DE102020115618A1

DE102020115618A1 - Oscillating positive displacement machine, in particular oscillating positive displacement pump

Info

Publication number: DE102020115618A1
Application number: DE102020115618.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Gnos; Bruno Lüscher
Original assignee: KNF Flodos AG
Current assignee: KNF Flodos AG
Priority date: 2020-06-12
Filing date: 2020-06-12
Publication date: 2021-12-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine oszillierende Verdrängermaschine und insbesondere eine oszillierende Verdrängerpumpe mit zumindest einer, von einem Fluid durchströmbaren Druckleitung (14), in die zumindest ein Pulsationsdämpfer (11) mit einer Dämpferkammer zwischengeschaltet ist, welche Dämpferkammer durch mindestens eine Trennmembrane (12) in einen fluidführenden ersten Kammer-Teilbereich (13) und einen außerhalb des fluidführenden ersten Kammer-Teilbereichs (13) angeordneten zweiten Kammer-Teilbereich (26) unterteilt ist, wobei die zumindest eine Trennmembrane (12) von einem federelastischen Dämpfungselement (15) abgestützt ist, das (15) in dem zweiten Kammer-Teilbereich (26) der Dämpferkammer vorgesehen ist. Für die erfindungsgemäße Verdrängermaschine ist kennzeichnend, dass wenigstens einer der Pulsationsdämpfer (11) in Membranzonen der Trennmembrane (12) mit unterschiedlicher Nachgiebigkeit unterteilt ist.The present invention relates to an oscillating positive displacement machine and in particular an oscillating positive displacement pump with at least one pressure line (14) through which a fluid can flow, in which at least one pulsation damper (11) with a damper chamber is connected, which damper chamber is divided into a fluid-carrying first partial chamber area (13) and a second partial chamber area (26) arranged outside the fluid-carrying first partial chamber area (13), wherein the at least one separating membrane (12) is supported by a spring-elastic damping element (15), which (15) is provided in the second chamber portion (26) of the damper chamber. It is characteristic of the displacement machine according to the invention that at least one of the pulsation dampers (11) is divided into membrane zones of the separating membrane (12) with different resilience.

Description

Die Erfindung betrifft eine oszillierende Verdrängermaschine mit zumindest einer, von einem Fluid durchströmbaren Druckleitung, in die zumindest ein Pulsationsdämpfer mit einer Dämpferkammer zwischengeschaltet ist, welche Dämpferkammer durch mindestens eine Trennmembrane in einen fluidführenden ersten Kammer-Teilbereich und einen außerhalb des fluidführenden ersten Kammer-Teilbereiches angeordneten zweiten Kammer-Teilbereich der Dämpferkammer unterteilt ist, wobei die zumindest eine Trennmembrane von einem federelastischen Dämpfungselement abgestützt ist, das in dem zweiten Kammer-Teilbereich der Dämpferkammer vorgesehen ist. Die Erfindung befasst sich auch mit einer oszillierenden Verdrängerpumpe, insbesondere einer Membranpumpe, zum Fördern flüssiger oder gasförmiger Fluide, die druckseitig zumindest einen Pulsationsdämpfer mit einer Dämpferkammer aufweist, welche Dämpferkammer durch mindestens eine Trennmembrane in einen fluidführenden ersten Kammer-Teilbereich und einen außerhalb des fluidführenden ersten Kammer-Teilbereichs angeordneten zweiten Kammer-Teilbereich der Dämpferkammer unterteilt ist, wobei die zumindest eine Trennmembrane von einem federelastischen Dämpfungselement abgestützt ist, das in dem zweiten Kammer-Teilbereich der Dämpferkammer vorgesehen ist.The invention relates to an oscillating displacement machine with at least one pressure line through which a fluid can flow, in which at least one pulsation damper is interposed with a damper chamber, which damper chamber is arranged by at least one separating membrane into a fluid-carrying first chamber sub-area and one outside the fluid-carrying first chamber sub-area second chamber portion of the damper chamber is divided, wherein the at least one separating membrane is supported by a resilient damping element which is provided in the second chamber portion of the damper chamber. The invention is also concerned with an oscillating displacement pump, in particular a diaphragm pump, for conveying liquid or gaseous fluids, which has at least one pulsation damper with a damper chamber on the pressure side, which damper chamber is divided by at least one separating membrane into a fluid-carrying first chamber sub-area and one outside the fluid-carrying first Chamber sub-area arranged second chamber sub-area of the damper chamber is divided, wherein the at least one separating membrane is supported by a resilient damping element which is provided in the second chamber sub-area of the damper chamber.

Aus der EP 1 373 731 B1 ist eine Verdrängermaschine der eingangs erwähnten Art vorbekannt, die als oszillierende Verdrängerpumpe und insbesondere als Membranpumpe für flüssige oder gasförmige Fördermedien ausgebildet ist. Die vorbekannte Verdrängerpumpe weist einen Förderraum auf, der einerseits durch einen Pumpenkopf und andererseits durch eine elastische Fördermembrane begrenzt ist. An den Förderraum ist ein, mit einem Einlassstutzen verbundenes Einlassventil und ein, zu einem Pumpenauslass führendes Auslassventil angeschlossen. Die vorbekannte Verdrängerpumpe weist saug- und druckseitig jeweils einen Pulsationsdämpfer auf, die Druckstöße, Schwingungen und weitere negative Effekte in dem die vorbekannte Verdrängerpumpe umfassenden System ausgleichen und minimieren sollen. Die Druck- und die Saugseite der vorbekannten Verdrängerpumpe sind über eine Überdruckbegrenzungseinrichtung verbunden, wobei die Überdruckbegrenzungseinrichtung sowie die druck- und saugseitigen Pulsationsdämpfer in den Pumpenkopf integriert sind, um Druckspitzen sowohl auf der Saug- als auch auf der Druckseite zu vermindern und um einen Druckanstieg auf der Druckseite auf einen vorgebbaren Wert zu begrenzen.From the EP 1 373 731 B1 a displacement machine of the type mentioned is previously known, which is designed as an oscillating displacement pump and in particular as a diaphragm pump for liquid or gaseous conveying media. The known positive displacement pump has a delivery space which is delimited on the one hand by a pump head and on the other hand by an elastic delivery membrane. An inlet valve connected to an inlet nozzle and an outlet valve leading to a pump outlet are connected to the delivery chamber. The known positive displacement pump has a pulsation damper on the suction and pressure side, which are intended to compensate for and minimize pressure surges, vibrations and other negative effects in the system comprising the known positive displacement pump. The pressure and suction side of the known positive displacement pump are connected via an overpressure limiting device, the overpressure limiting device and the pressure and suction-side pulsation dampers being integrated in the pump head in order to reduce pressure peaks on both the suction and pressure sides and to prevent a pressure increase to limit the print side to a specifiable value.

Aus der EP 1 340 016 B1 ist ein Pulsationsdämpfer für eine oszillierende Verdrängerpumpe vorbeschrieben, der einen Einlassstutzen, einen Auslassstutzen und eine den Einlasssowie den Auslassstutzen miteinander verbindende Leitung aufweist, die innerhalb des Pulsationsdämpfers an mehrere Dämpfungskammern angeschlossen ist. Diese Dämpfungskammern sind innerhalb eines Dämpfer-Gehäuses vorgesehen, wobei ein an den Einlassstutzen des Pulsationsdämpfers angeschlossener Leitungsabschnitt mit der oszillierenden Verdrängerpumpe verbunden ist. Diese Dämpfungskammern werden durch eine Trennmembrane in einen fluidführenden ersten Kammer-Teilbereich und einen außerhalb des fluidführenden ersten Kammer-Teilbereichs angeordneten zweiten Kammer-Teilbereich unterteilt, wobei im zweiten Kammer-Teilbereich der Dämpfungskammern Dämpfungselemente aus federelastischem Material angeordnet sind. Dabei kann die im zweiten Kammer-Teilbereich der Dämpfungskammern vorgesehene Trennmembrane einen Abstand zum Dämpfungselement aufweisen, wodurch die Dämpfersteifigkeit abgestuft ist.From the EP 1 340 016 B1 A pulsation damper for an oscillating displacement pump is described above, which has an inlet connection, an outlet connection and a line connecting the inlet and outlet connection to one another and which is connected to a plurality of damping chambers within the pulsation damper. These damping chambers are provided within a damper housing, a line section connected to the inlet connector of the pulsation damper being connected to the oscillating displacement pump. These damping chambers are divided by a separating membrane into a fluid-carrying first chamber part and a second chamber part arranged outside the fluid-carrying first chamber part, with damping elements made of resilient material being arranged in the second chamber part of the damping chambers. The separating membrane provided in the second chamber section of the damping chambers can be at a distance from the damping element, whereby the damper rigidity is graded.

