Einlasskammer 8 sind jeweils mehrere in zwei radialen Abständen kreisförmig ausgerichtete runde Ventilkanäle 16 der Einlassventile 11 angeordnet. Kammerseitig 43 sind zwei Ringnuten 48, 49 erkennbar, die zur Aufnahme der beiden O-Ringe 20, 21 dienen, mittels der die Auslasskammer 6 und die Ein lasskammer 8 bzw. das Auslassventil 10 und die Einlassventile 11 gegeneinander abgedichtet sind. Zur Vermeidung einer uner wünschten Wärmeleitung zwischen dem Pumpmedium und der An triebskammer 25 besteht die Ventilplatte 3 vorteilhaft aus ei nem thermisch isolierenden Material und kann z. B. aus Peek hergestellt sein.For a more detailed explanation of the structure of the diaphragm pump 1 of the invention, the valve plate 3 in Fig. 2a and Fig. 2b shown as an individual part in Fig. 2 view in an axial plane II-A II-A and in Fig. 2b in a radial cross section II-B-II-B. The valve plate 3 has four pump chambers 22 distributed uniformly over the circumference, which are surrounded on the drive side 41 by annular grooves 42 , which are provided for receiving the annular sealing beads 27 of the pump membranes 23 . A valve bed 44 with a central fastening bore 45 for receiving and fastening the plate membrane 13 and the hold-down device 14 of the outlet valve 10 is arranged centrally on the chamber side 43 . To connect the pump chambers 22 to the outlet chamber 6 , five largely circular circular valve channels 12 are provided. In the pumping chambers 22 there is in each case a valve bed 46 with egg ner central threaded bore 47 for receiving and fastening the respectively associated valve diaphragm 17 and the hold-down 18 of the inlet valves 11 , the threaded bores 47 being designed as blind holes 40 to prevent unevenness in the inlet chamber 8 are. Between the pumping chambers 22 and the inlet chamber 8 , a plurality of circular valve channels 16 of the inlet valves 11, which are circularly arranged at two radial distances, are each arranged. Chamber-side 43 two ring grooves 48 , 49 can be seen , which serve to receive the two O-rings 20 , 21 , by means of which the outlet chamber 6 and the inlet chamber 8 or the outlet valve 10 and the inlet valves 11 are sealed against one another. To avoid an undesirable heat conduction between the pumping medium and the drive chamber 25 , the valve plate 3 advantageously consists of egg nem thermally insulating material and can, for. B. made of peek.

Als Beispiel für eine vorteilhafte Ausbildung eines Auslass ventils 10 sind in Fig. 3a in einer axialen Draufsicht III-A- III-A und in Fig. 3b in einer radialen Schnittansicht III-B- III-B eine Ventilmembran 50, ein Niederhalter 51 und ein zent raler Befestigungsbolzen 52 dargestellt. Der Niederhalter 51 ist als kreisförmige Scheibe ausgebildet und fest mit dem Be festigungsbolzen 52 verbunden. Da der Niederhalter 51 voll ständig von dem Material der als Tellermembran ausgebildeten Ventilmembran 50 umgeben ist, z. B. bei Verwendung von Gummi als Membranwerkstoff in die Ventilmembran 50 einvulkanisiert ist, bilden die drei Teile 50, 51, 52 ein einziges integrier tes Membranbauteil 53. Zur Verbesserung der Funktionalität, d. h. der besseren Trennung von geschlossenen und offenen Be reichen und der Erhöhung der Flexibilität, ist die Ventilmemb ran 50 mittels radialer Aussparungen 54 in Winkelsektoren 55 unterteilt. Einer Erhöhung der Flexibilität durch Anpassung an die Biegelinie der geöffneten Ventilmembran 50 dient eine ra dial außen 56 zugespitzte Kontur 57 des Niederhalters 51. Durch einen ringförmigen Dichtungswulst 58 wird ein weiteres radiales Eindringen von Pumpmedium zwischen die Ventilmembran 50 und die Ventilplatte 3 zuverlässig verhindert.As an example of an advantageous embodiment of an outlet valve 10 are in Fig. 3a in an axial plan view III-A-III-A and in Fig. 3b in a radial sectional view III-B-III-B a valve membrane 50 , a hold-down 51 and a central mounting bolt 52 shown. The hold-down device 51 is designed as a circular disk and is firmly connected to the fastening bolt 52 . Since the hold-down 51 is completely surrounded by the material of the valve membrane 50 designed as a plate membrane, for. B. is vulcanized into the valve membrane 50 when rubber is used as the membrane material, the three parts 50 , 51 , 52 form a single integrated membrane component 53 . To improve the functionality, ie the better separation of closed and open loading areas and the increase in flexibility, the valve membrane 50 is divided into angle sectors 55 by means of radial recesses 54 . An increase in flexibility by adapting to the bending line of the open valve membrane 50 serves a ra dial outside 56 tapered contour 57 of the hold-down device 51 . A further radial penetration of pump medium between the valve membrane 50 and the valve plate 3 is reliably prevented by an annular sealing bead 58 .

