DE4328560C2

DE4328560C2 - Pump for pumping explosive gases

Info

Publication number: DE4328560C2
Application number: DE4328560A
Authority: DE
Original assignee: KNF Neuberger GmbH
Current assignee: KNF Neuberger GmbH
Priority date: 1993-02-05
Filing date: 1993-08-25
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2013-08-26
Also published as: DE9301603U1; DE4328560A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe zum Fördern explosiver Gase.The invention relates to a pump for delivery explosive gases.

An unterschiedlichen Stellen von Leitungen für zum Beispiel flüssigen Brennstoff können sich explosive Gase bilden. Deren Rückführung, beispielsweise in einem Sammel- oder Kondensationsbehälter ist erwünscht, beispielsweise zur Verminderung der Explosionsgefahr, aber auch, um die nicht selten von solchen Gasen ausgehende Umweltbelastung zu vermeiden. Ein wesentliches Einsatzgebiet für derartige Pumpen ist die Benzindampf-Rückführung, zum Beispiel an Tankstellen. Insbesondere beim Betanken von Kraftfahrzeugen mit Benzin wird durch das neu zufließende Benz in, daß im aufzufüllenden Tank befindliche Benzol-Gas-Gemisch oder dergleichen verdrängt und gelangt über den Einfüllstutzen an die Umgebungsluft. Um dies zu vermeiden, ist es bereits bekannt, den Einfüllstutzen des Kraftfahrzeuges abzudichten, das verdrängte Gas aufzufangen und in den Benzin-Vorratsbehälter - in der Regel ist dies ein Erdtank - zurückzufördern. Auch kann bei weniger sorgfältigem Durchführen der Betankung leicht ein (geringer) Teil des in den Benzintank einzufüllenden Benz ins vorzeitig in der Nähe des Tankstutzens austreten und mit der Umgebungsluft ein explosives Gasgemisch bilden. Um das freie Austreten solcher unerwünschter explosiver Gase in die Umgebung zu vermeiden, rüstet man bereits seit längerer Zeit die "Rüssel" der Benzinschläuche von Tankstellen mit Absaugschläuchen für Benzin-Luftgemisch bzw. Benzol-Gasgemisch oder dergleichen aus, das dann mit Hilfe von Pumpen in einen Abscheidebehälter - in der Regel bei Tankstellen in einen Erdtank - zurückgeführt wird. Da solches Gasgemisch hochexplosiv ist, müssen für das Absaugen und Entfernen solche Pumpen verwendet werden, welche voll gekapselt (z. B. mit einem Stahlmantel) sind, damit kein Zünddurchschlag nach außen erfolgen kann. Häufig verwendet man bisher zum Abpumpen explosiver Gase oder Gasgemische gut abgekapselte Flügelzellpumpen. Solche sind zum Beispiel durch die DE-Patentschrift 37 38 484 bekannt. Derartige Flügelzellpumpen weisen in einem zylindrisch-hohlen Pumpengehäuse einen zu diesem Pumpengehäuse exzentrisch gelagerten Rotor auf, in dem sich Schlitze befinden. In diesem sind etwa radial verschiebbare und über den Umfang des Rotors verteilte, radial verschiebbare Flügel angeordnet. Je zwei in Umfangsrichtung des Rotors benachbarte, radial verschiebbare Flügel bilden dann eine Pumpenzelle. Solche Flügelzellpumpen haben sich in vielerlei Hinsicht bewährt, haben jedoch für den Einsatz in bestimmten Anwendungsgebieten noch erhebliche Nachteile. Beispielsweise sind derartige Flügelzellpumpen verhältnismäßig aufwendig, wenn sie zur Förderung explosiver Gase dienen sollen. Dies hängt nicht nur damit zusammen, daß dann eine sichere Umkapselung der Pumpe vorgesehen sein muß, sondern man benötigt auch eine aufwendige, zünddurchschlagssichere Wellendurchführung für den Pumpenantrieb. Auch haben derartige Flügelzellpumpen nebst zugehörigem Antriebsmotor einen verhältnismäßig großen Platzbedarf, der sich insbesondere dann ungünstig auswirken kann, wenn zum Beispiel Zapfsäulen von Tankstellen nachgerüstet werden sollen. Aber auch bei neuen Zapfsäulen von Tankstellen ist ein größerer oder auch nur mittlerer Platzbedarf für diese Pumpe unerwünscht. Ein weiterer Nachteil der Flügelzellenpumpen besteht darin, daß ihre die Zellen bildenden Schieber in der Regel aus Kunststoff hergestellt werden, weil dieser Werkstoff gute Gleiteigenschaften hat, was bei den Flügeln von solchen Pumpen sehr erwünscht ist. Dabei ergibt sich aber bei dem vorbeschriebenen Anwendungsbereich der weitere Nachteil, daß die Flügel unter dem Einfluß der im Fördermedium enthaltenden Kohlenwasserstoffe quellen; daraus ergeben sich Funktionsstörungen bei der Flügelzellenpumpe.In different places of lines for example liquid fuel, explosive gases can form. Their Return, for example in a collection or Condensation container is desirable, for example Reduction of the risk of explosion, but also to avoid that rarely causes environmental pollution from such gases avoid. An essential area of application for such pumps is the gasoline vapor return, for example at petrol stations. Especially when refueling motor vehicles with petrol is replenished by the newly flowing Benz in that in the Tank benzene-gas mixture or the like displaced and reaches the ambient air via the filler neck. Around To avoid this, it is already known the filler neck of the motor vehicle to seal off the displaced gas catch and in the gasoline reservoir - usually is this an underground tank - to be returned. Even with less careful refueling easily a (less) Part of the petrol to be filled into the petrol tank prematurely in emerge near the tank neck and with the ambient air form an explosive gas mixture. To free exit such undesirable explosive gases into the environment avoid having to arm the "proboscis" for a long time of petrol hoses from petrol stations with suction hoses for Gasoline-air mixture or benzene-gas mixture or the like from, which is then pumped into a separator tank - usually at petrol stations in an underground tank - is returned. Since such a gas mixture is highly explosive, such pumps must be used for suction and removal which are fully encapsulated (e.g. with a steel jacket) are so that no ignition breakdown can occur to the outside. So far, one has been used to pump explosive gases or Gas mixtures of well-encapsulated vane pumps. Such are for Example known from DE Patent 37 38 484. Vane pumps of this type have a hollow cylindrical shape Pump housing one eccentric to this pump housing mounted rotor in which there are slots. In this are approximately radially displaceable and over the circumference of the rotor distributed, radially movable wings arranged. Two in each Circumferential direction of the rotor adjacent, radially displaceable Wings then form a pump cell. Such vane pumps have proven themselves in many ways, but have for the Use in certain areas of application is still considerable Disadvantage. Such vane pumps are for example relatively expensive if they are to promote explosive Gases are supposed to serve. This is not only due to the fact that then a safe encapsulation of the pump must be provided, but you also need a complex, Fireproof shaft bushing for the Pump drive. Such vane pumps also have associated drive motor a relatively large Space requirements, which then have an unfavorable effect can if, for example, petrol pumps from petrol stations should be retrofitted. But also with new petrol pumps from Petrol stations are larger or even medium Space requirement for this pump is undesirable. Another disadvantage The vane pumps consist of their cells forming slide usually made of plastic because this material has good sliding properties, what with the blades of such pumps is very desirable. Here but results from the above-described area of application the further disadvantage that the wings under the influence of the Swell the hydrocarbon containing the pumped medium; from it there are malfunctions in the vane pump.