Pulsation auf der Saugseite und/oder auf der Druckseite kann bei Verdrängermaschinen, die insbesondere als oszillierende Verdrängerpumpen, beispielsweise als Membranpumpen, ausgebildet sind, Kavitation, Druckstöße, Schwingungen und weitere negative Effekte im System verursachen, wo diese Verdrängermaschinen eingesetzt werden.Pulsation on the suction side and / or on the pressure side can cause cavitation, pressure surges, vibrations and other negative effects in the system in which these displacement machines are used in positive displacement machines, which are designed in particular as oscillating positive displacement pumps, for example as diaphragm pumps.

Es besteht die Aufgabe, eine oszillierende Verdrängermaschine und insbesondere eine oszillierende Verdrängerpumpe zu schaffen, bei welcher eine Pulsation zumindest auf der Druckseite dieser Verdrängermaschine mit Hilfe eines Pulsationsdämpfers stark reduziert werden kann. Der verwendete Pulsationsdämpfer soll platzsparend, kostengünstig und leicht an die Anforderungen der jeweiligen Anwendungen betreffend Restpulsation anpassbar sein.The object is to create an oscillating displacement machine and in particular an oscillating displacement pump in which a pulsation can be greatly reduced at least on the pressure side of this displacement machine with the aid of a pulsation damper. The pulsation damper used should be space-saving, inexpensive and easily adaptable to the requirements of the respective applications with regard to residual pulsation.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei der oszillierenden Verdrängermaschine der eingangs erwähnten Art und insbesondere der eingangs erwähnten oszillierenden Verdrängerpumpe darin, dass wenigstens einer der Pulsationsdämpfer in Membranzonen der Trennmembrane mit unterschiedlicher Nachgiebigkeit unterteilt ist.The inventive solution to this problem consists in the oscillating displacement machine of the type mentioned and in particular the oscillating displacement pump mentioned above, that at least one of the pulsation dampers is divided into membrane zones of the separating membrane with different flexibility.

Die erfindungsgemäße Verdrängermaschine und insbesondere die erfindungsgemäße Verdrängerpumpe weist zumindest eine, von einem gasförmigen oder flüssigen Fluid durchströmbare Druckleitung auf. In diese Druckleitung ist zumindest ein Pulsationsdämpfer mit einer Dämpferkammer zwischengeschaltet, welche Dämpferkammer durch mindestens eine Trennmembrane in einen fluidführenden ersten Kammer-Teilbereich und einen außerhalb des fluidführenden ersten Kammer-Teilbereichs angeordneten zweiten Kammer-Teilbereich unterteilt ist. Dabei ist die zumindest eine Trennmembrane von einem federelastischen Dämpfungselement abgestützt, das in dem zweiten Kammer-Teilbereich der Dämpferkammer vorgesehen ist. The displacement machine according to the invention and in particular the displacement pump according to the invention has at least one pressure line through which a gaseous or liquid fluid can flow. At least one pulsation damper with a damper chamber is interposed in this pressure line, which damper chamber is divided by at least one separating membrane into a fluid-carrying first chamber sub-area and a second chamber sub-area located outside the fluid-carrying first chamber sub-area. The at least one separating membrane is supported by a resilient damping element that is provided in the second chamber portion of the damper chamber.

Wenigstens einer der Pulsationsdämpfer ist in Membranzonen der Trennmembrane mit unterschiedlicher Nachgiebigkeit unterteilt. In einer, von dem Dämpfungselement nicht unterstützten Zone der Trennmembrane hat diese eine geringe Steifigkeit, so dass der Pulsationsdämpfer viel Volumen bei kleiner Druckänderung fasst und die Restpulsation auf dem geforderten tiefen Niveau halten kann. Sobald auf die Trennmembrane ein höherer Gegendruck einwirkt, wird die Trennmembrane in ihrem vom Dämpfungselement nicht hinterstützten Teilbereich stark ausgelenkt, so dass die Trennmembrane in diesem Teilbereich viel steifer wird. Dadurch federt auch das im zweiten Kammer-Teilbereich angeordnete und die Trennmembrane abstützende Dämpfungselement stark ein und kann auch Druckstöße und Schwingungen gut ausgleichen. Der zumindest eine Pulsationsdämpfer lässt sich auf die geforderte Restpulsation auch bei verschiedenen Betriebsdrücken optimal abstimmen und ist aufgrund seiner einfachen und kompakten Ausführung kostengünstig herstellbar.At least one of the pulsation dampers is divided into membrane zones of the separating membrane with different flexibility. In a zone of the separating membrane that is not supported by the damping element, this has a low rigidity, so that the pulsation damper holds a lot of volume with a small change in pressure and can keep the residual pulsation at the required low level. As soon as a higher counterpressure acts on the separating membrane, the separating membrane is strongly deflected in its partial area not supported by the damping element, so that the separating membrane becomes much stiffer in this partial area. As a result, the damping element, which is arranged in the second chamber section and supports the separating membrane, also deflects strongly and can also compensate for pressure surges and vibrations well. The at least one pulsation damper can be optimally matched to the required residual pulsation even at different operating pressures and can be manufactured cost-effectively due to its simple and compact design.

Um die in dem zumindest einen Pulsationsdämpfer verwendete Trennmembrane auf einfache Weise in Zonen mit unterschiedlicher Nachgiebigkeit zu unterteilen, ist es vorteilhaft, wenn die Stirn- oder Querschnittsfläche des zumindest einen Dämpfungselementes rechtwinklig zur Richtung seiner Einfederung kleiner ist als die im ersten Kammer-Teilbereich der Dämpferkammer vom Fluid benetzbarer Fläche der zumindest einen Trennmembrane. Auf diese Weise wird die Trennmembrane in einen von der Stirn- oder Querschnittsfläche des zumindest einen Dämpfungselementes beaufschlagten oder beaufschlagbaren Teilbereich sowie in einen von dem zumindest einen Dämpfungselement nicht hinterstützten Teilbereich der Trennmembrane unterteilt.In order to easily subdivide the separating membrane used in the at least one pulsation damper into zones with different flexibility, it is advantageous if the frontal or cross-sectional area of the at least one damping element at right angles to the direction of its deflection is smaller than that in the first chamber section of the damper chamber surface of the at least one separating membrane that can be wetted by the fluid. In this way, the separating membrane is divided into a partial area acted upon or can be acted upon by the end face or cross-sectional area of the at least one damping element and a partial area of the separating membrane not supported by the at least one damping element.

Dabei sieht eine bevorzugte Ausführung gemäß der Erfindung vor, dass die zumindest eine Trennmembrane des Pulsationsdämpfers wenigstens eine Zone aufweist, die im zweiten Kammer-Teilbereich der Dämpferkammer von dem zumindest einen Dämpfungselement abgestützt ist.A preferred embodiment according to the invention provides that the at least one separating membrane of the pulsation damper has at least one zone which is supported by the at least one damping element in the second chamber section of the damper chamber.

Damit die eine unterschiedliche Nachgiebigkeit aufweisenden Zonen der Trennmembrane des zumindest einen Pulsationsdämpfers möglichst unabhängig voneinander wirksam werden können, ist es vorteilhaft, wenn die Trennmembrane eine von dem zumindest einen Dämpfungselement nicht hinterstützte außenliegende Ringzone hat.So that the zones of the separating membrane of the at least one pulsation damper exhibiting different flexibility can act as independently of one another as possible, it is advantageous if the separating membrane has an outer ring zone not supported by the at least one damping element.

