DE202006016594U1

DE202006016594U1 - Membranpumpe

Info

Publication number: DE202006016594U1
Application number: DE202006016594U
Authority: DE
Original assignee: Quattroflow Fluid Systems & Co KG GmbH; QUATTROFLOW FLUID SYSTEMS GmbH
Current assignee: PSG Germany GmbH
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2006-10-25
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2016-10-26

Abstract

Membranpumpe (1) mit einem ersten Gehäuseteil (2), in dem eine Einlasskammer (10) und eine Auslasskammer (12) angeordnet sind, und einer zwischen dem ersten Gehäuseteil (2) und einem zweiten Gehäuseteil (3) angeordneten Ventilplatte (5), die eine Mehrzahl von Pumpenkammern (17) aufweist, die über Ventile und Ventilkanäle (33) jeweils mit der Einlasskammer (10) und der Auslasskammer (12) in Verbindung stehen und die zu dem zweiten Gehäuseteil (3) hin von Pumpmembranen (18) begrenzt werden, die von Pumpelementen (26), die auf einer in einer Antriebkammer (21) des zweiten Gehäuseteiles (3) angeordneten Taumelscheibe (7) befestigt sind, in periodische axiale Bewegungen versetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (5) in einem Absatz (14) des ersten Gehäuseteiles (2) mit seitlichem und axialem Spiel angeordnet und gegenüber den benachbarten Gehäuseteilen in axialer Richtung durch elastische Dichtelemente (36) fixiert ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit einem ersten Gehäuseteil, in dem eine Einlasskammer und eine Auslasskammer angeordnet sind, und einer zwischen dem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil angeordneten Ventilplatte, die eine Mehrzahl von Pumpenkammern aufweist, die über Ventile und Ventilkanäle jeweils mit der Einlasskammer und der Auslasskammer in Verbindung stehen und die zu dem zweiten Gehäuseteil hin von Pumpmembranen begrenzt werden, die von Pumpelementen, die auf einer in einer Antriebkammer des zweiten Gehäuseteiles angeordneten Taumelscheibe befestigt sind, in periodische axiale Bewegungen versetzbar sind.
Stand der Technik
Aus der DE 101 17 531 A1 ist eine Membranpumpe, die ein erstes Gehäuseteil mit einer zentralen Auslasskammer und einer konzentrisch zur Auslasskammer angeordneten Einlasskammer aufweist, bekannt. Zwischen dem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil mit einer Antriebskammer ist dabei eine Ventilplatte angeordnet, die eine Mehrzahl von Pumpenkammern aufweist, die über Ventile und Ventilkanäle jeweils mit der Einlasskammer und der Auslasskammer in Verbindung stehen. Zu dem zweiten Gehäuseteil hin werden die Pumpenkammern von Pumpmembranen begrenzt, die von Pumpelementen, die auf einer in der Antriebskammer des zweiten Gehäuseteiles angeordneten Taumelscheibe befestigt sind, in periodische axiale Bewegungen versetzt.
Nachteilig dabei ist, dass die Ventilplatte bei der Montage fest zwischen das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil eingespannt wird. Dies hat zur Folge, dass insbesondere beim Autoklavieren bzw. Dampfsterilisieren der Membranpumpe es infolge unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten zur Verspannung kommen kann.
Weiterhin ist aus der DE 198 56 754 A eine Membranpumpe bekannt, bei der in einem ersten Gehäuseteil eine Ventilplatte eingesetzt ist, die ebenfalls gegen ein zweites Gehäuseteil gespannt wird.
Auch hier ist nachteilig, dass es beim Autoklavieren infolge unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten von Ventilplatte und Gehäuseteilen zu Verspannungen kommen kann.
Aufgabenstellung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Membranpumpen so zu verbessern, dass trotz unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten ein Verspannen vermieden wird.
Darstellung der Erfindung
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass die Ventilplatte in einem Absatz des ersten Gehäuseteiles mit seitlichem und axialem Spiel angeordnet und gegenüber den benachbarten Gehäuseteilen in axialer Richtung durch elastische Dichtelemente fixiert ist.
Durch das seitliche und axiale Spiel der Ventilplatte mit gleichzeitiger Fixierung in axialer Richtung durch elastische Dichtelemente wird eine Art schwimmender Lagerung der Ventilplatte zwischen erstem und zweitem Gehäuseteil erreicht. Dadurch wird trotz unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten beim Autoklavieren, d.h. beim Sterilisieren mit Heißdampf, ein Verspannen der Ventilplatte zuverlässig vermieden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das seitliche Spiel der Ventilplatte gegenüber dem ersten Gehäuseteil größer als das axiale Spiel in dem vom ersten Gehäuseteil und zweiten Gehäuseteil gebildeten Zwischenraum. Dadurch wird zum einen die axiale Fixierung durch die elastischen Dichtelemente sichergestellt und zum anderen wird der radialen Ausdehnung der Ventilplatte Rechnung getragen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind als Dichtelemente zwischen Ventilplatte und erstem Gehäuseteil eine konzentrisch zur Auslasskammer und eine konzentrisch zur Einlasskammer angeordnete Dichtung angeordnet. Die Dichtungen sind dabei vorzugsweise als Schnurringdichtungen, sogenannte O-Ringe ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind als Dichtelemente zwischen Ventilplatte und zweitem Gehäuseteil konzentrisch zu den Pumpenkammern angeordnete Dichtungen vorgesehen. Die Dichtungen sind dabei vorzugsweise als Dichtungswülste der Pumpenmembranen ausgebildet, so dass keine gesonderten Dichtungen notwendig sind.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Dichtung oder die Dichtungen als Dichtungswulst oder -wülste einer die Pumpenmembranen aufweisenden Membranplatte ausgebildet. Dadurch wird eine einfache und kostengünstige Montage bei zugleich sicherer Abdichtung gegenüber der Antriebskammer erreicht.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
