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Membranpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine Membranpumpe, insbesondere
mit Druckluftantrieb mit zwei Membranen, welche durch eine zwischen den Membranen
im Gehäusezwischentei.l axial geführte Stange starr miteinander verbunden sind.
Es sind Pumpen dieser Art bekannt, bei denen der zwischen den Förderflüssigkeitskammern
der Membranen befindliche. "Gehäusezwischenteil mit Saug- und Druckleitungen für
das Fördermittel versehen ist, die Steuermittel dagegen an einer Seite der Pumpe
in einem besonderen Steuerungsgehäuse vorgesehen sind. Diese Bauart hat den Nachteil,
daß die von der Steuerungseinrichtung 'zu den beiden Membranen -führenden Umsteuerungskanäle
große Längenunterschiede aufweisen, wodurch die Gleichmäßigkeit der Bewegung der
<beiden Membranen -beeinträchtigt wird. Außerdem hat diese Bauart infolge der
Anordnung der Steuerungseinrichtung eine.große Baubreite. Ein weiterer Nachteil
dieser Pumpenbauart besteht darin, däß das Steuerungsgehäuse vollkommen ungeschützt
liegt und daher leicht Beschädigungen ausgesetzt ist. Bei einer anderen Bauart solcher
Meiubranpumpen hat man zwei Pumpengehäuse im Abstand voneinander -angeordnet, diese
an der Oberseite dann durch Förderflüssigkeitsleitungen miteinander verbunden und
das die F lüssigkeitsleitung enthaltende Verbindungsstück als Träger der Umsteuervorrichtung
verwendet. Die Bewegung der Umsteuerungsvorrichtung erfolgt .hierbei von der die
benachbarten Membranen verbindenden Stange über ein Hebelgestänge. Diese Pumpe erfordert
sowohl in der Höhe als in,der Breite einen erheblichen Raum und ist in ihrem Aufbau
und ihrer Betriebsweise außerdem sehr verwickelt, Erfindungsgemäß werden diese Membranpumpen
daduFch verbessert, daß die Steuerungseinrichtung für die Druckluft zwischen den
beiden Membranen angeordnet ist und aus einem quer zur Verbindungsstange gelagerten-
Hauptsteuerachieber und einem die Umsteuerung dieses Schiebers vermittelnden Hilfssteuerglied,
das parallel zu der Stange angeordnet ist, besteht. Die gemäß der Er-, findung gewählte
Anordnung führt gerade bei Anwendung einer aus Hilfssteuerglied' und Hauptsteuerschieber
bestehenden, an sich sehr
zweckmäßigen Steuerung zu einer günstigen
Gesamtbauart und den geringst möglichen Abmessungen. Man kann in dem Gehäusezwischenstück,
das mit Rücksicht auf die;, dichtende Führung der MembranverbindunsV', stange eine
gewisse Breitenerstreckung ohne. hin besitzen muß, bei der gemäß der Erfiri= dung
gewählten Anordnung Steuerungsglieder so großer Abmessungen unterbringen, wie sie
im Interesse der exakten Umsteuerung und der Erzielung einer hohen Pumpenleistung
wünschenswert sind. Insbesondere wird es auf diese Weise ermöglicht, ohne Vergrößerung
der Abmessungen der Pumpe den sehr vorteilhaften Flachschieber für die Umsteuerung
hinzuzuziehen. Dieser Flachschieber hat den Vorteil, daß er gegenüber dem von der
Druckluft mitgeführten Staub und sonstigen Unreinigkeiten weitaus empfindlicher
ist als gewöhnliche zylindrische Steuerschieber. Dieser Flachschieber kann mit an
beiden Enden mit Lederstulpen versehenen Steuerkolben im Gehäuse geführt und durch
Vermittlung des Hilfssteuergliedes nahe den Endstellungen der Membranen umgesteuert
werden.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Steuerung
in dem mittleren Gehäuseteil geschützt und trotzdem bequem zugänglich untergebracht
ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der verhältnismäßig glatten und
gefälligen äußeren Form der Pumpe.
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Bei Membranpumpen, bei welchen die benachbarten Membranen nicht miteinander
verbunden sind, ist es zwar schon bekannt, in dem Gehäusezwischenteil einen Steuerschieber
anzuordnen. Aber abgesehen davon, daß es sich hier nicht um eine aus Hilfssteuerglied
und Hauptsteuerschieber bestehende Steuerungseinrichtung handelt, ist bei dieser
Bauart der zylindrische Steuerschieber in der Mitte und parallel zur Membranachse
verschieblich gelagert. Wollte man bei Pumpen gemäß der Erfindung den verhältnismäßig
lang bemessenen Steuerschieber in dieser vorbekannten Weise unterbringen, so ergäbe
sich eine ganz erhebliche Vergrößerung der Baubreite.
