DE1653355B2 - Selbsttaetige steuerung fuer einen druckluftantrieb einer fluessigkeits- membranpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Steuerung für einen Druckluftantrieb einer Flüssigkeits-Mcmbranpurnpe mit einem Pumpengehäuse, das eine Pumpenkammer mit ventilgesteuerten Ein- und Auslaßöffnungen für die Flüssigkeit enthält, mit einer im Gehäuse eingespannten Membran, die zusammen mit dem lampengehäuse eine Arbeitskammer mit Ein- und Auslaß für Druckluft bildet und durch hin- und hergehende Bewegungen den Pumpvorgang verursacht, und mit einem durch die Bewegung der Membran gesteuerten Ventilkörper, der den Druckluftauslaß und damit den Luftdruck in der Arbeitskammer steuert, indem er durch die Einwirkung der Membran in einer Richtung in die Verschlußlage und in der anderen Richtung in die Offenlage geführt wird, wobei er vom Drucl. in der Arbeitskammer gegen die Kraft einer Feder gehalten wird.

',ύ Aus der DT-PS 8 00 558 ist eine Steuerung der vorstehend beschriebenen Art bekannt.

Das Pumpengehäuse dieser bekannten Pumpe enthält eine Pumpenkammer mit ventilgesteuerten Ein- und Auslaßöffnungen für die Flüssigkeil sowie eine im Gehäuse eingespannte Membran, die zusammen mit dem Pumpengehäuse eine Arbeitskammer mit einem Einlaß und Auslaß für Druckluft bildet und durch hin- und hergehende Bewegungen den Pumpvorgang steuert. Ein durch die Bewegung der Membran gesteuerter Ventilkörper steuert den Druckluftauslaß und damit dem Luftdruck in der Arbeitskammer, indem er durch die Einwirkung der Membran in einer Richtung in die Verschlußlage und in der anderen Richtung in die Offenlage geführt wird.

Dabei ist eine Druckfeder vorgesehen, die mit dem Ventilkörper zusammen wirkt, um ein Entspannungsveniil zu öffnen bzw. zu sehließen.

Nachteilig bei dieser bekannten Steuerung ist, daß die Druckfeder das Entspannungsventil öffnen und schlie-

JO ßen soll, weshalb, um diese beiden Funktionen durchführen zu können, eine Vielzahl von Teilen vorgesehen ist, die die bekannte Steuerung kompliziert machen und ihre Zuverlässigkeit verringern.

Aus der DT-PS 6 95 521 ist eine selbsttätige

-15 Steuerung für Flüssigkeitspumpen bekannt, bei der eine Membran unmittelbar durch Druckluft für den Druckhub beaufschlagt und deren Saughub durch eine Rückholfeder bewirkt wird. Um einen einfachen Aufbau zu erreichen, ist bei dieser Steuerung ein Mitnehmer vorgesehen, der auf einer mit einer Membran verbundenen Stange angeordnet ist. Diese Stange ist an ihrem oberen Ende mit einem Federteller versehen, der auf der Rückholfeder aufliegt. Die Stange ist gleitend durch den als Rohr ausgebildeten, einen Steuerdrehschieber bewegenden Mitnehmer hindurchgeführt, an dessen unterem Ende ein scheibenförmiger Ansatz vorgesehen ist, der in einem die Stange umgebenden zylindrischen Hohlraum gleitet.

Abgesehen davon, daß bei dieser bekannten Steuerung die Membran unmittelbar durch Druckluft für den Druckhub beaufschlagt und der Saughub durch eine Rückholfeder bewirkt wird, bestehen keinerlei Gemeinsamkeiten zum Anmeldungsgegenstand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung der eingangs genannten Art zu schaffen, die zuverlässig arbeitet und aus wenigen Hauptteilen besteht, die für die verschiedenen Funktionen der Steuerung erforderlich sind. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, lediglich den Druckluftauslaß zu steuern und den Drucklufteinlaß ständig geöffnet zu halten, ohne daß dies zu größeren Verlusten führt.

Gemäß der Erfindung wird die vorgenannte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ventilkörper in einer den Druckluftauslaß bildenden, mit der Umgebung kommunizierenden Bohrung, die in der Arbeitskammer bis zur Membran reicht, derart verschiebbar gelagert ist, daß er in einer Absperrlage an der öffnungskante der Bohrung abdichtend anliegt, und daß er einen zentralen

/erblndungskanal aufweist, der durch eine in der UbeitEkaniiner befindliche Absperrvorrichtung verichließbar ist, und daß eine zusammen mit der Membran jewegliche Folgevorrichtung zur Verdrängung der Absperrvorrichtung von der öffnung des Verbindungs-Kanals vorgesehen ist, wodurch der auf die linden des Ventilkörpers wirkende Druck ausgeglichen und der Ventilkörper durch die Feder in die Offenstellung verschoben wird.

