DE4425515A1 - Doppelmembranpumpe mit einer zweistufigen Luftventilbetätigungseinrichtung - Google Patents
Doppelmembranpumpe mit einer zweistufigen LuftventilbetätigungseinrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Membranpumpvorrich
tung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Doppelmembran
pumpe mit einer zweistufigen Luftventilbetätigungseinrichtung
zur Regulierung des Pumpvorganges.
Nach dem Stand der Technik sind Doppelmembranpumpen bekannt,
bei welchen eine Druckluftquelle wahlweise an jeweils eine
von zwei Membrankammern angelegt wird, um dadurch eine Wöl
bung der jeweiligen Membranen zu verursachen und eine
Pumpwirkung gegen flüssige Materialien zu schaffen, die in
die Membrankammer eingeführt werden. Jede Membran trennt die
Kammer in effektiver Weise in zwei Hälften, eine erste
Hälfte, die unterschiedlichen Luftdrücken ausgesetzt ist, und
eine zweite Hälfte, die den flüssigen Materialien, die ge
pumpt werden, ausgesetzt ist.
Die Zufuhr von Druckluft zu einer Doppelmembranpumpe wird ty
pischerweise durch ein Luftventil gesteuert und das Luftven
til wird typischerweise durch eine mechanische Verbindung mit
den Membranen betätigt. Daher verursacht die Wölbung einer
Membran, daß die Betätigungseinrichtung das Luftventil um
schaltet, so daß Druckluft in die Membrankammer eingeführt
wird, die anschließend die Wölbung der zweiten Membran verur
sacht, bis die mechanische Betätigungseinrichtung das Luft
ventil in umgekehrter Richtung umschaltet. Diese Hin- und
Herbewegung der jeweiligen Membranen wird solange fortge
führt, wie die zugeführte Druckluft den Druck der in dem För
derabschnitt der Membrankammern eingeschlossenen Flüssigkei
ten übersteigt. Wenn die Flüssigkeits- und Luftdrücke ausge
glichen sind, werden die Membranen nicht mehr hin- und herbe
wegt und die Pumpe erreicht einen sogenannten Anhaltezustand.
Dieser Anhaltezustand hält an, bis ein Druckunterschied auf
tritt und die Luftdruckantriebskraft gegen die Membran wie
derum eine Membranbewegung verursacht. Die Ventilbetätigungs
einrichtung, die den Druckluftstrom in die Membrankammern
steuert, ist typischerweise mechanisch mit den Membranen
selbst verbunden, so daß sie an vorbestimmten Positionen der
Membran betätigt wird. In einigen Fällen wurde für Doppelmem
branpumpen ein mechanisch mit der Membran verbundenes Schalt
ventil verwendet, das dann den Druckluftstrom zu einem Betä
tigungsventil lenkt, welches den Druckluftstrom in die Mem
brankammer richtet. Verschiedene Typen von Spulenventilen
wurden für eine oder für beide dieser Ventilfunktionen ver
wendet.
Das Betätigungsventil, das dazu dient, den Druckluftstrom in
eine Membrankammer zu richten, führt gewöhnlich gleichzeitig
die Druckluft aus der anderen Membrankammer ab. Die durch die
Ventilbetätigungseinrichtung ausströmende Luft erfährt eine
rasche und plötzliche Dekompression, was einen starken Tempe
raturabfall in der Nähe der Ventilbetätigungseinrichtung ver
ursacht. Wiederholte Auslaßzyklen führen insbesondere dann,
wenn die Druckluft einen beträchtlichen Feuchtigkeitsgehalt
hat, zu Reifbildung nahe am Betätigungsventil und in der Aus
laßkammer. Diese Reifbildung kann sich ansammeln und einen
Vereisungseffekt schaffen, der im Extremfall die weitere phy
sikalische Bewegung des Betätigungsventils blockieren und da
durch das Pumpsystem außer Betrieb setzen kann.
