Die
Erfindung betrifft eine Pumpe sowie eine Ventil-Einheit für eine Pumpe.The
The invention relates to a pump and a valve unit for a pump.
Durch
eine Pumpe wird ein Fluid gefördert. Unter
Fluid wird hier ein zu förderndes
Medium, wie eine Flüssigkeit,
ein Gas oder ein Flüssigkeits-Gas-Gemisch, verstanden.By
a pump is a fluid promoted. Under
Fluid is here to be promoted
Medium, like a liquid,
a gas or a liquid-gas mixture, understood.
Aus
dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Pumpen bekannt, die
Ventile zum Kontrollieren des Ein- oder Auslasses von Fluiden oder
zum Steuern bzw. Regeln der Fließrichtung von Fluiden besitzen.
Insbesondere bei der Förderung
von aggressiven Fluiden kann nach einiger Zeit der Fall eintreten, dass
die Funktion der Ventile beeinträchtigt
wird. Kostenaufwendige Reparaturen können dann die Folge sein.Out
The prior art discloses a variety of pumps which
Valves for controlling the inlet or outlet of fluids or
for controlling the flow direction of fluids.
Especially with the promotion
of aggressive fluids may happen after some time, that
the function of the valves is impaired
becomes. Costly repairs can then be the result.
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe zu schaffen, die
auch bei der Förderung von
aggressiven Fluiden eine besonders zuverlässig arbeitende Ventil-Einheit
besitzt. Außerdem
soll in der Schließ-Stellung
des Ventils eine gute Abdicht-Wirkung erzielbar sein. Der Erfindung
liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine entsprechende Ventil-Einheit
für eine
Pumpe zu schaffen.Of the
Invention has for its object to provide a pump, the
also in the promotion of
aggressive fluids a particularly reliable working valve unit
has. Furthermore
should in the closed position
the valve a good sealing effect can be achieved. The invention
is also the object of a corresponding valve unit
for one
To create a pump.
Diese
Aufgaben werden erfindungsgemäß durch
die in den Ansprüchen
1 und 16 angegebenen Merkmale gelöst. Der Kern der Erfindung
liegt darin, dass eine betätigbare
Ventil-Scheibe mit einem Dichtungs-Bereich über federnde, im Wesentlichen
spiralförmig
verlaufende Zentrier-Arme verbunden ist.These
Tasks are performed according to the invention
those in the claims
1 and 16 specified characteristics solved. The core of the invention
is that an actuable
Valve washer with a sealing area over springing, essentially
spirally
extending centering arms is connected.
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further
advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung eine bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung erläutert.
Dabei zeigen:following
is a preferred with reference to the accompanying drawings
embodiment
of the invention explained.
Showing:
1 eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Pumpe, 1 a side view of a pump according to the invention,
2 einen
Schnitt durch die in 1 dargestellte Pumpe gemäß der Schnittlinie
II-II in 1, 2 a section through the in 1 illustrated pump according to the section line II-II in 1 .
3 die
in 2 gekennzeichnete Einzelheit X in vergrößerter Darstellung,
und 3 in the 2 marked detail X in an enlarged view, and
4 eine
Draufsicht auf die erfindungsgemäße Ventil-Einheit,
die auch in den 2 und 3 geschnitten
gezeigt ist. 4 a plan view of the valve unit according to the invention, which also in the 2 and 3 is shown cut.
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 die
erfindungsgemäße Pumpe 1 beschrieben,
die zur Förderung
eines Fluids vorgesehen ist. Die Pumpe 1 ist hier als Membran-Pumpe ausgebildet.
Für die
Erfindung können
im Allgemeinen Verdrängerpumpen
und Strömungspumpen
herangezogen werden.The following is with reference to the 1 to 4 the pump according to the invention 1 described, which is intended to convey a fluid. The pump 1 is designed here as a membrane pump. In general, positive displacement pumps and flow pumps can be used for the invention.
Die
Pumpe 1 weist ein mehrteiliges Gehäuse 2 auf. In dem
Gehäuse 2 befindet
sich ein im Volumen veränderbarer
Arbeits-Raum 3, der auch als Pump-Kammer bezeichnet werden
kann und im Wesentlichen abgeschlossen ist. Der Arbeits-Raum 3 ist nach
unten durch eine flexible, dünnwandige
Förder-Membran 4 begrenzt,
die betätigbar
ist und aus einem fluiddichten Elastomer-Material besteht. Hier ist
zur Betätigung
der Förder- Membran 4 ein
Antrieb bzw. Motor 5 vorgesehen. Durch eine Betätigung der Förder-Membran 4 wird
durch Veränderung
des Volumens des Arbeits-Raums 3 das
Fluid gefördert.
Die Pumpe 1 ist im Wesentlichen bezüglich einer vertikalen Symmetrie-Ebene
E symmetrisch ausgebildet.The pump 1 has a multi-part housing 2 on. In the case 2 there is a workspace that can be changed in volume 3 , which can also be referred to as pumping chamber and is substantially complete. The work space 3 is down through a flexible, thin-walled delivery membrane 4 limited, which is operable and consists of a fluid-tight elastomeric material. Here is to operate the delivery diaphragm 4 a drive or motor 5 intended. By actuating the delivery diaphragm 4 is by changing the volume of the work space 3 promoted the fluid. The pump 1 is substantially symmetrical with respect to a vertical plane of symmetry E.
Das
Gehäuse 2 besitzt
ferner einen Antriebs-Teil 6 mit einem inneren, im Wesentlichen
umschlossenen Antriebs-Raum 7. Der Antriebs-Raum 7 ist
in etwa zylindrisch und ist unterhalb des Arbeits-Raums 3 vorgesehen.
Auf dem Antriebs-Teil 6 ist oben eine erste, untere Ventil-Platte 8 angeordnet, auf
welcher wiederum eine zweite, obere Ventil-Platte 9 sitzt.
Auf der oberen Ventil-Platte 9 ist ein Gehäuse-Deckel 10 montiert.
