DE69516820T2

DE69516820T2 - Membranpumpe und Membranpumpendeckel

Info

Publication number: DE69516820T2
Application number: DE69516820T
Authority: DE
Inventors: Harold D. Johnson; David J. Kvinge
Original assignee: Graco Inc
Current assignee: Graco Minnesota Inc
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1995-11-09
Publication date: 2000-10-12
Anticipated expiration: 2015-11-10
Also published as: EP0716230B1; DE69516820D1; TW330967B; JPH08210255A; EP0716230A2; US5567130A; EP0716230A3; KR960018244A

Description

Die Erfindung betrifft Fluidabdeckungen (Fluiddeckel) für Membranpumpen. Insbesondere betrifft sie Rippengestaltungen von Fluidabdeckungen.
Luftbetriebene Doppelmembranpumpen sind seit vielen Jahren für eine Vielzahl von Anwendungen bekannt und werden dafür eingesetzt. In den vergangenen Jahren wurden kunststoff-geformte Versionen derartiger Pumpen aufgrund der größeren chemischen Kompatibilität, welche durch verschiedene verfügbare Kunststoffmaterialien geboten ist, zunehmend verbreitet. Derartige Kunststoffpumpen wurden hauptsächlich in kleineren Größen populär, da es typischerweise erforderlich war, größere Kunststoffpumpen aus Metall herzustellen, um eine hinreichende Festigkeit für diese Größen zu erreichen. Während verschiedene Rippengestaltungen verwendet wurden, um die
Festigkeit der Fluidgehäuse zu vergrößern, neigen derartige Gehäuse immer noch dazu, relativ geringe Berstfestigkeiten aufzuweisen, oder erfordern die Verwendung stärkerer gefüllter Materialien, um eine hinreichende Festigkeit zu erzielen.
Die EP-A-0308541 offenbart eine Membranpumpe mit einer verstärkten Druckkammer. Die DE-A-22 55 414 beschreibt ein Sicherheitsventil für eine Membranpumpe.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine aus einem Kunststoffmaterial formbare Konstruktion bereitzustellen, welche eine hinreichende Festigkeit erreicht, um einen sicheren Betrieb bei hohen Drücken bereitzustellen, und welche leicht und kostengünstig aus einfach erhältlichen und kostengünstigen Materialien geformt werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, eine hohe Festigkeit sowohl bei Umgebungstemperaturen als auch bei hohen Temperaturen bereitzustellen und mögliche Leckagewege zu reduzieren. Durch die Gestaltung einer starken Fluidabdeckung können einstückige Einlaß- und Auslaßkrümmer verwendet werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Membranpumpen- Fluidabdeckung vorgesehen, umfassend:
eine äußere Umfangsrippe;
eine Mehrzahl von radial verlaufenden Rippen; und
eine Mehrzahl hohlzylindrischer Befestigungsaugen, welche um den Umfang der Abdeckung herum im Abstand angeordnet sind, und welche jeweils einen Innenumfang und einen Außenumfang aufweisen, wobei der Innenumfang jedes Befestigungsauges eine jeweilige Befestigungsöffnung definiert, dadurch gekennzeichnet, daß:
der Außenumfang von jedem Befestigungsauge den Abstand zwischen zwei benachbarten radialen Rippen überbrückt, und somit mit diesen zusammenhängt.
Das Vorsehen der äußeren Umfangsrippe versteift den Umfang der Abdeckung. Wenn ferner die Befestigungsöffnungen insgesamt oder zum Teil in der Außenumfangsrippe angeordnet sind, wirkt die Rippe derart, daß sie jede Schwächung aufgrund der Öffnungen kompensiert.
Das Vorsehen von radial verlaufenden Rippen versteift die Abdeckung über deren Oberfläche.
Das Vorsehen der Umfangsrippe und der radial verlaufenden Rippen führt sowohl unabhängig voneinander als auch in Kombination zu einer verbesserten Versteifung der Abdeckung in dem Bereich, welcher den Fluideinlaß und -auslaß umgibt. Ein derartiger einstückiger Einlaß- und Auslaßkrümmer kann in einer Membranpumpe mit einer derartigen Abdeckung verwendet werden.