Beispielsweise Ausführungsformen der Windung werden nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben, in der

Fig. 1 einen axialen Schnitt einer Membranpumpe mit einer erfindungsgemäßen Steuerung zeigt.

Fig. 2 zeigt eine Modifikation der Steuerung nach Fig. 1.

Die in F i g. 1 gezeigte Membranpumpe hat ein Punipengehau.se 1, das eine Kammer 2 umschließ!. Das Gehäuse ί ist aus einem dosenförmigen Teil 3 und einem ringförmigen Teil 4 zusammengesetzt, die mittels einer Bajonettfassung 5 lösbar gekuppelt und durch eine Packung 6 gegenseitig abgedichtet sind. Der Teil 3 ist mit diametral gegenüberliegenden Stutzen 7, 8 versehen, in die Schlauchbefestigungen 9, 10 eingeschraubt sind. Zwischen einem inwendigen ringförmigen Absatz eines jeden Stutzen 7 und 8 und dem inneren Ende der jeweiligen Schlauchbefestigung 9 und 10 ist ein als Ventilsitz dienender Ring 11 bzw. 12 festgeklemmt. De; Ventilsitz 11 und eine auf der Innenseite an diesem anliegende Kugel 13 bilden ein Einlaßventil für die » Flüssigkeit, die gepumpt und durch einen an die Befestigung 9 angeschlossenen, nicht gezeigten Schlauch zugeführt werden soll, während der Ventilsitz 12 und eine an der Außenseite gegen diesen anliegende Kugel 14 ein Auslaßventil für die Flüssigkeit bilden, die 3S durch einen an die Befestigung 10 angeschlossenen, nicht gezeigten Schlauch abgeleitet wird.

Ein zweites Gehäuse 15, das einen Raum 16 abgrenzt, ist mit dem Teil 4 des Pumpengehäuses 1 mittels Randoder Flanschteilen und diese durchstoßenden Bolzen 17 vereint, von denen auf der Zeichnung nur einer gezeigt wird. Zwischen diesen Rand- oder Flanschteilen ist eine Membrane 18 eingespannt, die somit die Kammer 2 im Pumpengehäuse 1 auf der einen Seite und den Raum 16 im Gehäuse 15 auf der anderen Seite begrenzt. Die Membrane 18 kann zweckmäßigerweise laminiert sein und beispielsweise auf der zum Pumpengehäuse liegenden Seite aus einer 2 mm dicken, gewebeverstärkten Neoprengummi-Teilmembrane bestehen und auf der entgegengesetzten Seite beispielsweise aus einer 0,5 mm dicken, gewebeverstärkten Neoprengummi-Teilmembrane. An der Pumpengehäuseseite der Membrane 18 ist eine Scheibe 19 angebracht, und an der entgegengesetzten Seite eine Scheibe 20. Diese beiden Scheiben werden mittels eines von der Pumpengehäuseseite eingestoßenen Bolzens 21 und einer an der Scheibe 20 angezogenen Mutter 22 zentral an der Membrane festgespannt gehalten. Unter dem Kopf des Bolzens ist eine dichtende Packung 23 angebracht. Die Scheibe 19 weist einen für das eine Ende einer Feder 24 vorgesehenen Sitz auf, deren anderes Ende an einem am Boden des dosenförmigen Teils 3 des Gehäuses 1 ausgeformten Sitz anliegt. Die Feder 24 ist gespannt und übt somit einen Druck auf die Membrane 18 in Richtung zum Gehäuse 15 aus.

Der Raum 16 im Gehäuse 15 ist angeordnet, um mit einer Druckluftquelle in Verbindung gebracht zu werden, und zwar durch ein Loch 25 in der Gthäusewand am Boden einer äußerlichen Gewinde- \ertiefung 26 zur Anschraubung einer Schlauchkupplung (nicht ge/.eigi) an eine von der Druckluftquelle kommende Schlauchleitung. Axial, genau vor dem Mittelpunkt der Membrane 18, ist im Material des Gehäuses 15 eine innere Bohrung angebracht, in die eine Hülse 27 eingepreßt ist. Als Auslaß der vom Raum 16 zurückströmenden Luft ist ein Seitenloch 28 von der erwähnten Bohrung zur Atmosphäre durch das Gehäuse durchgebohrt. In der Hülse 27 ist ein Ventilkörper 29 verschiebbar gelagert, der mit einem Kegel 30 versehen ist, der dafür gedacht ist, dichtend an das gegen den Raum 16 liegende Ende der Hülse anzuliegen, wenn der Ventilkörper ganz in die Hülse eingeschoben ist. Eine schwache Druckfeder 3! ist zwischen dem Boden der Bohrung und dem Ventilkörper 29 eingefügt und strebt somit danach, den Kegel 30 von seinem Sitz fortzuhalten. Die nach innen zum Raum 16 liegende Endfläche des Ventilkörpers 29 ist ganz plangeschliffen. Der Ventilkörper hat einen ganz durchgehenden axialen Kanal 32, dessen Mündung an der erwähnten Plan-Endfläche mittels einer Faserplatte 33, die an die Fläche der Mutter 22 angepreßt wird, wenn sich die Membrane 18 in der auf der Zeichnung gezeigten Lage befindet, dicht verschlossen werden kann.