Aus der DE-A-32 02 148 ist bereits eine Membranpumpe bekannt, die in ihrem Pumpengehäuse einen Pumpenantrieb aufweist und einen Pumpenkopf trägt. In diesem Pumpenkopf ist eine Arbeitsmembran eingespannt, die sich zwischen dem Hubraum und einem Freiraum erstreckt. Um die vorbekannte Membranpumpe auch in einem explosionsgefährdeten Bereich einsetzen zu können, ist der Freiraum ausschließlich über zünddurchschlagsichere Spalte mit der Atmosphäre verbunden. Dabei führt der von einem den Freiraum durchsetzenden Hub-Übertragungselement zusammen mit einem Gehäuseteil gebildete zylindrische Spalt zu einem an der Gehäuseunterseite angeordneten Gehäusedurchbruch, der mit der Atmosphäre verbunden ist und bei einer Undichtigkeit der Membran das Abtropfen der austretenden Flüssigkeit erlaubt. Die vorbekannte Membranpumpe ist jedoch vor allem für brennbare Flüssigkeiten und weniger zum Fördern explosiver Gase vorgesehen.A diaphragm pump is already known from DE-A-32 02 148, which has a pump drive in its pump housing and carries a pump head. There is one in this pump head Working membrane clamped between the displacement and extends a free space. To the known diaphragm pump too to be able to use in a potentially explosive area the free space is only through flame-proof Column associated with the atmosphere. It leads from one the space-passing hub transmission element together with a housing part formed cylindrical gap to one the housing opening arranged on the underside of the housing connected to the atmosphere and if there is a leak Membrane allows the escaping liquid to drip off. However, the previously known diaphragm pump is primarily for flammable liquids and less to convey explosive Gases provided.

Es besteht daher die Aufgabe, eine vergleichsweise einfache, platzsparende Pumpe zum Fördern explosiver Gase oder dergleichen zu schaffen, bei der insbesondere die Nachteile der vorbekannten Flügelzellenpumpe vermieden werden. Insbesondere sollen dabei Funktionsstörungen vermieden werden, die sich durch Quellen oder dergleichen Verformungen von pumpenteilen unter dem Einfluß von Kohlenwasserstoffen ergeben und es sollen auch aufwendige, zünddurchschlagssichere Wellendurchführungen vermieden werden.It is therefore the task of a comparatively simple, space - saving pump for pumping explosive gases or to create the same, in particular the disadvantages the known vane pump can be avoided. In particular, malfunctions should be avoided which are caused by swelling or the like pump parts under the influence of hydrocarbons and it should also be complex, flame-proof Shaft penetrations can be avoided.