Ein weiteres Problem bei Doppelmembranpumpen nach dem Stand
der Technik betrifft die durch Verschleiß der Ventilbetäti
gungseinrichtung verursachte Ineffizienz. Ventilbetätigungs
einrichtungen arbeiten typischerweise mit bis zu mehreren
hundert Takten pro Minute während der Lebensdauer der Pumpe,
und mit dem allmählichen Verschleiß dieser Betätigungsein
richtungen treten bei den zu diesen Betätigungseinrichtungen
gehörenden Luftdichtungen Undichtigkeiten auf, die den druck
beaufschlagten Betrieb der Pumpe verschlechtern. Dies kann
schließlich zum Versagen der Pumpe führen, wenn ein Undich
tigkeitszustand so stark wird, daß eine effektive Betätigung
der Betätigungseinrichtungen nicht länger möglich ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftbetäti
gungseinrichtung und ein Schaltventil für eine Doppelmembran
pumpe aufzuzeigen, die eine selbstabdichtende Konstruktion
und einen Wärmetauscher zur Temperatursteuerung aufweisen. Es
ist weiter Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schaltven
til und Betätigungsventil für eine Doppelmembranpumpe aufzu
zeigen, bei dem beide Ventile Schieber über einer gehärteten
Metallplatte aufweisen. Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein selbstabdichtendes Betätigungsventil für eine
Doppelmembranpumpe aufzuzeigen, das aus einer relativ gerin
gen Anzahl von Teilen aufgebaut ist und ohne vollständiges
Zerlegen der Pumpe. Für Wartungsarbeiten zugänglich ist. Wei
ter ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine äußere
Luftkammer aufzuzeigen, die im wesentlichen die Auslaßkammer
umgibt, um die relativ wärmere Zuluft zur Steuerung der Tem
peratur der relativ kälteren Abluft zu nutzen.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus Patentanspruch 1 und
11. Unteransprüche zeigen bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung.
Die Erfindung umfaßt eine Doppelmembranpumpe mit einem
Schaltventil und einem Betätigungsventil, die aus Ventiltas
sen bestehen, die gleitend über eine gehärtete Metallplatte
bewegt werden. Die Metallplatte enthält sechs Luftöffnungen,
wovon drei zum Leiten von Druckluft und Abluft zwischen dem
Schaltventil und dem Betätigungsventil verwendet werden und
drei zum Leiten von Druckluft und Abluft zwischen den Mem
brankammern und dem Betätigungsventil. Das Betätigungsschie
beventil hat eine Wärmetauschereinrichtung, die der einströ
menden druckbeaufschlagten warmen Luft ausgesetzt ist, und
hat eine Ventiltasse, die den Dekompressions- und Kühleffek
ten der Abluft ausgesetzt ist. Der Wärmetauscher nimmt Wärme
von der einströmenden warmen Luft auf, um den Aufbau von Reif
in dem Bereich der Betätigungseinrichtung und der Auslaßöff
nung zu verhindern.
Andere und weitere Vorteile und Aufgaben werden aus der fol
genden Beschreibung und den Patentansprüchen unter Bezug auf
die beigefügten Figuren deutlich.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Pumpe;
Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht der Pumpe;
Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3
in Fig. 1;
Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie 4-4
in Fig. 2;
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Pumpe entlang der Linie
5-5 in Fig. 1;
Fig. 6 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie 6-6
in Fig. 5; und
Fig. 7 zeigt eine isometrische Ansicht der Betätigungsven
tilanordnung.
In Fig. 1 und 2 sind verschiedene Seitenansichten der Erfin
dung dargestellt. Eine Doppelmembranpumpe 10 weist ein Pum
pengehäuse 12 auf, an dem zwei Membrandeckel 14, 16 befestigt
sind. Ein Flüssigkeitseinlaßverteilrohr 18 sowie ein Flüssig
keitsausstoßverteilrohr 20 sind ebenfalls am Gehäuse 12 ange
bracht. Ein Luftauslaßschalldämpfer 22 ist abnehmbar am Ge
häuse 12 angebracht. Die von der Pumpe 10 zu pumpende Flüs
sigkeit ist mit einer von zwei oder mit beiden Einlaßöffnun
gen 24, 25 verbunden und die von der Pumpe 10 abgegebene ge
pumpte Flüssigkeit wird über Auslaßöffnungen 26, 27 ausgesto
ßen. Eine Betätigungsventilanordnung, die im folgenden im De
tail beschrieben wird, ist durch eine abnehmbare Abdeckplatte
28 zugänglich.
Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung der Pumpe 10 entlang der
Linie 3-3 in Fig. 1. In den Membrandeckeln 14, 16 sind je
weils eine erste bzw. eine zweite Membrankammer 30, 32 ausge
bildet. Das Einlaßverteilrohr 18 ist mit den Membrankammern
30, 32 über Einlaßkugelrückschlagventile 34, 35 verbunden.
Das Auslaßverteilrohr 20 ist mit den Membrankammern 30, 32
über Auslaßkugelrückschlagventile 38, 39 verbunden. Eine Mem
bran 40 ist zwischen dem Deckel 14 und dem Gehäuse 12 einge
klemmt und trennt dadurch die Membrankammer 30 von einer Mem
branluftkammer 44. Eine Membran 42 ist zwischen der Deckel
platte 16 und dem Gehäuse 12 eingeklemmt, um dadurch die Mem
brankammer 32 von einer Membranluftkammer 46 zu trennen. Der
Mittelabschnitt der Membran 40 ist zwischen zwei Platten 41a,
41b geklemmt und die Platten sind an einer Membranschubstange
50 mittels einer Befestigungseinrichtung 48 befestigt. Der
Mittelabschnitt der Membran 42 ist zwischen zwei Platten 43a,
43b geklemmt und die Platten sind mittels einer Befestigungs
einrichtung 49 an der Membranschubstange 50 befestigt. Die
Schubstange 50 verbindet die beiden Membranen 40, 42 und
sorgt damit für eine übereinstimmende Bewegung der Membranen.
Die Schubstange 50 ist verschieblich innerhalb einer Mittel
öffnung durch das Gehäuse 12 bewegbar, wobei ein ausreichen
der Abstand zwischen der Schubstange 50 und der Mittelöffnung
vorliegt, um den Durchtritt von Luft zwischen diesen zu er
lauben.
Eine Betätigungskammer 52 ist mit einem Lufteinlaß 51 zur
Aufnahme einer Druckluftquelle verbunden. Der Luftauslaß
schalldämpfer ist mit einer Luftauslaßöffnung 55 verbunden,
die sich in eine Auslaßkammer 56 öffnet. Ein Auslaßkanal 57
öffnet sich ebenfalls in die Auslaßkammer 56 und der Auslaß
kanal 57 steht mit einem Auslaßkanal 58 über den Abstand zwi
schen der Verbindungsstange 50 und der Öffnung durch das Ge
häuse in Stromverbindung. Ein Schaltventil 60 steuert die
Luftstromverbindung in den Kanal 58 mittels einer Verschiebe
position auf einer Ventilplatte 62. Durch die Ventilplatte 62
verlaufen drei Öffnungen, wovon die Mittelöffnung mit dem Ka
nal 58 fluchtend ausgerichtet ist. Die beiden äußeren Öffnungen
durch die Ventilplatte 62 sind mit Kanälen 64, 66 verbun
den. Die untere Fläche des Schaltventils 60 ist in Tassenform
ausgebildet und wird als Ventiltasse bezeichnet. Die Größe
der Ventiltasse reicht aus, um einen Luftstrom zwischen zwei
beliebigen unter der Ventiltasse liegenden Öffnungen zu er
lauben. In der in Fig. 3 dargestellten Position ist das
Schaltventil 60 so positioniert, daß die Ventiltasse an sei
ner Unterseite in Stromverbindung zwischen den Kanälen 66 und
58 ausgerichtet ist und dadurch eine Auslaßstromverbindung in
die Auslaßkammer 56 schafft. In ihrer alternativen Position
schafft die Ventiltasse im Schiebeventil 60 einen Stromver
bindungsweg zwischen Kanal 64 und Kanal 58, wodurch eine Aus
laßstromverbindung mit der Auslaßkammer 56 hergestellt ist.
Das Schaltventil 60 ist mit Betätigungsstiften 68, 69 verbun
den, die jeweils horizontal durch Kanäle verschieblich sind,
die zu den Membranluftkammern 44, 46 führen. Der Betätigungs
stift 68 verbindet das Schaltventil 60 mit der Membranluft
kammer 44 und der Betätigungsstift 69 verbindet das Schalt
ventil 60 mit der Membranluftkammer 46. Die jeweiligen Enden
der Betätigungsstifte 68, 69 können mit den Platten 41b, 43b
Berührung haben, wobei diese Platten jeweils die Betätigungs
stifte horizontal verschieben und dadurch das Schaltventil
übereinstimmend damit horizontal verschieben. In der in Fig.
