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Patentanmeldung
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"Membranpumpe" Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit elastisch
durch ein Betätigungsmittel zu verformendem, Saug- und Druckventile aufnehmendem
Pumpenraum.
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Mit Hilfe von Membranpumpen können Flüssigkeiten aller Art gefördert
werden. Typisch für diese Pumpen ist, daß das geförderte Medium an keiner Stelle
mit der Umgebung oder z.B. mit dem Triebwerköl in Berührung kommt. Membranpumpen
eignen sich zum Fördern von Flüssigkeiten, wenn in der Förderleitung unabhängig
von der Förderleistung ein bestimmter Druck aufrechterhalten werden soll, z.B. zum
Fördern einer Flüssigkeit, wie Bierwürze, mit hohem C02-Gasanteil zu einem C02-Analysator.
Membranpumpen werden auch zum Fördern von chemisch oder bakteriologischgiftigen
und/oder radioaktiven Flüssigkeiten benutzt.
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Bekannte Membranpumpen können mit Hilfe sehr verschiedener flüssiger
und gasförmiger Betätigungsmittel aber auch unmittelbar durch mecianische Erreger
in Betrieb gesetzt
bzw. gehalten werden. Bei mechanisch angetriebenen
Membranpumpen kommt in der Regel als Betägigungsmittel Druckluft in Frage. Wegen
des Aufbaus solcher Druckluft-Membranpumpen und insbesondere wegen deren Antriebssysteme
handelt es sich in der Regel um wertvolle Geräte, die nach dem Einsatz auch bei
Verunreinigung durch bakteriologische, chemische oder radioaktive Stoffe in der
Regel zu reinigen sind, weil wegen der aufwendigen Gestaltung von Pumpe und Antrieb
ein Einmalgebrauch nicht in Frage kommt. Aber selbst, wenn solche Pumpen verbraucht
sind, macht die Abfallbeseitigung wegen des Umfangs der Pumpe je nach der Art der
Verunreinigung gefährliche und teure Verfahren notwendig.
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Zum Fördern von radioaktiven, chemisch oder bakteriologisch verunreinigten
Flüssigkeiten werden auch relativ aufwendige Ejektorpumpen angewendet. Bei diesen
Geräten ist ein vollständiges Entleeren der Gefäße nicht möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für kleine Fördermengen
auszulegende, hydraulisch oder pneumatisch zu betreibende Membranpumpe zu schaffen,
die zum Fördern von gashaltigen FlüssigEiten (bei Gewährleistung eines beim Transport
unveränderten Gasgehaltes) sowie zum Fördern von radioaktiven, giftigen oder auf
andere Weise verseuchten Flüssigkeiten auch bei kleinen S5ssigkeitsmengen mit hoher
Dosiergenauigkeit im Ijaiboratoriumsmaßstab geeignet ist und deren mit dem jeweils
zu fördernden Medium in Berührung kom-
mender cil im Hinblick auf
dic Verwendung als (in der Regel nicht zu reinigendes) Einwegbauteil ausgebildet
ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist gekennzeichnet durch einen Schlauch
aus Kunststoff mit je einem in der Pumpenförderrichtung zu öffnenden Saug- und Druckrückschlagventil
als Pumpenraum und ein den Schlauch im wesentlichen konzentrisch umgebendes, mit
einem an einen Erreger anzuschließenden, fluiden Betätigungsmittel gefülltes Rohr
aus Kunststoff. Das Kunststoffrohr kann dabei insbesondere aus Polyvinylchlorid
(PVC), Polyäthylen (PE) oder Polypropylen (PP) bestehen, während der den Pumpenraum
bzw. die Fördermembran umschließende Schlauch aus Silikon-Kautschuk, Gummi oder
ähnlichem, insbesondere aber aus einem auf das zu fördernde Medium abgestimmten
flexiblen und im Hinblick auf eine Einweganwendung ausgewählten Material bestehen
soll.
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Da die auf irgendeine Weise, vorzugsweise über einen rohr oder schlauchförmigen
Ansatz ebenfalls durch ein fluides Medium, zu erregende Membranpumpe der erfindungsgemäßen
Art praktisch im wesentlichen aus einem äußeren Kunststoffrohr und einem darin eingesetzten
am vorderen und hinteren Ende durch ein Rückschlagventil begrenzten flexiblen Kunststoffschlauch
besteht, läßt sich das Gerät nicht nur ohne Schwierigkeit größenmäßig dem Laboratoriumsmlßstab
an)aa3cn, ond crn es 1 ist t wegen des geringen Herstellungsaufwands und wegen des
den Brregerantrieb nicht umfassenden Volumens nach Verunreinigung problemlos und
ungefährlich, z.B. durch Verbrennen
oder Bihgießen in Bitumen, abfalltechnisch
zu behandeln.