Eine in Konstruktion und Herstellung besonders einfache Ausführung des erfindungsgemäß verwendeten, zumindest einen Pulsationsdämpfers sieht vor, dass die zumindest eine Trennmembrane dieses Pulsationsdämpfers in einer umlaufenden Einspannzone des Pulsationsdämpfers eingespannt ist, und dass die an der zumindest einen Trennmembrane anliegende Stirn- oder Querschnittsfläche des Dämpfungselements allseits von der Einspannzone beabstandet ist. Auf diese Weise wird eine vom Dämpfungselement nicht hinterstützte außenliegende Ringzone ausgebildet, die einen innenliegenden und vom Dämpfungselement abgestützten Zentralbereich unterteilt.An embodiment of the at least one pulsation damper used according to the invention, which is particularly simple in construction and manufacture, provides that the at least one separating membrane of this pulsation damper is clamped in a circumferential clamping zone of the pulsation damper, and that the face or cross-sectional surface of the damping element resting on the at least one separating membrane on all sides is spaced from the clamping zone. In this way, an outer ring zone, which is not supported by the damping element, is formed, which divides an inner central area supported by the damping element.

Um bei maximal zulässiger Krümmung der Trennmembrane an deren Einspannstelle eine maximal mögliche Auslenkung der Trennmembrane bei Gegendruck zu ermöglichen, um eine möglichst große Auslenkung der Trennmembrane bei Volumenänderungen in der Dämpferkammer zu begünstigen und um den für den zumindest einen Pulsationsdämpfer verwendeten Bauraum optimal auszunutzen, ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine federelastische Dämpfungselement die wenigstens eine Trennmembrane in Richtung zum ersten Kammer-Teilbereich der Dämpferkammer vorspannt.In order to enable a maximum possible deflection of the separating membrane at the clamping point with the maximum permissible curvature of the separating membrane at its clamping point, in order to favor the greatest possible deflection of the separating membrane in the event of volume changes in the damper chamber and in order to optimally utilize the installation space used for the at least one pulsation damper advantageous if the at least one resilient damping element biases the at least one separating membrane in the direction of the first chamber partial area of the damper chamber.

Um den zumindest einen Pulsationsdämpfer der erfindungsgemäßen Verdrängermaschine und insbesondere der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe auf einfache Weise gut an den angestrebten Druck bei verschiedenen Anwendungen anpassen zu können, ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine federelastische Dämpfungselement eine nicht-lineare Federkennlinie aufweist. Dabei wird die Federkennlinie des zumindest einen Dämpfungselements am besten so ausgelegt, dass das zumindest eine Dämpfungselement beim Nenndruck der Verdrängermaschine am weichsten ist.In order to be able to easily adapt the at least one pulsation damper of the positive displacement machine according to the invention and in particular the positive displacement pump according to the invention to the desired pressure in various applications, it is advantageous if the at least one resilient damping element has a non-linear spring characteristic. The spring characteristic of the at least one damping element is best designed so that the at least one damping element is softest at the nominal pressure of the displacement machine.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, dass das zumindest eine Dämpfungselement aus einem volumenkompressiblen Material hergestellt ist.A particularly advantageous development according to the invention provides that the at least one damping element is made from a volume-compressible material.

Eine in Konstruktion und Herstellung besonders einfache und kostengünstig herstellbare Ausführung gemäß der Erfindung sieht vor, dass das zumindest eine Dämpfungselement aus einem offen- oder geschlossenporigen Schaumstoff hergestellt ist.An embodiment according to the invention that is particularly simple and inexpensive to manufacture in terms of design and manufacture provides that the at least one damping element is made from an open- or closed-cell foam.

Dabei wird eine Ausführung bevorzugt, bei der das zumindest eine federelastische Dämpfungselement aus einem Elastomer-Schaumstoff und insbesondere aus Polyurethan-Schaumstoff hergestellt ist.An embodiment is preferred in which the at least one resilient damping element is made from an elastomer foam and in particular from polyurethane foam.

Um den zumindest einen Pulsationsdämpfer bei hohen Drücken gegen eine unbeabsichtigte Beschädigung und eine übermäßige Auslenkung der Trennmembrane zu schützen, ist es vorteilhaft, wenn in dem zweiten Kammer-Teilbereich wenigstens ein Trennmembranen-Anschlag vorgesehen ist, an den die Trennmembrane bei Überdruck anliegt.In order to protect the at least one pulsation damper against unintentional damage and excessive deflection of the separating membrane at high pressures, it is advantageous if at least one is in the second chamber section Separating diaphragm stop is provided against which the separating diaphragm rests in the event of excess pressure.

Bei einem als oszillierende Verdrängerpumpe und insbesondere als Membranpumpe ausgebildeten Erfindungsgegenstand ist es vorteilhaft, wenn die Verdrängerpumpe auch saugseitig wenigstens einen Pulsationsdämpfer aufweist.In the case of an object of the invention embodied as an oscillating displacement pump and in particular as a diaphragm pump, it is advantageous if the displacement pump also has at least one pulsation damper on the suction side.

Dabei sieht eine einfache und deshalb bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass der zumindest eine saugseitige Pulsationsdämpfer eine Schwingkammer aufweist, welche Schwingkammer durch mindestens eine Schwingmembrane in einen fluidführenden ersten Kammer-Teilbereich und einen außerhalb des fluidführenden ersten Kammer-Teilbereichs vorgesehenen zweiten Kammer-Teilbereich unterteilt ist.A simple and therefore preferred embodiment according to the invention provides that the at least one suction-side pulsation damper has an oscillation chamber, which oscillation chamber is divided by at least one oscillation membrane into a fluid-carrying first chamber sub-area and a second chamber sub-area provided outside the fluid-carrying first chamber sub-area is divided.

Um die kompakte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe noch zusätzlich zu begünstigen, ist es vorteilhaft, wenn der zumindest eine druckseitige und/oder saugseitige Pulsationsdämpfer in den Pumpenkopf der Verdrängerpumpe integriert ist.In order to further promote the compact design of the positive displacement pump according to the invention, it is advantageous if the at least one pressure-side and / or suction-side pulsation damper is integrated into the pump head of the positive displacement pump.

Die kompakte und kostengünstige Herstellung der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe lässt sich noch begünstigen, wenn die Schwingmembrane des zumindest einen saugseitigen Pulsationsdämpfers und die Trennmembrane des mindestens einen druckseitigen Pulsationsdämpfers in etwa einer Ebene angeordnet -, vorzugsweise in einer Trennebene des zumindest zweiteiligen Pumpenkopfes vorgesehen sind.The compact and inexpensive production of the positive displacement pump according to the invention can be further enhanced if the vibrating diaphragm of the at least one suction-side pulsation damper and the separating diaphragm of the at least one pressure-side pulsation damper are arranged in approximately one plane, preferably in a separating plane of the at least two-part pump head.

Dabei wird eine Ausführung bevorzugt, bei der die Schwingmembrane und die Trennmembrane einstückig in einem gemeinsamen, im Pumpenkopf eingespannten Membrankörper ausgebildet sind. Durch die kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe auch im Bereich ihrer druck- und/oder saugseitigen Pulsationsdämpfer können die vorzugsweise als beständige Elastomerteile ausgebildeten Membranen vergleichsweise klein ausgestaltet werden, wodurch sich eine hohe Ersparnis im Bereich dieser teuren Elastomerteile erzielen lässt.An embodiment is preferred in which the vibrating diaphragm and the separating diaphragm are formed in one piece in a common diaphragm body clamped in the pump head. Due to the compact design of the positive displacement pump according to the invention, also in the area of its pressure- and / or suction-side pulsation damper, the membranes, which are preferably designed as permanent elastomer parts, can be made comparatively small, which means that high savings can be achieved in the area of these expensive elastomer parts.

