DE202013000201U1 - Membrane position control with bolts - Google Patents
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Abstract
Kolbenmembranpumpe (10) zur Förderung einer Flüssigkeit, mit einem oszillierenden auf ein Arbeitsmedium (16) wirkenden Kolben (12) und einer auf die Förderflüssigkeit wirkenden Membrane (14), wobei das Arbeitsmedium (16) Bewegungen des Kolbens (12) als Saughub und als Druckhub auf die Membrane (14) überträgt und die Membrane (14) das Arbeitsmedium (16) derart dichtend von der Förderflüssigkeit trennt, dass die Membrane (14) Förderflüssigkeit durch den Saughub ansaugt und durch den Druckhub fortdrückt, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (14) mit einem Steuerbolzen (50) verbunden ist, der in einer Steuerhülse (52) in Axialrichtung des Kolbens (12) translatorisch bewegbar geführt ist, und die Steuerhülse (52) mindestens eine Steueröffnung (54, 56) aufweist, die bei extremer Auslenkung der Membrane (14) von dem Steuerbolzen (50) freigegeben wird, um die Menge von Arbeitsmedium (16) zwischen dem Kolben (12) und der Membrane (14) zu vergrößern oder zu verringern.Piston diaphragm pump (10) for conveying a liquid, with an oscillating acting on a working medium (16) piston (12) and acting on the delivery liquid membrane (14), wherein the working medium (16) movements of the piston (12) as a suction stroke and as Pressure stroke on the membrane (14) transmits and the membrane (14) the working fluid (16) so tightly separated from the fluid that the diaphragm (14) sucked in delivery fluid through the suction stroke and pushed by the pressure stroke, characterized in that the membrane ( 14) is connected to a control pin (50), which is guided in a control sleeve (52) in the axial direction of the piston (12) translationally movable, and the control sleeve (52) at least one control opening (54, 56), which at extreme deflection the diaphragm (14) is released from the control pin (50) to increase or decrease the amount of working fluid (16) between the piston (12) and the diaphragm (14).
Description
Die Erfindung betrifft eine Kolbenmembranpumpe zur Förderung einer Flüssigkeit.The invention relates to a piston diaphragm pump for delivering a liquid.
Kolbenmembranpumpen basieren auf dem Prinzip, Förderflüssigkeiten durch eine pulsierende Membrane zu fördern. Die Membrane wird während eines Saughubes zurückgezogen und saugt dabei die Förderflüssigkeit aus einer Saugleitung an. Während eines Druckhubes wird die Membrane in entgegengesetzter Richtung nach vorn gedrückt und presst die zuvor angesaugte Förderflüssigkeit in eine Druckleitung. Dabei sind die Saugleitung und die Druckleitung mit Ventilen versehen, die bewirken, dass während des Saughubes die Förderflüssigkeit nur aus der Saugleitung und nicht aus der Druckleitung angesaugt wird und dass während des Druckhubes die Förderflüssigkeit nur in die Druckleitung und nicht in die Saugleitung gedrückt wird.Piston diaphragm pumps are based on the principle of conveying delivery fluids through a pulsating diaphragm. The membrane is withdrawn during a suction stroke and sucks in the pumped liquid from a suction line. During a pressure stroke, the membrane is pressed in the opposite direction forward and presses the previously sucked delivery fluid into a pressure line. In this case, the suction line and the pressure line are provided with valves which cause suction during the suction stroke, the pumped liquid only from the suction line and not from the pressure line and that during the pressure stroke, the delivery liquid is pressed only in the pressure line and not in the suction line.
Die Membrane einer Kolbenmembranpumpe wird von einem oszillierenden Kolben in pulsierende Bewegung versetzt. Der Kolben wird von einem Pumpentriebwerk mechanisch angetrieben und arbeitet gegen ein zwischen dem Kolben und der Membrane vorgesehenes Arbeitsmedium in einem abgeschlossenen Volumen. Das Arbeitsmedium überträgt die Bewegung des Kolbens auf die Membrane. Vorzugsweise ist das Arbeitsmedium eine inkompressible Flüssigkeit. Die Membrane bildet eine dichtende Barriere zwischen dem Arbeitsmedium und der Förderflüssigkeit. Dadurch kann keine Förderflüssigkeit in das Arbeitsmedium oder den Kolben gelangen und es kann kein Arbeitsmedium in die Förderflüssigkeit, in die Saugleitung oder in die Druckleitung gelangen.The membrane of a piston diaphragm pump is set in pulsating motion by an oscillating piston. The piston is mechanically driven by a pump engine and operates against a provided between the piston and the diaphragm working fluid in a sealed volume. The working fluid transfers the movement of the piston to the diaphragm. Preferably, the working medium is an incompressible liquid. The membrane forms a sealing barrier between the working medium and the pumped liquid. As a result, no delivery fluid can get into the working fluid or the piston and it can not get working fluid into the fluid, in the suction or in the pressure line.
