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Sicherheitsventil für hydraulisch betriebene Membranpumpen Die Erfindung
betrifft ein Sicherheitsventil für hydraulisch betriebene Membranpumpen, insbesondere
mit aufblähbarer, topfartiger Fördermembran aus Gummi und selbsttätig wirkender
Nachfüllvorrichtung, welches durch den Druck im Arbeitsraum geschlossen gehalten
wird und beim Auftreten eines überdruckes im Druckmittelraum eine zum Druckmittelnachfüllbehälter
führende Umgehungsleitung öffnet.
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Die bekannten Ausführungen derartiger Sicherheitsventile haben den
Nachteil, daß sie nur auf einen bestimmten Druck eingestellt werden können und bei
kleinen Drucküberschreitungen nicht sofort ansprechen. Die dadurch hervorgerufenen
dauernden überbeanspruchüngen der Topfmembran führen zu einem baldigen Platzen derselben.
Da außerdem der Förderdruck einer Pumpe während des Betriebes oft erheblich wechselt,
ist auch schon aus diesem Grunde ein fest eingestelltes Sicherheitsventil unvorteilhaft,
da es einer dauernden Überwachung seiner Einstellung bedarf. Es wurde deshalb schon
vorgeschlagen, die Membranpumpe mit einer Ventilvorrichtung zu versehen, um gegen
zu hohe Drücke innerhalb der Topfmembran eine Sicherheit zu bieten -und auch Leckverluste
der Druckflüssigkeit auszugleichen. Eine solche Ventileinrichtung gestattet sowohl
ein Ablassen von Druckflüssigkeit ,aus dem Druckmittelraum als auch ein selbsttätiges
Nachfüllen von Druckflüssigkeit bei zu niedrigem Druck innerhalb der Topfmembran.
Diese Steuerungseinrichtungen bestehen aus :einem federbielasteten und mit einem
Steuerkolben versehenen Ventil, auf dessen eine Seite im öffnungssinne der Druck
im Druckmittelraum der Pumpe einwirkt, während auf den Steuerkolben, der das Ventil
in geschlossener Lage zu halten bestrebt ist, der Druck des Arbeitsraumes der Pumpe
wirkt. Eine solche Steuerungseinrichtung ist wegen der gleitenden Teile gegenüber
Verunreinigungen selbst bei dauernder Wartung für Pumpen, die der Förderung von
Schlamm, sandhaltigen Flüssigkeiten o. dgl. dienen, ziemlich empfindlich.
Nach
der Erfindung werden nun diese Nachteile dadurch vermieden, daß zwischen dem Deckel
des Pumpengehäuses und einer durchlochten Bodenplatte für das Abstützen der Gummimembran
eine mit einem mittleren, als Ventil dienenden Wulst versehene Membranscheibe eingesetzt
ist, wobei diese Membran einen in der Bodenplatte sich abstützenden federnden Zapfen
trägt. Die Membranscheibe steht also mit ihrer einen Seite mit dem Arbeitsraum und
mit ihrer anderen mit dem Innenraum der Topfmembran in Verbindung. Auf diese Weise
ist es möglich, den Druckunterschied zwischen dem Arbeitsraum und dem Innenraum
der Topfmembran stets gleichzuhalten, so daß dieser nicht einen bestimmten Wert
überschreiten kann.
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Die Membran arbeitet dann besonders gut, wenn ihre Elastizität annähernd
derjenigen der Topfmembran entspricht, In den Figuren ist die Erfindung beispielsweise
dargestellt. Es zeigen: Fig. i die Membranpumpe im Längsschnitt, Fig.2 eine vergrößerte
Darstellung des Kopfstückes nach Fig. i.
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Die Membranpumpe kann einfach oder doppelt wirkend .ausgebildet sein.