Die erfindungsgemäße Lösung für eine Pumpe zum Fördern explosiver Gase besteht gemäß der Erfindung insbesondere darin, daß sie als. Membranpumpe ausgebildet ist, die eine den Pumpraum in Richtung ihres Kurbelantriebes verschließende Arbeitsmembran und wenigstens eine zwischen der Arbeitsmembran sowie dem Kurbelantrieb angeordnete Sicherheitsmembran aufweist, wobei die Sicherheitsmembran von der Unterseite der Arbeitsmembran soweit beabstandet ist, daß ein zwischen diesen Membranen und der radialen Begrenzung durch das Pumpengehäuse gebildeter Verpuffungsraum ein Volumen aufweist, das eine explosionsbedingte Volumenvergrößerung des Fördermediums ohne Beschädigung, zumindest ohne Zerstörung der Sicherheitsmembran aufnimmt. The solution according to the invention for a pump for delivery According to the invention, explosive gases exist in particular in that it as. Diaphragm pump is formed, the one Closing the pump chamber in the direction of their crank drive Working membrane and at least one between the working membrane and the safety membrane arranged on the crank drive has, the safety membrane from the bottom of the Working membrane is spaced so far that a between them Membranes and the radial limitation through the pump housing Deflagration space formed has a volume that a explosion-related increase in volume of the pumped medium without Damage, at least without destroying the safety membrane records.

Bei einer solchen Ausbildung der Pumpe erreicht man, daß bei einer unerwünschten, aber in der Praxis nicht vollständig vermeidbaren Explosion im Pumpraum auch bei Zerstörung der Arbeitsmembrane es nicht zu einem Zünddurchschlag nach außen, zum Beispiel in den Bereich der Kurbel im Kurbelraum der Pumpe kommt. Vielmehr kann sich die explosionsbedingte Volumenausdehnung im Verpuffungsraum ohne schädliche Folgen ausreichend abbauen. Durch diese Gestaltung ist es auch möglich, bei Pumpen zum Fördern explosionsgeförderter Gase Membranpumpen mit den ihnen eigenen Vorteilen anzuwenden.With such a design of the pump you achieve that at an undesirable, but not complete in practice avoidable explosion in the pump room even if the Working diaphragm it does not cause an ignition breakdown to the outside, for example in the area of the crank in the crank chamber of the pump is coming. Rather, the explosion-related Volume expansion in the deflagration room without harmful consequences dismantle sufficiently. With this design it is also possible with pumps for pumping explosive gases Use diaphragm pumps with their own advantages.

Auf diese Weise ist nicht nur der eigentliche Pumpraum durch die Sicherheitsmembran explosionsgesichert, sondern es wird auch verhindert, daß kein Funke, keine Explosion oder dergleichen nach außerhalb der Pumpe dringen kann, weil die Wellendurchführung dieser erfindungsgemäßen Pumpe für den Kurbelantrieb durch die Sicherheitsmembrane mitabgesichert ist. Der explosionssichere Abschluß ist im Anwendungsbereich von Zapfsäulen von Tankstellen wichtig, weil auch dort in unmittelbarer Umgebung dieser Zapfsäulen noch explosionsempfindliche Gasmischungen vorhanden sein können.In this way, not only the actual pump room is through the safety membrane is explosion-proof, but it will also prevents no spark, no explosion or the like can penetrate outside the pump because the Shaft passage of this pump according to the invention for the Crank drive also secured by the safety membrane is. The explosion-proof closure is in the area of application of petrol pumps of petrol stations important because there too the immediate vicinity of these petrol pumps explosion-sensitive gas mixtures may be present.