3 dargestellten Ansicht ragt der Betätigungsstift 69 in die
Membranluftkammer 46 vor und ist daher zur Berührung mit der
Platte 43b positioniert, wenn sich die Membran 42 nach links
bewegt. Die entsprechende Bewegung des Betätigungsstiftes 69
nach links verschiebt die gesamte Anordnung, bestehend aus
Betätigungsstift 69, Schaltventil 60 und Betätigungsstift 68,
wodurch verursacht wird, daß das Ende des Betätigungsstiftes
68 in die Membranluftkammer 44 vorragt.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in
Fig. 2. In dieser Ansicht sind die Auslaßkanäle zwischen dem
Luftauslaßschalldämpfer 22 und dem Schaltventil 60 und einem
Betätigungsventil 70 vollständig sichtbar-. Beispielsweise
schließen die dem Schaltventil 60 zugehörigen Auslaßkanäle
Kanal 58, den Spalt um die Schubstange 50, Kanal 57, Auslaß
kammer 56 und Luftauslaß 55 ein. Ein Auslaßkanal 71 von dem
Betätigungsventil 70 ist direkt mit der Auslaßkammer 56 ver
bunden. Eine äußere Kammer 53 kann im Pumpengehäuse 12 in ei
ner in unterbrochenen Umrissen in Fig. 4 dargestellten Form
ausgebildet sein. Ferner kann ein Luftkanal 54 zwischen der
äußeren Kammer 53 und der Einlaßluftkammer 52 ausgebildet
sein, was die freie Zirkulation der relativ warmen Einlaßluft
durch die äußere Kammer 53 erlaubt. Die äußere Kammer 53 um
gibt im wesentlichen die Auslaßkammer 56 und die Zirkulation
der relativ wärmeren Einlaßluft in die äußere Kammer 53 wirkt
erwärmend auf die Auslaßkammer 56. Dieser Erwärmungsvorgang
verringert die Reifbildung innerhalb der Auslaßkammer 56 und
verringert auch die durch den Durchtritt der relativ kälteren
Auslaßluft durch die Luftauslaßöffnung 55 verursachte Konden
sation.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Pumpe 10 entlang der Li
nie 5-5 in Fig. 1. In dieser Ansicht ist die abnehmbare Ab
deckplatte 28 deutlich zu sehen. Fig. 6 zeigt eine Schnitt
darstellung entlang der Linie 6-6 in Fig. 5, die eine
Schnittansicht des Betätigungsventils 70 darstellt. Das Betä
tigungsventil ist mit einem Paar von verschieblichen Kolben
einrichtungen 72, 74 verbunden, die jeweils innerhalb von Zy
lindergehäusen verschieblich sind. Der Kolben 72 steht über
einen Kanal 73 in Stromverbindung mit dem Schaltventilkanal
64; der Kolben 74 steht über einen Kanal 75 in Stromverbin
dung mit dem Schaltventilkanal 66. Die Unterseite des Betäti
gungsventils 70 umfaßt eine tassenförmige Vertiefung, die
über die Ventilplatte 62 verschieblich ist. Durch die Ventil
platte 62 führen drei Öffnungen, eine Mittelöffnung, die über
einen Kanal 71 in Stromverbindung mit der Auslaßkammer 56
steht, und jeweilige äußere Öffnungen, die in Stromverbindung
mit den Membranluftkammern 44, 46 stehen. Ein erster Kanal 76
verbindet die erste äußere Öffnung in der Ventilplatte 62 mit
der Membranluftkammer 44; ein zweiter Kanal 78 verbindet die
andere äußere Öffnung in der Ventilplatte 62 mit der Membran
luftkammer 46. In der in Fig. 6 dargestellten Stellung ist
das Betätigungsventil 70 in einer Position zum Ausstoß von
Luft aus der Membranluftkammer 46 zur Ablaßkammer 56, indem
ein Luftstromverbindungsweg zwischen dem Kanal 78 und dem Ka
nal 71 geschaffen wird. In seiner alternativen Position
schafft das Betätigungsventil 70 einen Auslaßstromverbin
dungsweg zwischen dem Kanal 76 und Kanal 71.
