DE7017027U

DE7017027U - Pneumatisch angetriebener doppel-membranpulsator.

Info

Publication number: DE7017027U
Application number: DE19707017027
Authority: DE
Original assignee: Westfalia Separator GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 1970-05-06
Filing date: 1970-05-06
Publication date: 1970-08-06

Description

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Pneumatisch angetriebener Doppel-Membranpulsator

Die Neuerung bezieht eich auf Pul? »toren für MeIkmaschines, die von dem von der Vakuumpumpe erzeugten Melkvakuum angetriebsn werden und in die Melkbecher-Zwischenräume abwechselnd Unterdruck und atmosphärische Luft einsteuern und dadurch den Wechsel von Saug- und Entlastung*takt bewirken. Sie bezieht sich insbesondere auf Membruapuleatoren, bei denen zwei Membran! lammern wechselweise mit der Unterdruckleij und der atmosphärischen Luft verbunden werden. Ein solr Membranpulsator ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift f^Tr. 1 O65 2Λ? bekannt.

Im Wechseltakt arbeitende Membranpulsatoren der bisher bekannten Bauart haben zwei membrangesteuerte Ventile, die die zu den Melkbecher-Zwischenräumen führenden Pulsleitungen wechselweise mit der Unterdruckleitung und *.-r atmosphäre verbinden. Die Pulsfrequenz kann durch Lro-^elang de· Lufteintritts innerhalb weiter Grenzen verändert werden. Zu diesem Zweck ist in die I-uftainlaßöffnung ein von außen zu betätigendes Nadelventil eingebaut. Da aber die atmosphärische Luft immer in der gleichen Richtung von außen nach innen strömt, entsteht der Nachteil, daß der mit der St^lluft eingesogene Staub sich zunehmend am Nadelventil festsetzt, wodurch der Strömungsquerschnitt verringere wird. Das hat eine ungewollte Veränderung der Pulsfrequenz zu' Folge.

Aus der österreichischen Patentschrift Nr. 267 949 iet ein Doppel-Membranpulfiator bekannt, bei dem Jede Membran einen Raum in zwei Kammern teilt. Die beiden äußeren Membrankammern sind vollständig verschlossen und mit einer Flüssigkeit gefüllt. Sie sind außerdem durch ein die Membranen und die Stirnwände der inneren Membrankammern durchsetzendes Röhrchen miteinander verbunden, so daß die Membranen gleichsinnige Bewegungen ausführen. Die beiden inneren Membrankam-

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mem sind die eigentlichen Steuerkammern. In sie wird mittels mechanischer Steuerglieder wechselweise Unterdruck und atmosphärische Luft eingesteuert. Wenn sich die eine Membran nach außen wölbt, wölbt sich die andere nach innen, wobei sich, das Volumen der ~±Ti~Tl ö.«!?***·«« Meisbrankammer verkleinert und das der anderen vergrößert. Dabei wird ein Teil der Flüssigkeit aus der sich verkleinernden Membrankammer durch dao Verbindungsröhrchen in die andere Kammer verdrängt. Das Verbindungsröhrchen ist an beiden Enden mit je einer Düse versehen, die die Verdrängung der Flüssigkeit beeinflussen und dadurch die Dauer eines Hin- und Hergange· bestimmen. Die Steuerglieder werden von dem hin- und hergehenden Verbindungsröhrchen betätigt, wodurch die inneren Membrankammern und die Pulsleitungen im Rhythmus der durch die Flüssigkeitsverdrängung gegebenen Frequenz umgeschaltet werden.

Mit dieser Konstruktion sollen durch die Verwendung eines flüssigen Dämpfungsmittels die bei den genannten Nadelventilen auftretenden ungewollten Änderungen der Pulefrequenz ausgeschaltet werden.

Nun muß aber das die Stirnwände der inneren Membrankammern durchsetzende Verbindungsröhrchen einen abdichtenden Gleitsitz haben, wenn ein unerwünschter Abbau des Unterdruckes in diesen Kammern durch eintretende atmosphärische Luft verhindert werden soll.

Da aus reibungstechnischen Gründen die Stirnwände der genannten Membrankammern einerseits und das Verbindungsröhrchen andererseits aus verschiedenen Metallen bestehen müssen, ergibt sich infolge des unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten bei TemperatürSchwenkungen auch ein unterschiedliches Spiel. Bei zu großem Spiel des Gleitsitzes tritt während der Einsteuerung von Unterdruck atmosphärische Luft durch diesen Spalt in die betreffende Membrankammör ein, wodurch der Aufbau des Unterdruckes verzögert wird. Ein zu strammer Sitz hemmt mechanisch die Bewegungen des Verbindungsröhrchens. Auch die Viskosität der verwendeten Flüssigkeit ist tempera-

turabhängig, so daß die wechselnde Verdrängung mal schneller und mal langsamer vor sich geht. Eine konstante Pulsfrequenz läßt sich deshalb mit diesem Pulsator nicht erreichen.