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Eine zweckmäßige Ausführung der Membranpumpe erhält man, wenn erfindungsgemäß
der mit Steuerkolben in zylindrischen Bohrungen des Pumpengehäusezwischenteils geführte
Hauptsteuerschieber oberhalb der waagerecht angeordneten Membranverbindungsstange
in einer mit der Druckluftleitung verbundenen Kammer geführt ist, welche über einen
vom Steuerschieber abgedeckten, abwechselnd mit den unmittelbar zu den Triebmittelräumen
der Membran führenden Kanälen verbindbaren Kanal mit einer die Membranverbindungsstange
umschließenden Ringkammer verbunden ist, die eine quer zur Pumpenlängsachse gerichtete
Auspuffleitung 4esitzt.
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r.;-,;. `Hierdurch wird das Zwischenstück zwir`sehen den Membrankamrnern
sowohl für die @'u= und Ableitung der Druckluft weitgehendst '.ausgenutzt und die
Verbindungskanäle vom Hauptsteuerschieber zu den Triebmittelkammern der Membranen
bzw. zur Auspuffleitung sehr kurz gehalten. Durch die die Membranverbindungsstange
umschließende Ringkammer erfährt der Auspuffkanal unmittelbar hinter dem Hauptsteuerschieber
eine Erweiterung, so daß erhebliche Strömungswiderstände nicht auftreten können.
Es ist an sich bei Membranpumpen bekannt, um den Steuerschieber herum Ringkanäle
anzuordnen und diese mit einer Auspuff- bzw. Luftzuleitung zu verbinden. Die Erfindung
erstreckt sich jedoch nicht auf eine solche Anordnung von Ringkammern um Steuerschieber.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Fig. i ist ein senkrechter Längsschnitt, Fig.2 teils eine Ansicht,
teils ein senkrechter Querschnitt nach Linie II-II in Fig. i. Mit i. und ib sind
die zwei mit Saugventilen 3 ausgestatteten Saugkammern am untersten Ende der Pumpe,
mit 2" und 2b die die Druckventile enthaltenden Druckwasserleitungen bezeichnet,
welche oberhalb der Pumpe zu einer einzigen Rohrleitung zusammengefaßt sind. Mit<
5 und 6 sind aus je zwei Teilen zusammengesetzte Gehäuse bezeichnet, deren einander
zugekehrte Teile in Form eines einzigen Gußstückes ausgeführt sind. Die Gehäuse
5 und 6 schließen die beiden Räume ein, in denen die senkrecht gestellten Membran
7 und 8 waagerecht hin und her bewegt werden. Dabei grenzen die Membranen mit den
einander abgewandten Seiten an die Wasserräume, während die einander zugewandten
Seiten mit den Triebmitteln in Verbindung gebracht werden. Jede dieser Membranen
ist in bekannter Weise in ihrer Mitte beiderseitig mit je einer Platte 9. versehen,
die untereinander und mit einer die beiden Membranen verbindenden Stange io fest
verbunden sind. Durch die Anordnung dieser Stange ist die Bewegung der beiden Membranen
zwangsläufig in völlige Übereinstimmung nach Richtung und Geschwindigkeit gebracht.
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Oberhalb der Stange io und quer zu ihrer Mittelachse erstreckt sich
eine ständig von dem Regulierhahn 13 und dem Kanal 12 aus mit Dfuckluft erfüllte
Kammer i i. An deren Grund ist der Schieberspiegel iia für den als Flachschieber
ausgebildeten Hauptschieber 1q. vorgesehen. Der Hauptschieber 1q. ist in bekannter
Weise mit um die Schieberstange
i 7 hochgeführten Ansätzen 15. versehen,
gegen deren Stirnflächen sich Bunde 16 der Schieberstange anlegen und auf
diese Weise die Bewegung des Schiebers in seiner Fortbewegungsrichtung sichern,
ohne ihn jedoch an Bewegungen senkrecht zum Schieberspiegel zu hindern. An den Enden
der Schieberstange 17 sind zwei verschieden große Kolben 18 und i9 vorgesehen, deren
der Kammer i i zugewandte Flächen unausgesetzt unter der Einwirkung der Druckluft
stehen. Die Kolben sind in entsprechend verschieden großen, aber von Durchbrechungen
und Kanälen völlig freien Buchsen 21 geführt. Um den schädlichen Einfluß des in
der Preßluft enthaltenen Staubes und der . Fremdkörper soweit wie möglich auszuschalten,
sind die Kolben mit Stulpdichtungen 2o versehen. Die Außenfläche des kleineren Kolbens
18 steht durch die Bohrung 22 in dem die Schieberbuchse nach außen hin abschließenden
Deckel ständig unter dem Druck der Außenluft. Die Außenfläche des größeren Kolbens
hingegen wird durch einen Kanal 34 entweder mit dem Auspuff, d. h. mit der Außenluft,
oder mit dem Triebmittel in Verbindung gebracht, j e nachdem ob der Flachschieber
14 in der einen 'oder anderen Grenzlage steht.