Als Beispiel für eine bevorzugte Ausbildung eines Einlassven tils 11 sind in Fig. 4a in einer axialen Draufsicht IV-A-IV- A und in Fig. 4b in einer radialen Schnittansicht IV-B-IV-B eine Ventilmembran 59, ein Niederhalter 60 und ein zentraler Befestigungsbolzen 61 abgebildet. Der Niederhalter 60 ist als kreisförmige Scheibe ausgebildet, fest mit dem Befestigungs bolzen 61 verbunden, und vollständig von dem Material der als Tellermembran ausgebildeten Ventilmembran 59 umgeben, d. h. die drei Teile 59, 60, 61 sind einteilig ausgebildet. Zur Erhöhung der Flexibilität durch Anpassung an die Biegelinie der geöff neten Ventilmembran 59 weist der Niederhalter 60 eine radial außen 62 zugespitzte Kontur 63 auf.As an example of a preferred embodiment of an inlet valve 11 are in Fig. 4a in an axial plan view IV-A-IV-A and in Fig. 4b in a radial sectional view IV-B-IV-B a valve diaphragm 59 , a hold-down 60 and a central fastening bolt 61 is shown. The hold-down 60 is designed as a circular disk, firmly connected to the fastening bolt 61 , and completely surrounded by the material of the valve membrane 59 designed as a plate membrane, ie the three parts 59 , 60 , 61 are formed in one piece. In order to increase the flexibility by adapting to the bending line of the open valve membrane 59 , the hold-down device 60 has a contour 63 which is tapered radially on the outside 62.