Man kennt zwar bereits eine Membranpumpe für gas- oder dampfförmige Medien mit zwei Membranen, bei der eine Arbeitsmembran den Pumpraum abschließt und auf deren diesem Pumpraum gegenüberliegenden Seite ein durch eine Zusatzmembran abgeschlossener weiterer Raum vorgesehen ist (vgl. DE-AS 25 02 566). Auch sollen durch die dortigen Maßnahmen u. a. die Folgen einer Beschädigung oder Zerstörung der Arbeitsmembrane vermindert oder ausgeschlossen werden. Dies gilt aber namentlich bezüglich Beschädigung oder Zerstörung des Förderkreislaufes, z. B. wenn der Förderkreislauf von einem Edelgas gefüllt ist und es bei Beschädigung der Arbeitsmembran zu einer unerwünschten Vermischung mit der Außenluft kommt. Bei dieser vorbekannten Pumpe wird jedoch vor allem angestrebt, die Lebensdauer der Arbeitsmembran zu erhöhen und dazu ist vorgesehen, daß der zwischen der Arbeitsmembran und der Zusatzmembran befindliche Raum als Dämpfungsraum ausgebildet ist, in dem ein gegenüber dem Einlaßdruck der Pumpe verminderter Druck herrscht derart, daß dieser die Arbeitsmembran stets in eine vom Pumpraum wegweisend ausgelenkte Lage zieht. Dadurch wird bei dieser vorbekannten Pumpe vor allem die Schwingungs-Neigung der Arbeitsmembran in erheblichem Ausmaß abgebaut. Eine Abstimmung des dortigen Dämpfungsraumes zwischen den beiden Membranen auf eine explosionsbedingte Volumenvergrößerung des Fördermediums im Sinne der Bildung eines Verpuffungsraumes bei der vorliegenden Erfindung ist bei dieser Membranpumpe jedoch nicht vorgesehen. Im Gegenteil, dort wird als vorteilhafte Ausbildung angestrebt, daß die Zusatzmembran in einem möglichst kleinen Abstand von der Arbeitsmembran angebracht ist.A membrane pump for gas or gas is already known vaporous media with two membranes, one of which Working membrane closes the pump room and on the latter Pump room opposite side through an additional membrane completed further room is provided (see. DE-AS 25 02 566). The measures there should also u. a. the consequences damage or destruction of the working membrane be reduced or excluded. But this applies namely regarding damage or destruction of the Funding cycle, e.g. B. if the funding cycle of one Noble gas is filled and there is damage to the working membrane undesirable mixing with the outside air occurs. In this known pump, however, above all strived to increase the life of the working membrane and it is provided that the between the working membrane and the additional membrane space as a damping space is formed in which a compared to the inlet pressure Pump reduced pressure prevails so that this Working membrane always pointing in a direction away from the pump room deflected position pulls. This is known in this Pump in particular the vibration tendency of the working diaphragm significantly reduced. A vote of the one there Damping space between the two membranes on one explosion-related increase in volume of the pumped medium in the Meaning of the formation of a deflagration room in the present However, the invention does not provide for this diaphragm pump. On the contrary, there is an advantageous training sought that the additional membrane as small as possible Distance from the working membrane is attached.

Zusätzliche Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Gemäß der Ausbildung nach Anspruch 2 werden wenigstens die Sicherheitsmembran, vorzugsweise alle Membranen der Pumpe zumindest an ihren Außenrändern besonders gut festgelegt, was die Gefahr des Austretens eines Funkens, einer Explosion oder dergleichen aus dem Pumpengehäuse heraus weiter vermindert. Gemäß den Maßnahmen nach Anspruch 3 ist zumindest die Sicherheitsmembran gegebenenfalls auch die Arbeitsmembran auch mit ihrem Innenrand besonders gut festgelegt. Durch die Maßnahme des 4. Anspruches erreicht man einerseits eine vergleichsweise lange Lebensdauer der Sicherheitsmembran im Vergleich zur Arbeitsmembran, gleichzeitig aber auch mit einfachen Mitteln einen verhältnismäßig großen Verpuffungsraum zwischen Arbeitsmembran und Sicherheitsmembran. Durch die Maßnahmen des 5. Anspruches können die vorerwähnten Vorteile verstärkt werden.Additional developments of the invention are in the Subclaims listed. According to the training according to claim 2 at least the safety membrane, preferably all Membranes of the pump especially at least on their outer edges well defined what is the risk of sparking, an explosion or the like out of the pump housing further decreased. According to the measures of claim 3 at least the safety membrane if necessary also the Working membrane also particularly good with its inner edge fixed. The measure of the 4th claim can be achieved on the one hand a comparatively long lifespan of the Safety membrane compared to the working membrane, but also at the same time with simple means relatively large deflagration space between the working membrane and safety membrane. Through the measures of claim 5 the aforementioned advantages can be enhanced.

Die Maßnahmen des 6. Anspruches erlauben eine mechanische Abstützung der Sicherheitsmembran. Die Maßnahmen des 7. Anspruches haben den Vorteil, daß beim Auftreten einer Explosion bzw. einer Druckerhöhung im Verpuffungsraum sich geometrisch günstigere Belastungsverhältnisse an der Sicherheitsmembran ergeben. Gegenüber einer auch nur in etwa flachen Sicherheitsmembran erlaubt eine in deren verformbaren Zone angeordnete rinnenförmige Auswölbung eine größere Zugbelastung dieser Sicherheitsmembran. Durch die Maßnahmen des 8. Anspruchs erreicht man im gefährdeten Bereich der Pumpe einen in sich geschlossenen, stabilen Mantel, zum Beispiel aus Stahl. Die empfindlicheren Membrane sind nach außen abgekapselt.The measures of claim 6 allow mechanical Support the safety membrane. The measures of the 7. Claim have the advantage that when a Explosion or an increase in pressure in the deflagration room itself geometrically more favorable load conditions on the Safety membrane result. In relation to one, only roughly flat safety membrane allows one in its deformable Zone-shaped trough-shaped bulge a larger Tensile load of this safety membrane. Through the measures The 8th claim is achieved in the hazardous area of the pump a self-contained, stable coat, for example made of Stole. The more sensitive membrane is on the outside encapsulated.