Eine erfindungsgemäße Abdeckung, welche beispielsweise eine äußere Umfangsrippe und eine Mehrzahl von radial verlaufenden Rippen umfaßt, kann eine reduzierte Anzahl an Fixiermitteln erfordern. Demzufolge werden die bei der Herstellung einer derartigen Abdeckung verursachten Kosten sowie die Herstellungszeit reduziert.
Die Abdeckung kann eine oder mehrere weitere Umfangsrippen umfassen. Bevorzugt weist diese eine weitere Umfangsrippe auf, welche nahe der Mitte der Abdeckung oder zusammenhängend mit dieser vorgesehen ist, und/oder eine weitere Umfangsrippe nahe der Außenumfangsrippe.
Bei einer Abdeckung mit einer Außenumfangsrippe und einer oder mehreren weiteren Umfangsrippen nimmt optional die Höhe der Rippen von der Mitte des Gehäuses nach außen zu dem Außenumfang zu. Die radial verlaufenden und in Umfangsrichtung verlaufenden Rippen weisen dort, wo sie sich schneiden, im wesentlichen dieselbe Höhe auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Membranpumpe mit einer oder mehreren Fluidabdeckungen gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Membranpumpen-Fluidabdeckung eine haubenförmige Fluidkammer-Oberfläche auf und umfaßt eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke, eine Außenumfangsrippe, eine Mehrzahl von radial verlaufenden Rippen und eine Mehrzahl von Befestigungsöffnungen, welche in der Außenumfangsrippe und zwischen den radial verlaufenden Rippen angeordnet sind, wobei die Anzahl der radial verlaufenden Rippen größer als die Anzahl der Befestigungsöffnungen ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Fluidabdeckung derart ausgebildet, dass sie aus einem Material, wie beispielsweise Polypropylen, geformt ist. Eine Mehrzahl von Rippen erstrecken sich von der Außenoberfläche der Haube der Abdeckung und es sind im allgemeinen drei Umfangsrippen und eine Mehrzahl von radial verlaufenden Rippen vorgesehen, welche ein Rippensystem bilden, das eine Verbesserung der vorliegenden Erfindung bereitstellt.
Insbesondere erstreckt sich eine Außenumfangsrippe über den Umfang der Vorrichtung. Eine Mehrzahl von radial verlaufenden Rippen erstreckt sich von dem Zentrum der Fluidabdeckung nach außen und schneidet die Außenumfangsrippen. Es ist eine Mehrzahl von Befestigungsöffnungen in der Abdeckung vorgesehen, um zu ermöglichen, daß diese über Bolzen oder anderweitig an dem Mittenbereich der Pumpe befestigt wird. Die Befestigungsöffnungen sind in der Außenumfangsrippe und zwischen den radial verlaufenden Rippen angeordnet. Es ist eine geringere Anzahl an Fixiermitteln als radiale Rippen vorgesehen, da die Gestaltung keine große Anzahl von Fixiermitteln erfordert. Nahe benachbart der Außenumfangsrippe ist eine Zwischenumfangsrippe angeordnet, während eine Innenumfangsrippe dem Zentrum der Haube benachbart angeordnet ist.
Es wird ein einstückiger Krümmer verwendet, welcher die Anzahl von Fluidwegen stark verringert, bei welchen möglicherweise eine Leckage auftreten kann.
Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlicher ersichtlich, welche in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wurde, wobei gleiche Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Teile in den einzelnen Ansichten betreffen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, bei welchen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Pumpe ist, welche die Fluidabdeckung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet;
Fig. 2 eine Ansicht ist, welche eine Hauptaußenoberfläche der Fluidabdeckung zeigt;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Fluidabdeckung ist;