Der Antriebs-Teil 6, die Ventil-Platten 8, 9 und
der Gehäuse-Deckel 10 sind
fluiddicht miteinander verbunden und bilden zusammen das Gehäuse 2.
Sie sind fluchtend nacheinander ausgerichtet.The housing 2 also has a drive part 6 with an inner, substantially enclosed drive space 7 , The drive room 7 is approximately cylindrical and is below the working space 3 intended. On the drive part 6 Above is a first lower valve plate 8th arranged on which in turn a second, upper valve plate 9 sitting. On the upper valve plate 9 is a housing cover 10 assembled. The drive part 6 , the valve plates 8th . 9 and the housing lid 10 are fluid-tightly interconnected and together form the housing 2 , They are in alignment one after the other.
An
den Antriebs-Teil 6 ist der Motor 5 angeflanscht,
der hier als ein bekannter Elektro-Rotations-Motor ausgebildet ist.
Der Motor 5 besitzt eine horizontal verlaufende, drehantreibbare
Antriebs-Welle 11, die sich in den Antriebs-Raum 6 erstreckt
und dort drehbar gelagert ist. Die Antriebs-Welle 11 verläuft ungefähr zentral
in dem Antriebs-Raum 7 und wird von der Symmetrie-Ebene
E längs
geschnitten. In dem Antriebs-Raum 7 befindet sich auch
ein Exzenter 12, der auf der Antriebs-Welle 11 drehfest
angebracht ist. Mit dem Exzenter 12 ist ein ringförmiger Lager-Körper 53 verbunden,
der eine nach oben offene Aufnahme 13 hat. In der Aufnahme 13 ist
ein Pleuel 14 gelagert, mit dem die Förder-Membran 4 in
Wirk-Verbindung
steht. Der Lager-Körper 53 und
der Exzenter 12 befinden sich ungefähr mittig in dem Antriebs-Raum 7 des
Antriebs-Teils 6, während
die Aufnahme 13 und das Pleuel 14 bereits oberhalb
des eigentlichen Antriebs-Raums 7 in
einer entsprechenden, nach oben offenen Anschluss-Öffnung des
Antriebs-Teils 6 vorgesehen sind. Die Förder-Membran 4 sitzt
bereits in der unteren Ventil-Platte 8 oberhalb des Antriebs-Teils 6.
Der Motor 5 kann aber auch anders ausgestaltet sein. Beispielsweise
kann er als Linearmotor bzw. Linearantrieb ausgebildet sein. Vorzugsweise
ist der Lager-Körper 53 als
Kugellager ausgebildet.To the drive part 6 is the engine 5 flanged, which is designed here as a known electric rotary motor. The motor 5 has a horizontally running drive shaft that can be driven in rotation 11 that are in the drive room 6 extends and is rotatably mounted there. The drive shaft 11 runs approximately centrally in the drive room 7 and is cut longitudinally from the symmetry plane E. In the drive room 7 there is also an eccentric 12 standing on the drive shaft 11 rotatably attached. With the eccentric 12 is an annular bearing body 53 connected, which is an upwardly open recording 13 Has. In the recording 13 is a connecting rod 14 stored, with which the delivery membrane 4 is in active connection. The camp body 53 and the eccentric 12 are located approximately in the center of the drive room 7 of the drive part 6 while recording 13 and the connecting rod 14 already above the actual drive room 7 in a corresponding, upwardly open connection opening of the drive part 6 are provided. The conveyor membrane 4 already sits in the lower valve plate 8th above the drive part 6 , The motor 5 but can also be designed differently. For example, it can be designed as a linear motor or linear drive. Preferably, the bearing body 53 as a ball bearing forms.
Bei
Betrieb des Motors 5 wird dessen Antriebs-Welle 11 in
Rotation versetzt, was wiederum eine Drehung des Exzenters 12 um
eine horizontale Achse zufolge hat. Durch die Drehung des Exzenters 12 wird
der Lager-Körper 53 in
eine abwechselnde, gleichmäßige Kipp-Bewegung
versetzt. Dabei wird die Förder-Membran 4 durch
das Pleuel 14, das durch den Lager-Körper 53 betätigt wird,
in eine in etwa geradlinige vertikale Axial-Bewegung versetzt, wodurch der Arbeits-Raum 3 in
seinem Volumen verändert
wird.During operation of the engine 5 becomes its drive shaft 11 rotated, which in turn causes a rotation of the eccentric 12 around a horizontal axis has. By the rotation of the eccentric 12 becomes the camp body 53 in an alternating, even tilting movement. This is the delivery membrane 4 through the connecting rod 14 that through the camp body 53 is actuated, offset in an approximately rectilinear vertical axial movement, whereby the working space 3 is changed in its volume.
Die
Förder-Membran 4 ist
kreisscheibenförmig
ausgebildet. Sie besitzt einen radial äußeren Rand-Bereich 15,
der fluiddicht zwischen dem Antriebs-Teil 6 und der unteren
Ventil-Platte 8 eingeklemmt ist. Zur Verbesserung der Dichtigkeit
ist in dem Rand-Bereich 15 ein Dichtungs-Wulst 16 an
der Förder-Membran 4 angeformt.
Die Förder-Membran 4 kann
aber auch eine andere Form haben. Sie kann beispielsweise oval ausgebildet
sein.The conveyor membrane 4 is formed circular disk-shaped. It has a radially outer edge area 15 , the fluid-tight between the drive part 6 and the lower valve plate 8th is trapped. To improve the tightness is in the edge area 15 a seal bead 16 on the conveyor membrane 4 formed. The conveyor membrane 4 but it can also have a different form. It can for example be oval.
Der
Arbeits-Raum 3 wird nach unten durch die Förder-Membran 4 begrenzt,
die so verhindert, dass das zu fördernde
Fluid in den Antriebs-Teil 6 gelangen kann. Nach oben ist
der Arbeits-Raum 3 durch die untere Ventil-Platte 8 begrenzt.