In einer anderen inneren Bohrung 34 des Gehäuses 15 ist neben der vorgenannten Bohrung eine Folgevorrichtung 35 angebracht, die aus einem rohrförmigen Körper besteht, der einem in der Wand des Gehäuses 15 befestigtem Splint 36, der frei in die Bohrung 34 hincinschießt, verschiebbar aufgesetzt ist. Das vordere Ende der Folgevorrichtung 35 wird an die Scheibe 20 der Membrane 18 angedrückt, und zwar von einer Feder 37, die zwischen dem Boden der Bohrung 34 und einem Federsitz an der Folgevorrichtung angebracht ist. Letztere hat bei einem bestimmten Abstand von ihrem erwähnten Vorderende einen vorwärtsgerichleten Absatz 38, der die Aufgabe erfüllt, auf die Kante der Faserplatte 23 überzugreifen, um diese etwas von der Endfläche des Veniilkörpers 29 abzuwippen, wenn die Membrane 18 soweit nach links auf der Zeichnung umgeschlagen ist, daß der Feder 37 gestattet wird, die Folgervorrichtung 35 die erforderliche Strecke zu verschieben.

Zu einem Zwecke, der nachstehend erklärt werden soll, ist in eine periphere innere Spur des Gehäuses 15 ein Ring 39 eingelegt, der die Mutter 22 frei umgibt und oben (auf der Zeichnung gesehen) bei 40 eine Ausbuchtung zur Faserplatte hin aufweist.

Die vorstehend beschriebene Pumpe arbeitet folgendermaßen. Es wird angenommen, daß sich die Teile der Pumpe anfangs in der auf der Zeichnung gezeigten Lage befinden. Wenn Druckluft in den Raum 16 einströmt — zweckmäßigst bei einem Druck von 1,5 kp/qcm — wird die Membrane 18 im Bild nach links herüber getrieben. Der Auslaß der Druckluft durch das Loch 28 ist hierbei durch den Ventilkegel 30 geschlossen. Die Feder 37 verschiebt gleichzeitig die Folgervorrichtung 35 nach links. Wenn deren Absatz 38 an die Kante der Faserplatte 33 anschlägt und diese, wie bereits erwähnt, zum Wippen bringt, kann die Druckluft durch den Kanal 32 in den hinter dem Ventilkörper 29 liegenden Raum einströmen und den auf den Ventilkörper wirkenden Druckunterschied ausgleichen. Die Feder 31 kann daraufhin den Ventilkörper nach links verschieben, so daß der Auslaß für die Druckluft am Kegel 30 vorbei geöffnet wird. Der Ventilkörper 29

führt die Faserplatte 33 mit sich, aber indem diese gegen die Ausbuchtung 40 des Ringes 39 schlägt, kann sie nicht dichtend gegen die Endfläche des Körpers 29 anliegen, sondern wird gezwungen, eine schräge Lage im Vergleich zu dieser einzunehmen. Wenn der auf die Membrane 18 einwirkende Luftdruck soweit abgesunken ist, daß die Kraft der Feder 24 auf die Membrane überwiegt, wird letztere zurückgetrieben, wobei sich die Mutter 22 an die Faserplatte 33 anlegt und diese bis in ihre den Kanal 32 absperrende Lage zurückbringt, sowie den Ventilkörper 29 zurückschiebt, so daß der Kegel 30 den Auslaß der Druckluft erneut verschließt. Außerdem wird auch die Folgevorrichtung von der Scheibe 20 zurückgeschoben. Hiermit hat die Pumpe eine Arbeitsphase vollzogen, während der Flüssigkeit durch das Auslaßventil 12,14 herausgetrieben und durch das Einlaßventil 11,13 eingesaugt worden ist.

Es ist zweckmäßig, die Pumpe mittels eines Schraubdaumens 41 in einem entspiechenden Loch im Deckel eines Flüssigkeitsbehälters zu befestigen.

