DE1042383B

DE1042383B - Diaphragm pump

Info

Publication number: DE1042383B
Application number: DEG18133A
Authority: DE
Inventors: Gordon W Harry
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1954-10-18
Filing date: 1955-10-11
Publication date: 1958-10-30

Description

Membranpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine Membranpumpe, bei der eine Wand der Einlaß- oder Auslaßkammer durch eine biegsame Pulsatormembran gebildet ist, die im wesentlichen die gleiche Fläche wie die Pumpeninembran hat, und bei der die eine der Kammern die andere Kammer U-förmig umschließt und überdeckt und einen wesentlich größeren Inhalt als die umschlossene Kammer hat.Diaphragm pump The invention relates to a diaphragm pump at one wall of the inlet or outlet chamber through a flexible pulsator diaphragm is formed, which has essentially the same area as the pump membrane, and in which one of the chambers encloses and covers the other chamber in a U-shape and has a much larger content than the enclosed chamber.

Als wesentlich bei solchen Pumpen wurde erkannt, daß die eine Fläche der Pulsatormembran möglichst vollständig mit dem Fördermittel in Berührung steht und daß dieses mit dem Auslaß durch eine Verbindung großer Weite verbunden ist. Jede Einschnürung in dieser Verbindung setzt die Wirkung der Membran wesentlich herab, nämlich Pulsationen in dem Fördermittel zu verringern.It was recognized as essential in such pumps that the one surface the pulsator membrane is as completely as possible in contact with the conveying means and that this is connected to the outlet by a large-width connection. Any constriction in this connection sets the function of the membrane essential down, namely to reduce pulsations in the conveyor.

Die Erfindung ermöglicht dies dadurch, daß die die größere Kammer abdeckende Pulsatormembran an einem Deckel befestigt ist, der in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines einzigen zentralen Befestigungsgliedes an dem zentralen Teil des Pumpenkörpers befestigt ist.The invention makes this possible by having the larger chamber covering pulsator membrane is attached to a cover, which is known per se Way by means of a single central attachment member on the central part of the pump body is attached.

Diese Bauart ergibt die weiteren Vorteile einer billigen Herstellung und eines leichteren Zusammenbaus.This design gives the further advantages of inexpensive manufacture and easier assembly.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. In der Zeichnung ist Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine Brennstoffpumpe, Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 1, Fig. 3 ein Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1, Fig. 4 ein vergrößerter Ausschnitt entsprechend Fig. 1 einer abgewandelten Ausführungsform, Fig. 5 ein ähnlicher Teilschnitt durch eine weitere Ausführungsform und Fig. 6 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer Brennstoffpumpe mit abgenommenem Deckel.In the drawing, embodiments of the invention are for example shown. In the drawing, Fig. 1 is a longitudinal section through a fuel pump, Fig. 2 is a plan view of Fig. 1, Fig. 3 is a section along line 3-3 of Fig. 1, FIG. 4 shows an enlarged section corresponding to FIG. 1 of a modified embodiment, FIG. 5 shows a similar partial section through a further embodiment and FIG. 6 shows a Top view of another embodiment of a fuel pump with the removed Lid.

Die in Fig. 1 dargestellte Pumpe hat einen Pumpenhauptkörper 10 mit einem mit Gewinde versehenen Einlaß 12 und einem mit Gewinde versehenen Auslaß 14, die mit Einlaß- bzw. Auslaßkammern 16 bzw. 18 in Verbindung stehen. Die Auslaßkammer 18 ist ringförmig ausgestaltet und erstreckt sich über und rund um die Einlaßkammer 16, die die kleinste Kammer der Pumpe ist. Die Auslaßkammer 18 ist im wesentlichen U-förmig ausgebildet mit Ausnahme eines abgesetzten Teiles 20, das von der Einlaßkämmer 16 durch eine dünne Wand 21 getrennt ist.The pump shown in Fig. 1 has a pump main body 10 having a threaded inlet 12 and a threaded outlet 14 which communicate with inlet and outlet chambers 16 and 18 , respectively. The outlet chamber 18 is annular in shape and extends over and around the inlet chamber 16, which is the smallest chamber of the pump. The outlet chamber 18 is essentially U-shaped with the exception of a stepped part 20 which is separated from the inlet chamber 16 by a thin wall 21.

