DE1528392C3 - Membranpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe zur Förderung von Flüssigkeiten oder Gasen mit einem von einem Druck- und einem Saugventil abgeschlossenen, vom zu fördernden Medium durchflossenen Arbeitsraum auf der einen Seite und einem von einem fließfähigen, unter einen Vordruck stehenden Übertragungsmittel erfüllten Antriebsraum auf .der anderen Seite der an ihrer Peripherie eingespannten Fördermembran, die durch einen Pumpenkolben mittels des Übertragungsmittels pulsierend antreibbar ist, dessen während des Saughubs aus dem Antriebsraum abgesaugtes Volumen kleiner ist als das während des Druckhubs in diesen Raum gedrückte Volumen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Membranpumpe einen möglichst geringen schädlichen Raum zu erhalten und sie außerdem so auszubilden, daß das zu fördernde Medium mit einem vorbestimmbaren Druck, unter Umständen sogar mit einem beliebig hohen Druck gefördert werden kann. Dazu bedient man sich einerseits eines an sich bereits bekannten Merkmals, nämlich Stufenkolben mit Rückschlagventil (deutsche Auslegeschrift 1 031 640 und deutsche Auslegeschrift 1 133 628), durch das. während des Saughubes weniger Übertragungsmittel aus dem Antriebsraum abgesaugt wird als während des Druckhubes in diesen Raum gedrückt wird. Ein Überschuß an Übertragungsmittel ist also beim Druckhub immer vorhanden, der die Fördermembran völlig an der Wand des Arbeitsraumes anliegen läßt und somit den schädlichen Raum sehr klein hält. Diese bekannten Pumpen sind jedoch sehr aufwendig gestaltet und nicht ohne zusätzlichen konstruktiven Aufwand geeignet, das zu fördernde Medium mit einem vorbestimmbaren oder gar beliebig hohen Druck zu fördern.

Die Erfindung besteht darin, daß der Pumpenkolben in seinem Zylinderraum so geführt ist, daß zwei durch den Kolben voneinander getrennte, aber mit je einer Leitung mit dem Antriebsraum verbundene Kammern entstehen, von denen die eine, die das Übertragungsmittel in einem unter einem Vordruck stehenden Zustand aufzunehmen vermag, von einem Rückschlagventil begrenzt ist, das den beim Druckhub nach dem vollständigen Anliegen der Fördermembran an der Wand des Arbeitsraumes im Antriebsraum entstehenden Überschuß am Übertragungsmittel in die Vordruckkammer durchtreten laßt. In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann in der unter Vordruck stehenden Kammer eine Feder angeordnet sein, die den Kolben gegen eine

nockenartige Fläche — beispielsweise einer von einem Exzenter angetriebenen Stoßstange oder eines von einem drehbaren Bolzen angetriebenen Nockens — preßt, welche den Kolben auf seiner gegenüber der Feder liegenden Seite angreift und zu bewegen vermag.

Die Vordruckkammer kann außerdem unter dem Druck einer Speichermembran stehen, die von Luftdruck beaufschlagt wird oder unter dem Druck einer Feder steht. Der Speicherdruck-Hohlraum kann sogar mit dem Arbeitsraum in Verbindung stehen.,In diesem Falle kann mit beliebig hohen Drücken gefahren werden. Zur Druckbegrenzung muß dann allerdings lediglich aus Sicherheitsgründen ein- Regler vorgesehen werden. Bei der Erfindung ist im übrigen vorteilhaft, daß in allen anderen Fällen auf den Regler verzichtet werden kann, da der Förderdruck vom Druck im Hohlraum, der beliebig eingestellt werden kann, abhängig ist.

Die Erfindung wird im folgenden mit in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnittt durch das Gehäuse einer erfindungsgemäßen Membranpumpe mit einem Exzenterantrieb,

F i g. 2 einen Schnitt durch das Gehäuse einer abgewandelten Ausführung einer Membranpumpe,

Fi g. 3 einen Teil eines Gehäuses einer Membranpumpe im Schnitt mit einem verschwenkbaren Antrieb,

F i g. 4 einen Teil eines Gehäuses einer Membranpumpe mit einer Balgabdichtung des Antriebsstößels.