1: eine Seitenansicht einer Pumpe im Schnitt,
2: eine Seitenansicht der Membranplatte von 3, entlang der Linie II-II geschnitten,
3: eine Draufsicht auf die Membranplatte von 1,
4: eine Seitenansicht des Pumpelements von 1 im Schnitt,
5: eine Draufsicht auf das Pumpelement von 4 und
6: eine Explosionsdarstellung einer Membranpumpe.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Eine Membranpumpe 1 besteht im Wesentlichen aus einem ersten Gehäuseteil 2, einem zweiten Gehäuseteil 3, einem dritten Gehäuseteil 4, einer Ventilplatte 5, einer Membranplatte 6 und einer Taumelscheibe 7.
Das erste Gehäuseteil 2 weist einen Einlass 8 auf, dessen Einlasskanal 9 in einer ringförmigen Einlasskammer 10 mündet. Ein Auslass 11 des ersten Gehäuseteiles 2 ist mit seinem Auslasskanal 12 mit einer zentralen Auslasskammer 13 verbunden. Damit ist die Einlasskammer 10 konzentrisch zur Auslasskammer 13 angeordnet.
Zwischen dem ersten Gehäuseteil 2 und dem zweiten Gehäuseteil 3 ist in einem Absatz 14 die Ventilplatte 5 angeordnet.
Die Ventilplatte 5 weist vier Einlassventile 15 auf, deren Ventilkanäle 16 einerseits mit der Einlasskammer 10 und andererseits mit in der Ventilplatte 5 vorgelagerten Pumpkammern 17 verbunden ist. Die zu dem dritten Gehäuseteil 4 hin offenen Pumpkammern 17 sind jeweils von einer Pumpmembran 18 verschlossen bzw. begrenzt. Die Pumpmembranen 18 sind zwischen Ventilplatte 5 und zweitem Gehäuseteil 3 aufgespannt und dichten die jeweilige Pumpkammer 17 über eine ringförmige Wulst 19, die in einer um die Pumpkammer 17 angeordneten Nut 20 verläuft, ab. In dem zweiten Gehäuseteil 3 ist eine zentrale Antriebskammer 21 angeordnet. In der Antriebskammer 21 befindet sich die Taumelscheibe 7, die von einer Antriebsachse 22 in eine taumelnde Bewegung versetzbar ist.
Die Pumpmembranen 18 weisen jeweils ein von ihnen umschlossenes Verbindungsteil 23 auf, das mit einem zentralen Anschlussstück 24 aus einer der Antriebskammer 21 zugewandten Rückseite 25 der Pumpmembran 18 herausragt, über das die Pumpmembran 18 mit einem unterstützend an ihrer Rückseite 25 anliegenden Pumpelement 26 verbunden ist. Dabei ist das Verbindungsteil 23 als eine kolbenartige Scheibe 27 mit dem Anschlussstück 24 ausgebildet. Das zentrale Anschlussstück 24 bildet durch sein Gewinde einen Gewindebolzen, über den die Pumpmembran 18 mit dem ihr zugeordneten Pumpelement 26 verschraubt ist.
Die Pumpelemente 26 sind ihrerseits über Schrauben 29 mit der Taumelscheibe 7 verbunden.
Das Pumpelement 26 weist an seiner der Pumpmembran 18 zugewandten Stirnfläche 30 einen abgerundeten Übergang 31 zu seiner Mantelfläche 32 auf.
Die Pumpmembranen 18 sind miteinander zu der durchbruchsfreien Membranplatte 6 verbunden.
Durch die Taumelbewegung der Taumelscheibe 7 werden die Pumpmembranen über die mit ihnen verbundenen Pumpelemente 26 in periodische axiale Pumpbewegungen versetzt.
Die Ventilplatte 5 weist ein zentral angeordnetes Auslassventil 33 auf, das als ein Tellermembranventil mit einer Tellermembran 35 ausgebildet ist. Das Auslassventil 33 weist Ventilkanäle 34 auf, die die Pumpkammer 17 mit der Auslasskammer 13 verbinden und die von der Tellermembran 35 nach der Art eines Rückschlagventiles verschließbar sind, um einen Rückfluss aus der Auslasskammer 13 in die Pumpkammern 17 zu verhindern.
Die Ventilplatte 5 ist in dem Absatz 14 des ersten Gehäuseteiles 2 mit einem seitlichen Spiel angeordnet und gegenüber den benachbarten Gehäuseteilen 2, 3 in axialer Richtung bei axialem Spiel durch elastische Dichtelemente 36 fixiert. Die elastischen Dichtelemente 36 werden zum ersten Gehäuseteil 2 hin von einer inneren Dichtung 37, die konzentrisch zur Auslasskammer 13 ist, und einer äußeren Dichtung 38 die konzentrisch um die Einlasskammer 10 angeordnet ist, gebildet. Die innere Dichtung 37 dichtet gleichzeitig die Einlasskammer gegen die Auslasskammer ab.
Zum zweiten Gehäuseteil 3 hin werden die elastischen Dichtelemente 36 von den ringförmigen Wülsten 19 der Pumpmembranen 18 gebildet. Die Ventilplatte 5 ist damit zwischen den Gehäuseteilen 2, 3 durch die elastischen Dichtelemente 36 schwimmend gelagert und weist trotz axialer Fixierung in axialer Richtung ein Spiel auf, das trotz unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten beim Autoklavieren bzw. Dampf sterilisieren ein Verziehen verhindert.
Durch eine Drehung der Antriebsachse 22 um die Längsachse 39 wird die Taumelscheibe 7 aufgrund der Neigung des Lagerzapfens 40 in eine umlaufende Taumelbewegung versetzt, ohne mit der Antriebsachse 22 mitzurotieren. Durch die Taumelbewegung der Taumelscheibe 7 werden die Pumpmembranen 18 und die Pumpelemente 26 in eine periodisch axiale Pumpbewegung versetzt, durch die in den Pumpkammern 17 wechselweise im Ansaugtakt durch eine Bewegung in Richtung der Antriebskammer 21 Unterdruck und im Ausstoßtakt durch eine Bewegung in Richtung des ersten Gehäuseteiles 2 Überdruck erzeugt wird.
Aufgrund der jeweils stromabseitigen Anordnung der Ventilmembran 41 der Einlassventile 15 öffnen sich die Einlassventile 15 und schließt sich der entsprechende Teil des Auslassventils 33 selbststätig, wenn in der zugeordneten Pumpkammer 17 Unterdruck herrscht. Bei Überdruck in der Pumpkammer 17 schließen sich die zugeordneten Einlassventile 15 und öffnet sich der entsprechende Teil des Auslassventils 33 selbsttätig. Dadurch wird das Pumpmedium aus der Pumpkammer 17 durch die Auslasskammer 13 zum Auslass 11 hinausgefördert.