Unterhalb, der Kammern 16 und 18 ist in dem Hauptkörper 10 eine Pumpenkammer 24 gebildet, die mit den Kammern 16 und 18 über Öffnungen 26 bzw. 28 verbunden ist. Diese Öffnungen werden durch übliche Einwegventile 30 bzw. 32 gesteuert, die in den Öffnungen durch Anstauchen des Werkstoffes an über den Umfang verteilten Stellen 38 in dem Hauptkörper 10 befestigt sind, wie dies Fig. 3 erkennen läßt. Die Ventile 30 und 32 sitzen auf Dichtungsscheiben 29 bzw. 31.Below, the chambers 16 and 18, a pump chamber 24 is formed in the main body 10, which is connected to the chambers 16 and 18 via openings 26 and 28, respectively. These openings are controlled by conventional one-way valves 30 and 32 , which are fastened in the openings by upsetting the material at points 38 distributed over the circumference in the main body 10 , as can be seen in FIG. The valves 30 and 32 sit on sealing washers 29 and 31, respectively.

Die Pumpenkammer 24 wird zum Teil durch eine Pumpenmembran 40 begrenzt, deren Rand zwischen ein unteres Gehäuseteil 42 und den Pumpenhauptkörper 10 eingespannt ist. Der mittlere Teil der Pumpenmembran 40 ist zwischen zwei Scheiben 44 und 46 eingespannt, die durch eine Mutter 52 und eine Scheibe 54 zusammengespannt und gegen eine Schulter 56 neben einem Gewindeteil 48 einer senkrechten Achse 50 abgestützt befestigt sind. In dein unteren Gehäuseteil 42 ist eine Kammer 60 gebildet, die die Scheibe 46 und eine die Pumpenmembran 40 nach oben drückende Schraubenfeder 62 aufnimmt. Am unteren Ende der Achse 50 ist lose das eine Ende eines Hebels 64 befestigt, der um eine Achse 66 schwenkbar ist. Die Achse 66 sitzt seitlich im Gehäuseteil 42. Auf der Achse 66 ist ein zweiter Hebel 70 schwenkbar gelagert, der mit einem Arm 72 auf die obere Fläche des Hebels 64 drückt. An einem zweiten Arm 74 sitzt ein Dorn 76, der auf die Achse 50 gerichtet ist. Auf dem Dorn 76 und einem am Gehäuseteil 42 gebildeten Vorsprung 82 ist eine Feder 80 aufgesetzt, die das freie Ende des Hebels 70 gegen einen Nocken 84 drückt. Der Nocken 84 kann mit einer Nockenwelle 86 in Umdrehung versetzt werden, die einen Teil der von der Pumpe zu beliefernden Brennkraftmaschine bildet. Bei der Drehung des Nockens 84 wird die Pumpenmembran 40 nach oben und dann nach unten bewegt, wodurch die Pumpwirküng bei jedem Umlauf erzielt wird.The pump chamber 24 is limited in part by a pump membrane 40, the edge of which is clamped between a lower housing part 42 and the main pump body 10. The middle part of the pump membrane 40 is clamped between two disks 44 and 46 which are clamped together by a nut 52 and a disk 54 and are fastened supported against a shoulder 56 next to a threaded part 48 of a vertical axis 50. In the lower housing part 42, a chamber 60 is formed which receives the disk 46 and a helical spring 62 which presses the pump diaphragm 40 upwards. One end of a lever 64, which is pivotable about an axis 66, is loosely attached to the lower end of the axis 50. The axis 66 sits laterally in the housing part 42. A second lever 70 is pivotably mounted on the axis 66 and presses with an arm 72 on the upper surface of the lever 64. A mandrel 76, which is directed towards the axis 50, is seated on a second arm 74. A spring 80 is placed on the mandrel 76 and a projection 82 formed on the housing part 42 and presses the free end of the lever 70 against a cam 84. The cam 84 can be set in rotation with a camshaft 86 which forms part of the internal combustion engine to be supplied by the pump. As the cam 84 rotates, the pump diaphragm 40 is moved upward and then downward, whereby the pumping action is achieved with each revolution.

Der Pumpenhauptkörper 10 wird an dem äußeren Flansch des unteren Gehäuseteiles 42 mit Schrauben 90 befestigt (Fig.2 und 3), die durch den Pumpenhauptkörper 10 hindurchtreten und in das untere Gehäuseteil 42 eingeschraubt werden.The pump main body 10 is fastened to the outer flange of the lower housing part 42 with screws 90 (FIGS. 2 and 3) which pass through the pump main body 10 and are screwed into the lower housing part 42.