Die untere Ventil-Platte 8 weist dafür einen – bezogen auf die Förder-Membran 4 – konvex
gewölbten,
schalenartigen, zentralen Bereich 17 auf, dem sich die
Förder-Membran 4 annähern bzw.
entfernen kann. Seitlich ist der Arbeits-Raum 3 durch die
Förder-Membran 4 und
die untere Ventil-Platte 8 begrenzt. In der oberen Betätigungs-Position
der Förder-Membran 4 weist
der Arbeits-Raum 3 ein minimales Volumen auf, das gegen
Null geht. In der unteren Betätigungs-Position
der Förder-Membran 4 weist
der Arbeits-Raum 3 dagegen ein maximales Volumen auf. In
den 2 und 3 ist die Förder-Membran 4 in
ihrer oberen Betätigungs-Position
gezeigt.The work space 3 gets down through the delivery membrane 4 limited, which prevents the fluid to be pumped into the drive part 6 can get. Upstairs is the work space 3 through the lower valve plate 8th limited. The lower valve plate 8th has one for this - based on the delivery membrane 4 - convex, cupped, central area 17 on which the conveyor membrane 4 can approach or remove. On the side is the working room 3 through the conveyor membrane 4 and the lower valve plate 8th limited. In the upper actuation position of the delivery diaphragm 4 indicates the working space 3 a minimal volume that approaches zero. In the lower actuation position of the delivery diaphragm 4 indicates the working space 3 contrast, a maximum volume. In the 2 and 3 is the conveyor membrane 4 shown in their upper actuation position.
In
den beiden Ventil-Platten 8, 9 befindet sich ein
Einlass-Kanal 18 und ein Auslass-Kanal 19, die mit
dem Arbeits-Raum 3 in dem schalenartigen Bereich 17 in
Strömungs-Verbindung
stehen. Der Einlass-Kanal 18 und der Auslass-Kanal 19 können über den
Arbeits-Raum 3 miteinander in Strömungs-Verbindung stehen und
verlaufen im Wesentlichen vertikal. Durch den Einlass-Kanal 18 kann
in bekannter Weise das zu fördernde
Fluid von außen
in den Arbeits-Raum 3 geführt werden, während das
Fluid durch den Auslass-Kanal 19 den Arbeits-Raum 3 wieder
nach außen
verlassen kann.In the two valve plates 8th . 9 there is an inlet channel 18 and an outlet channel 19 that with the work space 3 in the bowl-like area 17 to be in fluid communication. The inlet channel 18 and the outlet channel 19 can over the work space 3 are in fluid communication with each other and are substantially vertical. Through the inlet channel 18 can in a known manner the fluid to be delivered from the outside into the working space 3 be guided while the fluid through the outlet channel 19 the work space 3 can leave again to the outside.
Der
Einlass-Kanal 18 ist durch einen in der oberen Ventil-Platte 9 gebildeten
Kanal-Abschnitt 20 und einen in der unteren Ventil-Platte 8 gebildeten Kanal-Abschnitt 21 gebildet,
die in Strömungs-Verbindung
miteinander stehen können.
Der obere Kanal-Abschnitt 20 ist durch genau eine vertikale
Bohrung gebildet. Er steht mit einer horizontalen Zuführ-Leitung
in Strömungs-Verbindung.
Die Zuführ-Leitung
ist eingangsseitig mit dem Kanal-Abschnitt 20 verbunden.
Der untere Kanal-Abschnitt 21 ist durch mehrere, vorzugsweise
drei, identische vertikale Bohrungen gebildet. Die Bohrungen haben
jeweils einen kreisförmigen
Querschnitt, wobei der Querschnitt der den Kanal-Abschnitt 20 bildenden Bohrung
größer als
der Querschnitt einer den Kanal-Abschnitt 21 bildenden
Bohrung ist.The inlet channel 18 is through one in the upper valve plate 9 formed channel section 20 and one in the lower valve plate 8th formed channel section 21 formed, which can be in flow communication with each other. The upper channel section 20 is formed by exactly one vertical hole. It is in fluid communication with a horizontal feed line. The feed line is on the input side with the channel section 20 connected. The lower channel section 21 is formed by a plurality, preferably three, identical vertical bores. The holes each have a circular cross section, the cross section of the channel section 20 forming hole larger than the cross section of a channel section 21 forming hole is.
In
der unteren Ventil-Platte 8 ist außerdem ein nach oben offener,
becherartiger Aufnahme-Raum 22 gebildet, von dessen Boden
mittig ein Anschlag 23 nach oben vorspringt. Die Mittel-Längs-Achse
des Anschlags 23 fluchtet im Wesentlichen mit der Mittel-Längs-Achse
des oberen Kanal-Abschnitts 20.
Die Längs-Mittel-Achse
des Anschlags 23 schneidet die Anschlag-Fläche des
Anschlags 23 senkrecht. Die den unteren Kanal-Abschnitt 21 bildenden
Bohrungen sind gleichmäßig beabstandet
zueinander um den Anschlag 23 herum angeordnet. Wenn – wie hier – drei Bohrungen
vorgesehen sind, so sind diese in Form eines im Wesentlichen gleichseitigen,
imaginären
Dreiecks angeordnet, in dessen Zentrum sich der Anschlag 23 befindet.
Es können
auch mehr als drei Bohrungen vorgesehen sein. Auch diese sind dann
gleichmäßig beabstandet
um den Anschlag 23 herum angeordnet. Sie sind dann mit
ihrem jeweiligen Zentrum im Wesentlichen konzentrisch um die Längs-Mittel-Achse
des Anschlags 23 herum angeordnet. Unter Bohrungen sollen
hier kanalartige Strömungs-Verbindungen verstanden
werden. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass die Bohrungen
durch Bohren erzeugt worden sind. Unter Bohrungen sollen somit beispielsweise
auch durch Gießen
erzeugte Strömungs-Verbindungen verstanden
werden.In the lower valve plate 8th is also an open-top, cup-like recording room 22 formed, from the bottom of a center stop 23 projects upwards. The central longitudinal axis of the stop 23 Aligns substantially with the central longitudinal axis of the upper channel section 20 , The longitudinal center axis of the stop 23 cuts the stop surface of the stop 23 perpendicular. The the lower channel section 21 forming holes are evenly spaced from each other around the stop 23 arranged around. If - as here - three holes are provided, they are arranged in the form of a substantially equilateral, imaginary triangle, in the center of the stop 23 located. It can also be provided more than three holes. These are then evenly spaced around the stop 23 arranged around. They are then with their respective center substantially concentric about the longitudinal center axis of the stop 23 arranged around. Under drilling here channel-like flow connections are understood. In particular, it is not necessary that the holes have been produced by drilling. Holes should thus be understood to mean, for example, flow connections generated by casting.