Eine weiterbildende Ausführung gemäß der Erfindung sieht vor, dass dem druckseitigen Pulsationsdämpfer in Durchströmrichtung des Fluids ein Drosselorgan nachgeschaltet ist, das einen Staudruck erzeugt. Auf diese Weise wird der Austausch von Fördermedium in der Dämpferkammer des zumindest einen Pulsationsdämpfers und in der Druckleitung gedrosselt und die druckseitige Pulsation noch effektiver gedämpft.A further development according to the invention provides that the pressure-side pulsation damper is followed in the flow direction of the fluid by a throttle element which generates a dynamic pressure. In this way, the exchange of delivery medium in the damper chamber of the at least one pulsation damper and in the pressure line is throttled and the pressure-side pulsation is dampened even more effectively.

Um in dem außerhalb des fluidführenden ersten Kammer-Teilbereiches angeordneten zweiten Kammer-Teilbereich des zumindest einen Pulsationsdämpfers einen guten Druckausgleich zu begünstigen, ist es vorteilhaft, wenn der zweite Kammer-Teilbereich des saugseitigen Pulsationsdämpfers und/oder der zweite Kammer-Teilbereich des druckseitigen Pulsationsdämpfers vorzugsweise über jeweils zumindest eine Belüftungsöffnung mit der Atmosphäre verbunden ist.In order to promote good pressure equalization in the second chamber sub-area of the at least one pulsation damper arranged outside the fluid-carrying first chamber sub-area, it is advantageous if the second chamber sub-area of the suction-side pulsation damper and / or the second chamber sub-area of the pressure-side pulsation damper is preferred is connected to the atmosphere via at least one ventilation opening.

Weiterbildungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Zeichnung.Developments according to the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment according to the invention in conjunction with the claims and the drawing.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles noch näher beschrieben.The invention is described in more detail below with reference to a preferred exemplary embodiment.

Es zeigt:

1 eine hier als Verdrängerpumpe und insbesondere als Membranpumpe ausgebildete Verdrängermaschine, die druckseitig und vorzugsweise auch saugseitig jeweils zumindest einen Pulsationsdämpfer aufweist, die hier in den Pumpenkopf der Verdrängerpumpe integriert sind,
2 ein pV-Diagramm für den druckseitigen Pulsationsdämpfer der in 1 gezeigten Verdrängerpumpe, wobei die Volumenänderung ΔV in Abhängigkeit vom veränderlichen Druck p des Förderfluids in einem fluidführenden ersten Kammer-Teilbereich einer Dämpferkammer dieses Pulsationsdämpfers dargestellt ist, und
3 die oszillierende Verdrängerpumpe aus 1 in einem Detail-Längsschnitt im Bereich ihres druckseitigen Pulsationsdämpfers.

It shows:

1 a positive displacement machine designed here as a positive displacement pump and in particular as a diaphragm pump, which has at least one pulsation damper on the pressure side and preferably also on the suction side, which are integrated here in the pump head of the positive displacement pump,
2 a pV diagram for the pulsation damper on the pressure side of in 1 positive displacement pump shown, wherein the change in volume .DELTA.V is shown as a function of the variable pressure p of the delivery fluid in a fluid-carrying first chamber portion of a damper chamber of this pulsation damper, and
3 the oscillating displacement pump off 1 in a detailed longitudinal section in the area of its pressure-side pulsation damper.

In den 1 und 3 ist eine oszillierende Verdrängermaschine dargestellt, die hier als oszillierende Verdrängerpumpe und insbesondere als Membranpumpe ausgebildet ist. Die hier dargestellte Verdrängermaschine weist eine Druckleitung 14 auf, die von einem gasförmigen oder flüssigen Fluid durchströmbar ist. In die Druckleitung 14 ist zumindest ein druckseitiger Pulsationsdämpfer 11 mit einer Dämpferkammer zwischengeschaltet, welche Dämpferkammer durch mindestens eine Trennmembrane 12 in einen mit der Druckleitung 14 verbundenen fluidführenden ersten Kammer-Teilbereich 13 und einen außerhalb des fluidführenden ersten Kammer-Teilbereichs 13 angeordneten zweiten Kammer-Teilbereich 26 unterteilt ist. Die zumindest eine Trennmembrane 12 des druckseitigen Pulsationsdämpfers 11 wird von einem federelastischen Dämpfungselement 15 abgestützt, das aus einem volumenkompressiblen Material, beispielsweise aus einem offen- oder geschlossenporigen Schaumstoff, vorzugsweise einem Elastomer-Schaumstoff und insbesondere aus Polyurethan-Schaumstoff hergestellt ist. Das federelastische Dämpfungselement 15 ist in dem zweiten Kammer-Teilbereich 26 der im druckseitigen Pulsationsdämpfer 11 vorgesehenen Dämpferkammer angeordnet und liegt mit einer Stirn- oder Querschnittsfläche an der Trennmembrane 12 an.In the 1 and 3 an oscillating displacement machine is shown, which is designed here as an oscillating displacement pump and in particular as a diaphragm pump. The displacement machine shown here has a pressure line 14th on, through which a gaseous or liquid fluid can flow. In the pressure line 14th is at least one pulsation damper on the pressure side 11th interposed with a damper chamber, which damper chamber by at least one separating membrane 12th in one with the pressure line 14th connected fluid-carrying first chamber portion 13th and one outside of the fluid-carrying first chamber portion 13th arranged second chamber portion 26th is divided. The at least one separating membrane 12th of the pressure-side pulsation damper 11th is supported by a resilient damping element 15th supported, which is made of a volume-compressible material, for example from an open- or closed-cell foam, is preferably made of an elastomer foam and in particular from polyurethane foam. The resilient damping element 15th is in the second chamber section 26th the one in the pressure-side pulsation damper 11th provided damper chamber and is located with an end face or cross-sectional area on the separating membrane 12th on.

Dabei ist die Stirn- oder Querschnittsfläche des zumindest einen Dämpfungselements 15 rechtwinklig zur Richtung seiner Einfederung kleiner als die im ersten Kammer-Teilbereich 13 vom Fluid benetzbare Fläche der zumindest einen Trennmembrane 12.This is the end face or cross-sectional area of the at least one damping element 15th at right angles to the direction of its deflection smaller than that in the first chamber section 13th Surface of the at least one separating membrane that can be wetted by the fluid 12th .

Wie aus den 1 und 3 deutlich wird, ist die zumindest eine Trennmembrane 12 des Pulsationsdämpfers 11 in einer umlaufenden Einspannzone im Pulsationsdämpfer 11 eingespannt, wobei die an der zumindest einen Trennmembrane 12 anliegende Stirn- oder Querschnittsfläche des Dämpfungselements 15 allseits von der Einspannzone beabstandet ist. Auf diese Weise weist die Trennmembrane 12 eine von dem zumindest einen Dämpfungselement 15 nicht hinterstützte außenliegende Ringzone 16 auf, die eine zentrale Zone 27 der Trennmembrane 12 umgrenzt, welche Zone 27 von dem zumindest einen Dämpfungselement 15 abgestützt ist. In 1 ist erkennbar, dass das zumindest eine federelastische Dämpfungselement 15 die wenigstens eine Trennmembrane 12 in Richtung zum ersten Kammer-Teilbereich 13 der Dämpferkammer vorspannt.As from the 1 and 3 It becomes clear that there is at least one separating membrane 12th of the pulsation damper 11th in a circumferential clamping zone in the pulsation damper 11th clamped, with the at least one separating membrane 12th adjacent end face or cross-sectional area of the damping element 15th is spaced on all sides from the clamping zone. In this way, the separating membrane 12th one of the at least one damping element 15th unsupported outer ring zone 16 on that a central zone 27 the separating membrane 12th delimits which zone 27 of the at least one damping element 15th is supported. In 1 it can be seen that the at least one resilient damping element 15th the at least one separating membrane 12th in the direction of the first chamber section 13th preloads the damper chamber.

