DE2102762B2 - Einrichtung zur regelung von druck und foerdermenge einer hydraulisch betaetigten membranpumpe - Google Patents
Einrichtung zur regelung von druck und foerdermenge einer hydraulisch betaetigten membranpumpeInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B43/06—Pumps having fluid drive
- F04B43/067—Pumps having fluid drive the fluid being actuated directly by a piston
Description
30
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung von Druck und Fördermenge einer hydraulisch betätigten
Membranpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In derartigen Pumpen wird eine Fördermembrane von einer primärseitig über einen Arbeitskolben
angetriebenen Arbeitsflüssigkeit wechselseitig ausgelenkt. In der DT-AS 10 95 123 ist eine Tauchpumpe mit
Membrankolbenantrieb beschrieben, die es ermöglicht, Änderungen des Arbeitsflüssigkaitsvolumens, die zu
unzulässigen Auslenkungen der Fördermembrane führen können, zu kompensieren. Allerdings ermöglicht die
bekannte Einrichtung keine Regelung von Druck und Fördermenge der Förderflüssigkeit.
Diese Eigenschaften sind allerdings aus energetischen Gründen notwendig, wenn man Kolben-Membran-Pumpen,
wie dies heute geschieht, zur Förderung von Schmutzwasser gegen Filterpressen einsetzt. In diesem
beispielhaften Anwendungsfall nimmt mit zunehmender Filterbeladung die Fördermenge stetig ab, wogegen der
Druck einem vorgegebenen Höchstwert zustrebt.
Es ist bekannt, die Fördermenge bei einer hydraulisch betätigten Membran-Pumpe über die Arbeitsflüssigkeitsseite,
die Primärseite, zu regulieren. Die Arbeitsflüssigkeit auf der Primärseite wird im einfachsten Fall
über ein Überdruckventil abgesichert, so daß bei steigendem Druck auf der Förderflüssigkeitsseite, der
Sekundärseite, das Überdruckventil auf der Primärseite in Funktion tritt und einen weiteren Druckanstieg
verhindert.
Diese Einrichtungen mit einem primärseitigen Überdruckventil haben den Nachteil, daß die überströmende
Arbeitsflüssigkeit in kurzer Zeit heiß wird und verdampft. Ein wesentlicher Nachteil dieser primärseitigen
Regulierung liegt noch darin, daß die über den hr>
Antrieb der Arbeitsflüssigkeit zugeführte Energie mit abnehmender Förderleistung, wenn die Fördermenge
gegen null geht, im Überdruckventil gedrosselt werden muß, so daß sich Leistungsaufnahme der Pumpe bei
Nennlast nur geringfügig von der bei Nullförderung unterscheidet.
In der DT-PS 9 53 489 ist ein Reglei für eine Membranpumpe beschrieben, bei dem über druckwindkesselgesteuerte
Ventile, wobei zusätzlich noch eine Hilfspumpe eingesetzt werden soll, auf die primärseitigen
Druckverhältnisse in der Arbeitsflüssigkeit Einfluß genommen wird. Damit wird erreicht, daß beim
Nachlassen des Förderdruckes die Beschädigung der Membrane verhindert wird. Eine Regelung von Druck
und Fördermenge beispielsweise im Rahmen der einleitend genannten Förderaufgabe ist auch mit dieser
bekannten Einrichtung nicht möglich.
Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, Druck und Fördermenge der Förderflüssigkeit
praktisch verlustlos zu regeln. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in eine Leitung
zwischen dem von der Membran betätigten Ventil und einem Vorratsbehälter für Arbeitsflüssigkeit ein Regelventil
geschaltet ist, dessen Regelkolben oder Membran mit einem Druckwindkessel der Förderleitung in
Verbindung steht.
Nach der vorliegenden Erfindung holt sich der Kolben über ein an sich bekanntes membrangesteuertes
Ventil Arbeitsflüssigkeit durch ein zusätzliches Regelventil, das unmittelbar auf dem Druckbehälter der
Förderflüssigkeit sitzt.
Nur über dieses Regelventil kann das membrangesteuerte Ventil Arbeitsflüssigkeit in den Vorratsbehälter
für Arbeitsflüssigkeit leiten. Dieses Regelventil ist so druckgesteuert, daß es bei erhöhtem Druck die Zufuhr
von Arbeitsflüssigkeit zum membrangesteuerten Ventil drosselt bzw. schließt, so daß die Arbeitsflüssigkeitsseite
keine Flüssigkeitszufuhr mehr bekommen kann.
Die Arbeitsflüssigkeit, die sich auf der Arbeitsflüssigkeitsseite befindet, wird durch ein Drosselventil mit
jedem Hub abgeleitet, so daß die Fördermembrane weniger Beaufschlagung, weniger Hub bekommt und
bei erreichtem Druck im Druckwindkessel zum Stillstand gelangt, so daß die Förderung aufhört.