In der im wesentlichen U-förmigen Kammer 18 ist eine Pulsatormembran 92 vorgesehen, die auf der zentralen Oberfläche des Pumpenhauptkörpers 10 aufruht. Sie hat eine ringförmige Auflagefläche 94 und eine zentrale Auflagefläche 96. Oberhalb der Membran 92 ist eine Kappe 98 vorgesehen, die eine ringförmige Ausnehmung 100 aufweist. Diese Ausnehmung stimmt in ihrem Umfang mit der Kammer 18 überein. Die Kappe 98 und die Pulsatormembran 92 werden durch eine Schraube 102 und eine Scheibe 104 am Pumpenhauptkörper 10 befestigt. Die Schraube tritt durch den zentralen Teil der Kappe und der Membran und wird in den zentralen Teil 106 des Pumpenhauptkörpers eingeschraubt.In the substantially U-shaped chamber 18 , a pulsator diaphragm 92 is provided, which rests on the central surface of the pump main body 10. It has an annular support surface 94 and a central support surface 96. Above the membrane 92, a cap 98 is provided which has an annular recess 100 . The scope of this recess corresponds to that of the chamber 18. The cap 98 and the pulsator diaphragm 92 are attached to the pump main body 10 by a screw 102 and a washer 104. The screw passes through the central part of the cap and diaphragm and is screwed into the central part 106 of the pump main body.

Die Ausführungsform nach Fig.4 stimmt im wesentlichen mit der in Fig. 1 dargestellten überein. Die Kammer 16 ist bei dieser Ausführungsform indessen mit einer Einrichtung versehen, die eine kleine Luftmenge einkesselt. Die Auslaßöffnung 26 dieser Kammer ist mit einem Einwegventil 122 und einer Dichtungsscheibe 123 versehen. Der Pumpenhauptkörper 10 bildet eine Schulter 124 als ringförmiger Sitz für die Dichtungsscheibe 123. Zwischen der Dichtungsscheibe und dem Ventil 122 sitzt ein ringförmiger Flansch 126 eines nach oben gerichteten rohrförmigen Schirms 128, der so ausgebildet ist, daß er von einem ringförmigen Raum umgeben ist und mit seinem oberen offenen Ende Abstand von der Wand 21 hat.The embodiment according to FIG. 4 essentially corresponds to that shown in FIG. In this embodiment, however, the chamber 16 is provided with a device which encircles a small amount of air. The outlet opening 26 of this chamber is provided with a one-way valve 122 and a sealing washer 123 . The pump main body 10 forms a shoulder 124 as an annular seat for the sealing washer 123. Between the sealing washer and the valve 122 sits an annular flange 126 of an upwardly directed tubular screen 128 which is designed so that it is surrounded by and with an annular space its upper open end is spaced from the wall 21.

Die Ausführungsform nach Fig. 5 ähnelt im wesentlichen der nach Fig.4. Bei dieser Ausführungsform ist lediglich der Pumpenhauptkörper 129 etwas abgeändert und der rohrförmige Schirm 128 durch ein rohrförmiges Filter- oder Schirmglied 130 ersetzt: Um das rohrförmige Filter 130 sicher festzuhalten, ist an der oberen Wand der Einlaßkammer 134 ein zylindrischer Vorsprung 132 gebildet. Eine Dichtungsscheibe 135 ist zwischen das Ventil 122 und dem Pumpenhauptkörper 129 eingesetzt. Die Anordnung ist in diesem Falle so getroffen, daß die durch die Leitung 136 eintretende Flüssigkeit das ringförmige Filter 130 umströmen wird und nach Durchtritt durch das Filter über das Ventil 122 zur Pumpenkammer 138 gelangen wird. Ein abgesetzter Teilraum 139 der Auslaßkammer trennt die Pulsatormembran 92 von der oberen Wand der Einlaßkammer.The embodiment according to FIG. 5 is essentially similar to that according to FIG. In this embodiment only the pump main body 129 is slightly modified and the tubular screen 128 is replaced by a tubular filter or screen member 130 : In order to hold the tubular filter 130 securely, a cylindrical projection 132 is formed on the upper wall of the inlet chamber 134. A sealing washer 135 is inserted between the valve 122 and the pump main body 129. In this case, the arrangement is such that the liquid entering through the line 136 will flow around the annular filter 130 and, after passing through the filter, will reach the pump chamber 138 via the valve 122. A recessed compartment 139 of the outlet chamber separates the pulsator diaphragm 92 from the upper wall of the inlet chamber.

