DE3717817A1 - Pumpe mit einer anordnung zum fuehlen des auslassdrucks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einer Anordnung zum Fühlen des Auslaßdrucks am Pumpenauslaß, insbesondere bei einer Mem­ branpumpe.

Die Verwendung von Membranpumpen beim Farbsprühen und anderen Verwendungsgebieten ist im Stand der Technik bekannt. Solche Anwendungen finden im allgemeinen bei niedrigen Drücken statt. Wenn diese Pumpen durch einen Elektromotor angetrieben werden, weisen sie üblicherweise einen Drucksensor oder Fühler auf, der ein Signal zum Anhalten oder Starten des Motors abgibt, um einen gewünschten Druck aufrecht zu erhalten. Bei diesen An­ ordnungen wird bei dem Druckfühler von einer Membran Gebrauch gemacht, die am Ende eines langgestreckten Rohres angeordnet ist. Üblicherweise ist dieses Rohr so plaziert, daß es mit dem Auslaßkanal der Pumpe in Strömungsverbindung steht. Zwar liefert eine derartige Anordnung zufriedenstellende Arbeitsergebnisse, jedoch muß Sorge getragen werden, daß diese Einheit nach dem Gebrauch sorgfältig gereinigt und gewartet wird. Wenn eine derartige Sorgfalt nicht aufge­ wendet wird, kann die Farbe oder das geförderte Material in dem Rohr am Sensor trocknen, so daß der Fühler, wenn die Einheit erneut in Betrieb genommen wird, den aktuellen Druck, der durch die Einheit bereitgestellt wird, nicht ordnungsgemäß erfassen kann. Das Rohr, in dem der Fühler angeordnet ist, neigt dann zum Verengen des Durch­ flußquerschnitts und zum Verstopfen.

Bei den Membranpumpen ist die Verbindungsstange in dem Zentralbereich der Membran befestigt und es ist keine Abstützung des flexiblen Bereichs der Membran vorgesehen, ausser an den Stellen, an denen die Membran an ihrem Außen­ umfang eingeklemmt ist. Arbeiten derartige Vorrichtungen des Stands der Technik bei relativ höheren Drücken, beispielsweise 300 psi (ca. 21 kp/cm²), ist die Membran gegen Fehler anfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpenanordnung bereitzustellen, bei der die Nachteile der bekannten Vorrich­ tungen vermieden werden.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ist die Membran der Pumpe mit einem Zentralbereich an der Pumpenverbindungs­ stange befestigt, welche eine Hin- und Herbewegung ausführt. Zwischen dem Zentralbereich, an dem die Verbindungs­ stange befestigt ist und dem Umfangsbereich der Membranfeder, der im Gehäuse der Pumpe eingeklemmt ist, befindet sich ein flexibler Bereich, das ist derjenige Bereich, der sich auf­ grund der Hin- und Herbewegung der Verbindungsstange und des Zentralbereichs federnd auswölbt, um die Pumpaktion zu be­ wirken. Die Verbindungsstange ist mit einer Abstützfläche ausgestattet, die die untere Seite der Membran berührt und für diese eine Abstützung bereitstellt, wenn die Membran sich ihrer am weitesten vorgewölbten Position nähert, in welcher der höchste Druck erzielt wird. Die Abstützoberfläche der Verbindungsstange erstreckt sich von dem Zentralbereich schräg nach außen und nach unten und ist mit einer Kontur versehen, die der Position und der Form der Unterseite der Membran entspricht, wenn die Membran nicht unterstützt wäre. Die Bereitstellung dieser unteren Abstützung führt zu einer wesentlich erhöhten Membranlebensdauer und zu einer wesentlich größeren Zuver­ lässigkeit.

In gleicher Weise ist eine obere Abstützfläche neben dem Umfangsrand der Membran vorgesehen, die ebenfalls so geformt ist, daß die obere Fläche der Membran abgestützt wird, wenn sie sich ihrem oberen Bewegungsmaximum oder Endpunkt nähert. Eine kleine Stufe ist in die obere Abstützfläche neben dem Außenumfang eingeschnitten, um die Lebensdauer der Membran zu vergrößern.

Abgesehen von den in dieser Beschreibung erläuterten Merkmale ist die Membranpumpe von vergleichsweise üblichem Aufbau und daher werden die Teile bekannter Konstruktionen nicht näher erläutert.