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Um die an den Membranen vorgesehenen Räume für Förderflüssigkeit und
Triebmittel .in der richtigen Reihenfolge mit Luft bzw. Wasser zu beaufschlagen,
weist der Schieberspiegel, in Richtung der 'Schieberbewegung gesehen, drei Kanäle
auf. Der mittlere Kanal 23 führt zu einem um die Stange io herumgeführten Ringraum
in dem zwischen beiden Pumpen ausgebildeten Gehäuse und steht hierdurch mit dem
Auspuffrohr 27 in Verbindung. Die beiden anderen Kanäle 24 und 25 führen zu je einem
der mit dem Triebmittel zu beaufschlagenden Räume an den Membranen. Die Abmessungen
der Kanäle und des Schiebers und der Hub des letzteren sihd so bemessen, daß immer
einer der außenliegenden Kanäle, beispielsweise 24, mit der Kammer i i und der andere
Kanal, beispielsweise 25, durch das Innere des Schiebers 14 hindurch mit dem Raum
26 und dem Auspuffrohr 27 in Verbindung ,steht. Bei der gezeichneten Phase des Steuervorganges
strömt durch den Kanal -24 Preßluft .in die entsprechende Luftkammer an einer der
Membranen, während die andere Luftkammer mit der Atmosphäre in Verbindung gebracht
ist und sich entspannt. Auf diese Weise wird erreicht, daß, während die eine Membran
unter dem Einfluß des Preßluftdruckes bewegt wird, die Luftkammer der anderen mit
der Atmosphäre in Verbindung steht und daher den von der anderen Membran ausgeübten
Antrieb nicht hindern kann. Zur Steuerung der Kolben i8 und i9. und damit des Schiebers
14 und der ganzen Pumpe ist ein Hilfssteuerglied 28 vorgesehen. Es besteht im wesentlichen
in einer niedrigen zylindrischen Scheibe 28, die mit einem Zapfen 3i im Pumpengehäuse
drehbar gelagert und durch eine Feder 30 _ ständig mit ihrer Dichtungsfläche an
eine am Gehäuse der Pumpe ausgearbeitete Dichtungsfläche angepreßt wird.' In 'die
Dichtungsfläche der Scheibe 28 ist eine viertelkreisförmige Ausnehmung eingearbeitet.
Der Antrieb der Scheibe 28 muß entsprechend der Eigenart der Membranpümpen in, zum
mindesten nahe den Grenzstellungen der Membranen erfolgen. Zu diesem Zweck ist die
Scheibe 28 an ihrem Außenumfang mit einer Verzahnung versehen, deren Zähne mit denen
einer waagerecht geführten Stange 29 in bzw. nahe den Grenzstellungen der Membranen
kämmen. Die Stange 29 ist beim Ausführungsbeispiel in dem zwischen den beiden Membranen
angeordneten Pumpengehäuse frei _verschiebbar gelagert und wird, wie Fig. i -deutlich
erkennen läßt, entsprechend der Länge des in das Gehäuse 5 oder 6 hineinragenden
Endes 29, von den Metallplatten 9 an den Membranen aus um den Steuerhub verschoben.
In Abweichung von Fig. i, bei welcher die Stange 29 der Deutlichkeit halber unterhalb
der Stange io gezeichnet ist, sie liegt in Wirklichkeit etwas seitlich und oberhalb
dieser Stange io, wie Fig. 2 erkennein läßt, könnte auch die Stange io zur Steuerung
des Hilfssteuergliedes 28 herangezogen werden, wenn man sie mit einer passend gewählten
Verzahnung versehen würde.
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In die dem Hilfssteuerglied 28 zugekehrte Dichtungsfläche des Pumpengehäuses
münden drei Kanäle 32, 33 und 34. Durch Kanal 32 wird aus der Kammer i i hei Triebmittel
herangeführt; Kanal 34 stellt eine Verbindung zu der außenliegenden Fläche des größeren
Verschiebekolbens i9 her und Kanal 33 eine Verbindung mit dem Auspuffrohr 27. Wird
nun das Hilfssteuerglied 28 in die eine oder andere seiner Arbeitslagen gebracht,
so wird entweder über die Kanäle 32 und 34 die Außenfläche des Kolbens i9 mit Preßluft
beaufschlagt oder über die Kanäle 34 und 33 mit der Außenluft in Verbindung gebracht.
Diesen beiden Betriebszuständen entspricht die eine oder andere Grenzlage des Schiebers
14 und dementsprechend der Links-- oder Rechtshub der beiden miteinander verbundenen
Membranen.