Fig. 4 eine Endansicht der Fluidabdeckung ist;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Innenseite der Fluidabdeckung ist;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Fluidabdeckung ist;
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang Linie 7-7 aus Fig. 2 ist;
Fig. 8 eine Schnittansicht entlang Linie 8-8 aus Fig. 2 ist;
Fig. 9 eine Schnittansicht entlang Linie 9-9 aus Fig. 2 ist.
Die luftbetriebene Doppelmembranpumpe eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, welche allgemein mit (10) bezeichnet ist, ist am besten in Fig. 1 gezeigt und aus dieser ersichtlich, und umfaßt im allgemeinen zwei Fluidgehäuse (12), welche an diese angebracht einen Einlaßkrümmer (14) und einen Auslaßkrümmer (16) umfassen. An jedem Fluidgehäuse sind Luftgehäuse (18) befestigt und auch einstückig angeformt. Eine (nicht gezeigte) Membran ist zwischen jedem Luftgehäuse (18) und Fluidgehäuse (12) zwischengeordnet. Ein Luftventilabschnitt (nicht gezeigt) ist zwischen den Luftgehäusen (18) angeordnet.
Wendet man sich nun spezieller dem Fluidgehäuse (12) der vorliegenden Erfindung zu, so ist die Haube (20) am besten in Fig. 9 ersichtlich und weist eine Dicke von näherungsweise 0,4 Zoll (10,2 mm) auf. Der Durchmesser der Fluidkammer in der Haube ist näherungsweise 5,88 Zoll (14,9 cm). Die Haube (20) umfaßt eine Innenoberfläche (20a) und eine Außenoberfläche (20b). Die Haube (20) weist auch eine Dichtoberfläche (20c) mit einer ringförmigen Ausnehmung (20d) zum Aufnehmen und Halten eines Membranrandes auf. Die Dichtoberfläche (20c) ist an dem Flansch (20e) angeordnet, welcher eine Außenumfangsrippe (22) aufweist, die sich von diesem nach oben erstreckt.
Geringfügig innerhalb der Außenumfangsrippe (22) ist eine Zwischenumfangsrippe (24) angeordnet. Eine Innenumfangsrippe (26) ist benachbart dem Zentrum der Haube (20) angeordnet. Die Außenumfangsrippe (22) erstreckt sich vom Flansch (20e) näherungsweise um 0,8 Zoll (20,3 mm) nach oben. Die Zwischenumfangsrippe (24) erstreckt sich von der Außenoberfläche (20b) um näherungsweise 1,07 Zoll (27,2 mm) an deren Außenseite und um näherungsweise 0,72 Zoll (18,3 mm) an deren Innenseite nach oben. Die Innenumfangsrippe (26) erstreckt sich näherungsweise um 0,46 Zoll (11,7 mm) an ihrer Außenseite und näherungsweise 0,23 Zoll (5,84 mm) an ihrer Innenseite nach oben. Wie deutlicher in Fig. 9 ersichtlich, folgen die radial verlaufenden Rippen (28) der von der Oberseite der jeweiligen Rippen (22, 24 und 26) gebildeten Kontur, um einen glatten Übergang zwischen diesen auszubilden.
Es ist eine Mehrzahl von Befestigungslöchern (30) an der Außenumfangsrippe (22) angeordnet, welche dazu verwendet werden, die Pumpe (10) durch das Einführen von Bolzen oder anderen herkömmlichen Befestigungsmechanismen daran zu befestigen. Ein zentrales Auge (32) dient dazu, radial verlaufende Rippen (28) zu begrenzen. In die Abdeckung (12) sind Einlaß (34)- und Auslaß (36)-Flansche eingeformt und dienen jeweils als Ende des Einlaßkanals (38) und des Auslaßkanals (40).
Die als bevorzugtes Ausführungsbeispiel genannten Dimensionen und Figuren sind für die Verwendung bei einer 1 Zoll (25,4 mm)-Pumpe ausgelegt, welche aus Polypropylen hergestellt ist und eine Berstfestigkeit von näherungsweise 3,45 · 10&sup6; Nm&supmin;² (500 psi) bereitstellt. Die Gestaltung ist natürlich auch für Pumpen anderer Größen geeignet.
Es ist zu berücksichtigen, daß verschiedene Veränderungen und Modifikationen bei der Pumpe vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims

1. Membranpumpen-Fluidabdeckung (12), umfassend:

eine Außenumfangsrippe (22);

eine Mehrzahl von radial verlaufenden Rippen (28); und

eine Mehrzahl von hohlzylindrischen Befestigungsaugen, welche um den Umfang der Abdeckung herum im Abstand angeordnet sind, und jeweils einen Innenumfang und einen Außenumfang aufweisen, wobei der Innenumfang von jedem Befestigungsauge eine jeweilige Befestigungsöffnung definiert, dadurch gekennzeichnet, daß:

der Außenumfang von jedem Befestigungsauge den Abstand zwischen zwei benachbarten radialen Rippen überspannt, so daß dieser mit diesen zusammenhängt.

2. Membranpumpen-Fluidabdeckung nach Anspruch 1, wobei die Außenumfangsrippe im Abstand nach radial innen von einem äußersten Umfang der Abdeckung angeordnet ist.

3. Membranpumpen-Fluidabdeckung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner umfassend eine Zwischenumfangsrippe (24), welche radial innerhalb der Außenumfangsrippe im Abstand angeordnet ist, und eine radiale Verstrebung, welche sich im wesentlichen von der Zwischenumfangsrippe zu einem Befestigungsmittel-Außenumfang erstreckt.

4. Membranpumpen-Fluidabdeckung nach Anspruch 3, wobei die Zwischenumfangsrippe nahe der Außenumfangsrippe liegt.

5. Membranpumpen-Fluidabdeckung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Einlaß (38)-Kanal und einen Auslaß (40)-Kanal und ferner den Kanälen benachbarte hohlzylindrische Befestigungsaugen, welche jeweils einen Innenumfang und einen Außenumfang aufweisen, wobei der Innenumfang von jedem weiteren Befestigungsauge eine jeweilige Befestigungsöffnung definiert, wobei der Außenumfang von jedem weiteren Befestigungsauge mit lediglich einer einzelnen radialen Rippe zusammenhängt.

6. Membranpumpen-Fluidabdeckung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei diese eine haubenförmige Kammeroberfläche (20) aufweisen.

7. Membranpumpen-Fluidabdeckung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Innenumfangsrippe (26), welche benachbart dem Zentrum der Abdeckung angeordnet ist.

8. Membranpumpen-Fluidabdeckung nach Anspruch 7, wobei eine Höhe der Außenumfangsrippe größer ist als die der Innenumfangsrippe.

9. Membranpumpen-Fluidabdeckung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei die radial verlaufenden Rippen sich von der Außenumfangsrippe zu der Innenumfangsrippe hin verjüngen.

10. Membranpumpen-Fluidabdeckung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, ferner umfassend Einlaß (34)- und Auslaß (36)-Flansche, welche die Einlaß- und Auslaßkanäle begrenzen.

11. Membranpumpe (10), umfassend wenigstens eine Fluidabdeckung (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche.

12. Membranpumpe nach Anspruch 11, umfassend:

zwei Fluidabdeckungen (12);

einen Mittenabschnitt, welcher Luftkammern und ein Luftventil umfaßt;

einen einstückigen Einlaßkrümmer (14), welcher an den Fluidabdeckungen (12) befestigt ist; und

einen einstückigen Auslaßkrümmer (16), welcher an den Fluidabdeckungen (12) befestigt ist.