Das Arbeitsmedium ist in einem abgeschlossenen Volumen zwischen der Membrane und dem Kolben enthalten. Die Membrane bildet einen distalen stirnseitigen Abschluss, der Kolben bildet einen proximalen stirnseitigen Abschluss und ein radial äußerer Abschluss zwischen der Membrane und dem Kolben wird von einem Membrangehäuse geschaffen. Das Membrangehäuse kann auch mehrteilig ausgebildet sein. Entscheidend ist, dass das Membrangehäuse einen dichtenden Abschluss für das Arbeitsmedium schafft. Hierzu ist die Membrane dichtend in dem Membrangehäuse gehalten und der Kolben dichtend in dem Gehäuse geführt. Hierbei kann der Zylinder, in dem der Kolben bewegt wird als Teil des Membrangehäuses für das Arbeitsmedium angesehen werden.The working fluid is contained in a sealed volume between the diaphragm and the piston. The diaphragm forms a distal end-side termination, the piston forms a proximal end-side termination, and a radially outer termination between the diaphragm and the piston is provided by a diaphragm housing. The membrane housing can also be designed in several parts. It is crucial that the membrane housing creates a sealing closure for the working medium. For this purpose, the membrane is sealingly held in the diaphragm housing and the piston sealingly guided in the housing. Here, the cylinder in which the piston is moved can be regarded as part of the diaphragm housing for the working medium.
Bei dem Arbeitsmedium handelt es sich typischerweise um eine Flüssigkeit, jedoch können auch Gase als Arbeitsmedium in Betracht kommen. Je nach Ausdehnung des Arbeitsmediums oder möglichen Leckagen kann das von dem Arbeitsmedium ausgenommene Volumen in einem ersten Extremfall nicht ausreichen, um die Membrane durch die Bewegung des Kolbens in die erforderlichen Auslenkungen zu bewegen. In einem zweiten Extremfall ist das von dem Arbeitsmedium eingenommene Volumen zu groß, wodurch eine Überdehnung der Membrane erfolgen kann. Beide Extremfälle können zu einer Beschädigung der Membrane und zu einer nicht ausreichenden Förderung der Förderflüssigkeit führen.The working medium is typically a liquid but gases may also be considered as the working medium. Depending on the extent of the working medium or possible leaks, the volume excluded from the working fluid in a first extreme case may not be sufficient to move the diaphragm into the required displacements by the movement of the piston. In a second extreme case, the volume occupied by the working medium is too large, which can lead to overstretching of the membrane. Both extreme cases can lead to damage to the membrane and inadequate delivery of the pumped liquid.
Um diesem Problem entgegenzuwirken, ist es allgemein bekannt, die Lage der Membrane hydraulisch oder mechanisch zu kontrollieren. Eine vergleichsweise aufwendige hydraulische oder mechanische Membranlagensteuerung mit Hilfe von Ventilen wird in
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und variable Membranlagensteuerung zu schaffen.The invention has for its object to provide a simple and variable diaphragm position control.
Die erfindungsgemäße Kolbenmembranpumpe ist definiert durch die Merkmale von Patentanspruch 1.The piston diaphragm pump according to the invention is defined by the features of claim 1.
Demnach ist die Membrane mit einem Steuerbolzen verbunden, der in einer Steuerhülse translatorisch in Axialrichtung des Kolbens, d. h. in Richtung des Druckhubs und in Richtung des Saughubs, geführt ist. Die Steuerhülse weist mindestens eine Steueröffnung auf, die bei extremer Auslenkung der Membrane freigegeben wird, um die Menge von Arbeitsmedium zwischen dem Kolben und der Membrane zu verändern. Dadurch ist auf einfache Weise ein direktes Wirkprinzip geschaffen, bei dem in einer nicht gewünschten Membran-Auslenkung, die zu einer bestimmten Auslenkung des Steuerbolzens in der Steuerhülse führt, das Arbeitsmedium unmittelbar reguliert werden kann, ohne dass Ventile erforderlich sind.Accordingly, the diaphragm is connected to a control pin which translates in a control sleeve in the axial direction of the piston, d. H. in the direction of the pressure stroke and in the direction of the suction stroke, is performed. The control sleeve has at least one control port, which is released at extreme deflection of the diaphragm to change the amount of working fluid between the piston and the diaphragm. As a result, a direct action principle is created in a simple manner in which the working medium can be directly regulated in an undesired diaphragm deflection, which leads to a specific deflection of the control bolt in the control sleeve, without valves being required.