An dem ersten oder dem Auslaßkanal der Pumpe ist ein Auslaß­ anschlußstück mit einer Ablenkfläche vorgesehen, die dazu dient, die Strömung von diesem Kanal in einen zweiten Kanal abzuleiten, in dem die Fühlermembran des Druckfühlers ange­ ordnet ist. Die Strömung wird dann in das Auslaßanschluß­ stück zurückgeleitet und dem Verwendungsort zugeführt. Das distale Ende des Auslaßanschlußstücks mit der Ablenkfläche ist so dimensioniert, daß es die Gewindegänge in dem Gehäuse kaum freigibt, so daß die gesamte Strömung in den zweiten Kanal über die Fühlermembran ge­ leitet wird. Der Fühler ist allgemein von üblicher Bauart, mit der Ausnahme, daß das Rohr, in welchem solche Fühler üblicherweise angeordnet sind, versetzt worden ist, so daß die Membran so nahe als möglich an den ersten Kanal und das distale Ende des Auslaßstücks plaziert ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch eine erfindungs­ gemäße Membranpumpe mit Membranunterstützung und Drucksensor.

Bei der erfindungsgemäßen Pumpe 10 handelt es sich um eine Membranpumpe, bei der eine Verbindungsstange 12 an einer Membran 14 befestigt ist. Die Membran 14 besteht aus einem Zentralbereich 14 a, an dem die Verbindungsstange 12 befestigt ist, einem flexiblen Bereich 14 b, der durch die Hin- und Her­ bewegung der Verbindungsstange 12 auswölbbar ist und einem Umfangsbereich 14 c, der zwischen Abschnitten eines Gehäuses 44 eingeklemmt ist.

Über der Oberseite der Membran 14 ist eine Pumpenkammer 16 angeordnet. Aus der Pumpenkammer 16 führt ein Auslaßkanal 18 zu einem Rückschlagkugelventil 20, dessen Kugel an einem Ventilsitz 22 anliegt. Eine Feder 24 drückt die Kugel 20 in Anlage gegen den Ventilsitz 22. Mit ihrem anderen Ende stützt sich die Feder 24 an dem als Ablenkfläche ausgebildeten distalen Ende eines Auslaßanschlußstücks 26 ab.

Die Verbindungsstange 12 ist mit einer Bohrung 28 zur Auf­ nahme des Zentralbereichs 14 a der Membran 14 versehen. Des weiteren ist die Verbindungsstange 12 mit einer Ober­ fläche 30 ausgebildet, die von der Bohrung 28 radial nach außen und nach unten abgeschrägt ist. Ein abgerundeter Übergangsbereich 32 ist zwischen der oberen Seite 30 und der Bohrung 28 ausgebildet.

Über der oberen Fläche der Membran 14 ist ein oberes Membran­ abstützteil 34 vorgesehen, das eine Oberfläche 36 und eine Abstufung 38 unmittelbar neben dem Umfangsrand 14 c der Membran 14 aufweist. Es wird darauf hingewiesen, daß die Berührfläche des Abstützteils 34 im allgemeinen parallel zur Abstützfläche 30 der Verbindungsstange 12 verläuft. Diese beiden Flächen folgen allgemein der Kontur, die die Membran in ihrer obersten Position einnimmt, d.h. die Position, in der der Druck und die Spannung in der Membran am höchsten sind. In dem bereits erwähnten distalen Ende 40 des Auslaßanschluß­ stücks 26 ist ein Stift 42 angeordnet, um die Feder 24 in Lage zu halten. Es sei insbesondere darauf hingewiesen, daß der Durchmesser des distalen Endes 40 das Gewinde 46 im Gehäuse 44 kaum frei läßt.

Ein unmittelbar neben dem von dem Auslaßanschlußstück ausge­ füllten Kanal 18 angeordneter Fühler 48 ist mit einer Membran 50 zum Fühlen des von der Pumpe bereitgestellten Drucks aus­ gestattet. Ein Strömungskanal 52 ist für das Fluid vorgesehen, das an der Kugel 20 des Rückschlagventils vorbeiströmt. Der Kanal 52 wird von der Ablenkfläche des distalen Endes 40 und der Rückwand des Rückschlagventils 20 gebildet und leitet das Fluid unmittelbar über die Membran 50 des Sensors 48. Der Sensor 48 ist in einem zweiten Kanal im Gehäuse 44 ange­ ordnet und durch einen mit einem Gewinde versehenen Bund 54 in Lage gehalten. Über der Membran 50 ist ein Bereich 56 vor­ gesehen, um den vollen Strömungs-Output der Pumpe aufzunehmen. Im Anschluß an diesen Bereich 56 strömt das Fluid durch die Kanäle 58 in den Auslaßströmungskanal 60 in dem Auslaßanschluß­ stück 26. Des weiteren ist ein Bypass- oder Überdruckkanal 62 vorgesehen, der in Strömungsverbindung mit dem Kanal 58 steht.

Durch das Ausbilden des distalen Endes 40 des Auslaßanschluß­ stücks 26 mit einer solchen Bemessung, wird die gesamte Strömung nach dem Kugelrückschlagventil 20 durch den Kanal 52 in die Kammer 56 geleitet, so daß keinerlei tote Punkte im Strömungs­ weg vorhanden sind, so daß eine konstante Strömung über die Fühlermembran 50 sichergestellt ist.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern umfaßt alle Abweichungen und Variationen innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche.