Zur Verdeutlichung des Unterschiedes eines erfindungsgemäßen Membranventils gegenüber einem herkömmlichen Membranventil ist in den Fig. 5a bis 5c als Ausschnitt einer Membranpumpe ei ne Ventilplatte 64 mit einem herkömmlichen Einlassmembranven til 65 und einem herkömmlichen Auslassmembranventil 66 in der Ruheposition (Fig. 5a), während des Ansaugtaktes (Fig. 5b), und während des Ausstoßtaktes (Fig. 5c) in einem Querschnitt skizzenhaft dargestellt. Das Einlassmembranventil 65 ist als Tellermembranventil ausgebildet und weist eine aus elastischem Material bestehende Tellermembran 67 mit zentraler Befestigung 68 auf, durch die ein in der Ventilplatte 64 befindlicher Ein lassventilkanal 69 abhängig von dem wirksamen Druck in einer zugeordneten Pumpkammer 70 selbsttätig geöffnet oder geschlos sen werden kann. In ähnlicher Weise ist das Auslassmembranven til 66 als Tellermembranventil ausgebildet und weist eine Tel lermembran 71 auf, die durch eine Befestigungsscheibe 72 auf der Ventilplatte 64 fixiert ist, und durch die ein Auslassven tilkanal 73 entsprechend geöffnet oder geschlossen werden kann. Im Ansaugtakt (Fig. 5b) öffnet sich die Tellermembran 67 des Einlassmembranventils 64 aufgrund eines Unterdruckes p- in der zugeordneten Pumpkammer 70 selbsttätig und es wird Pumpme dium in die Pumpkammer 70 hineingesaugt (siehe Strömungspfeil 74). Dabei hebt sich die Tellermembran 67 auch im Bereich A stromabseitig von der Hauptströmungsrichtung 74 und im Bereich B auf der dem Einlassventilkanal 69 diametral gegenüberliegen den Seite von der Ventilplatte 64 ab, so dass hier jeweils in einer Totwasserströmung Pumpmedium in die entstehenden Zwi schenräume eindringen kann und beim anschließenden Schließvor gang durch das Wiederanlegen der Tellermembran 67 an die Ven tilplatte 64 nicht vollständig hinausgedrängt wird, sondern zwischen diesen Bauteilen 64, 67 eingeklemmt wird. Das gleiche gilt für das Auslassmembranventil 66, bei dem sich die Teller membran 71 im Ausstoßtakt (Fig. 5c) aufgrund eines Überdruckes p+ in der Pumpkammer 70 selbsttätig öffnet und Pumpmedium aus der Pumpkammer 70 hinausgedrückt wird (siehe Strömungspfeil 75). Dabei hebt sich die Tellermembran 71 auch im Bereich C stromabseitig von der Hauptströmungsrichtung 75 von der Ven tilplatte 64 ab, so dass hier wiederum Pumpmedium eindringen kann, das teilweise beim nachfolgenden Schließvorgang einge schlossen wird.To illustrate the difference of a diaphragm valve according to the invention compared to a conventional diaphragm valve is in Fig. 5a to 5c as a section of a diaphragm pump ei ne valve plate 64 with a conventional inlet membrane valve 65 and a conventional outlet membrane valve 66 in the rest position ( Fig. 5a), during the intake stroke ( Fig. 5b), and during the ejection stroke ( Fig. 5c) shown in a cross-sectional sketch. The inlet diaphragm valve 65 is designed as a plate diaphragm valve and has a plate diaphragm 67 made of elastic material with a central fastening 68 , through which a valve valve channel 69 located in the valve plate 64 can be opened or closed automatically depending on the effective pressure in an associated pump chamber 70 , Similarly, the Auslassmembranven valve 66 is designed as a diaphragm valve and has a Tel lermembran 71 , which is fixed by a mounting plate 72 on the valve plate 64 , and through which a Auslassven valve channel 73 can be opened or closed accordingly. In the intake stroke ( FIG. 5b), the plate diaphragm 67 of the inlet diaphragm valve 64 opens automatically due to a negative pressure p- in the associated pump chamber 70 and pump medium is sucked into the pump chamber 70 (see flow arrow 74 ). The plate membrane 67 also stands out in the area A downstream of the main flow direction 74 and in the area B on the diametrically opposite side of the inlet valve channel 69 from the valve plate 64 , so that pump medium can penetrate into the resulting interstices in a dead water flow in the subsequent closing process by re-applying the plate membrane 67 to the Ven tilplatte 64 is not completely pushed out, but is clamped between these components 64 , 67 . The same applies to the outlet diaphragm valve 66 , in which the plate diaphragm 71 opens automatically in the ejection cycle ( FIG. 5c) due to an overpressure p + in the pump chamber 70 and pump medium is pressed out of the pump chamber 70 (see flow arrow 75 ). The plate diaphragm 71 also stands out in the region C downstream of the main flow direction 75 from the valve plate 64 , so that pump medium can penetrate here, which is partially closed during the subsequent closing process.

Im Gegensatz dazu sind das Einlassmembranventil 65' und das Auslassmembranventil 66' nach Fig. 6a bis 6c erfindungsgemäß jeweils mit einem Niederhalter 76, 77 versehen, mittels der die Tellermembran 67 des Einlassmembranventils 65' und die Tellermembran 71 des Auslassmembranventils 66' auf der Ventil platte 64 befestigt sind. Die Niederhalter 76, 77 sind schei benförmig ausgebildet, reichen im Kanalsektor 78, 79 jeweils eben bis an den radial inneren Rand 80, 81 der Ventilkanäle 69, 73 heran und überdecken diese teilweise, sind jedoch axial entsprechend der Biegelinie der elastischen Tellermembranen 67, 71 zurückgenommen, um die Durchströmung der Membranventile 65', 66' möglichst wenig zu behindern. In einem kanalfreien Sektor 82, 83 überdecken die Niederhalter 76, 77 die Teller membranen 67, 71 vollständig. Durch eine derartige Ausgestal tung der Membranventile 65', 66' wird ein Abheben der Ventil membranen 67, 71 in den Bereichen A, B, und C wirksam verhin dert, so dass Ablagerungen zwischen den Tellermembranen 67, 71 und der Ventilplatte 64 nicht mehr auftreten können, und eine Reinigung der betreffenden Membranpumpe alleine durch die För derung einer Reinigungslösung erfolgen kann.In contrast to this, the inlet diaphragm valve 65 'and the outlet diaphragm valve 66 ' according to FIGS. 6a to 6c are each provided according to the invention with a hold-down 76 , 77 , by means of which the plate diaphragm 67 of the inlet diaphragm valve 65 'and the plate diaphragm 71 of the outlet diaphragm valve 66 ' on the valve plate 64 are attached. The hold-downs 76 , 77 are formed like a disk, extend in the channel sector 78 , 79 to the radially inner edge 80 , 81 of the valve channels 69 , 73 and partially cover them, but are axially corresponding to the bending line of the elastic plate membranes 67 , 71 withdrawn in order to hinder the flow through the diaphragm valves 65 ', 66 ' as little as possible. In a channel-free sector 82 , 83 , the hold-down devices 76 , 77 completely cover the plate membranes 67 , 71 . With such a configuration of the diaphragm valves 65 ', 66 ', lifting of the valve diaphragms 67 , 71 in the areas A, B, and C is effectively prevented, so that deposits between the plate diaphragms 67 , 71 and the valve plate 64 no longer occur can, and a cleaning of the membrane pump in question can be done solely by the promotion of a cleaning solution.