Der Betrieb des Betätigungsventils 70 und des Schaltventils
60 ist am besten in der isometrischen Ansicht in Fig. 7 dar
gestellt. Das Schaltventil 60 und das Betätigungsventil 70
sind als Verschiebeventile ausgebildet, die verschieblich
über die Ventilplatte 62 bewegbar sind. Die Ventilplatte 62
weist für jedes der beiden Ventile drei durch diese Platte
verlaufende ausgerichtete Öffnungen auf. Das Schaltventil 60
wird durch Betätigungsstifte 68, 69 über die drei Öffnungen
verschoben, die wiederum durch die Berührung mit entweder der
Membranplatte 41b oder der Membranplatte 43b bewegt werden.
In der in Fig. 7 dargestellten Position schafft das Schalt
ventil 60 über seine tassenförmige Unterfläche 61 eine Luft
stromverbindung zwischen dem Kanal 64 und dem Kanal 58. Der
Kanal 66 wird in die Betätigungskammer 52 geöffnet und im Be
trieb wird die Betätigungskammer 52 mit Druckluft aus dem
Lufteinlaß 51 gefüllt. Daher tritt die Druckluft in der Betä
tigungskammer 52 frei durch den Kanal 66, der in Stromverbin
dung mit dem Kolben 74 steht, der mit dem Betätigungsventil
70 verbunden ist. In seiner alternativen Position erlaubt das
Schaltventil 60 die Luftstromverbindung zwischen Kanal 58 und
Kanal 66, wodurch der Kanal 64 der Druckluft innerhalb der
Betätigungskammer 52 zugänglich gemacht wird. Die Druckluft
in der Betätigungskammer 52 kann daher frei durch den Kanal
64 in Berührung mit dem Kolben 72 des Betätigungsventils 70
treten. In beiden Betriebspositionen erlaubt das Schaltventil
60 einem der Kanäle 64, 66 die Verbindung mit dem Auslaßkanal
58, während es gleichzeitig dem anderen Kanal ermöglicht,
Druckluft zur Verbindung mit einem der Kolben 72, 74 aufzu
nehmen, die mit dem Betätigungsventil 70 verbunden sind.
Das Betätigungsventil 70 ist ebenfalls über die Ventilplatte
62 verschiebbar und hat eine tassenförmige Unterfläche 77,
die der Druckluft der Betätigungskammer die Verbindung mit
entweder dem Kanal 76 oder dem Kanal 78 zu einer der Membran
luftkammern erlaubt. In der in Fig. 7 dargestellten Position
ist das Betätigungsventil 70 über den beiden Öffnungen ange
ordnet, die eine Stromverbindung zwischen Kanal 76 und Kanal
71 herstellen; Kanal 71 ist der zur Auslaßkammer 56 führende
Auslaßkanal. Daher wird die Membranluftkammer 44 über den Ka
nal 76 zur Auslaßluftkammer 56 entlüftet während gleichzeitig
die Membrankammer 46 über den Kanal 78 Druckluft erhält.
Das Betätigungsventil 70 ist vorzugsweise aus mehreren ver
schiedenen Materialien aufgebaut. Eine Ventiltasse 80 ist
vorzugsweise aus verschleißbeständigem Kunststoffmaterial mit
niedrigem Reibungskoeffizienten hergestellt; ein Wärmetau
scher 82 ist vorzugsweise aus Aluminium oder einem anderen
Metallwerkstoff mit guten Wärmeübertragungseigenschaften her
gestellt und hat eine Vielzahl von Rippen, um die Wärmeüber
tragung zu unterstützen; der Wärmetauscher 82 ist an der Ven
tiltasse 80 durch einen O-Ring 81 befestigt, der zusammen
drückbar zwischen die beiden Teile paßt und eine Luftabdich
tung zwischen diesen bildet. Das Schaltventil 60 ist vorzugs
weise aus verschleißbeständigem Kunststoffmaterial mit nied
rigem Reibungskoeffizienten aufgebaut. Eine Art von Kunst
stoffmaterial, das sich im Betätigungsventil 70 und im
Schaltventil 60 bewährt hat, ist aus Acetal mit Teflonfasern
hergestellt.
