DE2741024A1

DE2741024A1 - Membranpumpe

Info

Publication number: DE2741024A1
Application number: DE19772741024
Authority: DE
Inventors: Hans Wilms
Original assignee: Wilms GmbH
Current assignee: Wilms GmbH
Priority date: 1977-09-12
Filing date: 1977-09-12
Publication date: 1979-03-22
Also published as: IT7827551A0; IT1098595B; JPS5452304A; FR2402782A1; CH634129A5; NL7809068A; SE7809534L; BR7805911A; ES473241A1; GB2003975A

Description

Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe, bei der die Membran unter Zwischenschaltung einer HydraulikflÜ9sigkeitsvorlage von einem eich hin-und herbeuiegenden ArbeitskaltEn beaufschlagt uiird, und bei der bei Erreichen eines maximalen Betriebagegendruckea die Druckflüssigkeit im Arbeitsraum zwischen Kolben und Membran drucklos gestellt wird. Von einem Kolben können eine ader zmei Membrane beaufschlagt werden.

Solche Kolbenmembranpumpen sind insbesondere geeignet zur Förderung von abraaiven und hochvlakcaen Schlämmen mit hoher Featatoff-Konzentratlon. Beispielsweise werden sie zur

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Beschickung von Filterpressen eingesetzt.

Bekannt sind Membrankolbenpumpen, bei denen der langsamlaufende Kolben über ein gekapseltes, im ölbad laufendes Getriebe angetrieben tjird. Der eigentliche Antrieb ist dabei ein Elektromotor. Die Hydraulikflüseigkeitsvorlage, beispielsweise Ulaseer oder Öl, wird über einstellbare Ventile gesteuert. Leckverluste werden automatisch ausgeglichen. Die Pumpen werden in der Regel auf einen maximalen Betriebsgegendruck in der Förderleitung eingestellt. Bei Erreichen dieses Druckes erfolgt eine Umsteuerung der Hydraulikflüssigkeitsvorlage, die im Arbeitsraum vor der Membran damit drucklos gestellt uiird .

Nachteil dieser bekannten Konstruktion ist der teuere und voluminöse Konstruktionsaufuiand für das Getriebe und den Elektromotor souie für die Umsteuerung der Hydraulikflüssigkeit.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Antrieb und die Steuerung einer Membranpumpe der eingangs genannten Art insbesondere in Bezug auf das Bauvolumen günstiger zu gestalten.

Zur Lösung dieser Erfindungsaufgabe ist eine solche Membranpumpe gekennzeichnet durch einen hydraulisch angetriebenen Arbeite -kolben , der nach einer bevorzugten Ausführungsart über den Betriebsdruck im Arbeitsraum oder im Fürderraum bis zur Nullmenge des DruckmittelförderstromeB steuerbar ist.

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ZweckmäSigerwei se ist dabei der Arbeitskolben direkt mit dem Hydraulikzylinder verbunden, der von einer gesteuerten Druckmittel Versorgung beaufschlagbar ist.

Von besonderer Bedeutung ist die jeweilige exakte Füllung des Arbeitsraumes vor der Membran. Aus diesem Grunde ist erfindungsgemäB der Arbeitszylinder mit einem Nachsaugbehälter zur Ausgleichung von Verlusten von Druckflüssigkeit im Arbeitsraum zwischen AntriebBkolben und Membran verbunden. Dieser Nachsaugbehälter kann auf dem Mantel des Arbeitszylinders aufgesetzt und über ein? Bohrung mit dem Arbeitsraum verbunden sein. Diese radiale Bahrung befindet sich dabei im Mantel des Arbeitszylinders am Beginn des Hubes des Arbeitskalbens. Sie wird daher bei der Bewegung des Arbeitskolbens übersteuert. Zur Begrenzung des Hubes des Arbeitskolbens können druckabhängige oder uegabhängige Endschalter vorgesehen sein.

Von besonderem Vorteil erweist eich ein differential gesteuerter Hydraulikzylinder, der für gleiche Kraft und gleiche Geschwindigkeit in beiden Arbeitsrichtungen, insbesondere bei einer doppelwirkenden Kolbenmembranpumpe, sorgt.