Die hier dargestellte und als oszillierende Verdrängerpumpe ausgebildete Verdrängermaschine weist auch saugseitig wenigstens einen Pulsationsdämpfer 28 auf. Dieser zumindest eine saugseitige Pulsationsdämpfer 28 hat eine Schwingkammer, die durch mindestens eine Schwingmembrane 9 in einen in die Saugleitung 10 zwischengeschalteten fluidführenden ersten Kammer-Teilbereich 4 und einen außerhalb des fluidführenden ersten Kammer-Teilbereichs 4 vorgesehenen zweiten Kammer-Teilbereich 29 unterteilt ist. Um in den zweiten Kammer-Teilbereichen 26, 29 des druckseitigen Pulsationsdämpfers 11 und/oder des saugseitigen Pulsationsdämpfers 28 einen guten Druckausgleich zu begünstigen, ist der zweite Kammer-Teilbereich 26 des druckseitigen Pulsationsdämpfers 11 und/oder der zweite Kammer-Teilbereich 29 des saugseitigen Pulsationsdämpfers 28 jeweils über zumindest eine Belüftungsöffnung 30 mit der Atmosphäre verbunden.The displacement machine shown here and designed as an oscillating displacement pump also has at least one pulsation damper on the suction side 28 on. This at least one suction-side pulsation damper 28 has an oscillating chamber that is surrounded by at least one oscillating membrane 9 in one in the suction line 10 intermediate fluid-carrying first chamber sub-area 4th and one outside of the fluid-carrying first chamber portion 4th provided second chamber section 29 is divided. To in the second chamber subareas 26th , 29 of the pressure-side pulsation damper 11th and / or the suction-side pulsation damper 28 The second part of the chamber is to promote good pressure equalization 26th of the pressure-side pulsation damper 11th and / or the second chamber section 29 of the suction-side pulsation damper 28 each with at least one ventilation opening 30th connected to the atmosphere.

In 1 ist erkennbar, dass die Schwingmembrane 9 des zumindest einen saugseitigen Pulsationsdämpfers 28 und die Trennmembrane 12 des mindestens einen druckseitigen Pulsationsdämpfers 11 in etwa einer Ebene und vorzugsweise in einer Trennebene des zumindest zweiteiligen Pumpenkopfes 18 der Verdrängerpumpe angeordnet sind. Dabei sind die Schwingmembrane 9 und die Trennmembrane 12 einstückig in einem gemeinsamen, im Pumpenkopf 18 eingespannten Membrankörper ausgebildet.
Der Pumpenkopf 18 der Verdrängerpumpe ist hier durch eine Zwischenplatte 19, eine Anschlussplatte 20 sowie eine Abschlussplatte 21 gebildet. In die Zwischenplatte 19 des Pumpenkopfes 18 ist der Arbeits- oder Pumpraum 6 der Verdrängerpumpe als Kavität eingeformt, wobei dieser Arbeits- oder Pumpraum 6 einerseits von der Fördermembrane 1 und andererseits von der Zwischenplatte 19 umgrenzt ist. In die Saugleitung 10 ist das Saugventil 5 und in die Druckleitung 14 ist das Druckventil 7 zwischen der Zwischenplatte 19 und der Anschlussplatte 20 angeordnet. Die Dämpferkammer des druckseitigen Pulsationsdämpfers 11 und die Schwingkammer des saugseitigen Pulsationsdämpfers 28 sind jeweils als Kavitäten zwischen der Anschlussplatte 20 sowie der Abschlussplatte 21 ausgebildet. Dabei wird der die Trennmembrane 12 und die Schwingmembrane 9 bildenden Membrankörper zwischen der Anschlussplatte 20 und der Abschlussplatte 21 eingespannt. Die Pulsationsdämpfer 11 und 28 sind also in dem Pumpenkopf 18 der Verdrängerpumpe integriert.In 1 it can be seen that the vibrating diaphragm 9 of the at least one suction-side pulsation damper 28 and the separating membrane 12th of the at least one pressure-side pulsation damper 11th in approximately one plane and preferably in a parting plane of the at least two-part pump head 18th the positive displacement pump are arranged. Here are the vibrating diaphragms 9 and the separating membrane 12th in one piece in a common, in the pump head 18th clamped membrane body formed.
The pump head 18th the positive displacement pump is here through an intermediate plate 19th , a connection plate 20th as well as an end plate 21 educated. In the intermediate plate 19th of the pump head 18th is the working or pumping room 6th the displacement pump molded as a cavity, this working or pumping space 6th on the one hand from the conveyor membrane 1 and on the other hand from the intermediate plate 19th is delimited. In the suction line 10 is the suction valve 5 and into the pressure line 14th is the pressure valve 7th between the intermediate plate 19th and the connection plate 20th arranged. The damper chamber of the pressure-side pulsation damper 11th and the oscillation chamber of the suction-side pulsation damper 28 are each as cavities between the connection plate 20th as well as the end plate 21 educated. This becomes the separating membrane 12th and the vibrating diaphragm 9 forming membrane body between the connection plate 20th and the end plate 21 clamped. The pulsation damper 11th and 28 are in the pump head 18th integrated in the displacement pump.

Die hier als Membranpumpe ausgebildete oszillierende Verdrängerpumpe weist die Fördermembrane 1 auf, die durch einen Exzenterantrieb 2 eine oszillierende Bewegung erfährt. An den Pumpenkopf 18 der Verdrängerpumpe grenzt die Fördermembrane 1 an, die im Ansaughub in Richtung zum Exzenterantrieb 2 nach unten bewegt wird und das Fluid durch die Einlassöffnung 3, den fluidführenden Kammer-Teilbereich 4 des saugseitigen Pulsationsdämpfers 28 und durch das Saugventil 5 in den Arbeits- oder Pumpraum 6 saugt. Beim Ausstoßen der Verdrängerpumpe wird die Fördermembrane 1 in die entgegengesetzte Richtung nach oben bewegt und das Fluid wird aus dem Arbeits- oder Pumpraum 6 durch das Druckventil 7 und den ersten Kammer-Teilbereich 13 des druckseitigen Pulsationsdämpfers 11 in Richtung zur Auslassöffnung 8 gefördert.The oscillating displacement pump, designed here as a diaphragm pump, has the delivery diaphragm 1 on that by an eccentric drive 2 experiences an oscillating movement. To the pump head 18th the displacement pump borders the delivery diaphragm 1 that in the suction stroke in the direction of the eccentric drive 2 is moved downward and the fluid through the inlet port 3 , the fluid-carrying chamber section 4th of the suction-side pulsation damper 28 and through the suction valve 5 in the working or pumping room 6th sucks. When the displacement pump is ejected, the delivery diaphragm 1 moves up in the opposite direction and the fluid is out of the working or pumping chamber 6th through the pressure valve 7th and the first chamber section 13th of the pressure-side pulsation damper 11th towards the outlet opening 8th promoted.

Um die pulsierende Förderung auszugleichen oder zu dämpfen, ist auf der Saugseite der Verdrängerpumpe der saugseitige Pulsationsdämpfer 28 angeordnet. Dieser saugseitige Pulsationsdämpfer weist in seiner Schwingkammer die elastische Schwingmembrane 9 auf. Beim Ansaughub bedient sich die Fördermembrane 1 aus dem Volumen der Schwingkammer des saugseitigen Pulsationsdämpfers 28, wobei die Schwingmembrane 9 in Richtung zum Exzenterantrieb 2 nach unten ausgelenkt und das Volumen im fluidführenden Kammer-Teilbereich 4 des Pulsationsdämpfers 28 verkleinert wird. Während des Ausstoßhubs der Verdrängerpumpe ist das Saugventil 5 geschlossen und die Schwingmembrane 9 wird in die entgegengesetzte Richtung nach oben bewegt, wobei das Volumen des fluidführenden ersten Kammer-Teilbereichs 4 des Pulsationsdämpfers 28 vergrößert wird, da das geförderte Fluid in der beispielsweise als Schlauch ausgebildeten Saugleitung 10 aufgrund der Trägheit nachfließt.In order to compensate or dampen the pulsating delivery, the suction-side pulsation damper is on the suction side of the displacement pump 28 arranged. This suction-side pulsation damper has the elastic vibrating membrane in its vibration chamber 9 on. The pumping diaphragm makes use of the suction stroke 1 from the volume of the oscillation chamber of the suction-side pulsation damper 28 , the vibrating diaphragm 9 in the direction of the eccentric drive 2 deflected downwards and the volume in the fluid-carrying chamber sub-area 4th of the pulsation damper 28 is reduced. The suction valve is on during the discharge stroke of the positive displacement pump 5 closed and the vibrating diaphragm 9 is moved upwards in the opposite direction, whereby the volume of the fluid-carrying first chamber portion 4th of Pulsation damper 28 is increased, since the pumped fluid in the suction line, for example designed as a hose 10 flow due to the inertia.