Der
Auslass-Kanal 19 ist im Prinzip identisch zu dem Einlass-Kanal 18 ausgebildet.
Auf die vorherige Ausführung
wird verwiesen. Er ist durch einen in der unteren Ventil-Platte 8 gebildeten
vertikalen Kanal-Abschnitt 24 und einen in der oberen Ventil-Platte 9 gebildeten
vertikalen Kanal-Abschnitt 25 gebildet, die
miteinander in Strömungs-Verbindung
stehen können.
Jedoch ist hier ein becherartiger Aufnahme-Raum 26 in der
oberen Ventil-Platte 9 gebildet. Dieser ist nach unten
offen. Von dem Boden des Aufnahme-Raums 26 springt mittig
ein Anschlag 27 hervor, dessen Längs-Mittel-Achse im Wesentlichen mit der
Längs-Mittel-Achse
des unteren Kanal-Abschnitts 24 fluchtet. Der obere Kanal-Abschnitt 25 ist hier
durch mehrere, insbesondere drei, Bohrungen gebildet, während der
untere Kanal-Abschnitt 24 durch genau eine Bohrung gebildet
ist. Die den oberen Kanal-Abschnitt 25 bildenden Bohrungen
sind gleichmäßig beabstandet
um den Anschlag 27 herum angeordnet. Mit dem oberen Kanal-Abschnitt 25 ist
ausgangsseitig eine horizontale Auslass-Leitung 54 verbunden,
die sich benachbart und parallel zu der Zuführ-Leitung erstreckt.The outlet channel 19 is basically identical to the inlet channel 18 educated. Reference is made to the previous execution. He is through one in the lower valve plate 8th formed vertical channel section 24 and one in the upper valve plate 9 formed vertical channel section 25 formed, which can communicate with each other in flow communication. However, here is a cup-like recording room 26 in the upper valve plate 9 educated. This is open at the bottom. From the bottom of the recording room 26 a stop jumps in the middle 27 , whose longitudinal center axis substantially coincides with the longitudinal center axis of the lower channel section 24 flees. The upper channel section 25 is formed here by several, in particular three, holes, while the lower channel section 24 is formed by exactly one hole. The the upper channel section 25 forming holes are evenly spaced around the stop 27 here arranged around. With the upper channel section 25 the output side is a horizontal outlet line 54 connected, which extends adjacent and parallel to the feed line.
Zwischen
der unteren Ventil-Platte 8 und der oberen Ventil-Platte 9 ist
eine einstückige,
plattenartige Ventil-Einheit zur Steuerung der Strömung des Fluids
in dem Einlass-Kanal 18 und dem Auslass-Kanal 19 angeordnet.
Die Ventil-Einheit ist bezüglich
der Symmetrie-Ebene E symmetrisch. Sie besteht hier aus einem Elastomer-Material
und umfasst zwei, prinzipiell identische Ventile 28.Between the lower valve plate 8th and the upper valve plate 9 is a one-piece, plate-like valve unit for controlling the flow of the fluid in the inlet channel 18 and the outlet channel 19 arranged. The valve unit is symmetrical with respect to the symmetry plane E. It consists of an elastomeric material and comprises two, basically identical valves 28 ,
Aufgrund
der identischen Ausgestaltung der Ventile 28 wird im Wesentlichen
lediglich ein Ventil 28 genau beschrieben. Ein Ventil 28 besitzt
einen im Wesentlichen kreisringförmigen,
vollständig
umlaufenden, radial äußeren Dichtungs-Bereich 29,
der wiederum einen radial äußeren Dichtungs-Wulst 30 und
einen an diesen innen angrenzenden Abgrenzungs-Abschnitt 31 aufweist.
Mit dem ringförmigen Abgrenzungs-Abschnitt 31 ist
innenseitig eine zentrale, etwa kreisförmige Ventil-Scheibe 32 über mehrere
bewegliche Zentrier-Arme 33 direkt verbunden. Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
sind drei Zentrier-Arme 33 vorgesehen. Die Zentrier-Arme 33 sind gleichmäßig beabstandet
zueinander angeordnet und weisen einen identischen Verlauf auf.
Das Ventil 28 besitzt auch drei längliche Strömungs-Öffnungen 34, die jeweils
in etwa eine Winkel-Form aufweisen, für eine Strömungs-Verbindung zwischen den
Kanal-Abschnitten 20, 21 bzw. 24, 25 des
jeweiligen Kanals 18 bzw. 19 sorgen können und
durch den Abgrenzungs-Abschnitt 31, die Zentrier-Arme 33 und die
Ventil-Scheibe 32 begrenzt werden. Jedes Ventil 28 besitzt
eine Mittel-Längs-Achse 35,
die durch das Zentrum der mittig in dem Dichtungs-Bereich 29 angeordneten
Ventil-Scheibe 32 geht. Sie steht dabei senkrecht zu einer
durch die Ventil-Einheit gehenden Ebene, die die Symmetrie-Ebene
E senkrecht schneidet. Gemäß 3 verläuft die
Mittel-Längs-Achse 35 vertikal.Due to the identical design of the valves 28 becomes essentially just a valve 28 exactly described. A valve 28 has a substantially annular, completely circumferential, radially outer sealing region 29 which in turn has a radially outer sealing bead 30 and a demarcation section adjacent thereto 31 having. With the annular demarcation section 31 inside is a central, approximately circular valve disc 32 over several movable centering arms 33 directly connected. According to this embodiment, three centering arms 33 intended. The centering arms 33 are uniformly spaced from each other and have an identical course. The valve 28 also has three elongated flow openings 34 , each having an approximately angled shape, for a flow connection between the channel sections 20 . 21 respectively. 24 . 25 of the respective channel 18 respectively. 19 can care and through the demarcation section 31 , the centering arms 33 and the valve disc 32 be limited. Every valve 28 has a central longitudinal axis 35 passing through the center of the center in the sealing area 29 arranged valve disc 32 goes. It stands perpendicular to a passing through the valve unit level, which intersects the symmetry plane E perpendicular. According to 3 runs the central longitudinal axis 35 vertical.