Fig.6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der eine größere Pumpe eine größere Anzahl von Schrauben 140 benötigt, um den Pumpenhauptkörper 142 mit dem unteren nicht dargestellten Gehäuseteil zu verbinden. Der untere Gehäuseteil ist ähnlich der Ausführungsform nach Fig. 1 ausgebildet. Wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 wird eine nicht dargestellte, mit Ausnehmungen versehene Kappe durch eine Schraube 102 befestigt und drückt auf eine Pulsatorinembran, die eine ringförmige Kammer 156 abschließt. Die Kammer ist im wesentlichen von U-förmiger Gestalt und umschließt den wesentlichen Teil des mittleren Teiles 144 des Pumpenhauptkörpers 142.6 shows a modified embodiment in which a larger pump requires a larger number of screws 140 in order to connect the pump main body 142 to the lower housing part (not shown). The lower housing part is designed similarly to the embodiment according to FIG. 1. As in the embodiment of FIG. 1, a recessed cap (not shown) is fastened by a screw 102 and presses on a pulsator membrane which closes off an annular chamber 156. The chamber is substantially U-shaped and encloses the essential part of the central portion 144 of the pump main body 142.

Der Hauptunterschied dieser Bauart gegenüber den vorher beschriebenen besteht darin, daß eine mit der Einlaßkammer 152 verbundene Einlaßöffnung 150 in Umfangsrichtung nur geringen Abstand von einer Auslaßöffnung 154 hat, die mit der Auslaßkammer 156 in Verbindung steht.The main difference between this type of construction and those previously described is that an inlet opening 150 connected to the inlet chamber 152 is only slightly spaced in the circumferential direction from an outlet opening 154 which communicates with the outlet chamber 156.

Die Membranen 40 und 92 bestehen aus mit Harz imprägnierten fasrigen Werkstoff, wie er üblicherweise bei Pumpen dieser Art verwendet wird.The membranes 40 and 92 are made of fibrous resin impregnated Material that is commonly used in pumps of this type.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Pumpe tritt der Brennstoff durch die Öffnung 12 ein und durchströmt den Pumpenhauptkörper 10 über die kleinste Kammer 16, die Pumpenkammer 24 und die größere Kammer 18, aus der er durch die Auslaßöffnung 14 austritt. Die durch die Pumpenmembran 40 erzeugten Schwingungen würden üblicherweise eine ungleiche Förderung des Brennstoffes ergeben. Da sich aber die Pulsatormembran 92 während dieses Teiles des Pumpvorganges, in dem der Flüssigkeitsdruck am höchsten ist, federnd verformt, wirkt die in der Ausnehmung 100 eingeschlossene Luft stabilisierend auf den Austrittsdruck und die Strömung des austretenden Brennstoffes.In the pump shown in FIG. 1, the fuel enters through the opening 12 and flows through the main pump body 10 via the smallest chamber 16, the pump chamber 24 and the larger chamber 18, from which it exits through the outlet opening 14. The vibrations generated by the pump membrane 40 would usually result in an uneven delivery of the fuel. However, since the pulsator membrane 92 is resiliently deformed during this part of the pumping process in which the liquid pressure is highest, the air enclosed in the recess 100 has a stabilizing effect on the outlet pressure and the flow of the emerging fuel.