Der 11. Anspruch zeigt ein besonders vorteilhaftes Anwendungsgebiet für die erfindungsgemäße Pumpe auf.The 11th claim shows a particularly advantageous Field of application for the pump according to the invention.

Es zeigen, stärker schematisiert,It shows, more schematically,

Fig. 1 eine im wesentlichen im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Pumpe, und Fig. 1 is a substantially sectional side view of a pump according to the invention, and

Fig. 2 eine im wesentlichen im Schnitt gehaltene Teil- Seitenansicht ähnlich Fig. 1 in vergrößertem Maßstab. Fig. 2 is a substantially sectional side view similar to Fig. 1 on an enlarged scale.

Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Pumpe dient zum Fördern explosiver Gase. Sie weist ein Pumpengehäuse 2 auf, das nachstehend auch kurz mit "Gehäuse 2" bezeichnet ist. Dieses besteht - in der Zeichnungsfigur 1 von oben nach unten gesehen - im wesentlichen aus einem Pumpenkopf 3, einem Zwischenteil 4 sowie einem Kurbelkasten 5. In diesem befindet sich ein Kurbelantrieb 6 für die Auf- und Abwärtsbewegung einer Arbeitsmembran 7. Zum Kurbelantrieb 6 gehört ein Pleuel 8, das mit seinem antriebseitigen Ende in bekannter Weise exzentrisch auf einer Kurbelwelle 9 gelagert ist und mit seinem freien Ende 10 mit einem Pleuelkopf 11 in Verbindung steht, an den sich, zum freien Ende des Pleuelschaftes 12 hin, eine Membran- Einspannplatte 13 befindet. Mittels einer Schraube 14 sind diese Einspannplatte 13 und der Pleuelkopf 11 mit dem Pleuelschaft 12 verbunden, wobei die Einspannplatte 13 und der Pleuelkopf 11 den inneren Rand 35 der Arbeitsmembran 7 zwischen sich in bekannter Weise dichtend einklemmen. Wie ebenfalls bekannt, schließt die Arbeitsmembran 7 den Pumpraum 15 in Richtung des Kurbelkastens 5 ab. Im Ausführungsbeispiel ist der Pumpraum von einer im Querschnitt etwa trapezförmigen Aussparung des Pumpenkopfes 3 gebildet. In den Pumpraum 15 führen in ebenfalls bekannter Weise ein Einlaßkanal 16 hinein und ein Auslaßkanal 17 hinaus, wobei diese beiden Kanäle 16 und 17 den oberen Bereich des Pumpenkopfes 3 durchsetzen.A pump, designated as a whole by 1 , is used to convey explosive gases. It has a pump housing 2 , which is also briefly referred to below as "housing 2 ". This consists - seen in the drawing figure 1 from top to bottom - essentially of a pump head 3 , an intermediate part 4 and a crankcase 5 . In this there is a crank drive 6 for the upward and downward movement of a working membrane 7 . The crank drive 6 includes a connecting rod 8 , which is mounted eccentrically on a crankshaft 9 with its drive-side end in a known manner and is connected with its free end 10 to a connecting rod head 11 , to which, towards the free end of the connecting rod shaft 12 , a Membrane clamping plate 13 is located. By means of a screw 14, this clamping plate 13 and the small end 11 are connected to the connecting rod shaft 12, the chuck plate 13 and the small end 11 of the working diaphragm 7 sealingly clamp the inner edge 35 between them in a known manner. As is also known, the working membrane 7 closes off the pump chamber 15 in the direction of the crankcase 5 . In the exemplary embodiment, the pump chamber is formed by a recess of the pump head 3 which is approximately trapezoidal in cross section. An inlet channel 16 and an outlet channel 17 lead into the pump chamber 15 in a known manner, these two channels 16 and 17 penetrating the upper region of the pump head 3 .

