-
Verdrängungspumpe
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verdrängungspumpe, bei der die
Pumpenwirkung durch eine peristaltische Bewegung einer flexiblen Pumpenkammer erreicht
wird.
-
Pumpen dieser Art haben den Vorteil der hesseren chemischen Widerstandsf#higkeit
und der Fähigkeit, Feststoffe enthaltenden Schlamm ohne eine Ventileinrichtuno an
den Saug- und Abgabestellen der Pumpe fördern zu können.
-
Die Pumpenkammer wirkt jedoch nicht nur aufgrund ihrer Eigenelastizität
dem Druck entgegen, sondern hat auch trotz ihrer begrenzten Haltbarkeit eine einer
wiederholten Kompression entgegenwirkende ~ Rückstellfähiqkeit, so daß es im Hinblick
auf die RückstellfShigkeit schwierig ist, ein Stkömungsmittel mit hohem Druck und
schnell zu fördern. Außerdem ist es bei der Herstellung einer Pumpe dieser Art sehr
schwierig und ungünstig, die Pumpenkammer zu formen.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verdrängungspumpe
zu schaffen, bei der die Formgebung der Pumpenkammer günstig ist, die eine verbesserte
Haltbarkeit hat und für einen schnellen Betrieb geeignet ist.
-
Die Pumpe gemäß der Erfindung besteht aus zwei symmetrisch angeordneten
Tragelementen, die ein flexibles Plattenelement zur Bildung einer Pumpenkammer verbindet,
die mit einer Saug- und einer Förderöffnung der Pumpe verbunden ist, wobei die Pumpenwirkung
durch die relative Bewegung der beiden gegenüberliegenden Tragelemente bewirkt wird.
-
Bei der Pumpe gemäß der Erfindung sind die gegenUberliegenden Enden
in Längsrichtung der flexiblen Platte mit einem oder beiden Tragelementen durch
ein geeignetes Klebemittel oder mechanisch wie eine Klemmeinrichtunq zur Bildung
einer Pumpenkammer zwischen den beiden gegenüberliegenden Tragelementen verbunden.
Die Pumpenkammer wird durch die relative Bewegung der beiden gegenüberliegenden
Tragelemente einer Verformung und Rückstellung ausgesetzt, wie später im einzelnen
beschrieben wird. Das Material zur Bildung der Pumpenkammer muß daher keine Elastizität,
jedoch eine große Haltbarkeit und chemische Widerstandsfähigkeit haben, so daß die
Materialanwendung stark erhöht wird und die Möglichkeit der Zufuhr eines Strömungsmittels
hoher Viskosität und eines schnellen Betriebs bei hohem Druck ebenso wie einer Erhöhung
der Kapazität der Pumpe mit erhöhter Abgabe bei ausreichender Selbstansaugung besteht.
-
Das flexible Plattenelement ist vorzugsweise einstückig oder lösbar
mit Klemmeinrichtungen längs der gegenüberliegenden Enden versehen, die in oeffnungen
in den Tragelementen zur Verbindung mit diesen eingreifen, so daß die Form im Querschnitt
und die Kapazität der Pumpe durch Wahl der Lage der öffnungen in den Tragelementen
in geeigneter
Weise bestimmt werden kann.
-
Allgemein bestehen die Tragelemente aus zwei plattenförmiqen Teilen,
die einander in einem geeigneten Abstand gegenüberliegen. In Abwandlung hiervon
ist eines der Tragelemente an einer flachen Grundplatte befestigt, während das gegenüberliegende
Tragelement an der schrägen Fläche einer kegelförmigen Platte befestigt ist, und
die beiden Tragelemente sind durch ein flexibles Plattenelement zur Bildung einer
ringförmigen Pumpenkammer ringförmig verbunden. Die kegelförmige Platte steht an
ihrer ebenen Fläche mit einer schrägen Drehplatte durch Lager in Berührung, um die
gewünschte peristaltische Funktion der Pumpenkammer bei Drehung der schrägen Drehplatte
zu erreichen.
-
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfinduna besteht das Tragelement
aus zwei Hülsen unterschiedlichen Durchmessers, die konzentrisch mit dem flexiblen
Plattenelement angeordnet sind, um dazwischen einen rinförmiqn Pumpenraum zu bilden,
und eine Verstelleinrichtung, z.B.
-
ein Exzenter,ist in der Hülse mit dem kleineren Durchmesser zur Erzielung
der gewünschten peristaltischen Funktion der ringförmigen Pumpenkammer angeordnet.
