DE3642101A1 - Membranpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe, insbesondere für in Absorptionswärmepumpen verwendete Lösungen, mit einer in einem Gehäuse eingespannten Membran, die dieses Gehäuse in zwei Kammern unterteilt, von denen die eine über Rück­ schlagventile an eine das zu fördernde Medium führende Leitung angeschlossen, die andere hingegen mit einer als Druckgeber dienenden Pumpe verbunden ist.

Im Bereich mäßiger bis hoher Drücke werden zur Förderung solcher Flüssigkeiten Membranpumpen mit hydraulischem Antrieb eingesetzt. Dabei bringt eine taktweise unter Druck gesetzte Hydraulikflüssigkeit die Membran in eine oszillierende Bewegung. Eine Entlastung des Druckes in der mit der Pumpe verbundenen Kammer führt - gegen den Formwiderstand der Membran, den Verdrängungswiderstand der Hydraulikflüssigkeit und den Saugwiderstand - zur Füllung der das zu fördernde Medium enthaltenden Kammer. Ein Druckaufbau auf der Pumpen­ seite schließt hingegen das Saugventil und führt zur Entleerung der das zu fördernde Medium enthaltenden Kammer sobald der Gegendruck in dieser Kammer überschritten wird.

Ein solches Pumpensystem funktioniert nur so lange wie die treibenden Druckdifferenzen Kräfte erzeugen, die im Vergleich zu den inneren Widerständen ausreichend groß sind.

So ergibt sich aus dem Prinzip der Membranpumpe zwangs­ läufig eine Anwendungsgrenze dort, wo bei niedrigen Vor­ drücken die Rückstellkräfte nicht mehr ausreichen, um den vollen oder überhaupt einen Saughub der Membran zu bewirken. Bei Membranpumpen, die als Lösungspumpen in Absorptions­ wärmepumpen kleiner Leistung eingesetzt sind, liegt dieser Grenzwert bei einer Druckdifferenz von etwa 1,0 bis 1,3 bar. Wird z.B. Ammoniak als Lösung verwendet, so entspricht dieser Wert einer unteren Grenze für die Verdampfungstemperatur von etwa -14°C.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Betrieb sowohl der Membranpumpe als auch der Absorptionswärmepumpe bei niedrigeren Pumpenvordrücken - das bedeutet, bei niedrigeren Absorber­ und Verdampferdrücken - zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, der als Druckgeber der Membranpumpe dienenden Pumpe einen jeweils beim Ansaugen taktweise aktiven Vakuumgeber anzuschließen.

Besteht die als Druckgeber der Membranpumpe dienende Pumpe aus einem Zylinder und einem von einem Antrieb bewegbaren Kolben, dann kann der Vakuumgeber auf einfache Weise an den Zylinder dieser Pumpe angeschlossen werden.

Besteht hingegen die als Druckgeber dienende Pumpe aus einer Kreiselpumpe, kann man zur taktweisen Steuerung des Vakuumanschlusses ein Ventil, z.B. ein Magnetventil, vorsehen.

Zahlreiche weitere Erfindungsmerkmale sind der besseren Verständlichkeit wegen nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert, die zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen­ standes veranschaulichen, und zwar zeigen

Fig. 1 eine Ausführungsform mit einer als Druck­ geber verwendeten Kolbenpumpe beim Saughub und

Fig. 2 beim Druckhub.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform mit einer Kreiselpumpe als Druckgeber.

Der Kolben 1 der Kolbenpumpe nach Fig. 1 wird vom Kurbel­ trieb 2 im Zylinder 3 zwischen zwei Umkehrstellen hin und her bewegt. Der Hubraum 4 des Zylinders 3 ist mit dem Arbeits­ raum 5 des Gehäuses 6 der Membranpumpe 7 über eine Leitung 8 verbunden und mit einem hydraulischen Medium gefüllt.

Die im Gehäuse 6 der Membranpumpe 7 eingespannte flexible Membran 9 trennt den Arbeitsraum 5 von dem mit dem zu fördernden Medium gefüllten Förderraum 10, der über eine Zuleitung 11 mit Saugventil 12 und eine Rückleitung 13 mit Druckventil 14 an den nicht dargestellten Kreislauf des Fördermittels angeschlossen ist.