Im Betrieb wird Druckluft in eine erste Membranluftkammer
eingeführt, um eine Wölbung der Membran nach außen zu verur
sachen und gleichzeitig eine Wölbung der-anderen Membran nach
innen zu verursachen. Nach einem vorbestimmten Wölbungsausmaß
kommt die nach innen gewölbte Membran mit einem Betätigungs
stift in Berührung und verursacht eine Verschiebung des
Schaltventils in eine neue Position über der Ventilplatte 62.
Das Schaltventil ermöglicht anschließend den Druckluftstrom
zu einem zweiten Betätigungsventilkolben, wodurch das Betäti
gungsventil in eine zweite Position bewegt wird und der
Druckluftstrom zum ersten Membranluftzylinder blockiert wird,
während der Druckluftstrom zur zweiten Membrankammer zugelas
sen wird. Gleichzeitig erlaubt die neue Position des Betäti
gungsventils 70 das Entlüften der ersten Membranluftkammer in
die Auslaßkammer 56. Auf diese Weise fahren die beiden Mem
branen innerhalb der Pumpe 10 solange mit der Hin- und Herbe
wegung fort, wie Druckluft an die Betätigungskammer 50 ange
legt ist, und solange, wie die die jeweiligen Membranen wöl
benden Druckluftkräfte ausreichend groß sind, um den Gegen
druck der gepumpten Flüssigkeit zu übersteigen. Während jeder
nach innen gerichteten Wölbung einer Membran wird Flüssigkeit
in die Membrankammer der nach innen sich wölbenden Membran
angesaugt, während gleichzeitig die andere Membran Flüssig
keit aus ihrer Membrankammer nach außen durch ihr Auslaßrück
schlagventil ausstößt. Dieser Pumpvorgang wird umgekehrt,
wenn sich die Membranen in die entgegengesetzte Richtung wöl
ben, aber in jedem Fall tritt die Flüssigkeit nach innen in
eine Membrankammer durch eines der Kugelrückschlagventile 34,
35 ein und tritt nach außen zu dem Ausstoßverteilrohr über
Kugelrückschlagventile 38, 39 aus.
Jedesmal wenn sich das Betätigungsventil 70 hin und her be
wegt, gibt es die Druckluft in einer der Membrankammern zur
Auslaßkammer 56 hin frei und aus dieser nach außen durch den
Schalldämpfer 22. Dies verursacht eine rasche Dekompression
der druckbeaufschlagten Membrankammer und eine rasche Expan
sion der Luft beim Durchtritt in den Auslaßkanal 71 und die
Auslaßkammer 56. Diese rasche Luftausdehnung schafft einen
Abkühlungseffekt und senkt die Temperatur der Auslaßkanal
wände und der Betätigungsanordnung mit fortdauerndem Ventil
betrieb. Wenn die Druckluft einen nennenswerten Feuchtig
keitsgehalt hat, kann dieser Abkühleffekt den Aufbau von Reif
entlang den Oberflächen verursachen, die dem Punkt der Luft
dekompression am nächsten sind, das heißt, dem Bereich in der
Nähe des Auslaßkanales 71. Unter bestimmten Bedingungen kann
diese Reifbildung ausreichend stark werden, daß die Kanäle
blockiert sind und eine weitere Bewegung des Betätigungsven
tils verhindert ist. Daher ist das Betätigungsventil 70 mit
einem metallenen Wärmetauscher aufgebaut, um Wärme in den
Auslaßkanalbereich weiterzuleiten. Der Wärmetauscher ist be
sonders wirksam, da er innerhalb der Betätigungskammer 52 an
geordnet ist, wo ein eher kontinuierlicher Strom von Druck
luft existiert. Die Druckluft, die in die Betätigungskammer
52 eingeführt wird, ist relativ warme Luft im Vergleich zur
Auslaßluft und daher kann die Wärme dieser Luft über den Wär
metauscheraufbau des Betätigungsventils 70 übertragen werden,
um die Reifbildung zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung kann in anderen bestimmten Formen
ausgeführt werden, ohne vom Gedanken oder von wesentlichen
Merkmalen derselben abzuweichen. Daher sollte die darge
stellte Ausführungsform in jeder Hinsicht als erläuternd und
nicht als einschränkend betrachtet werden, wobei auf die bei
gefügten Ansprüche eher als auf die vorstehende Beschreibung
Bezug genommen wird, um den Umfang der Erfindung anzugeben.