-
Das typische flexible Plattenelement besteht aus einer einzelnen Platte,
die an gegenüberliegenden Enden in Längsrichtung mit einem der Tragelemente zur
Bildung einer im wesentlichen rohrförmigen Kammer verbunden ist, die an ihrem gegenüberliegenden
Seitenabschnitt mit dem gegenüberliegenden Tragelement in üblicher Weise durch Kleben
oder Klemmen verbunden ist. Wie zuvor beschrieben wurde, ist das flexible Plattenelement
an seinen gegenüberliegenden Enden in Längsrichtung vorzugsweise mit Klemmhaken
versehen, die in an den Tragelementen vorgesehenen öffnungen gedrückt sind.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das flexible
Plattenelement aus zwei Bandteilen, die durch zwei gegenüberliegende Tragelemente
in einem bestimmten Abstand zur Bildung einer einzigen Pumpenkammer verbunden sind.
Außerdem sind mehrere flexible Elemente mehrstufig zur Bildung eines Balgs verbunden,
und zwei so gebildete Bälge sind durch zwei Tragelemente zur Bildung einer einzigen
Pumpenkammer verbunden. Bei dieser Anordnung ist die Innen- oder Außenseite des
flexiblen Plattenelements mit einem elastischen Element zur Absorption einer übermäßigen,
auf die Pumpenkammer wirkenden Last versehen.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die gegenüberliegenden
Enden in Längsrichtung des flexiblen Plattenelements mit einem Tragelement zur Bildung
einer rohrförmigen Pumpenkammer verbunden, an der mehrere Abstandshalter intermittierend
angeordnet sind, die wiederum mit dem anderen Tragelement verbunden sind, so daß
die Pumpenkammer Abschnitte aufweist, die zur Xnderung der Förderleistung der peristaltischen
Funktion nicht unterworfen sind. Eine der Pumpenkammern kann intermittierend mit
Ausnehmungen versehen sein, durch die ein geeignetes Einstellelement eingesetzt
ist, das an dem flexiblen Plattenelement angreift, so daß die Förderleistung durch
wahlweises Verbinden oder Lösen des Einstellelements gesteuert wird.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht eines der
Tragelemente aus magnetischem Material, mit dem das flexible Plattenelement intermittierend
verbunden ist, um intermittierend Zwischenräume zu bilden, in denen ein magnetisches
Material aufgenommen ist, so daß das magnetische Tragelement und das magnetische
Material zur Steuerung der Förderleistung der Pumpe einem geeigneten elektromagnetischen
Einfluß ausgesetstiswerden können.
-
Mehrere Rückstrom-Kontrollelemente können längs des Umfangs einer
ringförmigen Pumpenkammer in geeignetem Abstand angeordnet sein, um mehrere Zwischenkammern
zu bilden.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindunq sind an dem Umfang
eines der ringförmigen Tragelemente mehrere magnetische Teile angeordnet, während
das andere Tragelement mit mehreren magnetpolerzeugenden Elementen an den Stellen
versehen ist, die den magnetischen Elementen entsprechen, um die gewünschte peristaltische
Funktion unter dem Einfluß eines elektrischen Wechselstroms zu erhalten.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 12 beispielsweise
beschrieben. Es zeigt: Figur 1 einen Querschnitt der Verdrängungspumpe, Figur 2
einen Teilschnitt der Pumpenkammer der Verdrängungspumpe, aus dem die Befestigung
des flexiblen Plattenelements an det Tragelementen hervorgeht, Figur 3 und 4 Querschnitt
der Verdrängungspumpe in weiteren Ausführungsformen, Figur 5 und 6 einen Querschnitt
der Pumpenkammer weiterer AusfUhrungsformen, Figur 7 einen Querschnitt der Pumpenkammer
unter Verwendung flexibler Elemente in Form von Bälgen, Figur 8 einen Querschnitt
der Verdrängungspumpe in einer weiteren Ausführungsform, wobei das flexible Element
intermittierend mit den Tragelementen verbunden ist, und
Figur
9 bis 12 Querschnitte der Verdrängungspumpe in weiteren Ausführungsformen.
-
In Fig. 1 ist zwischen den Tragelementen 10 ein flexibles Plattenelement
12 angeordnet, dessen gegenüberliegende Enden 12a, 12b mit den Tragelementen 10
durch eine übliche Befestigungsart zur Bildung einer Pumpenkammer 13 verbunden sind.
