DE2857091A1

DE2857091A1 - Diaphragm pumps

Info

Publication number: DE2857091A1
Application number: DE782857091A
Authority: DE
Inventors: R Balme; N Gunatilleke; J Perkins
Original assignee: Madan & Co Ltd C
Current assignee: Madan & Co Ltd C
Priority date: 1977-10-11
Filing date: 1978-10-11
Publication date: 1981-01-08
Also published as: GB2036168B; EP0007945A1; WO1979000197A1; JPS54500006A; GB2036168A; SE7909301L; DE2857091C1

Description

Membranpumpen werden zum Pumpen von Flüssigkeiten benutzt und weisen Stangen auf, die durch ein Gehäuse zur Rückstellung der Membran hindurchragen. Durch die Erfindung wird eine neue Membranpumpe angegeben, die die Benutzung derartiger Stangen vermeidet. Die neue Pumpe weist eine Luftkammer auf, die von einer Pumpkammer durch eine zusammengesetzte Membran getrennt ist. Die Membran übt einen Pumpenhub aus, wenn Druckluft in die Luftkammer geleitet wird. Der Rückstellhub der Membran wird dadurch erreicht, daß die Luftkamitier entlüftet wird, während Druckluft in eine weitere LuftJcammer geleitet wird, die zwischen einer ersten und einer zweiten Membran der zusammengesetzten Membran,gebildet ist. Die Differenz der Flächen der Membranen reicht aus, um die zusammengesetzte Membran selbst wiederaufzurichten, so daß Flüssigkeit in die Pumpenkammer gesaugt wird und diese für den nächsten Pumpenhub der Membran vorbereitet ist.

Li/af

Patentanwälte GRAMM + LINS

Dipl -Ing. Werner Gramm Dipl -Phys. Edgar Lins

D-3300 Braunschweig

Charles S. Madan & Company Limited Telefon: (05 31)800

Telex: 09 52 620

Anwaltsakte 3889 PCY Datum 2. November 1979

"Membran-Verdrängerpumpe"

Die Erfindung betrifft eine Membran-Verdrängerpumpe. Bei derartigen Pumpen wird eine Seite einer Membran mit Druckluft beaufschlagt, so daß der Druck der Luft auf ein Medium auf der anderen Seite der Membran übertragen wird. Die Bewegung der Membran bewirkt eine Verdrängung des Mediums mit einem Druck, der im wesentlichen gleich dem Druck der antreibenden Luft ist. Wenn die Pumpe selbstansaugend sein soll, müssen Maßnahmen ergriffen werden, die Membran zurückzustellen, damit ein neuer Pumpenhub erfolgen kann. Diese Rückstellbewegung der Membran wird im folgenden als Rückstellhub bezeichnet. Dieser muß in der Lage sein, das Medium über eine gewisse Saughöhe von dem Mediumsvorrat zu der Pumpe anzusaugen.

Eine bekannte luftgetriebene Membranpumpe weist zwei Membranen auf, denen beide eine eigene Pumpenkammer für das zu pumpende Medium und eine eigene Luftkammer für die Druckluft zugeordnet ist. Die Membranen sind untereinander mit Hilfe eines Schafts verbunden, der durch die beiden Luftkanunern hindurchragt. Eine Ventilanordnung gewährleistet, daß Druckluft in die beiden Luftkammern abwechselnd hinein- und hinausgelangt. Wenn daher einer der Luftkammern Druckluft zugeführt wird, wird die andere entleert, und die zu

der unter Druck stehenden Luftkammer gehörige Membran führt ihren Pumpenhub aus. Über den Schaft wird diese Membranbewegung auf die andere Membran übertragen, wodurch diese ihren Rückstellhub ausführt und weiteres Medium von dem Mediumsvorrat ansaugt. Solch eine Pumpe wird der Einfachheit halber im folgenden als Rücken-an-Rücken-Pumpe bezeichnet, da sie aus zwei einzeln arbeitenden Membranpumpen besteht, die Rücken an Rücken angeordnet sind und deren Membranen miteinander verbunden sind, so daß sie sich nur in gleicher Weise bewegen können. Es handelt sich im wesentlichen um eine doppelt wirkende Pumpe, da die Membranen ihre Pumpenhübe abwechselnd ausüben. Diese Pumpe hat jedoch gewisse Nachteile, die im folgenden näher erläutert werden.

Sie hat einen großen Raumbedarf, da der die Membranen verbindende Schaft durch beide Luftkammern und durch eine Bohrung in einer die beiden Luftkammern trennenden Wand hindurchragen muß, wobei eine ausreichende Abdichtung erfolgen muß. Wo der Schaft durch die Bohrung ragt, muß eine Dichtung um ihn herum vorgesehen sein, die eine ausreichende Dichtigkeit zwischen den Kammern auch dann gewährleistet, wenn eine Kammer unter Druck steht und die andere entlüftet ist. Undichtigkeiten dieser Dichtungen verursachen einen erheblichen Abfall des Wirkungsgrades der Pumpe oder ihren völligen Ausfall. Ihr Austausch erfordert ein Zerlegen von großen Teilen der Pumpe.