Das Drosselventil ist bekannterweise immer auf der Arbeitsflüssigkeitsseite vorhanden, weil in der Regel auf
dieser Seite für den Membranhub erforderlich ist. Das Drosselventil dient der Ableitung dieses Überschusses.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Fördermembrane 1 befindet sich in bekannter Weise zwischen dem Förderflüssigkeitsgehäuse 2 und
dem Arbeitsflüssigkeitsgehäuse 3, an dem sich der Zylinder 4 befindet, in dem sich der Kolben 5 mit seiner
Kolbenstange 6 bewegt. Die Förderflüssigkeit tritt bei A in das Saugventil-Gehäuse 7 mit der Rückschlagkugel 8
ein, um bei B in das Druckventil-Gehäuse 9 zu gelangen. Durch das Rohr 10 strömt die Förderflüssigkeit in den
Druckwindkessel 11, um diesen über das Druckrohr 12 bei C zu verlassen. Im Druckwindkessel bildet sich der
Förderflüssigkeitsspiegel 13. Auf dem Druckwindkessel sitzt erfindungsgemäß das Regelventil 14, mit beispielsweise
einer Regelmembrane 15, einer Regelfeder 16 und einem Ventilregelsitz 17. Von diesem Ventilregelsitz 17
führt eine Saugleitung 18 zum Rückschlagventil 19 mit der Rückschlagkugel 20 und über die Leitung 21 in das
membrangesteuerte Ventil 22.
Dieses membrangesteuerte Ventil 22 arbeitet beispielsweise so, daß die Fördermembrane I in ihrer
Sauglage la über einen zweiseitigen Hebel 23 mit dem Drehpunkt 24 einen Ventilkegel 26, der über einen
Drehpunkt 25 mit dem Hebel 23 verbunden ist, von seinem Sitz 27 abhebt, so daß durch die Leitung 28 in
bekannter Weise Arbeitsflüssigkeit in das Arbeitsflüssigkeitsgehäuse 3 eintreten kann. Wenn der Kolben 5 im
Zylinder 4 vorgeht, wird die Membrane in bekannter Weise in die Lage \b gebracht. Die über ciie Leitung 21
und die Saugleitung 18 zuviel angesaugte Arbeitsflüssigkeit fließt durch das Rohr 29 über das Drosselventil 30
mit der Rückschlagkugel 31 und der Druckfeder 32 und das Rohr 33 in den Vorratsbehälter für Arbeitsflüssigkeil
34.
In das Regelventil 14 mündet die Saugleitung 18a. Erhöht sich der Druck im Druckwindkessel 11, so wird
die Regelmembrane 15 beaufschlagt und schließt entsprechend den Regelsitz 17, so daß die Saugleitung
18 weniger Arbeitsflüssigkeit bekommt und das Arbeitsflüssigkeitsgehäuse 3 nicht mehr voll angefüllt
ist, da ja aus diesem bei jedem Kolbenhub über das Rohr 29 Arbeitsflüssigkeit in den Vorratsbehälter 34 entweicht.
Durch die Regelfeder 16 kann der gewünschte Druck im Druckwindkessel 11 bestimmt werden.
Bei der vorgeschlagenen Einrichtung ist es gleichgültig, wie das Regelventil 14 ausgebildet ist, da
erfindungsgemäß dieses Regelventil direkt, also ohne besondere Rohrleitung bzw. -verbindung auf dem
Druckwindkessel 11 angeordnet ist, zweckmäßigerweise oben, damit sich keine Schmutzablagerungen bilden
können.
Statt einer Regelmembrane 15 kann auch ein Kolben oder eine ähnliche Vorrichtung verwendet werden. Statt
der gezeichneten Kugelventile sind auch andere Ventile in beliebiger Ausführung verwendbar.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
- Patentansprüche:J. Einrichtung zur Regelung von Druck und Fördermenge einer hydraulisch betätigten Membranpumpe mit einem Arbeitskolben, einer Fördermembrane, einer Arbeitsflüssigkeit zwischen Arbeitskolben und Fördermembrane und einem von der Membrane betätigten Ventil zur Zufuhr und Abfuhr von Arbeitsflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Leitung (18,18a, 28) zwischen dem von der Membran betätigten Ventil (22) und einem Vorratsbehälter für Arbeitsflüssigkeit (34) ein Regelventil (14) geschaltet ist, dessen Regelkolben oder Membran (15) mit einem Druckwindkessel (11) der Förderleitung (12) in Verbindung steht.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (14) direkt, ohne jede Verbindung am oder auf dem Druckwindkessel (11) sitzt.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (14) mit einer Verbindungsleitung unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenschaltung einer Übertragungseinrichtung mit dem Druckwindkessel (U) verbunden ist, um mit diesem in Druckabhängigkeit zu arbeiten.
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