Zur Erläuterung seines Aufbaus ist in den Fig. 7a und 7b ein Tellermembranventil 84 in einer stromabseitigen Draufsicht (Fig. 7a) und in einer Schnittansicht (Fig. 7b) gemäß Schnitt VII-B-VII-B nach Fig. 7a, jeweils in geschlossenem Zustand, dargestellt. Eine ausschnittsweise abgebildete Ventilplatte 85 weist In einem Kanalsektor 86 zwei runde Ventilkanäle 87 und vier sektoral ausgebildete Ventilkanäle 88 auf, die zur Veran schaulichung in Fig. 7a nebeneinander dargestellt sind, woge gen üblicherweise nur eine Form der Ventilkanäle 87, 88 in ei nem Membranventil verwendet wird. Eine Tellermembran 89, die mit Ausnahme der Ventilkanäle 87, 88 vertikal schraffiert ist, überdeckt den Kanalsektor 86 und einen kanalfreien Sektor 90 und ist mit einer Schraube 91 zentral auf der Ventilplatte 85 befestigt. Ein scheibenförmig ausgebildeter Niederhalter 92, der in Fig. 7a horizontal schraffiert ist, überdeckt die Tel lermembran 89 in dem kanalfreien Sektor 90 vollständig und reicht in dem Kanalsektor 86 an die radial inneren Ränder 93, 94 der Ventilkanäle 87, 88 heran bzw. überdeckt diese gering fügig. Hierdurch wird ein Abheben der Tellermembran 89 von der Ventilplatte 85 in dem kanalfreien Sektor 90 und in dem Kanal sektor 86 radial innerhalb der Ventilkanäle 87, 88 wirksam verhindert.To explain its structure, a plate diaphragm valve 84 is shown in FIGS . 7a and 7b in a downstream top view ( FIG. 7a) and in a sectional view ( FIG. 7b) according to section VII-B-VII-B according to FIG. 7a, each in the closed position Condition, shown. A cut-out valve plate 85 has in a channel sector 86 two round valve channels 87 and four sectorally designed valve channels 88 , which are shown side by side for illustration in FIG. 7a, whereas usually only one form of the valve channels 87 , 88 is used in a diaphragm valve becomes. A plate membrane 89 , which is hatched vertically with the exception of the valve channels 87 , 88 , covers the channel sector 86 and a channel-free sector 90 and is fastened centrally on the valve plate 85 with a screw 91 . A disc-shaped hold-down 92 , which is hatched horizontally in Fig. 7a, completely covers the Tel lermembran 89 in the channel-free sector 90 and extends in the channel sector 86 to the radially inner edges 93 , 94 of the valve channels 87 , 88 or covers them slight. This effectively prevents the diaphragm 89 from lifting off from the valve plate 85 in the channel-free sector 90 and in the channel sector 86 radially within the valve channels 87 , 88 .