Die erfindungagemäße Membranpumpe benötigt als Antrieb nur einen relativ kleinen Hydraulikzylinder, der von einer Druckmittelvereorgung beaufschlagt wird. Die druckabhängige Steuerung des Antriebes ist dBbei in besonders einfacher Weise

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möglich, da der Förderstrom direkt druckabhängig gesteuert werden kann. Auf Überdruckventile bzui. eine Bypassteuerung an der Pumpe kann daher verzichtet werden. Es ergeben sich für die erfindungsgemäße Pumpe gegenüber den bekannten Membrankolbenpumpen gleicher Förderleistung wesentlich kleinere Baueinheiten.

Anhand abgebildeter Ausführungebeispiele uiird die Erfindung im folgenden näher erläutert.

Es zeigt:

Figur 1 in prinzipieller Darstellungsweise einen Längsschnitt durch eine Kolbenmembranpumpe einfachwirkender Bauart

und

Figur 2 das Schaltschema der Steuerung einer doppeltwirkenden Bauart.

Zunächst wird auf Figur 1 Bezug genommen. Im Arbeitszylinder einer Kolbenmembranpumpe einfachwirkender Bauart wird der Arbeitekolben 2 von dem direkt mit ihm verbundenen Hydraulikzylinder 3 angetrieben. Dieser Hydraulikzylinder wird beaufschlagt von einer nicht dargestellten Druckmittelversorgung.

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Der Arbeitsraum U zwischen dem Kolben 2 und der Membran, die den Arbeitsraum vom Fördermittelraum 6 trennt, befindet sich ale Vorlage eine Hydraulikflüssigkeit, entweder Wasser □der Öl. Bei der Hin-und Herbewegung des Kolbens 2, der druck-oder uegabhängige Endschalter betätigt, wird in bekannter LJeise die Membran 5 beaufschlagt, wodurch eine Förderung im Raum 6, dem Druck-und Saugventile zugeordnet sind, erreicht wird.

Bei Erreichen eines vorgegebenen maximalen Betriebsgegendruckee in der Förderleitung für das Pumpgut wird der Hydraulikantrieb 3 stillgesetzt, so daß die Hydraulikflüssigkeit im Arbeitsraum U drucklos gestellt ist. Die Regelung des Hydraulikantriebes kann über entsprechende Ventilanordnungen vom Betriebsdruck im Arbeitsraum k oder im Förderraum 6 kontinuierlich bis zur IMullmenge des Druckmittelförderstromee zum Hydraulikantrieb 3 steuerbar sein.

Voraussetzung für eine einwandfreie Funktion der Membrantätigkeit ist das exakte Füllen des Arbeitsraumes k mit der Hydraulikflüssigkeit. Zum Ausgleich von Schleppverlusten ist auf dem Mantel des Arbeitszylinders 1 ein Nachsaugzylinder 7 aufgesetzt, der durch die Bohrung θ im Zylindermantel am Beginn des Hubes des Arbeitskolbens 2 mit dem Arbeitsraum k verbunden ist. Der Kolben 2 übersteuert daher bei seiner Bewegung die Bohrung B und saugt nur in den druckentspannten Arbeitsraum U Flüssigkeit nach.

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In prinzipiell gleicher LJeise wird die doppeltwirkende· Kalbenmembranpumpe nach Figur 2 gesteuert. Der Antrieb des doppeltwirkenden Arbeitskolbens 13 erfolgt über den Hydraulikantrieb 12. Dabei werden abwechselnd die Arbeitsräume 16 und 19 und deren zugehörige Membranen 22 bzw. 23 beaufschlagt. In bekannter Weise uird dadurch wechselseitig das zu fördernde Medium über die Saugventile 15 bzw. 18 und über die Druckventile 17 bzw. 20 in die gemeinsame Druckleitung beispielsweise zu einer Filterpresse gepumpt.

Der Hydraulikzylinder 12 ist differential gesteuert mit einem Verhältnis der Kolbenfläche zur Kolbenstangenflache von beispielsweise 2 : 1. Dadurch ergeben sich in beiden Förderrichtungen gleiche Kräfte und gleiche Geschwindigkeit.

