DE102018110918A1 - Verfahren zum Betrieb einer Doppelmembranpumpe - Google Patents

Abstract

Doppelmembranpumpen sind im Stand der Technik bereits seit langem bekannt. Dort wird in der Regel ein Stößel verwendet, um beide Membranen im Gegentakt zu betreiben. Es ist aber auch bekannt, eine entsprechende Funktion, ebenfalls im Gegentakt, zu erreichen, wobei mit unabhängigen, jedoch synchronisierten Antrieben gearbeitet wird.
Hiervon ausgehend möchte die vorliegende Erfindung die Möglichkeiten solcher Doppelmembranpumpen effektiver nutzen, indem von einem synchronisierten Betrieb einer solchen Pumpe abgewichen wird. Durch einen ganz entkoppelten Betrieb der Pumpenhälften kann mit einer einzigen Pumpe eine Dosierpumpe realisiert werden, bei welcher beide Seiten ungleiche Fördermengen durchsetzen, so dass eine vorgebbare Mischung erzeugt werden kann.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Doppelmembranpumpe, welche ein Pumpengehäuse mit zwei in parallelen Leitungsabschnitten aufgenommenen Membrankammern aufweist, die jeweils zwischen zwei in Strömungsrichtung gleichsinnig schließenden Kugelventilen eingeschlossen und von einer Membran flüssigkeitsdicht in jeweils eine Flüssigkeitskammer und eine Luftkammer unterteilt sind und wobei dem Pumpengehäuse ferner in einer zwischen den Luftkammern angeordneten Antriebskammer wenigstens ein Antrieb zugeordnet ist.
• Doppelmembranpumpen sind im Stand der Technik bereits seit Langem bekannt. Sie sind dafür bekannt, auch schwieriges Fördergut zu transportieren und basieren darauf, dass zwei Membranen in einander gegenüberliegenden Membrankammern einen Flüssigkeitsraum abwechselnd in einer Saugbewegung füllen und in einer Druckbewegung entleeren. Kugelventile sorgen dabei für eine vorgegebene Förderrichtung, indem sie bei der Druckbewegung die Zulaufseite, bei der Saugbewegung die Ablaufseite blockieren. Die Membranen werden dabei mithilfe einer starren Verbindungswelle gekoppelt und bewegen sich daher im Gegentakt.
• Der Stand der Technik sieht bevorzugtermaßen eine Betätigung der Membranen mit Druckluft vor. In einer zentralen Kammer ist ein Druckluftanschluss vorgesehen, über welchen Druckluft in eine erste Membrankammer eingebracht wird. Die Membrankammern sind durch die Membran in eine Luftkammer und eine Flüssigkeitskammer getrennt, wobei die Druckluft in die Luftkammer strömt und die Flüssigkeitskammer zusammenpresst, wodurch die Flüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer herausgepresst wird. Die Membran bewegt sich dabei von der gegenüberliegenden Kammer weg, nimmt aber aufgrund der Verbindung mithilfe der Verbindungswelle die gegenüberliegende Membran mit und wird bei dieser die Luftkammer zusammendrücken, die Flüssigkeitskammer hingegen aufblähen und damit eine Saugwirkung auf den Zulauf ausüben. Im äußersten Punkt wechselt ein Luftverteiler die Luftrichtung und die Luft wird in die gegenüberliegende, soeben erst entleerte Luftkammer eingebracht und die Membranen bewegen sich gekoppelt in die Gegenrichtung.
• Ein bekanntes Verfahren aus der FR 54 797 E 1 sieht ergänzend zwar vor, dass die beiden Membranen nicht direkt miteinander verbunden sind, sondern separat für sich, gleichwohl aber synchron zueinander betrieben werden.
• Ein solches Verfahren, sei es mit separaten oder durchverbundenen Membranen, bewirkt allerdings, dass die Membranen sich immer im Gegentakt bewegen und folglich auch die gleichen Fördermengen bewegen.
• Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Doppelmembranpumpe vorzuschlagen, bei dem eine angepasste Nutzung der Doppelmembranpumpe insbesondere auch als Dosierpumpe ermöglicht wird.