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Durch die Erfindung wird also eine gegebenenfalls kleine, preiswerte
und problemlos zu beseitigende Einwegpumpe geschaffen, durch die die Sicherheit
in gefährdeten Laboratorien (z.B. in heißen Zellen oder in Sumpfpumpen von Kernkraftwerken)
sowie in bakteriologischen und chemischen Versuchsanstalten insbesondere dadurch
zu erhöhen ist, daß ein pneumatischer oder hydraulischer Pumpenantrieb vorzusehen
ist und demgemäß elektrische Unfälle ausgeschlossen sind. Eine Pumpe, deren Pumpenraum
und unmittelbarer Antriebsraum (Zwischenraum zwischen Kunststoffrohr und Schlauch)
derart sicher von der Umgebung getrennt sind, kann mit Vorteil ferner angewendet
werden zum Fördern von einen zu messenden, gelösten Gasanteil enthaltende Flüssigkeiten.
Die erfindungsgemäße Membranpumpe kann schließlich Einsatz finden als Notpumpe,
welche durch Druckluft- oder Stickstoff-Flaschen bei geringen Lagerhaltungskosten
und Unabhängigkeit von der Energieversorgung zu betreiben ist. Selbst Hand- oder
Fußantrieb, direkt oder indirekt über ein fluides (gasförmiges oder flüssiges) Medium
kann vorgesehen werden.
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Anhand der schematischen Darstellung in der Zeichnung werden weitere
Einzelheiten der Erfindung erläutert.
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Die beiliegende Prinzipskizze zeigt einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels
der insgesamt mit 1 bezeichneten Membranpumpe. Diese besteht aus einem Kunststoffrohr
2, einem konzentrisch darin angeordneten flexiblen (elastischen) Schlauch 3 mit
am Einlaßende 4 bzw. am Pumpenfuß 5 vorgesehenem Saug- bzw. Einlaß-Rückschlagventil
6 sowie am Auslaßende 7 im Schlauch 3 liegendem Druck- bzw. Auslaß-Rückschlagventil
8. Das Kunststoffrohr 2 ist am Einlaßende 4 und am Auslaßende 7 bis auf die Durchführung
des Schlauchs 3 gegebenenfalls bis auf ein (automatisches) Entlüftungsventil 9 geschlossen.
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Der Innenraum bzw. die Druckkammer 10 des den Schlauch 3 umgebenden
Kunststoffrohrs 2 ist im Ausführungsbeispiel über einen (angeformten) Schlauchanschluß
11 mit einem beliebigen (nicht gezeichneten) Erreger für das in der Druckkammer
10 befindliche Betätigungsmittel lösbar zu kuppeln.
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Die von dem Erreger auf das in der Druckkammer 10 befindliche Betätigungsmedium
bei1pie] 9WCiSC zu übcrtragendr Druckwellen treten über den Schlauchanschluß 11
in die vom Kunststoffrohr 2 gebildete Druckkammer 10 ein.
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Mit ansteigendem Druck wird der den Pumpenraum 12 zwischen den Ventilen
6 und 8 umschließende flexible Schlauch 3 zusammengepreßt. Die hierdurch auf das
im Pumpenraum 12 befindliche zu fördernde Medium übertragene Druckwelle führt zum
Schließen des Saugventils 6 und zum Öffnen des Druckventils 8. Das zu fördernde
Medium fließt dann in der erzwungenen Fördctrichtung 13 über das Druckvcntil 8
in
die Abförderleitung 14.
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Der auf den Schlauchanschluß 11 geschaltete Erreger ist ferner so
zu steuern, daß der ausgeübte erhöhte Druck für eine vorbestimmte Pausenzeit nachläßt.
Dadurch wird dann bewirkt, daß der flexible Schlauch 3 sich wieder ausdehnt und
durch den beim Ausdehnen ausgeübten Sog bzw. Unterdruck das Druckventil 8 schließt
und das Saugventil 6 öffnet. Mit Öffnen des Ventils 8 strömt die vom Pumpenfuß 5
her zu fördernde Flüssigkeit - in der Regel in Folge des von dem sich ausdehnenden
Schlauch 3 ausgeübten Sogs - über das Saugventil 6 in den Schlauch 3 und damit in
den Pumpenraum 12 ein und es beginnt ein neuer Pumpenzyklus mit einer über den Schlauchanschluß
11 in die Druckkammer 10 gerichteten Druckwelle, die zum Schließen des Ventils 6
und zum Öffnen des Ventils 8 führt. Das automatische Entlüftungsventil 9 kann an
der Druckkammer 10 vorgesehen werden, um die Kammer bei Betrieb mit Flüssigkeit
auf einfache Weise zu entlüften.
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Da die erfindungsgemäße Membranpumpe praktisch vollständig aus billigen
Kunststoffteilen herzustellen ist und über einen einfachen Schlauchanschluß mit
einem pneumatischen oder hydraulischen Erreger-Antrieb zu kuppeln ist, kann die
Pumpe selbst so wenig aufwendig hergestellt werden, daß sie nach ein- oder mehrmaligem
Gebrauch vernichtet werden kann und damit aufwendige Reinigungsverfahren entfallen.
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Bezugszeichenliste 1 = Membranpumpe 2 = Kunststoffrohr 3 = Schlauch
4 = Einlaßende 5 = Pumpenfuß 6 = Einlaßventil 7 = Auslaßende 8 = Auslaßventil 9
= Entlüftungsventil 10 = Druckkammer 11 = Schlauchanschluß 12 = Pumpenraum 13 =
Förderrichtung 14 = Abförderleitung