Die
Zentrier-Arme 33 verlaufen im Wesentlichen spiralförmig um
die Mittel-Längs-Achse 35.
Sie halten die Ventil-Scheibe 32 mittig in dem Dichtungs-Bereich 29.
Ferner wirken die Zentrier-Arme 33 als Feder-Elemente,
so dass die Ventil-Scheibe 32 federnd beweglich ist. Sie
haben eine Vorspannung, auf die nachfolgend noch näher eingegangen wird.The centering arms 33 extend substantially helically about the central longitudinal axis 35 , They hold the valve disc 32 in the middle of the sealing area 29 , Furthermore, the centering arms act 33 as spring elements, leaving the valve disc 32 is resiliently movable. You have a bias, which will be discussed in more detail below.
Jeder
Zentrier-Arm 33 besitzt einen mit dem Abgrenzungs-Abschnitt 31 direkt
verbundenen äußeren kurzen
Verbindungs-Abschnitt 36, der sich von dem inneren freien
Rand des Abgrenzungs-Abschnitts 31 im Wesentlichen radial
nach innen erstreckt und verdickt ausgebildet ist. An den Verbindungs-Abschnitt 36 schließt sich
ein länglicher
Zwischen-Abschnitt 37 an, der gemäß dem in 4 rechts
dargestellten Ventil 28 von dem Verbindungs-Abschnitt 36 zu
der Ventil-Scheibe 32 im Uhrzeigersinn verläuft. Jeder
Zentrier-Arm 33 besitzt des Weiteren einen inneren kurzen
Verbindungs-Abschnitt 38, der mit der Ventil-Scheibe 32 über ihren äußeren Rand
direkt verbunden ist. Der Verbindungs-Abschnitt 38 verläuft im Wesentlichen
radial von der Ventil-Scheibe 32 nach außen. Der
Zentrier-Arm 33 geht von dem Verbindungs-Abschnitt 36 über eine
Krümmung 39 geschwungen
in den Zwischen-Abschnitt 37 über. Ferner geht der Zwischen-Abschnitt 37 über eine
Krümmung 40 in
den Verbindungs-Abschnitt 38 über. Die Krümmungen 39, 40 sind
einander entgegengesetzt und schließen einen Winkel von jeweils
etwa 70° bis
90° ein.
Der Zwischen-Abschnitt 37 verläuft ungefähr mittig zwischen dem äußeren Rand
der Ventil-Scheibe 32 und dem inneren Rand des Abgrenzungs-Abschnitts 31 und
erstreckt sich etwa konzentrisch um die Mittel-Längs-Achse 35. Der
Zwischen-Abschnitt 37 besitzt eine in etwa konstante Krümmung, deren
Zentrum die Längs-Mittel-Achse 35 ist.
Jeder Zentrier-Arm 33 besitzt im Wesentlichen die Form
eines „S” oder eines
umgekehrten „S”. Die Verbindungs-Abschnitte 36, 38 und
der Zwischen-Abschnitt 37 eines Zentrier-Arms 33 sind
im Wesentlichen von zwei einander benachbarten Strömungs-Öffnungen 34 umgeben.
Die Zwischen-Abschnitte 37 verlaufen in etwa tangential
zu der Ventil-Scheibe 32 bzw. zu dem Abgrenzungs-Abschnitt 31.
Die Zentrier-Arme 33 verlaufen
im Wesentlichen tangential zu der Ventil-Scheibe 32 und
dem Abgrenzungs-Abschnitt 31. Sie sind im Wesentlichen
tangential mit der Ventil-Scheibe 32 und dem Abgrenzungs-Abschnitt 31 verbunden.Each centering arm 33 has one with the demarcation section 31 directly connected outer short connection section 36 extending from the inner free edge of the demarcation section 31 extends substantially radially inwardly and is formed thickened. To the connection section 36 closes an elongated intermediate section 37 in accordance with the in 4 right illustrated valve 28 from the connection section 36 to the valve disc 32 runs in a clockwise direction. Each centering arm 33 also has an inner short connection section 38 that with the valve disk 32 is directly connected via its outer edge. The connection section 38 extends substantially radially from the valve disc 32 outward. The centering arm 33 goes from the connection section 36 over a bend 39 swinging in the intermediate section 37 above. Further, the intermediate section goes 37 over a bend 40 in the connection section 38 above. The curvatures 39 . 40 are opposite to each other and include an angle of about 70 ° to 90 °, respectively. The intermediate section 37 runs approximately in the middle between the outer edge of the valve disc 32 and the inner edge of the demarcation section 31 and extends approximately concentrically about the central longitudinal axis 35 , The intermediate section 37 has an approximately constant curvature whose center is the longitudinal center axis 35 is. Each centering arm 33 has essentially the shape of an "S" or an inverted "S". The connection sections 36 . 38 and the intermediate section 37 a centering arm 33 are essentially of two adjacent flow openings 34 surround. The intermediate sections 37 run approximately tangential to the valve disc 32 or to the accrual section 31 , The centering arms 33 are substantially tangential to the valve disc 32 and the demarcation section 31 , They are essentially tangential to the valve disc 32 and the demarcation section 31 connected.