Um die pulsierende Förderung auch auf der Druckseite der Verdrängerpumpe auszugleichen oder zu dämpfen, weist die Verdrängerpumpe auch den druckseitigen Pulsationsdämpfer 11 auf. Beim Ausstoßhub wird die elastische Trennmembrane 12 des Pulsationsdämpfers 11 in die dem Exzenterantrieb 2 abgewandte Richtung nach oben bewegt. Beim Ansaughub bewegt sich die Trennmembrane 12 demgegenüber wieder nach unten und gibt Volumen aus dem fluidführenden ersten Kammer-Teilbereich 13 des Pulsationsdämpfers 11 über die Auslassöffnung 8 in die vorzugsweise als Schlauch ausgebildete Druckleitung 14 ab. Durch den saugseitigen Pulsationsdämpfer 28 und den druckseitigen Pulsationsdämpfer 11 der Verdrängerpumpe werden Druckspitzen in den zumindest abschnittsweise als Schläuche ausgebildeten Saug- und Druckleitungen 10, 14 und im Arbeits- oder Pumpraum 6 deutlich reduziert.In order to compensate or dampen the pulsating delivery on the pressure side of the positive displacement pump, the positive displacement pump also has the pulsation damper on the pressure side 11th on. During the ejection stroke, the elastic separating membrane 12th of the pulsation damper 11th into the eccentric drive 2 moved away from the upward direction. The separating diaphragm moves during the suction stroke 12th on the other hand back down and gives volume from the fluid-carrying first chamber sub-area 13th of the pulsation damper 11th via the outlet opening 8th into the pressure line, which is preferably designed as a hose 14th away. Through the pulsation damper on the suction side 28 and the pulsation damper on the pressure side 11th of the displacement pump, pressure peaks are generated in the suction and pressure lines, which are at least in sections designed as hoses 10 , 14th and in the working or pumping room 6th significantly reduced.

Damit der druckseitige Pulsationsdämpfer 11 möglichst gut funktioniert und um die Restdruckpulsation am Auslass der Druckleitung 14 möglichst klein zu halten, muss die Volumenänderung ΔV des fluidführenden ersten Kammer-Teilbereichs 13 im Pulsationsdämpfer 11 bei einer Druckänderung Δp groß sein. Das entspricht einer großen Steigung der im pV-Diagramm gemäß 2 dargestellten Kurve, welche den Pulsationsdämpfer 11 charakterisiert. Da die Verdrängerpumpe mit bis zu mehreren bar Gegendruck betrieben wird, ist auf die maximal zulässige Verformung ihrer druckseitig pulsationsdämpfenden Komponenten 12, 15 zu achten.So the pulsation damper on the pressure side 11th works as well as possible and around the residual pressure pulsation at the outlet of the pressure line 14th To keep it as small as possible, the change in volume ΔV of the fluid-carrying first chamber sub-area must 13th in the pulsation damper 11th be large in the event of a pressure change Δp. This corresponds to a large slope in the pV diagram according to 2 shown curve, which the pulsation damper 11th characterized. Since the positive displacement pump is operated with up to several bar counter pressure, the maximum permissible deformation of its pulsation-damping components on the pressure side is important 12th , 15th to pay attention to.

Aus dem in 2 dargestellten Kurvenverlauf ist erkennbar, dass eine lineare Kennlinie (gestrichelte Linie) bei kleinem Gegendruck eine kleinere Steigung hat und dass sich somit eine höhere Restpulsation ergeben wird. Die Dämpfercharakteristik der Pulsationsdämpfer 11, 28 und insbesondere des druckseitigen Pulsationsdämpfers 11 kann so gestaltet werden, dass die Anforderungen in einer kompakten Bauform möglichst gut erfüllt werden können. Diese kompakte Bauform der Verdrängerpumpe auch im Bereich ihrer Pulsationsdämpfer 11, 28 ist auch vorteilhaft, da die aus beständigen Materialien hergestellten Trennmembrane 12 und Schwingmembrane 9 einen hohen Materialpreis haben.From the in 2 The curve profile shown here shows that a linear characteristic curve (dashed line) has a smaller gradient with a small counterpressure and that there is thus a higher residual pulsation. The damper characteristics of the pulsation damper 11th , 28 and in particular the pulsation damper on the pressure side 11th can be designed in such a way that the requirements can be met as well as possible in a compact design. This compact design of the positive displacement pump also in the area of its pulsation damper 11th , 28 is also advantageous because the separating membrane is made of durable materials 12th and vibrating diaphragm 9 have a high material price.

Die Trennmembrane 12 des druckseitigen Pulsationsdämpfers 11 ist in Zonen aufgeteilt. Die vom Dämpfungselement 15 nicht hinterstützte außenliegende Ringzone 16 hat eine geringe Steifigkeit, so dass in diesem Bereich der Trennmembrane 12 viel Volumen bei kleiner Druckänderung ausgeglichen und so die Restpulsation auf dem geforderten tiefen Level gehalten werden kann.The separating membrane 12th of the pressure-side pulsation damper 11th is divided into zones. The one from the damping element 15th unsupported outer ring zone 16 has a low rigidity, so that in this area the separating membrane 12th a lot of volume is compensated for with a small change in pressure, so that the residual pulsation can be kept at the required low level.

In dem in 3 gezeigten Detail-Längsschnitt ist der druckseitige Pulsationsdämpfer 11 bei höherem Gegendruck dargestellt. Wie aus 3 erkennbar ist, wird die Trennmembrane 12 in der vom Dämpfungselement 15 nicht hinterstützten außenliegenden Ringzone 16 stark ausgelenkt, wodurch die Trennmembrane 12 in diesem Bereich viel steifer wird. Dadurch federt auch das Dämpfungselement 15 deutlich ein und ist nun das primäre nachgiebige Element. Die Steifigkeit des vorzugsweise aus offen- oder geschlossenporiger Schaumstoff ausgebildeten und insbesondere aus Polyurethan hergestellten Dämpfungselements 15 nimmt bei zunehmender Einfederung ab und bei weiter steigender Einfederung wieder zu. Dabei kann die Härte des für das Dämpfungselement 15 verwendeten Materials und das Flächenverhältnis des nicht eingespannten Bereichs der Trennmembrane 12 im Vergleich zum Dämpfungselement 15 so ausgelegt werden, dass sich die Einfederung des Dämpfungselements 15 im Bereich der minimalen Steifigkeit befindet und der druckseitige Pulsationsdämpfer 11 am wirksamsten ist.In the in 3 The detailed longitudinal section shown is the pulsation damper on the pressure side 11th shown at higher back pressure. How out 3 is recognizable, the separating membrane 12th in that of the damping element 15th unsupported outer ring zone 16 strongly deflected, causing the separating membrane 12th becomes much stiffer in this area. As a result, the damping element also springs 15th clearly and is now the primary compliant element. The rigidity of the damping element, which is preferably made of open- or closed-cell foam and, in particular, is made of polyurethane 15th decreases with increasing deflection and increases again with increasing deflection. The hardness of the for the damping element 15th material used and the area ratio of the unconstrained area of the separating membrane 12th compared to the damping element 15th be designed so that the deflection of the damping element 15th is in the area of minimum stiffness and the pulsation damper on the pressure side 11th is most effective.