Um die Abnutzung der Dichtungen zu verringern, ist die Breite der die Luftkammern trennenden Wand vergrößert worden, so daß der Schaft über eine längere axiale Länge gelagert wurde und die Belastung der axialen Bewegung besser angepaßt war. Diese Maßnahme verringert zwar die Spannung an der Bohrung und den

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Dichtungen, vergrößert aber die Spannungen an der Membran und wird als ungünstig im Hinblick auf die Lebensdauer der Membran angesehen. Eine gummiartige Membran, die einem umgekehrten Driackunterschied über ihre Arbeitsflächen ausgesetzt ist, neigt dazu, auf einem nichtlinearen Weg von einer Arbeitsposition in die andere zu wechseln. Ungleichmäßigkeiten in dem Material der Membran und interne Spannungen führen dazu, daß eine Ecke der Membran sich vor der diametral gegenüberliegenden Ecke bewegt, so daß die Membran von einer axialen Position in die andere rollt. Bei der Rücken-an-Rücken-Pumpe erlauben die verbindenden zentralen Platten der beiden Membranen mit dem Schaft nur eine axiale Bewegung der Membranen. Daraus resultiert, daß die Membranen in einer Zone maximaler Spannung direkt um die zentralen Platten herum zum Reißen neigen.

Aus der britischen Patentschrift 1 112 507 ist eine Membran-Verdrängerpumpe bekannt, in der zwei Membranen mit verschiedenen Flächen über ein Gehäuse gespannt sind, wodurch das Gehäuse in eine Luftkammer, eine Pumpenkammer und eine weitere Luftkammer zwischen den Membranen aufgeteilt wird. Die beiden Membranen sind in ihren Mittelpunkten verbunden, so daß sie sich nur gleichzeitig und gleichartig biegen können. Die Membran, die der Pumpenkammer am nächsten liegt, weist die kleinere Fläche auf. Durch einen pneumatischen Druck, der auf die Luftkammer ausgeübt wird, werden die Membranen in ihrem Pumpenhwb bewegt, während die Beaufschlagung der weiteren Luftkammer zwischen d£n Membranen mit pneumatischem Druck die Membranen zu ihrem Rückstellhub veranlaßt. Das wiederholte Dehnen der Membranen zuerst in die eine Richtung und dann in die entgegengesetzte Richtung setzt die Membranen einer ständigen inneren Spannung aus, so daß sie dazu neigen, in einem Bereich der größten Spannung um die zöntrale Verbindungsplatte herum zu reißen. Die Lebensdauer der PUmpe ist daher kurz,und die Membranen müssen häufig ausgewechselt werden.

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Die erfindungsgemäße Membran-Verdrängerpumpe weist eine Luftkammer, eine Pumpenkammer für das zu pumpende Medium und eine zusammengesetzte Membran zwischen der Luftkammer und der Pumpenkammer auf und ist gekennzeichnet durch eine zusammengesetzte Membran, die eine erste mit der Luftkammer zusammenwirkende,
tassenförmig gewölbte und aus Gummi oder einem Gummi enthaltendem Material gebildete Membran, eine zweite mit der Pumpenkammer zusammenwirkende, tassenförmig gewölbte, aus Gummi oder einem Gummi enthaltendem Material gebildete und eine kleinere Fläche als die erste Membran aufweisende Membran aufweist, durch eine weitere Luftkammer zwischen den beiden Membranen und durch eine Steuerung zur abwechsenden Beaufschlagung der Luftkammer mit Druckluft, um den Pumpenhub der zusammengesetzten Membran zu bewirken, und Entlüften der Luftkammer dadurch, daß Druckluft in die weitere Luftkammer geleitet wird, um den Rückstellhub der zusammengesetzten Membran zu bewirken.

Die zusammengesetzte Membran der erfindungsgemäßen Pumpe kann als "selbstaufrichtend" angesehen werden, weil Luftdruck zwischen den beiden Membranen den Rückstellhub bewirkt und nicht ein Schaft, der durch die beiden Luftkanunern wie bei der bekannten Rücken-an-Rücken-Pumpe hindurchragt. Der Flächenunterschied zwischen den beiden Membranen bewirkt den Rückstellhub. Eine geeignete Formung und Auswahl der Membranfläche erlaubt die Einstellung eines gewünschten Saugdruckes bei dem Rückstellhub der Membran.

Die zusammengesetzte Membran kann aus einem Paar voneinander beabstandete Membranen bestehen, die an ihren Mittelpunkten durch eine Verbindungsstange oder -platte verbunden sind, so daß sie nur in gleicher Weise bewegt werden können. Vorzugsweise dient eine hierfür verwendete Verbindungsplatte gleichzeitig als Gegenplatte für die zentralen Platten jeder Membrane .

In einer anderen Ausführungsform können die beiden Membranen der zusammengesetzten Membran über ihre gesamte zueinander zeigende Fläche durch ein nicht-zelliges, poröses und lockeres Material verbunden sein. Dieses Material sollte luftduchlässig sein, so daß es zwischen den beiden Membranen eine Luftkammer definiert und trotzdem die beiden Membranen so miteinander verbindet, daß sie sich nur in gleicher Weise bewegen können.

Die Membranen können aus gleichem oder verschiedenem Material sein. Die erste Membrane kommt auf beiden Seiten nur mit Luft in Kontakt und kann deshalb aus einem einfacheren Standardmaterial hergestellt sein als die zweite Membrane, die auf einer Seite mit dem zu pumpenden Medium in Kontakt kommt. Beispielsweise kann ein gummiertes Asbest oder gummiertes grobes

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Tuch für die erste Membrane benutzt werden, während die zweite Membrane vorzugsweise aus haltbarerem Material, wie z.B. ein VITON, Neopren, Polyurethan, oder ein hochwiderstandsfähiges Butyl- oder Nitril-Gummi, hergestellt ist. Es ist klar, daß die Wahl des Materials für die zweite Membran von der Art des zu pumpenden Mediums abhängt.