Dabei ist die Membrane durch den Eingriff des Steuerbolzens in die Steuerhülse geführt und führt dadurch eine Bewegung in Axialrichtung während des Druckhubs und während des Saughubs aus, während Querbewegungen verhindert sind.In this case, the diaphragm is guided by the engagement of the control pin in the control sleeve and thereby performs a movement in the axial direction during the compression stroke and during the suction stroke, while transverse movements are prevented.
Die Membrane, der Kolben und die Steuerhülse bilden ein abgeschlossenes Volumen für das Arbeitsmedium, das von der Steuerhülse je nach Lage des Steuerbolzens freigegeben wird, um Arbeitsmedium nachzuführen oder fortzuleiten. Dabei ist vorzugsweise eine erste Steueröffnung als Nachführöffnung und eine zweite Steueröffnung als Fortleitungsöffnung für das Arbeitsmedium vorgesehen. Die beiden Steueröffnungen sind an entgegengesetzten Enden der Steuerhülse derart vorgesehen, dass die eine Steueröffnung bei einer ersten, distalen Extremauslenkung der Membrane von dem Steuerbolzen freigegeben wird und die andere Steueröffnung bei einer zweiten, proximalen Extremauslenkung der Membrane von dem Steuerbolzen freigegeben wird. Wenn die Membrane eine vorgegebene Auslenkung in Druckhubrichtung nicht erreicht, ist zu wenig Arbeitsmedium vorhanden, um die Membrane ausreichend auszulenken. Die erste Steueröffnung wird dann vorteilhafterweise automatisch freigegeben, um Arbeitsmedium nachzuführen. Bei Erreichen der gewünschten, erforderlichen Menge von Arbeitsmedium wird dieses die Membrane und den Steuerbolzen derart verschließen, dass kein weiteres Arbeitsmedium nachgeführt wird.The diaphragm, the piston and the control sleeve form a closed volume for the working fluid, which is released by the control sleeve depending on the position of the control bolt to nachzuführen or forward working fluid. In this case, a first control opening is preferably provided as a Nachführöffnung and a second control opening as Fortleitungsöffnung for the working medium. The two control openings are provided at opposite ends of the control sleeve such that the one control opening at a first, distal extreme deflection of the diaphragm of the Control pin is released and the other control port is released at a second, proximal extreme displacement of the diaphragm of the control pin. If the diaphragm does not reach a predetermined deflection in the compression stroke direction, there is too little working fluid to adequately deflect the diaphragm. The first control port is then advantageously released automatically to track working fluid. Upon reaching the desired, required amount of working fluid this will close the membrane and the control bolt so that no additional working fluid is tracked.
Wenn die Membrane eine vorgegebene Auslenkung in Druckhubrichtung überschreitet, ist zu viel Arbeitsmedium in dem abgeschlossenen Volumen zwischen der Membrane und dem Kolben vorhanden. Die zweite Steueröffnung wird dann vorteilhafterweise automatisch freigegeben, um überschüssiges Arbeitsmedium fortzuleiten. Sobald die erforderliche, gewünschte Menge von Arbeitsmedium erreicht ist, verschließt der Bolzen die zweite Steueröffnung automatisch.If the diaphragm exceeds a predetermined displacement in the compression stroke direction, there is too much working fluid in the closed volume between the diaphragm and the piston. The second control port is then advantageously automatically released to transfer excess working fluid. Once the required, desired amount of working fluid is reached, the bolt closes the second control port automatically.
Jede der beiden Steueröffnungen ist vorzugsweise mit einem Reservoir für das Arbeitsmedium verbunden. Vorzugsweise ist ein gemeinsames Reservoir für beide Steueröffnungen vorgesehen.Each of the two control openings is preferably connected to a reservoir for the working medium. Preferably, a common reservoir is provided for both control openings.
Im Folgenden wird anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Show it:
Die Kolbenmembranpumpe
Der Kolben
Auf der dem Arbeitsmedium
Die
Die Membrane
Ein gewünschter Auslenkungszustand der Membrane
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1101941 A2 [0006] EP 1101941 A2 [0006]
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1101941A2 (en) | 1999-11-20 | 2001-05-23 | ABEL GmbH & Co. KG | Hydraulically driven membrane pump |
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2013
- 2013-01-10 DE DE202013000201U patent/DE202013000201U1/en not_active Expired - Lifetime
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EP1101941A2 (en) | 1999-11-20 | 2001-05-23 | ABEL GmbH & Co. KG | Hydraulically driven membrane pump |
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