DE1428007A1 - Membran-Pumpe - Google Patents

Description

• Me mbran-rumpe Die Erfindung betrifft eine ivIembran-Pumpe zur Vakuum-JWrzeugung, welche von den Druckdifferenzen czes Fördermediums gesteuerte Ventile und ein Pleuel zum bewegen der fiembrane aufweist. Es ist bereits bekannt, bei l@lemoran-Pumpen, die zur Vakuum-Erzeugung dienen, federbelastete Rückschlagventile zu verwenden, die von den Druckdifferenzen des zu fördernden Mediums gesteuert werden. hs gehört ferner schon zum Stande der Technik, die Membranen solcher Pumpen mittels eines Pleuels zu bewegen. bei den bisher bekannten Ausführungen hat man die Saug- bzw. Druckleitung von den Ventilen aus auf dem kürzesten Weg in den Pumpenraum geleitet, um den schädlichen Raum klein zu halten. Aus dem gleichen eirunde hat man zuvaeilen auch die den oberen Abschluss des rumpenraums bildende, gewöhnlich in einem Zwischendeckel untergebrachte Ausnehmung mit einem etwas zurückspringenden eil zur Aufnahme des pumpenseitigen Befestigungstellers für die Membrane versehen. Dadurch entsteht eine scharfe bunte, an der die Membrane, die der empfindlichste Teil der Pumpe ist, besonders beansprucht ist. Die vorbeschriebenen Membran-Pumpen haben Gien Vorteil einfacher Bauweise, da sie keine gesteuerten Ventile verwenden. andererseits ist das mit ihnen zu erzeugende Vakuum nicht sehr hoch, da der schädliche Raum vergleichsweise groß ist und auch ein Rückströmen in die Saugleitung nicht vollständig vermieden werden kann. Der Erfindung, liegt die &uf gabe zugrunde, eine lulembran-Pumpe zu schaffen, die ein hohes Vakuum zu erzeugen vermag, ohne daß der einfache Aufbau und die billige herstellungsweise der üLembran-Pumpe aufgegeben werden soll. Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß bei einer kembran-Pumpe mehrere hintereinanderschaltbare Pumpenelemente um eine Antriebswelle herum angeordnet sind, weobei bei jedem Pumpenelement die Mündung der vom Saugventil zum Pumpenraum führenden Leitung zum Verschließen mittels der Membrane in der Pleuelschwingebene nahe derjenigen Einspannstelle der Membrane angeordnet ist, an der diese im Betrieb zuerst angehoben wird. z,weckmäßigerweise können die Teile oder .B'lächen der Iuiembran-Pumpe, die mit dem Pumpenmedium in Berührung kommen, aus säure- bzw. laugebeständigen Werkstoffen hergestellt sein. Weitere Einzelheiten der Erfindung seien anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert; Es zeigt: Figur 'i einen senkrechten C@uerschnitt durch eine Membran-Pumpe, rigur 2 eine Aufsicht auf eine Ventilplatte, Figur 3 einen Querschnitt durch die -Pumpe ehtsprecnend ' Figur 1 bei gerade beginnendem Druckhub, Figur 4 viep sternförmig um eine Antriebswelle angeordnete Pumpenelemente, Figur 5 die bchemaskizze für die Rohranschlüsse bei Parallelschaltung der i-umpenelemente und r'igur 6 die Schemaskizze der ttohranschlüsse bei hintereinanderschaltung der Pumpenelemente.
• Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Pumpe weist einen Pleuel 2 auf, der zu einer Membrane 3 führt, die mit riilfe eines Befestigungstellers 4 an der pilzartig ausgebildeten Kopfseite 2a des Pleuels befestigt ist. Der Pleuel 2 und gegebenenfalls sein Antrieb einem im @!;arizen mit 5 bezeichneten Gehäuse untergebracht, auf dessen uLierseite sich ein Zwischendeckel b befindet, der zwischen seinem Unterrand und dem Oberrand des Gehäuses 5 die ieembrane 3 einspannt. Der Zwischendeckel b weist eine Ausnehmung 7 auf, die den oberen Abschluss des Pumpenraumes 8 bildet.
• Oberhalb des Zwischendeckels 6 befindet sich eine Ventilplatte 9 und darüber ein Abschlußdeckel 10, in dem ein Sauganschluß 11 sowie ein Druckanschluß 12 vorgesehen sind. Die ventilplatte 9 ist weitgehend zwischen den beiden Deckeln 6 und 10 eingeklemmt und besitzt zwei Ventile 13 und 14, die je-an einer federnden Zunge 15 bzw. 16 angelenkt sind und jeweils in eine Durchtrittsöffnung 17 bzw. 18 hineinragen.
• j)er im Abpchlußdeckel 10 befindliche Sauganschluß 11 führt von einem Anschlußgewinde 19 zur Oberseite des öaugventils 13. Unter diesem befindet sich im Zwischendeckel 6 eine Ausnehmung 20, die ein Öffnen des Saugventils 13 zuläßt und von der aus eine Zuleitung 21 zum Pumpenraum 8 führt (Fig. 1). &ndererseits ist in dem Zwischendeckel 6 eine Ableitung 22 vorgesehen, die den Pumpenraum 8 mit der Unterseite des Auslaßve ntils 14 verbindet. Oberhalbcbs kuslaßventils 14 ist dann im Abschlußdeckel eine xusnehmung 23 vorgesehen, die ein Öffnen dieses Ventils nach oben zuläßt und die Verbindung der Ableitung 22 mit dem Druckanschluß 12 herstellt.
• Es befindet sich nun die Mündung 24 der Zuleitung 2 1