Die erfindungsgemäße Pumpe ist im Hinblick auf die Verwendbarkeit für verschiedene Medien genauso vielseitig wie konventionelle Membranpumpen. Sie kann Medien mit hoher Viskosität bis zu pastösen Massen und auch Schlamm mit größeren Partikeln pumpen. Da die erfindungsgemäße Pumpe keine Kolben, Wellen, einer Schiebebewegung unterworfene Dichtungen oder rotierende Teile aufweist, ist sie besonders störunanfällig. In den Zuflufi- und Abflußleitungen können konventionelle Rückschlagventile verwendet werden.

Die Steuerung der Luftzufuhr zu der Luftkammer und der weiteren Luftkammer kann durch jedes konventionelle Luftventil, wie z.B. Trommel- oder Pendelventil, durchgeführt werden. Das Ventil kann durch mechanische Mittel gesteuert werden, wie z.B. durch einen Fühler, der in die Luftkammer hineinragt und die Position der zusammengesetzten Membran abtastet. In einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung durch eine pneumatische Schaltung ausgeführt werden, die auf kleine Änderungen des Luftdruckes an einer Kontroll-Meßstelle anspricht und so erkennt, wenn die zusammengesetzte Membran am Ende ihres Hubes angelangt ist. Weiterhin ist es möglich, die Steuerung in einer festen Zeitfolge oder durch manuelle Einwirkung auszuführen. Zur Durchführung des Pumpenhubs der zusammengesetzten !Membran wird Druckluft in die Luftkammer eingeleitet. Die zweite Luftkammer zwischen den Membranen kann dabei wahlweise

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entlüftet sein oder mit der gleichen Druckluft beaufschlagt werden. Im letzteren Fall arbeitet der auf die beiden Membranen mit verschiedenen Flächen in der zweiten Luftkammer wirkende Druck der Pumpwirkung entgegen, dieser Einfluß ist jedoch klein im Vergleich mit der Kraft der Druckluft, die auf die gesamte Fläche der ersten Membran in der Luftkammer wirkt, so daß die Verminderung des maximalen Arbeitsdruckes der Pumpe gering ist. Diese Arbeitsweise hat gewisse Vorteile, da die Spannung auf die zusammengesetzte Membran vermindert wird, so daß sie in vielen Fällen vorzugsweise angewendet wird, um die Lebensdauer der Membrane zu verlängern.

Die erfindungsgemäße Pumpe ist bisher als eine einzeln wirkende Pumpe beschrieben worden, die einen pulsierenden Ausgangsdruck von einer abwechselnd Pumpen- und Rückstellhübe ausübenden Membran liefert. Wahlweise können zwei derartige Pumpen zusammenwirken, die von derselben pneumatischen Ventilanordnung gesteuert werden, so daß die beiden zusammengesetzten Membranen abwechselnd ihre Pumpenhübe ausführen. Die Anordnung der beiden Pumpen ist jedoch nicht beschränkt auf die Rücken-an-Rücken-Anordnung der bekannten Pumpen, da keine mechanische Verbindung zwischen den zusammengesetzten Membranen der beiden Pumpen besteht.

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Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 einen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe, bei der die zusammengesetzte Membran sich am Anfang ihres Pumpenhubes befindet

Figur 2 einen axialen Schnitt durch die Pumpe aus Figur 1, wobei sich die zusammengesetzte Membran am Ende des Arbeitshubes und am Beginn des Rückstellhubes befindet

Figur 3 eine schematische Darstellung der Zusammenschaltung zweier Pumpen aus Figur 1 zur Erzeugung eines im wesentlichen konstanten Ausgangsdruckes

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Pumpe weist ein Gehäuse aus zwei Gehäusehälften 10 und 12 auf, zwischen denen sich ein Abstandsring 14 befindet. Zwischen der oberen Gehäusehälfte 10 und dem Abstandsring 14 ist eine erst« Membran 16 und zwischen dem Abstandsring 14 und der unteren Gehäusehälfte 12 eine zweite Membran 18 eingeklemmt. Die ganze Anordnung ist durch (nicht dargestellte) Bolzen zusammengehalten, um eine zuverlässige Abdichtung an den Rändern der beiden Membranen 16, 18 zu erreichen.

Die beiden Membranen sind jeweils mit einer Abdeckplatte 20,22 versehen. Beide Abdeckplatten 20, 22 sind mit Hilfe von nicht dargestellten Bolzen fest mit einer Abstandsscheibe 24 verbunden, so daß die beiden Membranen nur gleiche Bewegungen

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ausführen können. Die beiden Membranen 16, 18, die Abdeckplatten 20, 22 und die Abstandsscheibe 24 bilden somit eine zusammengesetzte Membran, die zwischen den beiden in den Figuren 1 und 2 dargestellten Positionen hin- und herbewegbar ist.

Die erste Membran 16 und ihreaeckplatte 20 weisen einen größeren Durchmesser auf als die zweite Membran 18 bzw. deren Abdeckplatte 22. Durch die erste Membran 16 und die Gehäusehälfte 10 ist eine erste Luftkammer 26 gebildet. Zwischen der ersten und der zweiten Membran 16, 18 befindet sich eine zweite Luftkanuner 28. Eine Pumpenkammer 30 für das zu pumpende Medium ist zwischen der zweiten Membran 18 und der Gehäusehälfte 12 gebildet. Die Zufuhr von Druckluft in die Luftkammer 26 und in die zweite Luftkammer 28 wird durch ein Steuerventil 32 gesteuert, das abwechselnd die Druckluft in eine Eintrittsöffnung 34, die zur Luftkammer 26 führt, und zur Eintritts-Öffnung 36 leitet, die zur zweiten Luftkammer 28 führt. Die Eintrittsöffnung 36 ist als radiale Bohrung durch den Abstandsring 14 ausgebildet. Die Zuführung zu dem pneumatischen Steuerventil 32 erfolgt durch eine Leitung 38 von einer beliebigen Druckluftquelle.