Es gehört nun mit zur Erfindung, daß die Pumpe 1 als Membranpumpe ausgebildet ist und neben ihrer den Pumpraum 15 in Richtung ihres Kurbelantriebes 6 verschließenden Arbeitsmembran 7 wenigstens eine zwischen der Arbeitsmembran 7 sowie dem Kurbelantrieb 6 angeordnete Sicherheitsmembran 18 aufweist, wobei der Abstand zwischen dieser und der Unterseite 39 der Arbeitsmembran 7 so groß gewählt ist, daß zwischen diesen benachbarten Membranen 7 und 18 zusammen mit der Innenwand 19 des Zwischenteils 4 ein in sich geschlossener Verpuffungsraum 20 gebildet ist, dessen Volumen eine explosionsbedingte Volumenvergrößerung des Fördermediums im Pumpraum 15 ohne wesentliche Beschädigung, zumindest ohne Undichtwerden der Sicherheitsmembran 18 aufnehmen kann. Der Verpuffungsraum 20 wird also im Bereich zwischen den beiden Membranen 7 und 18 seitlich durch die Innenwand 19 des Zwischenteils 4 des Gehäuses 2 begrenzt und sein Volumen so gewählt, daß der Explosionsdruck bei Zerstörung der Arbeitsmembran 7 aufgrund der Volumenausdehnung in den Verpuffungsraum 20 hinein schadlos abgebaut werden kann. Ein Zünddurchschlag in den Kurbelkasten 5 hinein oder anderwärts nach außen wird dadurch vermieden. Eine zünddurchschlagssichere Wellendurchführung bei der Kurbelwelle 9 erübrigt sich.It now belongs to the invention is that the pump 1 is designed as a diaphragm pump and in addition to its pumping chamber 15 toward its crank drive 6 occluding working diaphragm 7 comprises at least one between the working diaphragm 7 and the crank mechanism 6 arranged safety diaphragm 18, the distance between the latter and the bottom 39 of the working diaphragm 7 is selected so large that is formed between these adjacent membranes 7 and 18 together with the inner wall 19 of the intermediate part 4, a self-contained Verpuffungsraum 20, the volume of an explosion-induced increase in volume of the pumping medium in the pumping chamber 15 without substantial damage, at least without leakage of the safety membrane 18 . The Verpuffungsraum 20 is thus in the region between the two diaphragms 7 and 18 laterally bounded by the inner wall 19 of the intermediate part 4 of the housing 2 and its volume so selected that the explosion pressure in the destruction of the working diaphragm 7 due to the volume expansion in the Verpuffungsraum 20 into degraded harmless can be. An ignition breakdown into the crankcase 5 or otherwise to the outside is avoided. An ignition-proof shaft bushing on the crankshaft 9 is unnecessary.

Z.B. an den Ein- und Auslaßkanälen 16 und 17 können noch an sich bekannte Flammensperren 21 vorgesehen sein, so daß bei einer unbeabsichtigten, in der Praxis gelegentlich jedoch nicht vermeidbaren Zündung des explosionsgefährdeten Fördermediums im Pumpraum ein Zünddurchschlag in den Bereich außerhalb der Pumpe 1 mit ausreichender Sicherheit vermieden wird. Bei der Bemessung des Volumens des Verpuffungsraumes kann man gegebenenfalls gebührend berücksichtigen, daß es bei einer Explosion im Pumpraum 8 auch zu einer teilweisen Explosionsgas-Abströmung über solche Flammsperren 21 kommt.For example, known flame arrestors 21 can also be provided at the inlet and outlet channels 16 and 17 , so that in the event of an unintentional, in practice, however, sometimes unavoidable ignition of the potentially explosive medium in the pump chamber, an ignition breakdown into the area outside the pump 1 with sufficient Security is avoided. When dimensioning the volume of the deflagration space, one may take due account of the fact that an explosion in the pump space 8 also results in a partial discharge of explosion gas via such flame arresters 21 .

Wenigstens eine Membran, im bevorzugten Ausführungsbeispiel sowohl die Arbeits- als auch die Sicherheitsmembran 7 und 18 weisen an ihren Außenrändern Verankerungswülste auf. Sie sind im Ausführungsbeispiel als ringförmig umlaufende Wülste 22 und 23 ausgebildet und greifen in darauf abgestimmte Ringnuten 24 und 25 ein, die an den entsprechenden Gehäuseteilen 3 und 4 bzw. 4 und 5 vorgesehen sind. Bei der Sicherheitsmembran 18 ist zusätzlich zu ihrer Verankerung am Außenrand durch die Wulst 23 eine entsprechende wulstartige Verankerung an ihrem Innenrand vorteilhaft, damit die Sicherheitsmembran 18 auch bei hoher Belastung im Explosionsfall sich nicht in ihrem Zentralbereich lösen oder dort undicht werden kann. Dazu weist sie an ihrem Innenrand ebenfalls eine ringförmig umlaufende wulstartige Verdickung 26 oder dergleichen Verankerungshilfe auf. Zu ihrer Aufnahme sind am Pleuelschaft 12 und am Pleuelkopf 11 darauf abgestimmte, ringnutenförmige Vertiefungsabschnitte 27 vorgesehen.At least one membrane, in the preferred embodiment both the working and the safety membrane 7 and 18 have anchoring beads on their outer edges. In the exemplary embodiment, they are designed as annular circumferential beads 22 and 23 and engage in matching annular grooves 24 and 25 , which are provided on the corresponding housing parts 3 and 4 or 4 and 5 . In the case of the safety membrane 18 , in addition to its anchoring on the outer edge by the bead 23, a corresponding bead-like anchoring on its inner edge is advantageous so that the safety membrane 18 cannot loosen in its central region or become leaky there even in the event of a high load in the event of an explosion. For this purpose, it also has an annular peripheral bead-like thickening 26 or similar anchoring aid on its inner edge. To accommodate them, annular groove-shaped recess sections 27 are provided on the connecting rod shaft 12 and on the connecting rod head 11 .