Gemäß dem in 4 links
dargestellten Ventil 28 verlaufen die Zentrier-Arme 33 von
dem Abgrenzungs-Abschnitt 31 entgegen dem Uhrzeigersinn
zu der Ventil-Scheibe 32. Ansonsten ist das Ventil 28 im
Wesentlichen identisch mit dem vorher beschriebenen Ventil 28.According to the in 4 left illustrated valve 28 The centering arms run 33 from the demarcation section 31 counterclockwise to the valve disc 32 , Otherwise, the valve 28 essentially identical to the previously described valve 28 ,
Die
beiden Ventile 28 sind über
ihren jeweiligen Dichtungs-Wulst 30 außen miteinander verbunden,
so dass die gesamte Ventil-Einheit in der Draufsicht die Form einer „8” besitzt.
Die Verbindung erfolgt dabei flächig
entlang einer Geraden, durch welche die Symmetrie-Ebene E läuft. Dort
liegt ein gemeinsamer Dichtungs-Wulst 30 vor, an den beidseitig die
Abgrenzungs-Abschnitte 31 angrenzen.The two valves 28 are above their respective sealing bead 30 externally connected to each other, so that the entire valve unit in the plan view has the shape of an "8". The connection takes place flat along a straight line through which the symmetry plane E runs. There lies a common sealing bead 30 before, on the two sides the demarcation sections 31 adjoin.
In
der Ventil-Platte 8 und 9 verläuft jeweils eine Aufnahme-Nut 41 bzw. 42,
die einander gegenüberliegen
und zusammen eine stationäre
Aufnahme 43 für
den Dichtungs-Wulst 30 bilden. Die Aufnahme 43 weist
dementsprechend einen Verlauf auf, der der Form der Dichtungs-Wülste 30 entspricht.
Die Aufnahme 43 besitzt somit auch die Form einer „8”. In der
Aufnahme 43 sind die Dichtungs-Wülste 30 zusammengequetscht
abdichtend und unbeweglich gehalten. Die Dichtungs-Wülste 30 sorgen
im Allgemeinen für
eine Abdichtung der Pumpe 1 nach außen. In dem Bereich, in dem
die beiden Dichtungs-Wülste 30 der
beiden Ventile 28 aneinander anstoßen, wird jedoch eine Abdichtung
zwischen dem Einlass-Kanal 18 und dem Auslass-Kanal 19 erzielt.
Dieser Bereich wird von der Symmetrie-Ebene E durchlaufen.In the valve plate 8th and 9 runs in each case a receiving groove 41 respectively. 42 , which face each other and together form a stationary admission 43 for the sealing bead 30 form. The recording 43 Accordingly, has a course, the shape of the sealing beads 30 equivalent. The recording 43 thus also has the shape of an "8". In the recording 43 are the sealing beads 30 squeezed together sealingly and immovably. The sealing beads 30 generally provide a seal for the pump 1 outward. In the area where the two sealing beads 30 the two valves 28 However, a seal between the inlet channel 18 and the outlet channel 19 achieved. This area is traversed by the symmetry plane E.
Die
Abgrenzungs-Abschnitte 31, die sich jeweils innenseitig
an die Dichtungs-Wülste 30 anschließen, sind
ebenfalls zwischen der unteren Ventil-Platte 8 und der oberen Ventil-Platte 9 unbeweglich
eingeklemmt. Die untere Ventil-Platte 8 weist in der gemäß 3 rechten
Hälfte
eine ringförmige, vorspringende
Dichtungs-Nase 44 auf, die an der der Ventil-Platte 9 zugewandten
Fläche
ausgebildet ist. Die Dichtungs-Nase 44 greift in den entsprechenden Abgrenzungs-Abschnitt 31 des
jeweiligen Ventils 28 von unten unter Verformung desselben
abdichtend ein und umläuft
den Aufnahme-Raum 22 vollständig. In der Ventil-Platte 9 ist
eine entsprechende Einbuchtung 45 ausgebildet, die der
Dichtungs-Nase 44 gegenüberliegt
und zur Aufnahme des durch die Dichtungs-Nase 44 verdrängten Materials
dient. Die Abgrenzungs-Abschnitte 31 dienen zur Abgrenzung
des statischen Dicht-Bereichs des Ventils 28 gegenüber den
inneren Bereichen des Ventils 28. Unter den inneren Bereichen
des Ventils 28 werden die Zentrier-Arme 33 und
die Ventil-Scheibe 32 verstanden, während der statische Dicht-Bereich
im Wesentlichen durch den Dichtungs-Wulst 30 gebildet wird.The demarcation sections 31 , which in each case on the inside of the sealing beads 30 are also between the lower valve plate 8th and the upper valve plate 9 immovably trapped. The lower valve plate 8th in the according to 3 right half an annular, protruding seal nose 44 on top of the valve plate 9 is formed facing surface. The seal nose 44 accesses the corresponding delimitation section 31 of the respective valve 28 from below under deformation of the same sealing and surrounds the receiving space 22 Completely. In the valve plate 9 is a corresponding indentation 45 trained, the seal nose 44 opposite and for receiving the through the sealing nose 44 displaced material is used. The demarcation sections 31 serve to delineate the static sealing area of the valve 28 opposite the inner areas of the valve 28 , Under the inner areas of the valve 28 become the centering arms 33 and the valve disc 32 understood while the static sealing area substantially through the sealing bead 30 is formed.
Die
gemäß 3 linke
Hälfte
der Ventil-Platten 8, 9 ist ähnlich ausgebildet. Auf deren
obige Beschreibung wird verwiesen. An der oberen Ventil-Platte 9 ist
dagegen in der gemäß 3 linken Hälfte eine
vorspringende, ringförmige
Dichtungs-Nase 46 angeformt, der eine entsprechende in der
unteren Ventil-Platte 8 ausgebildete Einbuchtung 47 gegenüberliegt.
Die Dichtungs-Nase 46 befindet sich auf der der unteren
Ventil-Platte 8 zugewandten Fläche der oberen Ventil-Platte 9.