Mit der Pumpenkammer 30 ist eine Ventilanordnung 4O für das zu pumpende Medium verbunden, die ein Paar Rückschlagsventile aufweist. Die Ventile erlauben den FIuB des Mediums in einer Zuführungsleitung 42 von einem Vorrat nur in Richtung auf die Pumpenkammer und in einer Ausgangsleitung 44 nur in Richtung von der Pumpenkammer weg.

Während des Arbeitsablaufs der Pumpe leitet das Steuerventil 32 für die Luft, wenn sich die zusammengesetzte Membran in der in Figur 1 dargestellten Stellung am Anfang eines Pumpen-

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hubes befindet, Druckluft aus der Zuführungsleitung 38 durch die Eintrittsöffnung 34 in die Luftkammer 26 und entlüftet die zweite Luftkammer 28 durch die Eintrittsöffnung 36. Der Luftdruck in der Luftkammer 26 wirkt auf die gesamte Fläche der ersten Membran und bewegt sie aus der in Figur 1 dargestellten Position in die Position der Figur 2. Dadurch wird das Medium aus der Pumpenkammer 30 durch die Ausgangsleitung 44 mit dem größtmöglichen Druck ausgestoßen, der direkt proportional zu dem Druck der Druckluft ist.

Aus der Position in Figur 2 wird die zusammengesetzte Membran in die Position in Figur 1 dadurch zurückgeführt, daß das Steuerventil 32 für die Luft seine Durchlaßrichtung umkehrt und Druckluft aus der Zuführungsleitung 38 durch die Eintrittsöffnung 36 in die zweite Luftkammer 28 leitet, während die erste Luftkammer 26 entlüitet wird. Die wirksame Fläche der ersten Membran 16, die eine Begrenzung der zweiten Luftkammer 28 bildet, ist größer als die entsprechende wirksame Fläche der zweiten Membran 18. Dadurch entsteht eine resultierende aufwärts gerichtete Kraft auf die zusammengesetzte Membran, wodurch sie ihren Rückstellhub in die Position aus Figur 1 ausführt. Die auf die zusammengesetzte Membran durch die Druckluft in der zweiten Luftkammer 28 bei ihrem Rückstelllfub ausgeübte Kraft hängt von dem Druck in dem Luftdruckgenerator und von der Differenz der wirksamen Flächen der beiden Membranen ab. Es ist ohne weiteres möglich, eine erfindungsgemäße Pumpe zu erstellen, die ein Medium bei ihrem Rückstellhub mit einer theoretischen maximalen Druckhöhe von 10,4 m Wassersäule (34 feet) ansaugen kann und noch ausreichende Energiereserven aufweist, um die zusammengesetzte Membran mit jeder in der Praxis wünschbaren maximalen Geschwindigkeit zu bewegen.

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In der zusammengesetzten Membrananordnung wirken keine anderen

Kräfte als die periphere Verankerung der ersten und zweiten Membran 16,18, wenn sie von einer axialen Position in die andere wechselt. Wenn die natürliche Bewegung der Membran zu einer Biegung führt, die mit einem Anheben beispielsweise auf der rechten Seite in Figur 2 beginnt, können die Deckplatten 20,22 und die Abstandsscheibe 24 kippen oder abrollen, wenn sich die Membran bewegt. Dadurch können innere Spannungen in den Membranen 16,18 minimal gehalten werden.

Die Figuren 1 und 2 zeigen keine spezielle Steuerung für die Funktion des Steuerventils 32. Es ist klar, daß dieses Ventil durch eine Zeitsteuerung, durch einen Sensormechanismus oder eine Kombination von beiden betätigt werden kann. Die Zeitsteuerung würde einfach nach jeweils einem bestimmten Zeitintervall die Stellung des Steuerventils immer wieder umkehren. Ein Sensormeclmismus würde auf einen Kontrolldruck, der dem Druck in der Luftkammer 26 entspricht, oder auf die Position der Deckplatte 20 ansprechen. Beispielsweise könnte eine Stößelstange durch die Eintrittsöffnung 34 für die Luft ragen und mit der Deckplatte 20 in Verbindung stehen. Bei einer oberen Grenze der Deckplattenbewegung würde die Stößelstange die Funktion des Steuerventils umkehren, so daß Druckluft in die Luftkammer 26 geleitet und die zweite Luftkammer 28 entlüftet wird, wodurch die Membran für ihren Pumpenhub angesteuert würde. Die nächste Umkehrung der Funktion des Steuerventils nach der Vollendung des Pumpenhubes könnte dadurch erreicht werden, daß die Stößelstange in Abwärtsriehtung gegen die Deckplatte 20, beispielsweise durch eine Feder oder durch Luftdruck, gedrückt wird, so daß das Steuerventil die Vollendung des Pumpenhubes erkennen kann.