Aus einem Vergleich der 1 und 3 wird deutlich, dass das Dämpfungselement 15 nur in einem, der Trennmembrane 12 abgewandten und vergleichsweise kurzen Stirnendbereich in einer komplementär ausgebildeten Einformung 23 des Pumpenkopfes 18 gehalten ist und dass außerhalb dieses Sacklochs 23 ein Ringspalt zwischen dem Dämpfungselement 15 und dem Pumpenkopf 18 vorgesehen ist. Damit das Dämpfungselement 15 über einen möglichst großen Teilbereich seiner Längserstreckung sich bei Druckbeaufschlagung seitlich ungehindert ausdehnen kann, ist das Dämpfungselement mit einem der Trennmembrane 12 abgewandten ersten Stirnendbereich in der komplementär ausgebildeten Einformung des Pulsationsdämpfers gehalten und der über die Einformung vorstehende zweite Teilbereich des Dämpfungselements umfangsseitig von der Innenwandung der Dämpferkammer beabstandet, wobei der in die Einformung 23 eintauchende erste Stirnendbereich des Dämpfungselementes 15 im Vergleich zu dessen zweiten, über die Einformung 23 vorstehenden Teilbereiches weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als 1/5 und insbesondere - wie hier - weniger als 1/8 der Längserstreckung des Dämpfungselements 15 beträgt. Auf diese Weise kann das Dämpfungselement 15 bei einem bestimmten Druck mehr einfedern, als wenn das Dämpfungselement 15 umschlossen wäre und radial nicht ausweichen kann.From a comparison of the 1 and 3 it becomes clear that the damping element 15th only in one, the separating membrane 12th facing away and comparatively short end region in a complementary recess 23 of the pump head 18th is held and that outside of this blind hole 23 an annular gap between the damping element 15th and the pump head 18th is provided. So that the damping element 15th can expand laterally unhindered over as large a partial area of its longitudinal extent as possible when pressure is applied, the damping element is with one of the separating diaphragms 12th facing away from the first end region held in the complementarily formed indentation of the pulsation damper and the protruding over the indentation second sub-area of the damping element spaced circumferentially from the inner wall of the damper chamber, wherein the in the indentation 23 immersed first end face of the damping element 15th compared to its second, about the molding 23 protruding sub-area less than half, preferably less than 1/5 and in particular - as here - less than 1/8 of the longitudinal extension of the damping element 15th amounts to. In this way, the damping element 15th compress more at a certain pressure than if the damping element 15th would be enclosed and not be able to give way radially.

In dem in 1 gezeigten drucklosen Zustand wird die Trennmembrane 12 vom Dämpfungselement 15 vorgespannt, so dass die Trennmembrane 12 in den fluidführenden ersten Kammer-Teilbereich 13 des Pulsationsdämpfers 11 hineingedrückt wird. Auf diese Weise ergibt sich bei einer maximal zulässigen Krümmung der Trennmembrane 12 in deren Einspannzone eine maximal mögliche Auslenkung der Trennmembrane 12 zwischen der Darstellung in 1 bei kleinem Gegendruck und der Darstellung in 3 bei maximalem Gegendruck. Mit der vorteilhaft großen Auslenkung und Volumenänderung im Kammer-Teilbereich 13 der Dämpferkammer pro Druckänderung wird auch die Restpulsation kleiner. Auf diese Weise wird der Bauraum optimal ausgenutzt.In the in 1 The separating diaphragm is depressurized as shown 12th from the damping element 15th biased so that the separating membrane 12th in the fluid-carrying first chamber section 13th of the pulsation damper 11th is pushed in. This results in a maximum of permissible curvature of the separating membrane 12th a maximum possible deflection of the separating membrane in their clamping zone 12th between the representation in 1 with low back pressure and the representation in 3 at maximum back pressure. With the advantageous large deflection and volume change in the chamber area 13th the damper chamber per pressure change, the residual pulsation is also smaller. In this way, the installation space is optimally used.

Zum Schutz der Trennmembrane 12 bei unzulässigem Überdruck ist ein hier als Ringzone ausgebildeter Bereich des Pumpenkopfes 18 als Trennmembranen-Anschlag 17 ausgeführt. An diesem Anschlag 17 kann sich die Trennmembrane 12 bei Überdruck anlegen und wird so nicht weiter deformiert, so dass sich eine unzulässige Belastung der Trennmembrane 12 verhindern lässt.To protect the separating membrane 12th in the event of impermissible overpressure, there is an area of the pump head that is designed as an annular zone 18th as a separating diaphragm stop 17th executed. At this stop 17th the separating membrane 12th apply in the event of excess pressure and will not be deformed any further, so that there is an inadmissible load on the separating membrane 12th prevent.

In 1 ist erkennbar, dass am Pumpenauslass 8 des druckseitigen Dämpfervolumens ein Drosselorgan 22 angeordnet sein kann, das einen bestimmten Staudruck erzeugt. Auf diese Weise wird der Austausch von Fördermedium zwischen dem Pulsationsdämpfer 11 und den in Förderrichtung nachgeschalteten Teilbereichen der Druckleitung 14 gedrosselt und die Pulsation wird noch effektiver gedämpft.In 1 it can be seen that at the pump outlet 8th of the pressure-side damper volume is a throttle element 22nd can be arranged that generates a certain dynamic pressure. In this way, the exchange of the pumped medium between the pulsation damper 11th and the sub-areas of the pressure line downstream in the conveying direction 14th throttled and the pulsation is dampened even more effectively.

Die hier dargestellte Verdrängerpumpe zeichnet sich durch ihre kompakte Ausführung auch im Bereich der integrierten Pulsationsdämpfer 11, 28 und durch die kostengünstige Ausgestaltung aus. Dabei lässt sich insbesondere der druckseitige Pulsationsdämpfer 11 auf die geforderte Restpulsation bei verschiedenen Betriebsdrücken optimal abstimmen. Da die Schwingmembrane 4 des saugseitigen Pulsationsdämpfers 28 und die Trennmembrane 12 des druckseitigen Pulsationsdämpfers 11 einstückig in einem gemeinsamen elastischen Membrankörper ausgestaltet sind, der zwischen die Anschlussplatte 20 sowie die Abschlussplatte 21 des Pumpenkopfes 18 eingeklemmt oder eingespannt werden kann, ergibt sich eine sehr einfache Bauweise der hier dargestellten Verdrängerpumpe, die nur wenige Teile beinhaltet und eine einfache Montage ermöglicht.The displacement pump shown here is characterized by its compact design, also in the area of the integrated pulsation damper 11th , 28 and through the cost-effective design. In particular, the pulsation damper on the pressure side can be used 11th optimally match the required residual pulsation at different operating pressures. Because the vibrating diaphragm 4th of the suction-side pulsation damper 28 and the separating membrane 12th of the pressure-side pulsation damper 11th are designed in one piece in a common elastic membrane body between the connection plate 20th as well as the end plate 21 of the pump head 18th can be clamped or clamped, the result is a very simple design of the displacement pump shown here, which contains only a few parts and enables simple assembly.