Die Einlaßöffnung 12 und die Auslaßöffnung 14 münden in die Kammern 16 bzw. 18 an Stellen ein, die in der Höhenrichtung in der Mitte liegen. Wenn die Pumpe eingebaut wird, daß der Deckel 98 oben liegt, werden in den oberen Teilen der Kammern 16 und 18 Lufttaschen entstehen. Die dort eingeschlossene Luft unterstützt die Stabilisierungswirkung der Pulsatormembran.The inlet opening 12 and the outlet opening 14 open into the chambers 16 and 18, respectively, at locations which are in the middle in the height direction. If the pump is installed with the cover 98 on top, air pockets will be created in the upper parts of the chambers 16 and 18. The air trapped there supports the stabilizing effect of the pulsator membrane.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 wird der in die Pumpe eintretende Flüssigkeitsstrom bereits durch die verteilende Wirkung des Schildes vergleichmäßigt. Diese erwünschte Wirkung wird wesentlich erhöht, wenn die Pumpe auf den Kopf gestellt, also mit untenliegendem Deckel 98, eingebaut wird. In diesem Falle wird die Luft um den Schild 128 neben dem Flansch 126 eingeschlossen und abwechselnd durch die Pumpenwirkung verdichtet und entspannt. Diese Luft wirkt auf den Brennstoff und unterstützt die Dämpfung der Schwingungen im Flüssigkeitsdruck.In the embodiment according to FIG. 4, the liquid flow entering the pump is evened out by the distributing effect of the shield. This desired effect is significantly increased if the pump is turned upside down, that is to say is installed with the cover 98 on the bottom. In this case, the air is enclosed around the shield 128 next to the flange 126 and alternately compressed and expanded by the pumping action. This air acts on the fuel and supports the damping of the vibrations in the fluid pressure.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist das Filter-oder Schirmglied 130 so angeordnet, daß Fremdkörper an dem Eintritt in das Einlaßventil 122 gehindert sind und andere Teile der Pumpe, der Brennstoffleitung oder des Vergasers nicht erreichen können.In the embodiment according to FIG. 5, the filter or screen member 130 is arranged in such a way that foreign bodies are prevented from entering the inlet valve 122 and cannot reach other parts of the pump, the fuel line or the carburetor.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 zeigt die Ausbildung der bogenförmigen oder U-förmigen Kammer 156, daß die Auslaßöffnung 154 gegebenen Einbauverhältnissen entsprechend angeordnet werden kann. Der im wesentlichen gleiche Tiefe aufweisende Teil der Kammer 156 erstreckt sich rund um den: zentralen Teil 144-des Pümpenhauptkörpers mit Ausnahme des dünnen Wandungsteiles 160, in dem der zur Kammer 152 führende Einlaß 150 gebildet ist. Die relative Winkellage der Öffnungen 150 und 154 ist allein durch die Länge der bogenförmigen Kammer 156 begrenzt bzw. bestimmt.In the embodiment according to FIG. 6, the design of the curved or U-shaped chamber 156 shows that the outlet opening 154 can be arranged in accordance with the given installation conditions. The portion of the chamber 156 , which is substantially the same depth, extends around the central portion 144 of the main pump body with the exception of the thin wall portion 160 in which the inlet 150 leading to the chamber 152 is formed. The relative angular position of the openings 150 and 154 is limited or determined solely by the length of the arcuate chamber 156.

Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 oder 6 kann die Durchströmrichtung der Flüssigkeit umgekehrt werden, indem die beiden Einwegventile in ihrer Wirkung umgekehrt werden. Verwendet man die Kammer 18 als Einlaßkammer, anstatt sie als Auslaßkammer zu benutzen, und unterliegt sie der Pulsatorwirkung der Membran 92, so wird die Kapazität der Pumpe erhöht, und Schwingungen in der Einlaßleitung werden beseitigt.In the embodiment according to FIG. 1 or 6, the direction of flow of the liquid can be reversed by reversing the effect of the two one-way valves. If the chamber 18 is used as an inlet chamber instead of an outlet chamber, and if it is subjected to the pulsating action of the diaphragm 92, the capacity of the pump is increased and vibrations in the inlet conduit are eliminated.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Diaphragm pump in which one wall of the inlet or Outlet chamber is formed by a flexible pulsator membrane, which is essentially has the same area as the pump diaphragm, and with the one of the chambers encloses and covers the other chamber in a U-shape and one essential has greater content than the enclosed chamber, characterized in that the the pulsator membrane (92) covering the larger chamber (18) is attached to a cover (98) is, which in a known manner with the help of a single central fastening member (102) is attached to the central part (106) of the pump body.

2. Diaphragm pump according to claim 1, characterized in that in the smaller chamber around its outlet opening a tubular screen (128) is arranged.

3. Diaphragm pump according to claim 2, characterized characterized in that the screen (128) is arranged so that in it at on the head A body of air is enclosed in the pump. Considered publications: German Patent No. 652 651; French Patent No. 634 537; British U.S. Patent No. 562,576; U.S. Patent Nos. 2,469,818, 2,266,297.