In einer Modifikation der beschriebenen Pumpe kann der Luftdruck aus der Druckluftleitung 38 immer in die zweite Luft-

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kammer 28 durch die Eintrittsöffnung 36 geleitet werden. Dadurch würde bei dem Pumpenhub der Membran die Druckluft in der zweiten Luftkammer 28 der Membranbewegung mit einer Kraft entgegenwirken, die nur von der Differenz der wirksamen Flächen der ersten und der zweiten Membran abhängt. Da diese Differenz der wirksamen Flächen nur einen Bruchteil der gesamten wirksamen Fläche der ersten Membran 16, auf die der Druck der Luftkammer 26 wirkt, darstellen kann, weist die auf diese Weise modifizierte Pumpe nur einen geringfügig verringerten maximalen Ausgangsdruck auf. Der Wirkungsgrad der Pumpe wird nicht verändert.

Figur 3 zeigt eine Kombination von zwei Pumpen, wie sie in den Figuren 1 und 2 dargestellt sind, die an dasselbe Steuerventil 32 angeschlossen sind. In dieser Ausführungsform sind die zweiten Luftkammern 28 der beiden Pumpen zu jeder Zeit mit Druckluft von der Druckluftleitung 38 beaufschlagt und das Steuerventil 32 leitet die gleiche Druckluft abwechselnd in die beiden Luftkammern 26. Jedesmal wenn eine Luftkammer 26 eine der Pumpen mit Druckluft von dem Steuerventil 32 beaufschlagt, wird die Luftkammer 26 der anderen Pumpe zum Entlüften geöffnet. Das Resultat ist eine doppelt wirkende Pumpenanordnung, die das Medium mit einem im wesentlichen konstanten Ausgangsdruck ohne die Pulsation der einzelnen Pumpe pumpt.

Claims

Patentansprüche:

( 1.JMembran-Verdrängerpumpe mit einer Luftkammer, einer Pumpenkammer für das zu pumpende Medium und einer zusammengesetzten Membran zwischen der Luftkammer und der Pumpenkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzte Membran eine erste, mit der Luftkammer (26) in Verbindung stehende Membran (16), eine zweite mit der Pumpenkammer (30) in Verbindung stehende Membran (18), deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der ersten Membran ist, und eine weitere von den beiden Membranen (16,18) begrenzte Luftkammer (28) aufweist, und daß eine Steuerung vorgesehen ist, die abwechselnd die Luftkammer (26) zur Durchführung eines Pumpenhubes der zusammengesetzten Membran mit Druckluft beaufschlagt und -die Luftkammer (26) entlüftet , während Druckluft in die weitere Luftkammer (28) zur Durchführung des Rüt&stellhubes der zusammengesetzten Membran geleitet wird.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Membran (16,18) der zusammengesetzten Membran an ihren Mittelpunkten durch eine nur die gleichzeitige Bewegung der beiden Membrarfⁿ(16,18) erlaubenden Verbindung (24) miteinander verbunden sind.
i. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Membran (16,18) jeweils mit einer zentralen Platte (20,22) versehen sind und daß das Verbindungsglied (24) als Gegenplatte für jede der zentralen Platten (20,22) dient, so daß beide Membranen (16,18) zwischen der zugehörigen zentralen Platte (20,22) und dem Verbindungsglied (24) befestigt sind.
4. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Membranen (16,18) über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen durch ein nicht-zelliges, poröses und schwammförmiges Material miteinander verbunden sind, das luftdurchlässig ist und die Membranen so verbindet, daß nur eine gleichartige Bewegung möglich ist.
5. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Membran (16) aus gummiertem Asbest oder gummiertem groben Tuch gebildet ist.
6. Pumpe nach Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Membran aus VITON, Neopren, Polyurethan,
Butyl- oder Nitrilgummi hergestellt ist.
7. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung für die Luftzufuhr zu der Luftkammer (26) und der weiteren Luftkammer (28) ein Trommel- oder pendelventil (32) ist.
8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (32) durch eine in die Luftkammer (26) ragende und die Position der zusammengesetzten Membran abtastende Sonde gesteuert ist.

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9. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (32) durch eine pneumatische Schaltung gesteuert ist, die eine kleine Luftdruckänderung an einer Kontrollöffnung als Signal für das Ende des Hubes der zusammengesetzten Membran ausnutzt.
10. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (32) in einer bestimmten Zeitfolge angesteuert wird.
11. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (32) durch eine Bedienperson steuerbar ist.
12. Pumpe nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftsteuerung für die Luftkammer (26) die weitere Luftkammer (28) konstant mit Druckluft beaufschlagt, während sie die Luftkammer (26) abwechselnd mit Druckluft beaufschlagt und entlüftet.
13. Doppelt wirkende Pumpenanordnung mit einem Paar von Pumpen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung für die abwechselnde Beaufschlagung der Luftkammern (26) mit Druckluft und Entlüftung der Luftkammern (26) bei der Beaufschlagung der weiteren Luftkammer (28) mit Druckluft durch ein einziges Ventil erfolgt, das die abwechselnde Durchführung der Pumpenhübe der beiden zusammengesetzten Membranen bewirkt.
14. Membran-Verdrängerpumpe mit folgenden Merkmalen: ein Gehäuse (10,12)

eine sich über das Gehäuse (10,12) erstreckende zusammengesetzte Membran mit einer ersten Membran (16) und einer zweiten Membran (18)

eine Pumpenkammer (30) für das zu pumpende Medium, die von dem Gehäuse (12) und der zweiten Membran (18) der zusammengesetzten Membran begrenzt wird