Das Gehäuse der Pumpe ist aus dem Antriebsgehäuseteil 1, dem Fördergehäuseteil 2 und dem Vordruckkammergehäuseteil 3 zusammengesetzt. Zwischen dem Antriebsgehäuseteil und dem Fördergehäuseteil ist die Fördermembran 4 so eingesetzt, daß ihre Peripherie zwischen diesen beiden Teilen fest eingespannt ist und die übrigen Teile der Fördermembran unter der Wirkung des in einem geschlossenen Kreislauf pulsierenden Übertragungsmittels im Arbeitsraum 5 und im Antriebsraum 6 hin und her schwingen können.

Zwischen dem Antriebsgehäuseteil 1 und dem Vordruckkammergehäuseteil 3 ist eine Speichermembran 7 ebenfalls so eingesetzt, daß ihre Peripherie zwischen diesen Teilen eingespannt ist und die übrigen Teile dieser Speichermembran sich in einer unter Vordruck stehenden Kammer 8 und einem Hohlraum 9 in den in diesen Räumen vorherrschenden Druckverhältnissen entsprechender Weise in gewissen Grenzen frei bewegen können.

Im Antriebsgehäuseteil 1 ist ein Kolben 11 untergebracht, der den ihn umschließenden zylindrischen Raum 11', in diesem hin und her bewegbar, in zwei Kammern aufteilt, von denen die eine die bereits genannte und unter Vordruck stehende Kammer 8 ist. In dieser Kammer befindet sich eine Feder 10, die sich einerseits an dem Kolben 11 und andererseits an einem Absatz 12 der Vordruckkammer abstützt. Außerdem ist die Vordruckkammer durch eine Leitung 13 mit dem Antriebsraum 6 verbunden. In dieser Leitung 13 sitzt ein Rückschlagventil 14, das so angeordnet und ausgebildet ist, daß es den beim Druckhub im Antriebsraum 6 entstehenden Überschuß an Übertragungsmittel in die Vordruckkammer 8 durchtreten läßt. In die andere der Vordruckkammer 8 gegenüberliegende Kammer 15 ragt eine Stoßstange 16 hinein, die den Antriebsgehäuseteil 1 in einer entsprechenden Bohrung durchdringt. Die Stoßstange kann von einer Exzenterscheibe 17 angetrieben werden. Durch die Feder 10 wird der Kolben 11 gegen die Stoßstange 16 und diese gegen die Exzenterscheibe 17 gedrückt, so daß bei Umdrehung dersel- ben der Kolben hin und her schwingt.

Die Stoßstange 16 ist durch eine Dichtung 18 im Antriebsgehäuseteil 1 so abgedichtet, daß kein Übertragungsmittel aus der Kammer 15 nach außen dringen kann. Die Dichtung kann, wie F i g. 4 zeigt, auch als Balgdichtung 19.ausgeführt werden.

Der Antrieb des Kolbens kann, wie Fig. 3 zeigt, auch so ausgebildet werden, daß ein Nocken 21 an . der in der Kammer 15 befindlichen Fläche des Kolbens angreift. Dieser kann an einem drehbar und ab- gedichtet gelagerten Bolzen 22 sitzen, der durch einen Hebel 23 Schwenkbewegungen ausführen kann. ,

Der Hohlraum 9 kann ein Druckmittel, beispielsweise komprimierte Luft, aufnehmen, das durch die Leitung 24 eingeblasen und durch das Ventil 25 im Hohlraum 9 festgehalten werden kann.

Die in F i g. 2 dargestellte Membranpumpe *unterscheidet sich von dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel nur dadurch, daß auf die Speichermembran T, die hier als Faltmembran ausgeführt ist, über eine Platte 26 eine Feder 27 einwirkt. Außerdem kann auch in diesem Falle Druckmedium in den Hohlraum 9' durch die Leitung 28 eingeblasen werden.

Im Fördergehäuseteil ist der Arbeitsraum 5 durch das Druckventil 29 und das Saugventil 31 abgeschlossen. An das Druckventil schließt sich die Druckleitung 32 und an das Saugventil 31 die Saugleitung 33 an.

Die Druckleitung 32 kann, wie in F i g. 2 angedeutet ist, auch mit der Leitung.28 in Verbindung gesetzt werden. In diesem Falle kann der Förderdruck beliebig gesteigert werden. Allerdings ist es dann erforderlich, daß an irgendeiner Stelle in der Druckleitung ein nicht dargestellter Regler zur Sicherheit eingebaut wird.