Claims

Membranpumpe (1) mit einem ersten Gehäuseteil (2), in dem eine Einlasskammer (10) und eine Auslasskammer (12) angeordnet sind, und einer zwischen dem ersten Gehäuseteil (2) und einem zweiten Gehäuseteil (3) angeordneten Ventilplatte (5), die eine Mehrzahl von Pumpenkammern (17) aufweist, die über Ventile und Ventilkanäle (33) jeweils mit der Einlasskammer (10) und der Auslasskammer (12) in Verbindung stehen und die zu dem zweiten Gehäuseteil (3) hin von Pumpmembranen (18) begrenzt werden, die von Pumpelementen (26), die auf einer in einer Antriebkammer (21) des zweiten Gehäuseteiles (3) angeordneten Taumelscheibe (7) befestigt sind, in periodische axiale Bewegungen versetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (5) in einem Absatz (14) des ersten Gehäuseteiles (2) mit seitlichem und axialem Spiel angeordnet und gegenüber den benachbarten Gehäuseteilen in axialer Richtung durch elastische Dichtelemente (36) fixiert ist.
Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das seitliche Spiel größer als das axiale Spiel ist.
Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Dichtelemente (36) zwischen Ventilplatte (5) und erstem Gehäuseteil (2) eine konzentrisch zur Auslasskammer (12) und eine konzentrisch zur Einlasskammer (10) angeordnete Dichtung (37) angeordnet sind.
Membranpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen (37) als Schnurringdichtungen ausgebildet sind.
Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Dichtelemente (36) zwischen Ventilplatte (5) und zweitem Gehäuseteil (3) konzentrisch zu den Pumpenkammern (17) angeordnete Dichtungen angeordnet sind.
Membranpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen als Wülste (19) der Pumpenmembranen (18) ausgebildet sind.
Membranpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung oder Dichtungen als Wulst oder Wülste (19) einer die Pumpenmembranen (18) aufweisenden Membranplatte (6) ausgebildet sind.