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eine Luftkammer (26), die durch das Gehäuse (10) und die erste Membran (16) begrenzt wird

eine weitere Luftkammer (28) , die durch die beiden Membranen (16,18) begrenzt wird, von denen die zweite Membran (18) einen kleineren Durchmesser als die erste Membran (16) aufweist

eine Ventilanordnung (32) zur Zuführung von Druckluft in die Luftkammer (26) zur Durchführung eines Pumpenhubes der zusammengesetzten Membran und zur Entlüftung der Luftkammer (26) unter gleichzeitiger Beaufschlagung der weiteren Luftkammer (28) mit Druckluft zur Durchführung des Rückstellhubes der zusammengesetzten Membran.
15. Membran-Verdrängerpumpe mit folgenden Merkmalen: ein Gehäuse (10,12)

eine erste und eine zweite Membran (16,18) innerhalb des Gehäuses (10,12), die mit dem Gehäuse eine erste Luftkammer (26), eine zweite Luftkammer (28) und eine Pumpenkammer (30) für das zu pumpende Medium bilden

die erste Membrane (16) weist zur zweiten Luftkammer (28) hin eine größere wirksame Fläche als die zweite Membrane (18) auf

eine Verbindung (24) zwischen der ersten und zweiten Membran (16,18), die nur deren gemeinsame Bewegung erlaubt

eine Druckluftquelle

eine Ventilanordnung mit zwei Funktionsstellungen, von denen die erste die Druckluftquelle mit der ersten Luftkammer

verbindet
(26)yzur gemeinsamen Bewegung der beiden Membranen (16,18) in eine Grenzstellung, in der das Volumen der Pumpenkammer(3O)

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denen
verkleinert ist, und von die zweite Funktionsstellung die erste Luftkammer (26) entlüftet und die Druckluftquelle mit der zweiten Luftkammer (28) verbindet zur gemeinsamen Bewegung der beiden Membranen (16,18) in die entgegengesetzte Richtung in eine Endstellung, in der das Volumen der Pumpenkammer (30) maximal ist

eine Steuerung zur wechselweisen Umschaltung der Ventilanordnung (32) für die Luft zwischen der ersten und zweiten Funktionsstellung.
16. Membran-Verdrängerpumpe mit folgenden Merkmalen:

eine erste und eine zweite Gehäuseschale (10,12), die ein Gehäuse bilden

eine zusammengesetzte Membran, die zwischen die Gehäuseschalen (10/12) eingesetzt ist und das Gehäuse in eine Arbeitskammer (26) und eine Pumpenkammer (28) unterteilt

einen Lufteinlaß in die Arbeitskammer zur wechselweisen Druckbeaufschlagung und Entlüftung der Arbeitskammer (26)

einen Einlaß in die Pumpenkammer (30) für das zu pumpende Medium

ein Rückschlagventil in dem Einlaß für das Medium

ein Auslaß für das Medium von der Pumpenkammer zu deren Entleerung von dem Medium

ein Rückschlagventil in dem Auslaß für das Medium

die zusammengesetzte Membran weist ein Paar Membranen (16,19 auf, die durch eine Verbindung zwischen ihnen nur gleichzeitig bewegt werden können und eine Luftkammer (28) be-

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grenzen, wobei die wirksamen Flächen der Membranen so gewählt sind, daß ein höherer Druck in der Luftkammer (28) als in der Arbeitskammer (26) eine Bewegung der zusammengesetzten Membran in die Richtung verursacht, in der das Volumen der Arbeitskammer vermindert wird

ein Lufteinlaß (34) in die Luftkammer, durch den die Luftkammer (26) unter Druck gesetzt werden kann.
17. Doppelt wirkende Membran-Verdrängerpumpe mit folgenden Merkmalen:

ein erstes Gehäuseteil

erste und zweite Membranen (16,18) in dem ersten Gehäuseteil, die eine erste Arbeitskammer zwischen der ersten Membran und dem ersten Gehäuseteil, eine zweite Arbeitskammer zwischen der ersten und der zweiten Membran (16,18) Und eine erste Pumpenkammer zwischen der zweiten Membran (18) und dem ersten Gehäuseteil begrenzen

eine Verbindung (24) zwischen der ersten und zweiten Membran (16,18), wodurch diese nur gleichzeitig bewegt werden können

ein zweites Gehäuseteil

eine dritte und vierte Membran innerhalb des zweiten Gehäuseteils, die eine dritte Arbeitskammer zwischen .der dritten Membran und dem zweiten Gehäuseteil, eine vierte Arbeitskammer zwischen der dritten und vierten Membran und eine zweite Pumpenkammer zwischen der dritten Membran und dem zweiten Gehäuseteil begrenzen

eine Verbindung zwischen der dritten und vierten Membran, wodurch diese nur gleichzeitig bewegt werden können

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eine Druckmediumguelle

eine Ventilanordnung (32) zur wechselweisen Verbindung der ersten und dritten Arbeitskanunern mit der Druckmediumquelle und zur Entlüftung jeder der ersten und dritten Arbeitskammern, wenn die jeweils andere mit der Druckmediumquelle verbunden ist

eine erste Eingangsleitung zur ersten Pumpenkammer eine erste Ausgangsleitung von der ersten Pumpenkammer eine zweite Eingangsleitung zur zweiten Pumpenkammer eine zweite Ausgangsleitung von der zweiten Pumpenkammer

Rückschlagventilanordnungen in den Eingangs- und Ausgangsleitungen, die den FIuB des Mediums in die Pumpenkammer nur durch die Eingangsleitung und von den Pumpenkammern nur durch die Ausgangsleitungen erlauben.
18. Pumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Membran einen größeren Durchmesser als die zweite und die dritte Membran einen größeren Durchmesser als die vierte Membran aufweist.
19. Pumpe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und vierte Arbeitskammer mit der Druckmediumquelle verbunden ist.
20. Pumpe nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Ausgangsleitung in eine gemeinsame Ausgangsleitung (44) für das gepumpte Medium münden.