  in der P1eue1-Schingebene nahe derjenigen Einspannstelle 25

  der Membrane 3, an welcher diese im betrieb zuerst angehoben wird. Dadurch wird erreicht, daß bei der Pleuel-Bewegung in .kichtung des Pfeiles 26 die Membrane 3-zu .beginn des Verdrängungshubes die Zuleitung 21 verschließt, so wie es in ` , fig. 3 dargestellt ist. Um eine möglichst große Anlagefläche für die Membrane 3 zu bilden, ist das Seitenprofil 26 der Ausnehmung 7 des Zwischendeckels 6 kontinuierlich ausgebildet. Schließlich weist der' Pleuel 2 einen derart pilzförmig profilierten Kopf 2a auf, daß er schon zu Anfang des Verdrängungshubes die Membrane 3 gegen die Mündung 25 der Zuleitung 21@ zu drücken vermag. Wenn. die Klembran-Pumpe zur Vakuum-Erzeugung in Betrieb genommen wird und der Pleuel 2 sich in Richtung des Pfeiles 26 bewegt, wird nunächst der zwischen der Membrane 3 und dem Zwischendeckel 6 verbleibende Pumpenraum 8 verkleinert, so daß dort ein Uberdruck entsteht. Das im Pumpenraum 8 befindliche Medium kann das Auslaßventil 14 anheben und über die Ableitung 22, die Ausnehmung 23 und den Druckanschluß 12 entweichen. Bei der anschließenden Abwärtsbewegung des Pleuels 2 und der 3 entsteht im Pumpenraum 8 ein Unterdruck, durch den das Saugventil 13 geöffnet und das abzusaugende Medium in den .Pumpenraum hineingef ördert wird. Im Anfangsstadium des nun wiederum einsetzenden Verdrängungshubes schließt sich nicht nur das Saugventil 13, sondern die Membrane 3 versperrt auch schon sehr frühzeitig die Mündung 24 der Zuleitung 21. Dadurch _ erreicht man, daß sich die weitere Jruckerhöhung im Pumpenraum 8 nicht mehr auf den von der Zuleitung 21 und der Ausnehmung 23 gebildeten Raum auswirkt, in dem vielmehr der gleiche oder wenigstens nahezu gleiche .ruck wie in dem Sauganschluß 11 herrscht. So wird gewissermaßen dieser vor dem Saugventil 13 liegende Raum als Totraum ausgeschaltet. Durch die Pleuelbewegung wird andererseits die mündung 24 rechtzeitig geöffnet. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Mündung 24 der Zuleitung 21 erreicht man ohne zusätzlichen Aufwand, daß die Membrane 3 als zusätzliches gesteuertes Ventil an der Saugseite der Pumpe wirkt. i)ie weiterhin vorgeschlagene Ausgestaltung der Ausnehmung 7 im Zwischendeckel 6 schafft eine große Anlagefläche für die u"embrane 3 und ermöglicht dadurch nicht nur eine gute ubdichtung der kündung 24 sowie ein Kleinhalten des schädlichen üaumes, sondern vermeidet auch, daß die Membrane an einer scharfen Kante des Zwischendeckels 6 stark beansprucht wird. Wie aus den Figuren 1 und 3 gut ersichtlich, läßt sich durch die Profilgebung des Pleuelkopfes 2a die Öffnungs- und Schließzeit für die Mündung 24 der Zuleitung 21 beeinflussen.
• Die Erfindung schlägt nun vor, daß mehrere Pumpenelemente 27 um eine Antriebswelle 28 herum angeordnet sind, deren Saug-und Druckanschlüsse 11, 12 bzw. 117, 112 hintereinander

  ,chaltbar sind. In Figur 4 ist in schematisierter Dar-

  stellungsweise eine derartige, im ganzen mit 10'I bezeich-

  iete Membran-Pumpe gezeigt, bei denen die Pumpelemente 27

  sternförmig gegenüberliegend angeordnet sind. Es kommt

  Luch eine sogenannte Boxeranordnung in

  bei der zwei

  ?umpenelemente 27 sich gegenüberliegen. Bei der Verwendung

  ron mehr Pumpenelementen 27 kann es zweckmäßig sein, diese

  Ln verschiedenen Enden des (nicht gezeichneten) Motors für

  Lie Antriebswelle 28 anzubringen. Es hat sich herausgestellt,

  Laß man trotz des einfachen Aufbaues der erfindungsgemäßen

  lembran-Pumpe bei Hintereinanderschaltung zweier Pumpen-

  :lementen schon ein etwa 98 %iges Vakuum erzeugen kann.