Claims (21)
1. Doppelmembranpumpvorrichtung (10) mit einem Paar von axial
ausgerichtet miteinander verbundenen Membranen (40, 42), die
jeweils innerhalb einer Membrankammer (30, 32) hin und her
bewegbar sind, wobei die Kammer (30, 32) einen Flüssig
keitspumpabschnitt und einen Luftabschnitt aufweist, umfas
send:
- (a) eine zwischen den jeweiligen Membrankammern (30, 32) an geordnete Betätigungskammer (52) und ein Paar von verschieb lichen Stiften (68, 69), die sich jeweils zwischen der Betä tigungskammer (52) und einem der Luftabschnitte einer Mem brankammer (30, 32) erstrecken und durch Berührung durch die Membran (40, 42) verschieblich sind;
- (b) ein Schaltventil (60), das mit dem Paar verschieblicher Stifte (68, 69) in der Betätigungskammer (52) verbunden ist;
- (c) ein Betätigungsventil (70) in der Betätigungskammer (52), das ein Paar von verschieblichen Betätigungseinrichtungen und Mittel zur Bewegung der Betätigungseinrichtungen, die mit dem Schaltventil (60) verbunden sind, aufweist;
- (d) Kanäle, die das Betätigungsventil (70) mit jedem der Luftabschnitte der Membrankammern (30, 32) verbinden;
- (e) Einrichtungen zum Einführen von Druckluft in die Betäti gungskammer (52) und Betätigungsventilkanäle, die selektiv zu der Betätigungskammer (52) durch Bewegung der Betätigungsein richtungen zu öffnen sind, wobei die Betätigungsventilkanäle mit den Kanälen gekoppelt sind, die das Betätigungsventil (70) mit jedem der Luftkammerabschnitte der Membrankammern (30, 32) verbinden;
wobei vorbestimmte Positionen der Membranen (40, 42) die Be
tätigung des Schaltventils (60) verursachen, das die Betäti
gung des Betätigungsventils (70) verursacht, um Druckluft zu
dem entsprechenden Luftabschnitt der Membrankammer zu leiten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Luft
auslaßkammer (56) in der Pumpvorrichtung (10) und erste
Kanäle, die das Schaltventil (60) mit der Luftauslaßkammer
(56) verbinden, sowie zweite Kanäle, die das Betätigungsven
til (70) mit der Luftauslaßkammer (56) verbinden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Betätigungsventil
(70) weiter eine Wärmetauschereinrichtung zur Erhöhung der
Temperatur der zweiten Kanäle umfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Wärmetauscherein
richtung weiter an dem Betätigungsventil (70) befestigte Me
tallrippen umfaßt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Betätigungseinrich
tungen des Betätigungsventils (70) weiter jeweils einen in
nerhalb eines Zylinders verschieblichen Kolben (72, 74) um
fassen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Einrichtung zum Be
wegen der Betätigungsventileinrichtungen weiter Luftkanäle
umfaßt, die das Schaltventil (60) und die Zylinder verbinden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, weiter umfassend eine abnehm
bare Abdeckung (28) über der Betätigungskammer (56).
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, weiter umfassend eine Luft
auslaßkammer (56) in der Pumpvorrichtung (10) und erste
Kanäle, die das Schaltventil (60) mit der Luftauslaßkammer
(56) verbinden, sowie zweite Kanäle, die das Betätigungsven
til (70) mit der Luftauslaßkammer (56) verbinden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Betätigungsventil
(70) weiter eine Wärmetauschereinrichtung zum Erhöhen der
Temperatur der zweiten Kanäle umfaßt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Wärmetauscherein
richtung weiter an dem Betätigungsventil (70) angebrachte Me
tallrippen umfaßt.