Die Ausführungsform der Pumpe, die teilweise in F i g. 2 erläutert wird, unterscheidet sich von der in F i g. I gezeigten Ausführungsform nur bezüglich der Ausformung der Ventilanordnung.

Der Ventilkörper 42 besteht aus einem mit einem Kegel 43 versehenen Teil und aus einem Teil 44, der einen größeren Außendurchmesser als der Kegel aufweist und mittels einer Mutter 45 mit dem Kegelteil verbunden ist. Die in der Bohrung des Gehäuses 15a angebrachte Hülse 46 hat an ihrem der Kammer 16a des Gehäuses naheliegenden Ende eine Stelle mit verhältnismäßig kleinem Innendurchmesser, gegen die der Kegel 43 anliegen soll, wenn der Ventilkörper 42 ganz in die Hülse 46 eingeführt ist, und eine Stelle mit größerem Innendurchmesser, in der Teil 44 des Ventilkörpers läuft. Wenn die Faserplatte 33a in der unter Hinweis auf F i g. 1 beschriebenen Weise zum Wippen gebracht wird, gleicht sich der Druckunterschied zwischen den Enden des Ventilkörpers aus, und da die Fläche des Ventilkörpers, die hierbei einem im Bild nach links gerichteten Druck ausgesetzt wird, größer ist als die Fläche des Körpers, die einem im Bild nach rechts gerichteten Druck ausgesetzt wird, verschiebt sich der Ventilkörper zur Öffnungslage, so daß der Auslaß am Kegel 43 vorbei geöffnet wird. Hierdurch ist somit die zur Bewirkung dieser Verschiebung bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 benutzte Feder unnötig geworden, was für die Betriebssicherheit der Ventilanordnung vorteilhaft ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

/I Patentansprüche:

1. .Selbsttätige Steuerung iiir einen Dru^; '- ■''!antrieb einer FUissigkeils-Membranpumpe m_; cm Puinpengehäuse, das eine Pumpenkamii , mit ventilgesteuerten Ein- und Auslaßöffnungen für die Flüssigkeit einhalt, mit einer im Gehäuse eingespannten Membrane, die zusammen mit dem Pumpengehätise eine Arbeitskammer mi. Ein- und Auslaß für Druckluft bildet und durch hin- und hergehende Bewegungen den Pumpvorgang verursacht, und mit einem durch die Bewegung der Membran gesteuerten Ventilkörper, der den Drueklultauslaß und damit den Luflduick in der Arbeitskammer steuert, indem er durch die Einwirkung der Membran in einer Richtung in die Verschlußlage und in eier anderen Richtung in die Offenljge geführt wird, wobei er vom Druck in der Arbeitskammer gegen, die Kraft einer Feder gehalten wird, d a d u r c h g e k e η η / e i c h η e t, daß der Ventilkörper (2*9; 42) in einer den Druckluftauslaß bildenden, mit der Umgebung kommunizierenden Bohrung (27; 46), die in der Arbeitskammer (16) bis zur Membrane (18) reicht, derart verschiebbar gelagert ist, daß er in einer Absperrlage an der Öffnungskante der Bohrung (27; 46) abdichtend anliegt, und daß er einen zentralen Verbindungskanal (52) aufweist, der durch eine in der Arbeitskammer (16) befindliche Absperrvorrichtung (33) verschließbar ist, und daß eine zusammen mit der Membrane (18) bewegliche Folgevorrichuing (35) zur Verdrängung der Absperrvorrichtung (33) von der Öffnung des Verbindungskanal·.? (32) vorgesehen ist, wodurch der auf die Enden des Veniilkörpers(29; -12) wirkende Druck ausgeglichen und der Ventilkörper durch die Feder (31) in die Gffenstellung verschoben wird.

2. Steuerung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daü die Folgevorrichtung (35) verschiebbar in einer Bohrung (34) des Pumpengehäuses (1) neben der den Ventilkörper (29; 42) aufnehmenden Bohrung (27) derart angebracht ist, daß ihr eines Ende unter Einwirkung einer Federkraft (37) zum Anliegen an die Membrane (18) gebracht werden kann, wobei in einem bestimmten Abstand zu dem erwähnten Ende ein Anschlag (38) zur Verdrängung der Absperrvorrichtung (33) vorgesehen ist.

3. Steuerung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (18) eine Trennwand /wischen der Arbeitskammer (16) und der Pumpenkammer (2) bildet und unter Einwirkung einer in der Pumpenkammer (2) im Pumpengehäuse (1) angeordneten Feder (24) zur Verursachung ihres Bewegungshubes in Rückwärtsrichtung bei Verminderung des Luftdruckes an der entgegengesetzten Seile der Membrane (18) steht.