  !igur 6 zeigt die Führung der Rohranschlüsse oei einer hinter-

  ;inanderschaltung von vier Pumpenelementen 27. Se lbstverständ-

  _ich kann man die Elemente 27 der läembran-Pumpe auch zur Ver=

  ;rößerung der Fördermenge parallel schalten, wie es die

  )chemaskizze für die Rohrführung in Fig. 5 zeigt. Bei Ver-

  Tendung von mehr als einem rumpenelement 27 kann man auch

  leichzeiti

  Saug- und Druckimpulse bei entsprechender Sahaltung

  Ler einzelnen Elemente erreichen.

  @s sei hier erwähnt, daß die in dem Ausführungsbeispiel ent-

  ;pr. der Fig.1 bis 3 bezeichneten Pumpenteile in der Fig. 4

  iit den gleichen, jedoch mit 10'! beginnenden Bezugszeichen

  rersehen wmrden sind.

  renn das von der Pumpe 't bzw. 101 zu fördernde Medium säure-

  )zw. laugenhaltige Dämpfe enthält, sollen die Teile oder Flächen,

  die mit dem Pumpenmedium in Berührung kommen, aus säure-bzw. laugenbeständigen Werkstoffen hergestellt sein.
• Als besonders zweckmäßig hat sich herausgestellt, wenn man den Befestigungssteller 4 bzw. 104, den Zwischendeckel 6 bzw. 106 sowie die Schraube 4b aus einem vierkstoff aus einem hochwertigen Kunststoff herstellt, z.13. aus Kunststoff, wie er unter dem Handelsnamen Tef lon bekannt ist. Dabei kann man ggf. die Membrane 3 bzw. 1V3 und die ventilplatte 9 bzw. 109 ebenfalls aus einem hochwertigen '.lvierkstoff wählen, wie er z.B. unter dem Handelsnamen viton vertrieben wird. Der Abschlußdeckel 10 bzw. 110 oder seine mit dem Pumpenmedium in Berührung kommenden Flächen kann man aus einem Werkstoff herstellen #zw. mit einer Schicht versehen, die ebenfalls von der Art eines hochwertigen Kunststoffes ist, wie er unter dem Handelsnamen Nylon bekannt ist. Die erfindungsgemäße vakuumpumpe bietet, insbesondere bei Hintereinanderschaltung mehrerer Pumpenelemente 27 die Möglichkeit zur Erzeugung eines sehr hohen Vakuums, das bisher

  Zur bei Pumpen mit gesteuerten Ventilen erreicht werden

  zonnte. Man erhält dadurch bei dem Anmeldungsgegenstand

  Licht nur den Vorteil der einfacheren Bauweise, sondern

  ann auch vermeiden, daß das Fördermedium mit zu ölenden

  aschinen'teilen, wie beispielsweise Ventilschäfte usw.,

  2 Berührung kommt. Wenn säure- oder laugenhaltige Dämpfe

  :fördert werden sollen, kann man die mit dem Medium in Be-

  ihrung kommenden heile ohne Rücksicht auf ihre Gleit- und

  ufeigenschaften weitgehend dem zu fördernden Medium anpassen.

  durch hat man@eine wesentlich größere Auswahl unter den Werk-

  stoffen, was insbes. dann von Vorteil ist, wenn die erfindungsgemäße Pumpe zur Förderung unterschiedlicher kledien eingesetzt oder hergestellt werden soll.

Claims (2)

1. Patentansprüche 1. Idembran-rumpe zur Vakuum-Erzeugung mit von den Druckdifferenzen des Fördermediums gesteuerten Ventilen und einem Fleuel zum Bewegen der luembrane, wobei die Mündung der vom Saugventil zum Pumpenraum führenden Zuleitung zum Verschließen mittels der Membrane in der Pleuel-Schwingebene nahe derjenigen Einspannstelle der ruiembrane angeordnet ist, in der diese zuerst angehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, hintereinanderschaltbare Pumpenelemente (27) um eine xntriebswelle (28) herum angeordnet sind.
2. 2. Juembran-Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (4; 4a; 6; 3; 9; 10; 103; 104; 106; 109; 110) oder Flächen davon, die mit dem Pumpenmedium in Berührung kommen, aus säure- bzw. laugebeständigen Werkstoffen hergestellt sind.