• Dies gelingt durch ein Verfahren zum Betrieb einer Doppelmembranpumpe gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Sinnvolle Weiterentwicklungen eines solchen Verfahrens zum Betrieb einer Doppelmembranpumpe sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
• Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Doppelmembranpumpe weitgehend so aufgebaut ist, wie dies aus dem Stand der Technik vorbekannt ist. Sie umfasst ein Pumpengehäuse mit zwei parallelen Leitungsabschnitten, welche jeweils eine Membrankammer ausbilden. In den Membrankammern befindet sich jeweils eine Membran, welche die Membrankammer flüssigkeitsdicht in eine Flüssigkeitskammer und eine Luftkammer trennt. Lediglich die Flüssigkeitskammer ist über die Leitungsabschnitte erreichbar und ist zu- und ablaufseitig durch Kugelventile begrenzt.
• Die Erfindung sieht nun vor, anstelle des mit Druckluft betriebenen Mechanismus eine Antriebskammer zwischen den Membrankammern vorzusehen, in welcher ein oder mehrere Antriebe und mit diesem verbundene Antriebselemente zum mechanischen Angriff an den Membranen aufgenommen sind. Die Antriebsmittel werden durch die mechanische Kraft des wenigstens einen Antriebs zwischen zwei Bewegungsendpunkten hin und her bewegt und nehmen dabei die Membranen mit, so dass zunächst prinzipiell der gleiche Bewegungsablauf entsteht wie bei der bekannten Doppelmembranpumpe im Stand der Technik.
• Der Unterschied besteht jedoch darin, dass der wenigstens eine Antrieb nunmehr so betrieben wird, dass die Membranen nunmehr nicht im Gegentakt, sondern unabhängig voneinander betrieben werden. Hierdurch ist es nun möglich, die Ausgangsleitungen der Doppelmembranpumpe zusammenzuführen und die Doppelmembranpumpe als Dosierpumpe einzusetzen, in welcher zu einem Strom eines ersten Mediums ein einstellbarer Strom eines zweiten Mediums hinzugefügt wird.
• In einer ersten Variante der Erfindung kann dies über die Nutzung mehrerer Antriebe in der Antriebskammer erfolgen, die etwa über eine gemeinsame Prozesssteuerung gesteuert werden können. Jeder Antrieb würde in diesem Fall gemäß den Steuerbefehlen der Prozesssteuerung die mit ihm verbundene Membran zu Hubbewegungen anregen, wobei die von dem betroffenen Pumpenabschnitt geförderte Menge an Medium von der Hubfrequenz abhängig ist.
• Alternativ können die Antriebsmittel aber auch über unterschiedliche Getriebe mit demselben Antrieb verbunden sein. Sofern die Getriebe hierbei unveränderlich sind, ist gleichzeitig damit auch das Förderverhältnis stets gleich. Lediglich durch einstellbare Getriebe könnte in diesem Fall mit lediglich einem Antrieb dennoch ein einstellbares Förderverhältnis erreicht werden.
• Im Hinblick auf die verwendeten Antriebe können unterschiedliche Lösungen genutzt werden, insbesondere können als Antriebe elektrische Motoren, hydraulische oder pneumatische Zylinder oder Druckluftventile verwendet werden.
• Vorstehend beschrieben ist somit ein Verfahren zum Betrieb einer Doppelmembranpumpe, welches eine asynchrone Ansteuerung der beiden Membranen vorsieht und es somit erlaubt, die Doppelmembranpumpe als Dosierpumpe zu benutzen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Betrieb einer Doppelmembranpumpe, welche ein Pumpengehäuse mit zwei in parallelen Leitungsabschnitten aufgenommenen Membrankammern aufweist, die jeweils zwischen zwei in Strömungsrichtung gleichsinnig schließenden Kugelventilen eingeschlossen und von einer Membran flüssigkeitsdicht in jeweils eine Flüssigkeitskammer und eine Luftkammer unterteilt sind und wobei dem Pumpengehäuse ferner in einer zwischen den Luftkammern angeordneten Antriebskammer wenigstens ein Antrieb zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb mechanisch mit den Membranen verbundene Antriebsmittel zum voneinander unabhängigen Bewegen der Membran zwischen jeweils zwei Bewegungsendpunkten aufweist und die Antriebsmittel der beiden Membranen von dem wenigstens einen Antrieb asynchron bewegt werden.
2. Verfahren zum Betrieb einer Doppelmembranpumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel der beiden Membranen in unterschiedlicher Hubfrequenz bewegt werden.
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel der beiden Membranen von unterschiedlichen Antrieben bewegt werden.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel der beiden Membranen über unterschiedliche Getriebeeinheiten bewegt werden.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Antrieben um elektrische Motoren, hydraulische oder pneumatische Zylinder oder Druckluftventile handelt.