Lins

Patentanwälte GRAMM + LINS ^Dipl-'"^{9 Werneito}"

Dipl.-Phys. Edgar Lins

D-3300 Braunschweig

s. Madan & Company Limited Telefon: (05 31)8 00

Telex: 09 52

Anwaltsakte 3889 PCT Datum 2. November 19.'9

Neue Patentansprüche:

"internationalen Büro am 28. Februar 1979 eingegangen)

1. Membran-Verdrängerpumpe mit einer Luftkammer, einer Pumpenkammer für das zu pumpende Medium und einer zusammengesetzten Membran zwischen der Luftkammer und der Pumpenkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzte Membran eine erste, mit der Luftkammer (26) in Verbindung stehende, aus Gummi oder aus Gummi enthaltendem Material gebildete, gewölbte Membran (16), eine zweite mit der Pumpenkammer (30) in Verbindung stehende, aus Gummi oder Gummi enthaltendem Material gebildete, gewölbte Membran (18), deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der ersten Membran ist, und eine weitere von den beiden Membranen (16,18) begrenzte Luftkammer (28) aufweist, und daß eine Steuerung vorgesehen ist, die abwechselnd die Luftkammer (26) zur Durchführung eines Pumpenhubes der zusammengesetzten Membran mit Druckluft beaufschlagt und die Luftkammer (26) entlüftet, während Druckluft in die weitere Luftkammer (28) zur Durchführung des Rückstellhubes der zusammengesetzten Membran geleitet wird.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Und zweite Membran (16,18) der zusammengesetzten Membran an

ihren Mittelpunkten durch eine nur die gleichzeitige Bewegung der beiden Membranen (16,18) erlaubenden Verbindung (24) miteinander verbunden sind.

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3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Membran (16/18) jeweils mit einer zentralen Platte (20,22) versehen sind und daß das Verbindungsglied (24) als Gegenplatte für jede der zentralen Platten (20,22) dient, so daß beide Membranen (16,18) zwischen der zugehörigen zentralen Platte (20,22) und dem Verbindungsglied (24) befestigt sind.

4. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Membranen (16,18) über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen durch ein nicht-zelliges, poröses und schwammförmiges Material miteinander verbunden sind, das luftdurchlässig ist und die Membranen so verbindet, daß nur eine gleichartige Bewegung möglich ist.

5. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Membran (16) aus gummiertem Asbest oder gummiertem groben Tuch gebildet ist.

6. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Membran aus VITON, Neopren, Polyurethan, Butyl- oder Nitrilguromi hergestellt ist.

7. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung für die Luftzufuhr zu der Luftkammer (26) und der weiteren Luftkammer (28) ein Trommel- oder pendelventil (32) ist.

8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (32) durch eine in die Luftkammer (26) ragende und die Position der zusammengesetzten Membran abtastende Sonde gesteuert ist.

9. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (32) durch eine pneumatische Schaltung gesteuert ist, die eine kleine Luftdruckänderung an einer Kontrollöffnung als Signal für das Ende des Hubes der zusammengesetzten Membran ausnutzt.

10. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (32) in einer bestimmten Zeitfolge angesteuert wird.

11. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (32) durch eine Bedienperson steuerbar ist.

12. Pumpe nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftsteuerung für die Luftkammer (26) die weitere Luftkammer (28) konstant mit Druckluft beaufschlagt, während sie die Luftkammer (26) abwechselnd mit Druckluft beaufschlagt und entlüftet.

13. Doppelt wirkende Pumpenanordnung mit einem Paar von Pumpen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung für die abwechselnde Beaufschlagung der Luftkammern (26) mit Druckluft und Entlüftung der Luftkammern (26) bei der Beaufschlagung der weiteren Luftkammer (28) mit Druckluft durch ein einziges Ventil erfolgt, das die abwechselnde Durchführung der Pumpenhübe der beiden zusammengesetzten Membranen bewirkt.

14. Membran-Verdrängerpumpe mit folgenden Merkmalen: ein Gehäuse (10,12)

eine sich über das Gehäuse (10,12) erstreckende zusammengesetzte Membran mit einer ersten gewölbten Membran (16) und einer zweiten gewölbten Membran (18) , beide bestehend aus Gummi oder aus Gummi enthaltendem Material

eine Pumpenkammer (30) für das zu pumpende Medium, die von dem Gehäuse (12) und der zweiten Membran (18) der zusammengesetzten Membran begrenzt wird

_ 4 —

eine Luftkammer (26), die durch das Gehäuse (10) und die erste Membran (16) begrenzt wird

eine weitere Luftkammer (28), die durch die beiden Membranen (16,18) begrenzt wird, von denen die zweite Membran (18) einen kleineren Durchmesser als die erste Membran (16) aufweist

eine Ventilanordnung (32) zur Zuführung von Druckluft in die Luftkammer (26) zur Durchführung eines Pumpenhubes
der zusammengesetzten Membran und zur Entlüftung der Luftkammer (26) unter gleichzeitiger Beaufschlagung der weiteren Luftkammer (28) mit Druckluft zur Durchführung des Rückstellhubes der zusammengesetzten Membran.