An den Hubraum 4 des Zylinders 3 ist über Leitungen 15 und 16 ein mit dem hydraulischen Medium gefüllter Speicher 17 angeschlossen, wobei die Leitung 15 oberhalb und die Leitung 16 unterhalb des Pegels dieses Mediums im Speicher 17 mündet. Der nicht dargestellte Vakuumgeber kann beispielsweise als eine an den Luftraum 18 des Speichers 17 angeschlossene Luftpumpe ausgebildet sein.

Ein Überströmventil 19 begrenzt den Druck des in diesem hydraulischen System verwendeten Mediums über die Leitung 20.

Beim Saughub wird gemäß Fig. 1 der Arbeitsraum, nämlich die Kammer 5 des Gehäuses 6 der Membranpumpe 7 entsprechend dem Hub des Kolbens 1 druckentlastet und das Fördermittel füllt den Förderraum, nämlich die Kammer 10. Sobald der Kolben 1 auf seinem Weg zur oberen Umkehrstelle den Quer­ schnitt der Leitungen 15 und 16 überfährt, wird der Saug­ vorgang durch das im Luftraum 18 des Speichers 17 erzeugte Vakuum über die Leitung 15 unterstützt. Gleichzeitig wird der Zylinder 3 über die Leitung 16 aus dem Speicher 17 gefüllt. Beide Leitungen 15 und 16 werden beim Druckhub des Kolbens 1 nach Fig. 2 wieder durch den Kolben 1 verschlossen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 findet eine Kreisel­ pumpe 21 mit einem Antrieb 22 als Druckgeber der Membranpumpe 7 Verwendung. Die Bewegungen der Membran 9 werden bei dieser Ausführungsform durch das taktweise öffnende und schließende Magnetventil 23 gesteuert, wobei das dem Speicher 17 in dessen luftgefülltem Raum 18 aufgeprägte Vakuum den Füllungswechsel erfindungsgemäß unterstützt.

Das Vakuum in diesem Speicherraum 18 kann in Zeiten der Betriebsbereitschaft der Membranpumpe 7 ständig aufrecht­ erhalten werden. Alternativ ist aber auch eine Steuerung vorsehbar, die die Vakuumerzeugung auf den Bedarfsfall beschränkt und/oder den Betrag des Vakuums auf das Erforderliche begrenzt.

Das Vakuum kann ferner fakultativ in einem eigenen Pufferspeicher erzeugt werden, der seinerseits an den das hydraulische Medium enthaltenden Speicher angeschlossen ist.

Claims (7)

1. Membranpumpe, insbesondere für in Absorptions­ wärmepumpen verwendete Lösungen, mit einer in einem Gehäuse eingespannten Membran, die dieses Gehäuse in zwei Kammern unterteilt, von denen die eine über Rückschlagventile an eine das zu fördernde Medium führende Leitung angeschlossen, die andere hingegen mit einer als Druckgeber dienenden Pumpe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Pumpe (1, 3 bzw. 21) ein jeweils beim Ansaugen taktweise aktiver Vakuumgeber angeschlossen ist.

2. Membranpumpe nach Anspruch 1 mit einer aus einem Zylinder und einem von einem Antrieb bewegbaren Kolben bestehenden, als Druckgeber dienenden Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumgeber an den Zylinder (3) dieser Pumpe (1, 3) angeschlossen ist (Fig. 1, 2).

3. Membranpumpe nach Anspruch 1 mit einer als Druck­ geber dienenden Kreiselpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß zur taktweisen Steuerung des Druckgebers ein Ventil (23), z.B. ein Magnetventil, vorgesehen ist (Fig. 3).

4. Membranpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der als Druckgeber dienenden Pumpe (1, 3 bzw. 21) ein mit dem Vakuumgeber ausgestatteter Speicher (17) angeschlossen ist (Fig. 1, 2 bzw. 3).

5. Membranpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumgeber als eine an den Luftraum (18) des Speichers (17) angeschlossene Luftpumpe ausgebildet ist.

6. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Aufnahme des Druck­ mittels dienende Speicher (17) an den Zylinder (3) der als Druckgeber dienenden Pumpe (1, 3) über zwei Leitungen (15, 16) angeschlossen ist, von denen die eine (15) im Luftraum (18) oberhalb und die andere (16) unterhalb des Pegels im Speicher (17) mündet (Fig. 1, 2).

7. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreiselpumpe (21) innerhalb des das Druckmittel aufnehmenden Speichers (17) angeordnet ist (Fig. 3).