Die Dichtungs-Nase 46 und die Einbuchtung 47 weisen
einen dem Verlauf der bereits beschriebenen Dichtungs-Nase 44 und
der Einbuchtung 45 entsprechenden Verlauf auf. Die Funktion
ist auch identisch.The according to 3 left half of the valve plates 8th . 9 is similarly formed. Reference is made to the above description. At the upper valve plate 9 is in contrast in accordance with 3 left half a projecting, annular sealing nose 46 molded, the corresponding one in the lower valve plate 8th trained dent 47 opposite. The seal nose 46 located on the lower valve plate 8th facing surface of the upper valve plate 9 , The seal nose 46 and the indentation 47 have a course of the already described sealing nose 44 and the dent 45 corresponding course. The function is also identical.
Der
obere Kanal-Abschnitt 20, die diesem zugeordnete Ventil-Scheibe 32 und
der dieser Ventil-Scheibe 32 zugeordnete Anschlag 23 besitzen eine
gemeinsame Längs-Mittel-Achse,
der das Bezugszeichen 48 zugeordnet wird. Längs der Längs-Mittel-Achse 48 ist
die Ventil-Scheibe 32 beweglich. Die Längs-Mittel-Achse 48 fluchtet
mit der Längs-Mittel-Achse 35 der
Ventil-Scheibe 32. Analog besitzen der Kanal-Abschnitt 24,
die diesem zugeordnete Ventil-Scheibe 32 und der dieser
Ventil-Scheibe 32 zugeordnete Anschlag 27 eine
gemeinsame Längs-Mittel-Achse,
der hier das Bezugszeichen 49 zugeordnet ist. Längs der
Längs-Mittel-Achse 49 ist
die betreffende Ventil-Scheibe 32 beweglich. Die Längs-Mittel-Achse 49 fluchtet
mit der Längs-Mittel-Achse 35 der
betreffenden Ventil-Scheibe 32.The upper channel section 20 associated with this valve disc 32 and this valve disc 32 associated stop 23 have a common longitudinal center axis, the reference numeral 48 is assigned. Along the longitudinal center axis 48 is the valve disc 32 movable. The longitudinal center axis 48 Aligns with the longitudinal center axis 35 the valve disc 32 , Analog possess the channel section 24 associated with this valve disc 32 and this valve disc 32 associated stop 27 a common longitudinal center axis, here the reference numeral 49 assigned. Along the longitudinal center axis 49 is the relevant valve disc 32 movable. The longitudinal center axis 49 Aligns with the longitudinal center axis 35 the relevant valve disc 32 ,
Nachfolgend
wird die Funktion der erfindungsgemäßen Pumpe 1 beschrieben.
Wie bereits ausgeführt,
kann die Förder-Membran 4 durch
den Motor 5 betätigt
werden. Bei einer Betätigung
der Förder-Membran 4 wird
das Volumen des Arbeits-Raums 3 verändert, wodurch ein zu förderndes Fluid
durch die Zuführ-Leitung
und den Einlass-Kanal 18 in den Arbeits-Raum 3 eingesaugt
und dann durch den Auslass-Kanal 19 und die Auslass-Leitung 54 wieder
ausgestoßen
wird. Die Ventile 28 werden durch die Veränderung
des Volumens des Arbeits-Raums 3 betätigt, das heißt sie sind
im Wesentlichen selbsttätig.
Sie sind dabei zwischen einer Öffnungs-Stellung
und einer Schließ-Stellung
beweglich. Gemäß 3 befindet
sich das in dem Einlass-Kanal 18 angeordnete Ventil 28 in
seiner Schließ-Stellung,
das heißt
die Ventil-Scheibe 32 verschließt den Kanal-Abschnitt 20 vollständig. Dabei überdeckt
die Ventil-Scheibe 32 den unteren Auslass 50 des
Kanal-Abschnitts 20 vollständig und liegt abdichtend an
dem den Auslass 50 umlaufenden, nach unten gewandten Anlage-Abschnitt 51 der
oberen Ventil-Platte 9 an. Das Fluid kann bei dieser Stellung des
Ventils 28 nicht von dem Arbeits-Raum 3 bzw. dem
Kanal-Abschnitt 21 in den Kanal-Abschnitt 20 zurückströmen.The function of the pump according to the invention will be described below 1 described. As already stated, the delivery membrane 4 through the engine 5 be operated. Upon actuation of the delivery membrane 4 becomes the volume of the work space 3 changed, whereby a fluid to be conveyed through the supply line and the inlet channel 18 in the work room 3 sucked in and then through the outlet channel 19 and the outlet pipe 54 is ejected again. The valves 28 be by changing the volume of the work space 3 operated, that is they are essentially self-acting. They are movable between an open position and a closed position. According to 3 This is located in the inlet channel 18 arranged valve 28 in its closed position, that is the valve disc 32 closes the channel section 20 Completely. This covers the valve disc 32 the lower outlet 50 of the channel section 20 completely and lies sealingly on the outlet 50 circumferential, down-facing attachment section 51 the upper valve plate 9 at. The fluid can at this position of the valve 28 not from the working room 3 or the channel section 21 in the channel section 20 flow back.
Das
in dem Auslass-Kanal 19 angeordnete Ventil 28 befindet
sich dagegen gemäß 3 in
seiner Öffnungs-Stellung,
so dass die Ventil-Scheibe 32 von dem entsprechenden Anlage-Abschnitt 52 der unteren
Ventil-Platte 8 abgehoben ist. Die Ventil-Scheibe 32 liegt
dabei flächig
an dem zugeordneten Anschlag 27 an, der die Öffnungs-Bewegung
der Ventil-Scheibe 32 begrenzt. Die Anschläge 23, 27 sind
derart ausgestaltet, dass die Ventil-Scheiben 32 an diesen in ihrer Öffnungs-Stellung
nicht anhaften können.
In der Öffnungs-Stellung
des Ventils 28 kann dann das Fluid den Auslass-Kanal 19 durch
das Ventil 28 durchströmen.