11. Doppelmembranpumpvorrichtung, umfassend:
- (a) ein Gehäuse (12) mit einem Paar von entlang einer Achse ausgerichteten Membrankammern (30, 32), das einen Gehäusemit telabschnitt aufweist;
- (b) ein Paar von abnehmbaren Deckeln (14, 16), die jeweils an einer der Membrankammern (30, 32) angebracht sind, sowie eine flexible Membran (40, 42), die jeweils zwischen dem Deckel (14, 16) und dem Gehäuse (12) festgeklemmt ist;
- (c) eine verschieblich in den Gehäusemittelabschnitt entlang der Achse eingesetzte Achse (50) und Einrichtungen (48, 49) zum Befestigen der jeweiligen Enden der Achse (50) jeweils an der Membran (40, 42);
- (d) eine Betätigungsventilkammer (52) im Gehäusemittelab schnitt und Einrichtungen zum Fördern von Druckluft in die Betätigungsventilkammer (52);
- (e) ein Betätigungsventil (70) in der Betätigungsventilkammer (56), das Einrichtungen zum selektiven Fördern von Druckluft zu den Membrankammern (30, 32) aufweisen und Steuereinrich tungen für die Einrichtungen zum selektiven Fördern aufweist;
- (f) ein Schaltventil (60) in der Betätigungsventilkammer (52), das mit der Betätigungsventilsteuereinrichtung verbun den ist und ein Einrichtungen zum Ansprechen auf vorbestimmte Positionen der Membranen (40, 42) aufweist, um die Betäti gungsventilsteuereinrichtung zu aktivieren; und
- (g) eine Auslaßkammer (56) in dem Gehäusemittelabschnitt so wie Kanäle, die die Auslaßkammer (56) mit dem Schaltventil (60) und dem Betätigungsventil (70) verbinden.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Betätigungsventil
(70) weiter eine über einer Ventilplatte (62) verschiebliche
Ventiltasse umfaßt, wobei die Ventilplatte (62) drei ausge
richtete Öffnungen aufweist, die Mittelöffnung mit den Kanä
len zur Auslaßkammer (56) verbunden ist, und die beiden ande
ren Öffnungen jeweils mit den Kanälen verbunden sind, die zu
einer der Membrankammern (30, 32) führen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, weiter umfassend einen an
der Ventiltasse befestigten Wärmetauscher.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Wärmetauscher
weiter ein Metallelement mit einer Vielzahl von Rippen um
faßt, die sich in die Betätigungskammer (52) erstrecken.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Betätigungsven
tilsteuereinrichtung weiter wenigstens einen mit der Ventil
tasse verbundenen Luftkolben umfaßt sowie Kanäle, die mit we
nigstens einem Luftkolben und dem Schaltventil (60) verbunden
sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Einrichtung des
Schaltventils (60) zum Ansprechen auf vorbestimmte Positionen
der Membranen (40, 42) weiter ein Paar von Stiften (68, 69)
umfaßt, die verschieblich in dem Gehäusemittelabschnitt ange
bracht sind und deren jeweilige erste Enden in die jeweiligen
Membrankammern (30, 32) vorragen und deren zweite Enden mit
dem Schaltventil (60) verbunden sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Schaltventil (60)
weiter eine über eine Ventilplatte (62) verschiebliche Ven
tiltasse umfaßt, wobei die Ventilplatte (62) drei ausgerich
tete Öffnungen aufweist, deren Mittelöffnung mit den Kanälen
zur Auslaßkammer (56) verbunden ist und jede der anderen Öffnungen
mit Kanälen verbunden ist, die zu wenigstens einem
Luftkolben des Betätigungsventils (70) führen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die zweiten Enden der
Stifte (68, 69) mit der Schaltventiltasse verbunden sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, weiter umfassend einen mit
der Auslaßkammer (56) verbundenen Schalldämpfer (22).
20. Vorrichtung nach Anspruch 11, weiter umfassend eine äu
ßere Kammer in dem Gehäuse in naher Nachbarschaft zur Auslaß
kammer (56) und einen Stromkanal, der die äußere Kammer und
die Betätigungsventilkammer verbindet.
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Legal Events
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Owner name: GRACO MINNESOTA INC., MINNEAPOLIS, MINN., US |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
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R071 | Expiry of right |