Um dessen Aufbau und Funktion zu verdeutlichen, ist in den Fig. 8a und 8b ein Schlitzmembranventil 95 in einer stromab seitigen Draufsicht (Fig. 8a) in geschlossenem Zustand und in einer Schnittansicht (Fig. 8b) gemäß Schnitt VIII-B-VIII-B nach Fig. 8a in geöffnetem Zustand dargestellt. Eine aus schnittsweise abgebildete Ventilplatte 96 weist im Bereich des Schlitzmembranventils 95 vier kreisförmig gleichverteilt ange ordnete runde Ventilkanäle 97 auf, über denen eine Schlitz membran 98 mit zwei kreuzförmig ausgerichteten Schlitzen 99 angeordnet ist, die von einem ringförmig ausgebildeten Nieder halter 100 auf der Ventilplatte 96 befestigt ist. Der Nieder halter 100 reicht bis an den radial äußeren Rand 101 der Schlitzmembran 98 heran, überdeckt die Ventilkanäle 97 radial außen 102 teilweise, und ist in diesem Bereich entsprechend der Biegelinie der elastischen Schlitzmembran 98 zurückgenom men geformt. Durch den derart ausgebildeten Niederhalter 100 wird ein Abheben der Schlitzmembran 98 von der Ventilplatte 96 wirksam verhindert, ohne die Durchströmung der Ventilkanäle 97 bei geöffnetem Schlitzmembranventil 95 (siehe Fig. 8b) zu drosseln. In order to clarify the structure and function is shown in Figs. 8a and 8b is a slit diaphragm valve 95 in a downstream side plan view (Fig. 8a) in the closed state and in a sectional view (Fig. 8b) according to section VIII-B-VIII-B shown in FIG. 8a in the open state. A sectioned valve plate 96 has in the area of the slit diaphragm valve 95 four circularly evenly arranged round valve channels 97 , over which a slit membrane 98 is arranged with two cross-shaped slots 99, which is fastened by an annular holder 100 on the valve plate 96 is. The hold-down device 100 extends up to the radially outer edge 101 of the slot membrane 98 , partially covers the valve channels 97 radially outside 102, and is shaped in this area in accordance with the bending line of the elastic slot membrane 98 . The hold-down device 100 designed in this way effectively prevents the slit diaphragm 98 from being lifted off the valve plate 96 without throttling the flow through the valve channels 97 when the slit diaphragm valve 95 is open (see FIG. 8b).