Die gegenüberliegende Seite 12c der Pumpenkammer 12 ist mit dem anderen Tragelement
10 verbunden.
-
Es ist ersichtlich, daß die peristaltische Funktion der Pumpenkammer
durch die wiederholte Annäheruns und Entfernung der Tragelemente erreicht wird.
-
Um ein unerwünschtes Lösen des flexiblen Elements von dem Tragelement
zu verhindern, ist das flexible Plattenelement 12 an seinen gegenüberliegenden Enden
einstflckig oder lösbar mit Haken 14, die aus dem gleichen Material wie das flexible
Plattenelement oder einem anderen Material wie einem thermoplastischem Material
bestehen, versehen, die in öffnungen 16 gedrückt werden, die in den Tragelementen
10 zur Verbindung vorgesehen sind, wie Fig. 2 zeigt.
-
Die Tragelemente 10 können an den bestimmten Stellen mit öffnungen
versehen sein, in die die Haken 14 des flexiblen Elements 16 eingesetzt werden,
so daß die Form und das Volumen der Pumpenkammer für den gewünschten Zweck in geeigneter
Weise geändert werden.
-
In Fig. 3 sind die gegenüberliegenden Enden des flexiblen Elements
12 ringförmig mit einem der Tragelemente 10 verbunden, das wiederum an einer etwa
winkeligen Scheibe 18 zur Bildung einer Pumpenkammer befestigt ist, deren gegenüberliegender
Seitenabschnitt mit dem anderen Tragelement verbunden ist, das wiederum an einer
flachen Grundplatte 20 befestigt ist. Mit der flachen Oberseite der winkeligen Scheibe
18 steht eine abgeschrägte drehbare Scheibe 24 über Lager 26 in Berührung. Wenn
sich die Drehscheibe 24
dreht, wird die Pumpenkammer 22 fortschreitend
verformt und kehrt im benachbarten Bereich aus ihrer Verformung wieder zurück, um
die peristaltische Funktion der Pumpenkammer 22 zu erreichen.
-
Bei der in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsform bestehen die Tragelemente
28 und 30 aus zwei Hülsen unterschiedlichen Durchmessers, die konzentrisch angeordnet
sind, und das flexible Element ist an seinen gegenüberliegenden Längsenden mit dem
Tragelement 28 größeren Durchmessers verbunden, um eine Pumpenkammer zu bilden,
deren gegenüberliegender Seitenabschnitt an dem Tragelement 30 kleineren Durchmessers
befestigt ist. Die innere Hülse 30 ist innen über ein Lager 34 mit einem VerdrSngungsexzenter
36 verbunden, der über einen Keil 38 von einer Antriebswelle 40 gedreht wird. Der
Exzenter 36 folgt der Drehung der Antriebswelle 40, um die Hülse 30 exzentrisch
zu bewegen und die gewünschte peristaltische Bewegung der Pumpenkammer 32 zu erreichen.
-
In Fig. 5 ist das flexible Plattenelement 12 an seinen gegenüberliegenden
Enden mit einem der Tragelemente 10 verbunden, um eine Pumpenkammer 46 zu schaffen,
und an diesem Tragelement sind zwei Vorsprünge 42 innerhalb der gegenüberliegenden
Enden des flexiblen Plattenelements 12 symmetrisch angeordnet. Der gegenüberliegende
Seitenteil der Pumpenkammer 46 ist mit dem anderen Tragelement 10 verbunden, in
dem zwei Öffnungen 44 symmetrisch an den Vorsprüngen 42 entsprechend den Stellen
angeordnet sind, so daß die durch das flexible Element 12 verursachte Verformung,
wenn die Tragelemente 10 sich nähern, von den Vorsprüngen 42 und den Ausnehmungen
44 absorbiert wird, um die innere Spannung und Reibung infolge des flexiblen Plattenelements
12 zu dämpfen und damit die Lebensdauer des flexiblen Plattenelements zu erhöhen.
Außerdem kann bei dieser Ausfuhrungsform eines
der Plattenelemente
teilweise aus transparentem Material bestehen, um das Innere der Pumpenkammer sichtbar
zu machen.