Dabei strömt
das Fluid aus dem Kanal-Abschnitt 24 durch die Strömungs-Öffnungen 34 in
dem betreffenden Ventil 28 in den Kanal-Abschnitt 25.
Die Ventil-Scheibe 32 wird durch die gleichmäßig beabstandeten
Strömungs-Öffnungen 34 gleichmäßig umströmt.That in the outlet channel 19 arranged valve 28 is contrary to 3 in its open position, leaving the valve disc 32 from the corresponding attachment section 52 the lower valve plate 8th is lifted off. The valve disc 32 lies flat against the associated stop 27 indicating the opening movement of the valve disc 32 limited. The attacks 23 . 27 are designed such that the valve discs 32 can not adhere to these in their open position. In the opening position of the valve 28 then the fluid can be the outlet channel 19 through the valve 28 flow through. At the same time, the fluid flows out of the channel section 24 through the flow openings 34 in the relevant valve 28 in the channel section 25 , The valve disc 32 is through the evenly spaced flow openings 34 flows around evenly.
Durch
die Aufnahme-Räume 22, 26 haben die
Zentrier-Arme 33 ausreichend Raum, um eine Bewegung der
Ventil-Scheiben 32 zu erlauben. Die Zentrier-Arme 33 sind
vorgespannt, so dass die Ventil-Scheiben 32 stets in ihre
Schließ-Stellung
gezwängt
werden. Wenn die Förder-Membran 4 nicht mehr
betätigt
wird, werden die Ventil-Scheiben 32 somit automatisch in
ihre Schließ-Stellung
zurückbewegt.
Im Betrieb werden die Ventile 28 abwechselnd betätigt, so
dass sich im Wesentlichen stets ein Ventil 28 in seiner Öffnungs-Stellung
und ein Ventil 28 in seiner Schließ-Stellung befindet. Das in 3 rechts dargestellte
Ventil 28 ist von seiner oberen Schließ-Stellung in eine untere Öffnungs-Position
beweglich, während
das in 3 links dargestellte Ventil 28 von seiner
unteren Schließ-Stellung
in eine obere Öffnungs-Position
beweglich ist. Die Anschläge 23, 27 begrenzen
dabei den Öffnungs-Weg
der Ventile 28, der entgegengesetzt ist.Through the recording rooms 22 . 26 have the centering arms 33 enough space to move the valve discs 32 to allow. The centering arms 33 are preloaded, leaving the valve discs 32 always be forced into its closed position. If the delivery membrane 4 is no longer actuated, the valve discs 32 so with automatically moved back to its closed position. In operation, the valves 28 operated alternately, so that essentially always a valve 28 in its opening position and a valve 28 is in its closed position. This in 3 right illustrated valve 28 is movable from its upper closing position to a lower opening position while that in 3 left illustrated valve 28 is movable from its lower closing position to an upper opening position. The attacks 23 . 27 limit the opening path of the valves 28 which is opposite.
Kommt
es bei der Förderung
des Fluids zu einer Quellung des Elastomer-Materials der Ventil-Einheit, so verformen
sich die inneren Bereiche des Ventils 28 definiert durch
Verlängerung
bzw. Drehung der spiralförmigen
Zentrier-Arme 33. Insbesondere wird die Ventil-Scheibe 32 um
die Längs-Mittel-Achse 35 verdreht,
wenn sich die Zentrier-Arme 33 verlängern. Die Drehung der Ventil-Scheibe 32 ist auf
den im Wesentlichen tangentialen Verlauf der Zentrier-Arme 33 zu
der jeweiligen Ventil-Scheibe 32 und dem jeweiligen Abgrenzungs-Abschnitt 31 zurückzuführen. Durch
die Drehung verlieren die Zentrier-Arme 33 ihre Vorspannung
nicht.If it comes in the promotion of the fluid to a swelling of the elastomeric material of the valve unit, so deform the inner portions of the valve 28 defined by extension or rotation of the spiraling centering arms 33 , In particular, the valve disc 32 around the longitudinal center axis 35 twisted when the centering arms 33 extend. The rotation of the valve disc 32 is due to the substantially tangential course of the centering arms 33 to the respective valve disc 32 and the respective demarcation section 31 due. Due to the rotation, the centering arms lose 33 not their bias.
Durch
die symmetrische Ausgestaltung der Ventil-Einheit kann diese Lage-unabhängig in
dem Gehäuse 2 montiert
werden.Due to the symmetrical design of the valve unit, this position-independent in the housing 2 to be assembled.
Gemäß alternativen
Ausführungsformen
besitzt die Ventil-Einheit genau ein Ventil 28 oder mehr als
zwei Ventile 28, also drei, vier, fünf, sechs... Ventile 28.
Diese sind dann vorteilhafterweise einstückig miteinander verbunden.
Die Ventile 28 können
aber auch separat ausgebildet sein.According to alternative embodiments, the valve unit has exactly one valve 28 or more than two valves 28 So, three, four, five, six ... valves 28 , These are then advantageously integrally connected to each other. The valves 28 but can also be designed separately.
Es
können
aber auch zwei oder mehr als drei Zentrier-Arme 33 Anwendung
finden. Eine symmetrische Anordnung ist aus Strömungsgründen vorteilhaft.But it can also be two or more than three centering arms 33 Find application. A symmetrical arrangement is advantageous for flow reasons.
In
einer alternativen Ausführungsform
ist lediglich ein Ventil 28 in dem Einlass-Kanal 18 angeordnet.
In einer anderen Ausführungsform
befindet sich lediglich ein Ventil 28 in dem Auslass-Kanal 19. Die
Ventil-Einheit weist dafür
eine entsprechende Gestalt auf, die in etwa einem „O” entspricht.
In dem jeweils anderen Kanal 19 bzw. 18 ist dann
kein Ventil 28 vorgesehen.In an alternative embodiment, there is only one valve 28 in the inlet channel 18 arranged. In another embodiment, there is only one valve 28 in the outlet channel 19 , The valve unit has a corresponding shape, which corresponds approximately to an "O". In the other channel 19 respectively. 18 is not a valve then 28 intended.