Die Funktion der Membranpumpe ist so, daß der angetriebene Kolben 11, wenn er in der dargestellten Lage nach oben geht, aus dem Antriebsraum Übertragungsmittel absaugt. Gleichzeitig wird das in der Vordruckkammer 8 befindliche Übertragungsmittel komprimiert. Nachdem die Stoßstange den oberen Totpunkt erreicht hat, weicht sie wieder nach unten aus, und der Kolben folgt unter dem Druck der Feder 10 und unter dem Druck des komprimierten Übertragungsmittels nach unten und drückt das in der Kammer 15 befindliche Übertragungsmittel in den Arbeitsraum 6. Beim Druckhub in diesem Raum wird, begünstigt durch die Lecköldurchtritte zwischen KoI-ben und Zylinderwand, die gegeneinander genügend Spiel aufweisen, immer mehr Öl in den Antriebsraum 6 gefördert, als beim Saughub aus diesem Raum herausgesaugt wird. Es ist dadurch gewährleistet, daß die Fördermembran immer dicht an der Wandung des Förderraumes 5 anliegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Membranpumpe zur Förderung von Flüssigkeiten oder Gasen mit einem von einem Druck- und einem Saugventil abgeschlossenen, vorn zu fördernden Medium durchflossenen Arbeitsraum auf der einen Seite und einem von einem fließfähigen, unter einem Vordruck stehenden Übertragungsmittel erfüllten Antriebsraum auf der anderen Seite der an ihrer Peripherie eingespannten Fördermembran, die durch einen Pumpenkolben vermittels des Übergangsmittels pulsierend antreibbar ist, dessen während des Saughubes aus dem Antriebsraum abgesaugtes Volumen kleiner ist als das während des Druckhubes in diesen Raum gedruckte Volumen, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (11) in seinem Zylinderra.um so geführt ist, daß zwei durch den Kolben voneinander getrennte, aber mit je einer Leitung (13, 13') mit dem Antriebsraum (6) verbundene Kammern (8, 15) entstehen, von denen die eine, die das Übertragungsmittel in einem unter einem Vordruck stehenden Zustand aufzunehmen vermag, von einem Rückschlagventil (14) begrenzt ist, das den beim Druckhub nach dem vollständigen Anliegen der Fördermembran

(4) an der Wand des Arbeitsraumes (5) im Antriebsraum (6) entstehenden Überschuß an Übertragungsmittel in die Vordruckkammer (8) durchtreten läßt. .

2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der unter Vordruck stehenden Kammer (8) eine Feder (10) angeordnet ist, die den Kolben (11) gegen eine nockenartige Fläche (17) preßt, weiche denselben auf seiner gegenüber der Feder liegenden Seite angreift und zu bewegen vermag.

3. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine elastisch nachgiebige, an ihrer Peripherie eingespannte Speichermembran (7) eine Wand der unter einem Vordruck stehenden Kammer (8) bildet.

4. Membranpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Vordruckkammer (8) abgekehrte Seite der Speichermembran (7) unter einem Speicherdruck steht.

5. Membranpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherdruck auf die Speichermembran (7) durch ein die Membran beaufschlagendes, in einem die Speichermembran umgebenden Hohlraum (9) komprimiertes Medium, beispielsweise Luft, wirkt.

6. Membran nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (9) eine vorzugsweise von einem Ventil (25) abgeschlossene Zuleitung (24) aufweist.

7. Membranpumpe nach Anspruch 6, dadurch kennzeichnet, daß die Zuleitung vorzugsweise über das Druckventil (29) mit dem Arbeitsraum

(5) in Verbindung steht.

8. Membranpumpe nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum (9) eine Feder (27) untergebracht ist, die insbesondere über eine ebene Platte (26) auf die Speichermembran (7') drückt.

9. Membranpumpe nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nockenartige Fläche die Endfläche einer in das Pumpengehäuse (1) abgedichtet eindringenden Stoßstange (17) ist, die von einem außerhalb des Pumpengehäuses angeordneten Exzenter (17) antreibbar ist.

10. Membranpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Balgdichtung (19) die Stoßstange (16) abdichtet.

11. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nockenartige Fläche (21) an einem in einer abgedichteten Bohrung des Gehäuses (1) drehbar gelagerten Bolzen (22) sitzt.