-
Bei der in Fig. 6 gezeigten AusfIihrungsform verbinden zwei flexible
Plattenelemente 12 die beiden Tragelemente 10 zur Bildung einer Pumpenkammer 48,
in der D&mpfungsplatten 50 an den Tragelementen 10 befestigt sind, während Stoßdämpfer
52 teilweise an dem flexiblen Plattenelement 12 befestigt sind, um die innere Spannung
und Reibung infolge des flexiblen Plattenelements zu dämpfen, wenn die Pumpenkammer
verformt wird, um die Lebensdauer der flexiblen Elemente 12 zu erhöhen.
-
In Fig. 7 sind mehrere flexible Elemente 12zu einem Balg verbunden
und zwei solche gebildeten Bälge verbinden zwei Tragelemente 10 zur Bildung einer
Pumpenkammer 54, in der ein elastischer Block 56 an dem Tragelement 10 befestigt
sind, um die Pumpenkammer 54 völlig abzuschließen, und es sind auch Stoßdämpferelemente
58 an den Bälqen befestigt, um die innere Spannung und Reibung infolge des flexiblen
Plattenelements 12 zu dämpfen.
-
Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform sind die gegenüberliegenden
Enden in Längsrichtung des flexiblen Elements 12 mit einem der Tragelemente 10 zur
Bildung einer Pumpenkammer 32 verbunden, an der an ihrem gegenüberliegenden Seitenabschnitt
intermittierend Abstandshalter 60 befestigt sind, die von den Tragelementen 30 über
geeignete Backen 62 getragen sind. Bei dieser Anordnung wird die Pumpenkammer teilweise
an den Stellen nicht verformt, an denen keine Abstandshalter vorhanden sind, so
daß die Volumenänderung der Pumpenkammer 32 insgesamt abnimmt. Es ist ersichtlich,
daß die Volumenänderung der Pumpenkammer wahlweise durch Wahl der Lage und Anzahl
der Abstandshalter bestimmt werden kann.
-
In Fig. 9 hat die Hülse 28 größeren Durchmessers intermittierend Ausnehmungen
zur Bildung von öffnungen 64, durch die eine Einstellschraube 66 mit einem Abstandshalter
67 eingesetzt ist,der am Außenumfang des flexiblen Elements 12 angreift. Eine geeignete
Anzahl von Einstellelementen ist wahlweise in der äußeren Hülse 28 zur Steuerung
der Förderleistung der Pumpe vorgesehen. Das Einstellelement 66 kann mit der äußeren
Hülse oder dem Tragelemente durch eine geeignete Klemmeinrichtung wie ein Befestigungselement
lösbar befestigt oder frei angeordnet sein.
-
Zur Erzielung des gleichen Zwecks besteht die äußere Hülse 28 aus
einem magnetischen Material, an dem das flexible Element intermittierend angreift,
und freie Zwischenräume sind vorgesehen, in denen magnetische Blöcke 68 aufgenommen
sind, so daß die magnetische Hülse 28 und die magnetischen Blöcke 68 der magnetischen
Anziehung und Abstoßung ausgesetzt sind, wie Fiq. 10 zeigt.
-
Bei der Ausführungsform in Fig. 11 sind zwischen der äußeren Hülse
28 und der inneren Hülse 30 mehrere Rückstrom-Kontrollelemente 70 längs des Umfangs
der Pumpenkammer zum gleichmäßigen Durchgang eines Strämunqsmittels ohne völliges
Schließen der Pumpenkammer vorgesehen.
-
In Fig. 12 greift eine ringförmige Pumpenkammer 22 seitlich an dem
Tragelement 10 an, das wiederum mit einer winkeligen Platte 78 verbunden ist, in
der eine oder mehrere magnetische Elemente 72 in bestimmten Abständen angeordnet
sind. Der gegenüberliegende Seitenabschnitt der Pumpenkammer 72 ist ebenfalls seitlich
mit dem anderen Tragelement 10 verbunden, das wiederum mit einer flachen Grundplatte
73 verbunden ist, in der ein
oder mehrere magnetische Elemente
74 in bestimmten Abständen an den Stellen angeordnet sind, die den magnetischen
Elementen entsprechen, die das erste Tragelement trägt, so daß die von den magnetischen
Elementen 74 erzeugten Magnetpole bei Zufuhr von Wechselstrom die magnetischen Elemente
72 zur Erzielung der gewünschten peristaltischen Funktion der Pumpenkammer abstoßen.
Bei dieser Anordnung kann der Drehmechanismus, der z.B. bei der Ausführungsform
der Fig. 3 erforderlich ist, weggelassen werden und der Aufbau der Pumpe kann insgesamt
sehr klein sein.
-
L e e r s e i t e