Sie besteht aus einem Pumpengehäuse i, dem Saugventil 2 und dem Druckventil
3. In dem Pumpengehäuse ist eine aufblähbare, topfartige Fördermembran ¢
,aus Gummi angeordnet, die bei 5 eingespannt ist. Am linken Ende des Pumpengehäuses
ist beispielsweise ein Tauchkolben. 6 verschiebbar gelagert, der in den Innenraum
7 der Topfmembran 4, der mit reiner Druckflüssigkeit gefüllt ist, ein- und austritt,
die Membran q. also abwechselnd ein- und ausbaucht.
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In der Zeichnung ist der Tauchkolben 6 in der Endstellung des Saughubes
gezeichnet, so daß die topfartige Gummimembran 4 ihre Ruhelage einnimmt. Am oberen
Ende des Pumpengehäuses i ist eine Bodenplatte 8, beispielsweise aus Hart gumnu,
eingesetzt, die Öffnungen 9 hat. Diese Bodenplatte trägt einen Zapfen i o, der in
eine entsprechende Umstülpung i i der Topfmembran 4 eingreift und diese abstützt.
Der Deckel 15 schließt das obere Ende des Pumpengehäuses i ab.
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Erfindungsgemäß ist nun zwischen dem Deckel 15 des Pumpengehäuses
i und der durchlochten Bodenplatte 8 eine Membranscheibe 12 zweckmäßig aus Genuni
eingesetzt, die sich mit ihrem Zapfen 13 in der Bodenplatte abstützt und einen mittleren,
als Ventil wirkenden Wulst 14 hat. Der Zapfen 13 wirkt als Belastungsfeder. Die
Elastizität der Membranscheibe 12 entspricht ungefähr der der Topfmembran 4. Durch
die Membranscheibe wird der zwischen dem Kopfstück 15 und dem Einsatzstück 8 befindliche
Raum in zwei Teile 16 und 17 unterteilt. Durch das Kopfstück 15
ist
eine Leitung 18 geführt, an die der Nachfüllbehälter angeschlossen ist und in die
eine Bohrung i9 mündet, deren Öffnung durch den Wulst 14 verschlossen wird. Außerdem
ist eine Leitung 20 vorgesehen, die durch ein in Fig. i angedeutetes Rückschlagventil
2 i abgeschlossen ist. Die Leitung 2o mündet in den Raum 17 und bat einen
als Umgehungsleitung ausgebildeten Anschluß 22, der bei 23 in das Innere 7 der Topfmembran
4 geführt ist.
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In der Fig. 2 ist lediglich eine andere Ausbildung des Rückschlagventils
2 i, das durch eine Kappe 24 überdeckt ist, dargestellt.
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Die Sicherheitsvorrichtung wirkt wie folgt: Der Raum 17 steht
über die Umgehungsleitung 22 mit dem Raum 7 in Verbindung. Durch die Öffnungen
9 ist der Raum 16 mit dem Arbeitsraum 25 verbunden, so daß auf die eine Seite
der Membranscheibe 12 der in dem Innern 7 der Topfmembran 4 herrschende Druck und
auf die andere Seite der in dem Raum 25 herrschende Druck wirkt. Der Verschluß der
Leitung i g, der durch den wulstförmigen Ansatz 14 der Membranscheibe 12 gebildet
wird, ist somit von dem Verhältnis der Drücke in den Räumen 7 und 25 abhängig. Steigt
der Druck im Raum 7, so daß eine zu große Ausbauchung der Topfmembran eintreten
würde, so wird über die Umgehungsleitung 22 dieser Druck in den Raum 17 fortgepflanzt
und öffnet durch die Wirkung der Membranscheibe 12, i q. die Leitung 19,
so daß Druckwasser über die Leitung 18 in den Nachfüllbehälter abfließen kann. Ist
dagegen der Druck im Raum 7 zu gering, so öffnet sich bei ,geschlossener Leitung
i 9 das Ventil 21, durch das aus dem Nachfüllbehälter Flüssigkeit in den Druckraum
eintritt. Beim normalen Betrieb der Pumpe sind jedoch die Leitungen i9 und 20 geschlossen.
Auf diese Weise ist die Gewähr dafür gegeben, daß die Topfmembran 4 nie zu stark
beansprucht werden kann.