Möglich ist auch, bei der erfindungsgemäßen Pumpe 1 zwei etwa parallel hintereinander angeordnete (nicht gezeichnete) Sicherheitsmembrane 18 anzuordnen. Jedoch ist die Ausrüstung der Pumpe 1 mit nur einer Sicherheitsmembran 18 nicht nur konstruktiv einfacher, sondern ergibt auch übersichtlichere, kontrollierbarere Verhältnisse beim Auftreten eines Explosionsdruckes.It is also possible to arrange two safety diaphragms 18 (not shown) arranged approximately in parallel in the pump 1 according to the invention. However, equipping the pump 1 with only one safety membrane 18 is not only structurally simpler, but also results in clearer, more controllable conditions when an explosion pressure occurs.

Die elastisch verformbare Zone 30 der Sicherheitsmembran 18 ist in ihrer radialen Erstreckung größer als die radiale Erstreckung der elastisch verformbaren Zone 31 der Arbeitsmembran 7 (Fig. 2). Es kann vorteilhaft sein, wenn die Sicherheitsmembran 18 aus einem elastischeren Werkstoff als die Arbeitsmembran besteht. Dann ist sie im Falle einer Explosion zerstörungssicherer. Die gleiche Wirkung erreicht man aber auch dadurch, daß die Sicherheitsmembran 18 mit einer Gewebeeinlage 32 oder dergleichen Verstärkung versehen ist, wie in Fig. 2 strichliniert angedeutet.The radial extension of the elastically deformable zone 30 of the safety membrane 18 is greater than the radial extension of the elastically deformable zone 31 of the working membrane 7 ( FIG. 2). It can be advantageous if the safety membrane 18 is made of a more elastic material than the working membrane. Then it is more non-destructive in the event of an explosion. However, the same effect is also achieved in that the safety membrane 18 is provided with a fabric insert 32 or the like reinforcement, as indicated by the broken line in FIG. 2.

In den Fig. 1 und 2, jeweils auf der rechten Seite, erkennt man, daß der Pleuelschaft 12 der Pumpe 1 an der der dem Kurbelantrieb 6 benachbarten Seite der Sicherheitsmembran 18 einen Stützteller 33 aufweist. Dieser untergreift wenigstens einen wesentlichen Bereich der verformbaren Zone 30 der Sicherheitsmembran 18, so daß sie sich zumindest bei ihrer Auslenkung bei einer explosionsbedingten Volumenvergrößerung des Verpuffungsraumes 20 auf diesen Stützteller 33 abstützen kann. In Aufsicht entsprechend der Blickrichtung A in Fig. 2 ist dieser Stützteller 33 kreisscheibenförmig ausgebildet. Analoges gilt für die Membran-Einspannplatte 13 und den Pleuelkopf 11. In Figs. 1 and 2, respectively on the right side, it is seen that the connecting rod shaft 12 to which the crank drive 6 adjacent side of the safety membrane 18 having the pump 1 has a support plate 33. This engages under at least a substantial area of the deformable zone 30 of the safety membrane 18 , so that it can be supported on this support plate 33 at least during its deflection in the event of an explosion-related increase in the volume of the deflagration space 20 . In plan view corresponding to the view direction A in Fig. 2 of this supporting plate is formed of a circular disk 33rd The same applies to the diaphragm clamping plate 13 and the connecting rod head 11 .

Im linken Teil der Fig. 1 und 2 ist eine Sicherheitsmembran 18a mit abgewandeltem Querschnittsprofil eingezeichnet. Diese weist im Bereich ihrer elastischen Zone 30a bereits im unverformten Zustand eine in Richtung des Kurbelantriebes 6 gerichtete rinnenförmige Auswölbung 34 auf. Entsprechend den Doppelpfeilen Pf1 erreicht man durch diese rinnenförmige Auswölbung 34 beim Auftreten von Explosionsdruck im Verpuffungsraum 20, daß die dabei auf die Sicherheitsmembran 18a ausgeübten Zugkräfte sich über eine längere Sicherheitsmembran-Strecke verteilen können und dementsprechend die Beanspruchung pro Querschnittseinheit der Sicherheitsmembran 18a kleiner ausfällt.In the left part of FIGS. 1 and 2, a safety membrane 18 a is drawn with a modified cross-sectional profile. In the area of its elastic zone 30 a, this already has, in the undeformed state, a channel-shaped bulge 34 directed in the direction of the crank drive 6 . According to the double arrows Pf1 one achieves through this channel-shaped bulge 34 when explosion pressure occurs in the deflagration chamber 20 that the tensile forces exerted on the safety membrane 18 a can be distributed over a longer safety membrane distance and accordingly the stress per cross-sectional unit of the safety membrane 18 a is smaller .