Da bei der hier dargestellten Verdrängerpumpe eine Pulsation am Pumpeneingang und -ausgang stark reduziert wird, werden Kavitationen, Druckstöße, Schwingungen und weitere negative Effekte in solchen Systemen vermieden, wo die hier dargestellte Verdrängerpumpe eingesetzt wird. Die Verdrängerpumpe ist platzsparend und kostengünstig ausführbar und an die Anforderungen der Anwendungen betreffend Restpulsation angepasst. Da die Pulsationsdämpfer 11, 28 der Verdrängerpumpe beständige Schwing- bzw. Trennmembranen 9, 12 aufweisen, lässt sich die Verdrängerpumpe auch im Bereich der Pulsationsdämpfer hermetisch dicht, chemisch beständig, lageunabhängig und langlebig betreiben, womit die Vorteile von Membranpumpen auch im Bereich der Pulsationsdämpfer 11, 28 beibehalten werden.Since pulsation at the pump inlet and outlet is greatly reduced in the positive displacement pump shown here, cavitations, pressure surges, vibrations and other negative effects are avoided in systems where the positive displacement pump shown here is used. The positive displacement pump can be implemented in a space-saving and cost-effective manner and is adapted to the requirements of the applications with regard to residual pulsation. Because the pulsation damper 11th , 28 the displacement pump resistant vibrating or separating diaphragms 9 , 12th have, the displacement pump can also be operated hermetically sealed, chemically resistant, position-independent and long-lasting in the area of the pulsation damper, with the advantages of diaphragm pumps also in the area of the pulsation damper 11th , 28 to be kept.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: FördermembranConveyor diaphragm
22: ExzenterantriebEccentric drive
33: EinlassöffnungInlet opening
44th: fluidführender Kammer-Teilbereich in der Schwingkammer des saugseitigen Pulsationsdämpfers 28Fluid-carrying chamber sub-area in the oscillation chamber of the pulsation damper 28 on the suction side
55: SaugventilSuction valve
66th: Arbeits- oder PumpraumWorking or pumping room
77th: DruckventilPressure valve
88th: PumpenauslassPump outlet
99: Schwingmembrane des saugseitigen Pulsationsdämpfers 28Vibrating membrane of the suction-side pulsation damper 28
1010: SaugleitungSuction line
1111th: druckseitiger Pulsationsdämpferpulsation damper on the pressure side
1212th: Trennmembrane des druckseitigen Pulsationsdämpfers 11Separating membrane of the pressure-side pulsation damper 11
1313th: fluidführender erster Kammer-Teilbereich in der Dämpferkammer des druckseitigen Pulsationsdämpfers 11fluid-carrying first chamber sub-area in the damper chamber of the pressure-side pulsation damper 11
1414th: DruckleitungPressure line
1515th: DämpfungselementDamping element
1616: vom Dämpfungselement 15 nicht hinterstützte außenliegende Ringzone der Trennmembrane 12from the damping element 15th non-supported outer ring zone of the separating membrane 12
1717th: Anschlagattack
1818th: PumpenkopfPump head
1919th: ZwischenplatteIntermediate plate
2020th: AnschlussplatteConnection plate
2121: AbschlussplatteEnd plate
2222nd: DrosselorganThrottle body
2323: Einformung oder SacklochIndentation or blind hole
2424: RingspaltAnnular gap
2626th: nicht fluidführender Kammer-Teilbereich der Dämpferkammer des druckseitigen Pulsationsdämpfers 11Non-fluid-carrying chamber part of the damper chamber of the pressure-side pulsation damper 11
2727: zentrale Zone der Trennmembrane 12central zone of the separating membrane 12
2828: saugseitiger Pulsationsdämpferpulsation damper on the suction side
2929: nicht fluidführender zweiter Kammer-Teilbereich des saugseitigen Pulsationsdämpfers 28 Second chamber section of the suction-side pulsation damper that does not carry fluid 28
3030th: BelüftungsöffnungVentilation opening

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 1373731 B1 [0002]
EP 1340016 B1 [0003]

Claims

Oscillating displacement machine with at least one pressure line (14) through which a fluid can flow and into which at least one pulsation damper (11) is interposed with a damper chamber, which damper chamber is separated by at least one separating membrane (12) into a fluid-carrying first chamber section (13) and a outside the fluid-conducting first chamber sub-area (13) arranged second chamber sub-area (26), wherein the at least one separating membrane (12) is supported by a resilient damping element (15) which is in the second chamber sub-area (26) of the Damper chamber is provided, characterized in that at least one of the pulsation dampers (11) is divided into membrane zones of the separating membrane (12) with different flexibility.

Oscillating displacement pump, in particular diaphragm pump, for conveying liquid or gaseous fluids, which has at least one pulsation damper (11) with a damper chamber on the pressure side, which damper chamber is separated by at least one separating membrane (12) into a fluid-carrying first chamber sub-area (13) and one outside the fluid-carrying one First chamber sub-area (13) arranged second chamber sub-area (26), wherein the at least one separating membrane (12) is supported by a resilient damping element (15) which (15) in the second chamber sub-area (26) of the Damper chamber is provided, characterized in that at least one of the pulsation dampers (11) is divided into membrane zones (16, 27) of the separating membrane (12) with different flexibility.

Positive displacement machine or positive displacement pump Claim 1 or 2 , characterized in that the front or cross-sectional area of the at least one damping element (15) perpendicular to the direction of its deflection is smaller than the area of the at least one separating membrane (12) which can be wetted by the fluid in the first chamber part (13) of the damper chamber.

Positive displacement machine or positive displacement pump Claim 1 until 3 , characterized in that the at least one separating membrane (12) of the pulsation damper (11) has at least one zone (27) which is supported in the second chamber part (26) of the damper chamber by the at least one damping element (15).

Positive displacement machine or positive displacement pump according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the separating membrane (12) has an outer ring zone (16) which is not supported by the at least one damping element (15).

Positive displacement machine or positive displacement pump according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the at least one separating membrane (12) is clamped in a circumferential clamping zone of the pulsation damper (11), and that the end or cross-sectional surface of the damping element (15) resting on the at least one separating membrane (12) is spaced from the clamping zone on all sides is.

Positive displacement machine or positive displacement pump according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that the at least one resilient damping element (15) biases the at least one separating membrane (12) in the direction of the first chamber section (13) of the damper chamber.

Positive displacement machine or positive displacement pump according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the at least one resilient damping element (15) has a non-linear spring characteristic.

Positive displacement machine or positive displacement pump according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the at least one damping element (15) is made of a volume-compressible material.

Positive displacement machine or positive displacement pump according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the at least one damping element (15) is made from an open- or closed-cell foam.

Positive displacement machine or positive displacement pump according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the at least one resilient damping element (15) is made from an elastomer foam, in particular from polyurethane foam.

Positive displacement machine or positive displacement pump according to one of the Claims 1 until 11th , characterized in that a separating diaphragm stop (17) is provided in the second chamber section (26) of the pulsation damper (11), against which the separating diaphragm (12) rests in the event of excess pressure.

Positive displacement pump according to one of the Claims 2 until 12th , characterized in that the displacement pump has at least one pulsation damper (28) on the suction side.

Displacement pump according to Claim 13 , characterized in that the at least one suction-side pulsation damper (28) has an oscillation chamber, which oscillation chamber is divided by at least one oscillation membrane (9) into a fluid-conducting first chamber section (4) and one outside of the fluid-carrying first chamber sub-area (4) arranged second chamber sub-area (29) is subdivided.

Displacement pump according to Claim 13 or 14th , characterized in that the at least one suction-side pulsation damper (28) and / or the at least one pressure-side pulsation damper (11) is integrated in the pump head (18) of the positive displacement pump.

Positive displacement pump according to one of the Claims 13 until 15th , characterized in that the vibrating membrane (9) of the at least one suction-side pulsation damper (28) and the separating membrane (12) of the at least one pressure-side pulsation damper (11) are arranged in approximately one plane, preferably in a separating plane of the at least two-part pump head (18) are provided.

Positive displacement pump according to one of the Claims 13 until 16 , characterized in that the vibrating diaphragm (9) and the separating diaphragm (12) are formed in one piece in a common diaphragm body clamped in the pump head (18).

Positive displacement pump according to one of the Claims 2 until 17th , characterized in that the pressure-side pulsation damper (11) is followed in the flow direction of the fluid by a throttle element (22) which generates a dynamic pressure.

Positive displacement machine or positive displacement pump according to one of the Claims 1 until 18th , characterized in that the second chamber section (29) of the suction-side pulsation damper (28) and / or the second chamber section (26) of the pressure-side pulsation damper (11) is preferably connected to the atmosphere via at least one ventilation opening (30) each .

Positive displacement machine or positive displacement pump according to one of the Claims 1 until 19th , characterized in that the damping element (15) is held with a first end face area facing away from the separating membrane (12) in a complementarily formed indentation (23) of the pulsation damper (11), that the second partial area of the damping element (11) protruding beyond the indentation (23) 15) is circumferentially spaced from the inner wall of the damper chamber and that the first end region of the damping element (15) is less than half, preferably less than 1/5 and in particular less than 1/8 of the longitudinal extent of the damping element compared to its second partial area (15) is.