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Membranpumpe
diaphragm pump

22

Kammergehäuse
chamber housing

33

Ventilplatte
valve plate

44

Antriebsgehäuse
drive housing

55

Lagergehäuse
bearing housing

66

Auslasskammer
outlet

77

Auslassrohr
outlet pipe

88th

Einlasskammer
inlet chamber

99

Einlassrohr
inlet pipe

1010

Auslassventil, Membranventil
Exhaust valve, diaphragm valve

1111

(oberes) Einlassventil, Membranventil
(upper) inlet valve, diaphragm valve

1111

' (unteres) Einlassventil, Membranventil
'(lower) inlet valve, diaphragm valve

1212

Ventilkanal
valve channel

1313

Ventilmembran, Tellermembran
Valve diaphragm, plate diaphragm

1414

Niederhalter
down device

1515

Schraubenbolzen
bolt

1616

(oberer) Ventilkanal
(upper) valve channel

1616

' (unterer) Ventilkanal
'(lower) valve channel

1717

(obere) Ventilmembran, Tellermembran
(upper) valve membrane, plate membrane

1717

' (untere) Ventilmembran, Tellermembran
'(lower) valve membrane, plate membrane

1818

(oberer) Niederhalter
(upper) hold-down device

1818

' (unterer) Niederhalter
'(lower) hold-down device

1919

Schraubenbolzen
bolt

1919

' Schraubenbolzen
'' Bolt

2020

O-Ring
O-ring

2121

O-Ring
O-ring

2222

(obere) Pumpkammer
(upper) pump chamber

2222

' (untere) Pumpkammer
'(lower) pumping chamber

2323

(obere) Pumpmembran
(upper) pump membrane

2323

' (untere) Pumpmembran
'(lower) pump membrane

2424

(oberes) Pumpelement
(upper) pump element

2424

' (unteres) Pumpelement
'(lower) pump element

2525

Antriebskammer
drive chamber

2626

Taumelscheibe
swash plate

2727

(oberer) Dichtungswulst
(upper) sealing bead

2727

' (unterer) Dichtungswulst
'(lower) sealing bead

2828

Lagerzapfen
pivot

2929

Antriebswelle
drive shaft

3030

Achse
axis

3131

Drehachse
axis of rotation

3232

Abstand
distance

3333

Neutralebene
neutral plane

3434

Zentralbohrung
central bore

3535

Wellenstumpf
stub shaft

3636

Drehung
rotation

3737

Schnittpunkt
intersection

3838

unterer Teil
lower part

3939

oberer Teil
upper part

4040

(oberes) Sackloch
(top) blind hole

4040

' (unteres) Sackloch
'(lower) blind hole

4141

antriebsseitig
drive side

4242

Ringnut
ring groove

4343

kammerseitig
chamber side

4444

Ventilbett
valve bed

4545

Befestigungsbohrung
mounting hole

4646

Ventilbett
valve bed

4747

Gewindebohrung
threaded hole

4848

Ringnut
ring groove

4949

Ringnut
ring groove

5050

Ventilmembran, Tellermembran
Valve diaphragm, plate diaphragm

5151

Niederhalter
down device

5252

Befestigungsbolzen
mounting bolts

5353

Membranbauteil
membrane component

5454

Aussparung
recess

5555

Winkelsektor
angular sector

5656

radial außen
radially outside

5757

zugespitzte Kontur
tapered contour

5858

Dichtungswulst
sealing bead

5959

Ventilmembran, Tellermembran
Valve diaphragm, plate diaphragm

6060

Niederhalter
down device

6161

Befestigungsbolzen
mounting bolts

6262

radial außen
radially outside

6363

zugespitzte Kontur
tapered contour

6464

Ventilplatte
valve plate

6565

Einlassmembranventil
Inlet diaphragm valve

6565

' Elnlassmembranventil
'' Inlet diaphragm valve

6666

Auslassmembranventil
Auslassmembranventil

6666

' Auslassmembranventil
'' Outlet diaphragm valve

6767

Tellermembran
valve membrane

6868

zentrale Befestigung
central attachment

6969

Einlassventilkanal
Inlet valve channel

7070

Pumpkammer
pumping chamber

7171

Tellermembran
valve membrane

7272

Befestigungsscheibe
mounting disk

7373

Auslassventilkanal
Auslassventilkanal

7474

Strömungspfeil, Strömungsrichtung
Flow arrow, flow direction

7575

Strömungspfeil, Strömungsrichtung
Flow arrow, flow direction

7676

Niederhalter
down device

7777

Niederhalter
down device

7878

Kanalsektor
channel sector

7979

Kanalsektor
channel sector

8080

Rand
edge

8181

Rand
edge

8282

kanalfreier Sektar
channel-free sector

8383

kanalfreier Sektor
channel-free sector

8484

Tellermembranventil
Plate diaphragm valve

8585

Ventilplatte
valve plate

8686

Kanalsektor
channel sector

8787

(runder) Ventilkanal
(round) valve channel

8888

(sektoraler) Ventilkanal
(sectoral) valve channel

8989

Ventilmembran, Tellermembran
Valve diaphragm, plate diaphragm

9090

kanalfreier Sektor
channel-free sector

9191

Schraube
screw

9292

Niederhalter
down device

9393

innerer Rand
inner edge

9494

innerer Rand
inner edge

9595

Schlitzmembranventil
Slit diaphragm valve

9696

Ventilplatte
valve plate

9797

Ventilkanal
valve channel

9898

Schlitzmembran
slit diaphragm

9999

Schlitz
slot

100100

Niederhalter
down device

101101

äußerer Rand
outer edge

102102

radial außen
A Bereich
B Bereich
C Bereich
p- Unterdruck
p+ Überdruck
radially outside
A area
B area
C area
p- negative pressure
p + overpressure

Claims

1.Diaphragm pump, with a plurality of pumping chambers, each of which is sealed with a pumping membrane against a drive chamber, the respective pumping membrane being connected via an associated pump element to a swashplate arranged in the drive chamber and by a wobble movement of the swashplate into one periodic axial pump movement is displaceable, the pump chambers can be connected in a pressure-dependent manner via inlet valves to an inlet chamber and via an outlet valve to an outlet chamber, and at least one of the valves is designed as a diaphragm valve with a plurality of valve channels arranged in a valve plate and closable by a valve membrane, characterized in that the diaphragm valve ( 10 , 11 , 11 ') has a hold-down device ( 14 , 18 , 18 ') to prevent the valve diaphragm ( 13 , 17 , 17 ') from lifting off from the valve plate ( 3 ).