Wie gut aus Fig. 2 gut erkennbar, enden die radialen Außenränder 35 der Arbeits- und der Sicherheitsmembrane 7 und 18 noch innerhalb des Pumpengehäuses 2. Die dort miteinander verbundenen Gehäuseteile, nämlich der Pumpenkopf 3, das Zwischenteil 4 und der oberbereich des Kurbelkastens 5 stehen dicht miteinander in Verbindung, so daß das Pumpengehäuse 2 mindestens im Bereich zwischen dem Pumpraum 15 einerseits und der Sicherheitsmembran 18 andererseits nach außen abgeschlossen ist. Der explosionsgefährdete Bereich der Pumpe ist dadurch mantelartig umkapselt. Eine zusätzliche Einkapselung kann vermieden werden.As can be clearly seen from FIG. 2, the radial outer edges 35 of the working and safety diaphragms 7 and 18 still end within the pump housing 2 . The housing parts connected to each other there, namely the pump head 3 , the intermediate part 4 and the upper region of the crankcase 5 are tightly connected to one another, so that the pump housing 2 is closed off to the outside at least in the region between the pump chamber 15 on the one hand and the safety membrane 18 on the other. The potentially explosive area of the pump is encapsulated like a jacket. Additional encapsulation can be avoided.

Die erfindungsgemäße Pumpe 1 ist, wie Versuche gezeigt haben, weitgehend störunempfindlich. Unter Berücksichtigung ihrer Pumpleistung kann sie mit geringen Außenabmessungen erstellt werden. Die Pumpe ist deshalb zur Verwendung zur Kraftstoffdampf-Rückführung, zum Beispiel an Tanksäulen von Tankstellen, besonders geeignet.As tests have shown, the pump 1 according to the invention is largely insensitive to interference. Taking into account its pumping capacity, it can be created with small external dimensions. The pump is therefore particularly suitable for use in fuel vapor recirculation, for example on petrol pumps at petrol stations.

Zum Verhindern von elektrostatischen Aufladungen hat der Membranwerkstoff einen sehr großen elektrischen Oberflächenwiderstand, zum Beispiel einen größeren als 10⁹ Ohm.To prevent electrostatic charges, the Membrane material a very large electrical Surface resistance, for example greater than 10⁹ Ohm.

Claims

1. Pumps for conveying explosive gases, characterized in that it is designed as a diaphragm pump ( 1 ) which closes the pump chamber ( 15 ) in the direction of its crank drive ( 6 ) closing working diaphragm ( 7 ) and at least one arranged between the working diaphragm and the crank drive safety membrane (18), wherein the safety membrane (18) is so far apart from the bottom (39) of the working diaphragm, that the remaining between these membranes (7, 18) and its local radial boundary through the pump housing (2) Verpuffungsraum (20) has a volume that receives an explosion-related increase in volume of the conveyed medium without destroying the safety membrane ( 18 ).

2. Pump according to claim 1, characterized in that at least one membrane, preferably both the working and the safety membrane ( 7 and 18 ) on their outer edges anchoring beads, preferably annular peripheral beads ( 22 , 23 ), and that on corresponding housing parts ( 3 , 4 ; 4 , 5 ) corresponding ring grooves ( 24 , 25 ) are provided for receiving these bead-like thickenings.

3. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that at least one safety membrane ( 18 ) on its inner edge (at its inner edges) has an annular circumferential bulge ( 26 ) or the like anchoring aid, each in a corresponding annular groove-shaped recess ( 27 ) for receiving this bead-like thickening on the connecting rod shaft ( 12 ) and / or connecting rod head ( 11 ) of the pump ( 1 ) is (are) provided.

4. Pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the elastically deformable zone ( 30 ) of the safety membrane ( 18 ) is formed larger in the radial direction than the corresponding zone ( 31 ) of the working membrane ( 7 ).

5. Pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the safety membrane ( 18 ) consists of a more elastic material than the working membrane ( 7 ) and / or is reinforced, preferably with a fabric insert ( 32 ) or the like reinforcement.

6. Pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the connecting rod shaft ( 12 ) of the crank drive ( 6 ) of the pump ( 1 ) adjacent to the crank drive ( 6 ) facing side of the safety membrane ( 18 ), a support plate ( 33 ) It is provided that at least a substantial area of the deformable zone ( 30 ) of the safety membrane ( 18 ) is supported at least during its deflection by an explosion-related increase in volume of the deflagration space ( 20 ).

7. Pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the undeformed safety membrane ( 18 a) in its elastically deformable zone ( 30 a) has a channel-shaped bulge ( 34 ) directed in the direction of the crank drive ( 6 ).

8. Pump according to one of claims 1 to 7, characterized in that the outer edge or the radial outer edges ( 35 ) of the working and / or the safety membrane are surrounded by an externally closed housing ( 2 ), which is a potentially explosive area the encapsulating jacket of the pump ( 1 ).

9. Pump according to one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the membrane material has a high Has surface resistance, preferably one Surface resistance greater than 10⁹ ohms.

10. Pump according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the inlet and outlet channels ( 16 , 17 ) of their pump chamber ( 15 ) flame barriers ( 21 ) are provided.

11. Pump according to one of claims 1 to 10, characterized characterized as a fuel vapor return pump, e.g. B. is formed at gas stations.