Voraussetzung für eine einwandfreie Funktion ist das exakte Füllen der Arbeitsräume 16 und 19 mit Druckflüssigkeit. Der Nachsaugzylinder 1*» dient zum Ausgleich von Schleppwasserverlusten. Er ist in der Ausgangsstellung des Kolbens 13 jeweils mit dem entspannten Arbeitsraum 16 bzw. 19 verbunden.

Nach Einschaltung der nicht dargestellten Druckmittelversorgung, beispielsweise einer Hydraulikpumpe_/erhält das Magnetventil Strom und steuert um. Die Druckmittelversorgung fördert über die Magnetventile 9 und 10 auf die Kolbenseite des Hydraulikzylinders 12. Die Hydraulikflüssigkeit von der Stangenseite flieSt dabei ebenfalls über das Ventil 10 auf die Kolbenseite.

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Ist der Hydraulikzylinder 12 ausgefahren, bo schaltet ein Endschalter oder ein Druckschaltgerät das Magnetventil stromlos und steuert um. Die DruckmittelVersorgung fördert direkt auf die Stangenseite des Zylinders 12. Die Hydraulikflüssigkeit von der Hülbenseite fließt über das Ventil zur Druckmittelversorgung bzw. zu dessen Druckmittelbehälter.

Ist der Hydraulikzylinder 12 in die Ausgangsstellung gefahren, schaltet ein Endschalter oder ein Druckschaltgerät das Magnetventil 10 unter Strom und der Hydraulikzylinder 12 fährt wieder vor.

Baut sich in einer der Membranpumpen ein vorgegebener maximaler Druck auf, so schaltet das Leerlaufventil 11 die Hydraulikpumpe der Druckmittelversorgung auf drucklosen Umlauf.

Die hyrlrauli 9che Steuerung kann der Charakteristik der nachgeschalteten Einrichtung, beispielsweise einer Filterpresse, angepaßt sein, uiobei nach Erreichen eines einstellbaren Betriebsgegendruckes die Hydraulikflüssigkeit im jeweiligen Arbeitsraum drucklos gestellt wird. Beim Einsatz einer IMullhubpumpe für die Druckmittelversorgung wird bei Erreichen des einstellbaren Betriebsdruckes die Hydraulikpumpe auf die Fördermenge Null gesteuert.

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Vom Prinzip her können der vorgeschlagene Hydraulikantrieb und die Überdrucksteuerung bei sämtlichen Membranen eingesetzt werden, beispielsweise auch bei sogenannten Schlauchkolben-Membran pumpen .

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Claims

Patentansprüche _o„ . _Λ

I I η I

1.) Membranpumpe, bei der die Membran unter Zwischenschaltung einer Hydraulikflüssigkeitsvorlage von einem sich hin- und herbeuegenden Arbeitskolben beaufschlagt wird, und bei der bei Erreichen eines maximalen Betriebsgegendruckes die Druckflüssigkeit im Arbeitsraum zuischen Halben und Membran drucklos gestellt uiird, gekennzeichnet durch einen hydraulisch angetriebenen Arbeitskolben (2,13).

2. Membranpumpe nach nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikantrieb (3,12) über den Betriebsdruck im Arbeitsraum (O oder im Förderraum (6) bis zur NuIlmenge des Druckmittelförderstromes steuerbar ist.

3. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (2,13) direkt mit einem Hydraulikzylinder (3,12) verbunden 1st, der von einer gesteuerten Druckmi ttelwersorgung beaufschlagbar ist.

U. Membranpumpe nach Anepruch 1, gekennzeichnet durch einen mit dem Arbeitszylinder (1) verbundenen Nachsaugbehälter (7,1Ό zur Ausgleichung von Verlusten von Druckflüssigkeit im Arbeitsraum (i»,16,19) zwischen Arbeitskolben (2,13) und Membran (6,22,23).

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5. Membranpumpe nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß der üüer eine radiale Bohrung (Θ) am Beginn des Hubes des Arbeitskolben (2) mit dem Arbeitsraum Ck) verbundene Nachsaugbehälter (7) auf dem Arbeitszylinder (1) aufgesetzt ist.

6. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Hubes des Arbeitskolbens (1,13) druckabh'Sngige oder uegabhängige Endschalter vorgesehen sind.

7. Membranpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen differential gesteuerten Hydraulikzylinder (12).

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