Claims (13)

1. Pumpe mit einer Anordnung zum Fühlen des Auslaßdrucks, gekennzeichnet durch

• - einen ersten, im wesentlichen geradlinigen Kanal (18), der mit der Pumpenkammer (16) in Strömungsverbindung steht und das ausgepumpte Fluid aufnimmt,
• - einen zweiten Kanal (52), der in Strömungsverbindung mit dem ersten Kanal (18) steht,
• - einen mit einer Membran versehenen Druckfühler (48), der in dem zweiten Kanal (52) angeordnet ist und dessen Fühlermembran neben dem ersten Kanal (18) ange­ ordnet und diesem zugewandt ist, und
• - Mittel zum Ablenken der Strömung des Fluids durch den ersten Kanal (18) über die Fühlermembran, um ein An­ sammeln und Antrocknen von Fluid auf der Fühlermembran zu verhindern.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der zweite Kanal (52) im wesentlichen senk­ recht zum ersten Kanal (18) angeordnet ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Verbindung vorgesehen ist, die den zweiten Kanal (52) mit dem ersten Kanal (18) verbindet.

4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ablenkmittel aus einem Auslaßanschluß­ stück (26) bestehen, das in den ersten Kanal (18) einge­ schraubt ist.

5. Pumpe nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal einen Querschnitt und ein erstes Ende aufweist, das Fluid aus der Pumpe aufnimmt.

6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Auslaßanschlußstück (26) ein als Ablenk­ element dienendes distales Ende in der Verbindung auf­ weist, um das Fluid über die Fühlermembran (50) zu lenken.

7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das distale Ende (40) im wesentlichen den Querschnitt des ersten Kanals ausfüllt und im wesent­ lichen die gesamte Strömung über die Fühlermembran (50) lenkt.

8. Membranpumpe zum Pumpen von Fluid bei relativ hohen Drücken, gekennzeichnet durch:

• - ein Gehäuse (44)
• - eine in dem Gehäuse ausgebildete Druckkammer (16)
• - eine Verbindungsstange (12)
• - eine im wesentlichen kreisförmige Membran (14) bestehend aus einer oberen, der Druckkammer (16) zugewandten Fläche,
• - einen Zentralbereich (14 a) zur Befestigung mit der Verbindungsstange (12) und einen außerhalb des Zentral­ bereichs gelegenen flexiblen Bereich (14 b) mit einem Umfangsbereich (14 c), wobei die Verbindungsstange (12) eine obere Fläche aufweist, die derart geformt ist, daß sie im wesentlichen den gesamten flexiblen Bereich berühren kann.

9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindungsstange (12) einen zentralen Schaft und einen Abstützbereich besitzt, der abgeschrägt sich von dem flexiblen Bereich (14) radial nach außen von dem Schaft wegerstreckt.

10. Pumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein oberes Abstützteil (34) vorgesehen ist, um in Berührung mit der oberen Seite des flexiblen Bereichs (14 b) der Membran zu treten.

11. Pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß das Abstützteil (34) eine Abstufung (38) auf­ weist, die sich von dem flexiblen Bereich neben dem Umfang der Membran wegerstreckt.

12. Pumpe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich das Abstützteil (34), ausgehend von der Abstufung (38) von dem flexiblen Bereich (14 b) abgeschrägt radial nach innen erstreckt.

13. Membranpumpe zum Pumpen von Farbe und ähnlichem Fluid, mit relativ hohen Drücken, gekennzeichnet durch

• - ein Gehäuse (44),
• - eine in dem Gehäuse (44) angeordnete Druckkammer (16),
• - eine Verbindungsstange,
• - eine im wesentlichen kreisförmige Membran (14) bestehend aus einer oberen, der Druckkammer (16) zugewandten Fläche, und eine Anordnung zum Fühlen des Auslaßdrucks mit folgenden Merkmalen:
• - einen ersten, im wesentlichen geradlinigen Kanal (18), der mit der Pumpenkammer (16) in Strömungsverbindung steht und das ausgepumpte Fluid aufnimmt,
• - ein zweiter Kanal (52), der in Strömungsverbindung mit dem ersten Kanal (18) steht,
• - einen mit einer Membran versehenen Druckfühler (48), der in dem zweiten Kanal (52) angeordnet ist und dessen Fühlermembran neben dem ersten Kanal (18) ange­ ordnet und diesem zugewandt ist, und
• - Mittel zum Ablenken der Strömung des Fluids durch den ersten Kanal (18) über die Fühlermembran, um ein An­ sammeln und Antrocknen von Fluid auf der Fühlermembran zu verhindern.