2. Diaphragm pump according to claim 1, characterized in that the diaphragm valve ( 10 , 11 , 11 ') arranged in a circular manner Ven tilkanäle ( 12 , 16 , 16 ') and as a valve diaphragm ran a Tellermemb ( 13 , 17 , 17 ') with central attachment and that the hold-down device ( 14 , 18 , 18 ') is designed as a circular disk which is arranged radially within the valve channels ( 12 , 16 , 16 ').

3. Diaphragm pump according to claim 2, characterized in that the plate membrane ( 13 ) for functional improvement by means of radial recesses ( 54 ) is divided into angle sectors ( 55 ).

4. Diaphragm pump according to claim 1, characterized in that the diaphragm valve ( 95 ) has circularly arranged valve channels ( 97 ) and as a valve diaphragm a slot diaphragm ( 98 ) with peripheral fastening, and that the hold-down device ( 100 ) as an annular and radially outside of the valve channels ( 97 ) is formed on an ordered disc.

5. Diaphragm pump according to one of claims 2 to 4, characterized in that the valve membrane ( 50 ) has a ring-shaped sealing bead ( 58 ) at the central fastening and radially on the outside and at the peripheral fastening.

6. Diaphragm pump according to one of claims 2 to 5, characterized in that the hold-down device ( 14 , 18 , 18 ') partially covers the valve channels ( 12 , 16 , 16 ') radially.

7. Diaphragm pump according to claim 6, characterized in that the hold-down device ( 14 , 18 , 18 ') in the overlap region of the Ven tilkanäle ( 12 , 16 , 16 ') corresponding to the radial bending line of the open valve membrane ( 13 , 17 , 17 ') axially withdrawn is formed.

8. Diaphragm pump according to one of claims 2 to 7, characterized in that the hold-down device ( 92 ) in an arrangement of the valve channels ( 87 , 88 ) in a partial circle sector completely covers the valve membrane ( 89 ) in the channel-free sector ( 90 ) ,

9. Diaphragm pump according to one of claims 2 to 8, characterized in that the holding-down device ( 14 , 18 , 18 ') and a fastening element ( 15 , 19 , 19 ') are formed in one piece.

10. Diaphragm pump according to one of claims 2 to 9, characterized in that the hold-down device ( 14 , 18 , 18 ') and the Ven tilmembran ( 13 , 17 , 17 ') are integrally formed.

11. Diaphragm pump according to claim 10, characterized in that the holding-down device ( 14 , 18 , 18 ') is embedded in the valve membrane ( 13 , 17 , 17 ').

12. Diaphragm pump according to one of claims 9 to 11, characterized in that the hold-down device ( 14 , 18 , 18 '), the fastening element ( 15 , 19 , 19 ') and the valve membrane ( 13 , 17 , 17 ') are formed in one piece ,

13. Diaphragm pump according to one of claims 1 to 12, characterized in that the hold-down device ( 18 , 18 ') of a plurality of diaphragm valves ( 11 , 11 ') are combined in one component.

14. Diaphragm pump according to one of claims 1 to 13, characterized in that the valve channels ( 12 , 16 , 16 ') each have a rounded inlet contour on the input side.

15. Diaphragm pump according to one of claims 1 to 14, characterized in that when using sectorally designed valve channels ( 88 ), the radial webs between the valve channels ( 88 ) are designed to be tapered on the outlet side.

16. Diaphragm pump according to one of claims 1 to 15, characterized in that the pumping chambers ( 22 , 22 ') and the drive chamber ( 25 ) are thermally insulated from one another.

17. Diaphragm pump according to claim 16, characterized in that the valve plate ( 3 ) consists of a thermally insulating material Ma.

18. Diaphragm pump according to claim 17, characterized in that Peek is used as the material of the valve plate ( 3 ).

19. Diaphragm pump according to one of claims 1 to 18, characterized in that the pump membranes ( 23 , 23 ') and / or the valve membranes ( 17 , 17 ') can be mounted on one side from the pumping chambers ( 22 , 22 ').

20. Diaphragm pump according to one of claims 1 to 19, characterized in that a safety seal is provided between the pump membranes ( 23 , 23 ') and the drive chamber ( 25 ).