15. Membran-Verdrängerpumpe mit folgenden Merkmalen:
ein Gehäuse (10,12)

de
eine erste und eine zweite gewölbte, bei aus Gummi oder aus Gummi enthaltendem Material bestehende Membran (16,18)
innerhalb des Gehäuses (10,12), die mit dem Gehäuse eine erste Luftkammer (26), eine zweite Luftkammer (28) und
eine Pumpenkammer (30) für das zu pumpende Medium bilden

die erste Membrane (16) weist zur zweiten Luftkammer (28) hin eine größere wirksame Fläche als die zweite Membrane (18) auf

eine Verbindung (24) zwischen der ersten und zweiten Membran (16,18), die nur deren gemeinsame Bewegung erlaubt

eine Druckluftquelle

eine Ventilanordnung mit zwei FunktionsStellungen, von denen die erste die Druckluftquelle mit der ersten Luftkammer (26) verbindet zur gemeinsamen Bewegung der beiden Membranen (16,18) in eine Grenzstellung, in der das Volumen der Pumpenkammer (30)

denen
verkleinert ist, und von die zweite Funktionsstellung die erste Luftkammer (26) entlüftet und die Druckluftquelle mit der zweiten Luftkammer (28) verbindet zur gemeinsamen Bewegung der beiden Membranen (16,18) in die entgegengesetzte Richtung in eine Endstellung, in der das Volumen der Pumpenkammer (30) maximal ist

eine Steuerung zur wechselweisen Umschaltung der Ventilanordnung (32) für die Luft zwischen der ersten und zweiten Funktionsstellung.

16. Membran-Verdrängerpumpe mit folgenden Merkmalen:

eine erste und eine zweite Gehäuseschale (10,12), die ein Gehäuse bilden

eine zusammengesetzte Membran, die zwischen die Gehäuseschalen (10,12) eingesetzt ist und das Gehäuse in eine Arbeitskammer (26) und eine Pumpenkammer (28) unterteilt

ainen Lufteinlaß in die Arbeitskammer zur wechselweisen Druckbeaufschlagung und Entlüftung der Arbeitskammer (26)

einen Einlaß in die Pumpenkammer (30) für das zu pumpende Medium

ein Rückschlagventil in dem Einlaß für das Medium

ein Auslaß für das Medium von der Pumpenkammer zu deren Entleerung von dem Medium

ein Rückschlagventil in dem Auslaß für das Medium

gewcjlbter die zusammengesetzte Membran weist ein Paar<Membranen (16,18) auf, die aus Gummi oder aus Gummi enthaltendem Material gebildet sind und die durch eine Verbindung zwischen nur gleichzeitig bewegt werden können und eine Luftkammer (28) be-

grenzen, wobei die wirksamen Flächen der Membranen so gewählt sind, daß ein höherer Druck in der Luftkammer (28) als in der Arbeitskammer (26) eine Bewegung der zusammengesetzten Membran in die Richtung verursacht, in der das Volumen der Arbeitskammer vermindert wird

ein Lufteinlaß (34) in die Luftkammer, durch den die Luftkammer (26) unter Druck gesetzt werden kann.

17. Doppelt wirkende Membran-Verdrängerpumpe mit folgenden Merkmalen:

ein erstes Gehäuseteil

erste und zweite gewölbte Membranen (16,18) in dem ersten Gehäuseteil, die aus Gummi oder aus Gummi enthaltendem Material gebildet sind und die eine erste Arbeitskammer zwischen der ersten Membran und dem ersten Gehäuseteil, eine zweite Arbeitskammer zwischen der ersten und der zweiten Membran (16,18) und eine erste Pumpenkammer zwischen der zweiten Membran (18) und dem ersten Gehäuseteil begrenzen

eine Verbindung (24) zwischen der ersten und zweiten Membran (16,18), wodurch diese nur gleichzeitig bewegt werden können

ein zweites Gehäuseteil

eine dritte und vierte Membran innerhalb des zweiten Gehäuseteils, die eine dritte Arbeitskammer zwischen der dritten Membran und dem zweiten Gehäuseteil, eine vierte Arbeitskammer zwischen der dritten und vierteln Membran und eine zweite Pumpenkammer zwischen der dritten Membran und dem zweiten Gehäuseteil begrenzen

eine Verbindung zwischen der dritten und vierten Membran, wodurch diese nur gleichzeitig bewegt werden können

eine Druckmedlumquelle

eine Ventilanordnung (32) zur wechselweisen Verbindung der ersten und dritten Arbeitskammern mit der Druckmediumquelle und zur Entlüftung jeder der ersten und dritten Arbeitskammern, wenn die jeweils andere mit der Druckmediumquelle verbunden ist

eine erste Eingangsleitung zur ersten Pumpenkammer eine erste Ausgangsleitung von der ersten Pumpenkammer eine zweite Eingangsleitung zur zweiten Pumpenkammer eine zweite Ausgangsleitung von der zweiten Pumpenkammer

Rückschlagventilanordnungen in den Eingangs- und Ausgangsleitungen, die den FIuB des Mediums in die Pumpenkammer nur durch die Eingangsleitung und von den Pumpenkammern nur durch die Ausgangsleitungen erlauben.

18. Pumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Membran einen größeren Durchmesser als die zweite und die dritte Membran einen größeren Durchmesser als die vierte Membran aufweist.

19. Pumpe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und vierte Arbeitskammer mit der Druckmedlumquelle verDunden ist.

20. Pumpe nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Ausgangsleitung in eine gemeinsame Ausgangsleitung (44) für das gepumpte Medium münden.