Nachteilig bei diesem bekannten Pulsator ist außerdem die hohe Zahl der beweglichen und zu wartenden Teile, sowie der genannte Umstand, daß vier Membrankammern erforderlich sind, von denen die pneumatisch gesteuerten Innenkammern sowohl gegenüber den flüssigkeitführenden Außenkammern als auch gegenüber der äußeren Atmosphäre abgedichtet sein müssen.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine einfachere Konstruktion für einen Doppel-Membranpulsator zu schaffen, der nur wenige bewegliche und völlig wartungsfreie Teile ' sitzt, der nur zwei Membrankammern als Steuerkammern erfordert, die keinerlei Dichtungsprobleme mit sich bringen, der praktisch völlig temperaturunabhängig ist und deshalb eine gute Konstanz der Pulsfrequenz ergibt.

Die Neuerung ist dadurch gekennzeichnet, daß die außenliegenden Membrankammern als Steuerkammern dienen, die wechselweise von einem Freikolben mit der Unterdruckquelle und der Atmosphäre verbunden werden, der seinerseits vom Steuerschieber zwischen seinen beiden Endlagen umgesteuert wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungabeispiel der Neuerung dargestellt, und zwar zeigt

Fig.1 einen Horizontalschnitt durch den Pulsator und Fig.2 eine Draufsicht auf die Unterseite des Steuerschiebers .

Der Pulsator besteht aus einem Gehäuse 1, in dem zwei Membranen 2 und 3 mit ihrem äußeren Rand fest eingespannt sind derart, daß auf ihrer Außer3eite zwei Steuerkammern 4 und entstehen. Die Membranen 2 und 3 sind durch eine Stange 6 miteinander verbunden, an der ein Steuerschieber 7 befestigt ist, der bei den Hin- und Herbewegungen der Stange 6 mit seiner

Unterseite auf dem Spiegel des Blocks 8 gleitet. Das Gehäuse 1 ist mit einem Rohrstutzen 9 für den Anschluß der Unterdruckleitung und mit zwei Rohrstutzen 10 und 11 für den Anschluß der Pulsleitungen versehen. Der Block 8 weist dr*e± Aussparungen 15? _; I3 «rsd 1A- auf, von denen die mittlere Aussparung I3 mit dem Vakuumstutzen 9» die Aussparung 12 mit dem Rohrstutzen 10 und die Aussparung 14 mit dem Rohrstutzen 11 in Verbindung steht. Der Steuerschieber 7 ist auf seiner Unterseite mit einer Aushöhlung 15 versehen (Fig.2), die bei den axialen Bewegungen der Stange 6 die mit der Unterdruckleitung 9 in Verbindung stehende Aussparung I3 wechselweise mit den Aussparungen 12 und ^k und somit i· it den Pulsleitungsstutzen 10 und 11 verbindet.

Wenn der Schieber 7 bei seiner Bewegung in die rechte Endstellung die Unterdruckleitung 9 über die Aussparung 13» die Aushöhlung 15 im Steuerschieber 7 und die Aussparung Ik mit der Pulsleitung 11 verbindet, gibt er die Aussparung 12 für den Eintritt atmosphärischer Luft frei, so daß in der Pulsleitung 10 atmosphärischer Druck herrscht. Bei der Bewegung des Schiebers in die linke Endstellung wird die Pulsleitung mit der Unterdruckquelle und die Pulsleitung 11 mit der Atmosphäre verbunden.

Für die Umsteuerung der Membrankammerη k und 5 ist der Pulsator gemäß der Neuerung mit einem Freikolben 16 ausgerüstet, der in einem Zylinder geführt wird. Er ist im mittleren Teil mit zwei kolbenringartigen Verstärkungen I7 und 18 und an seinen Enden mit gleichartigen Verstärkungen I9 und versehen, die mit Gleitsitz an der Zylinderwand anliegen. Vom Schieberspiegel des Blocks 8 gehen zwei Kanäle 21 und ab, die über Kreuz zu den äußeren Enden des Führungszylinders des Freikolbens 16 führen.

In seiner rechten Endstellung verbindet der Schieber 7 mittels der zungenförmigen Aushöhlung 15a auf seiner Unterseite (Fig.2) die Unterdruckquelle mit dem Kanal 22 und gibt den Kanal 21 für den Eintritt atmosphärischer Luft frei. Dadurch wird der

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! Freikolben 16 aus der dargestellten Endlage in die andere

ί Endlage verschoben. Xn seiner linken Endstellung verbindet

• der Schieber 7 den Kanal 21 mit der Unterdruckquelle und

, gibt den Kanal 22 für den Eintritt atmosphärischer Luft

j frei. Dadurch wird der Freikolben 16 wieder in die darge-

^: _;. stellte Lage verschoben.

Vom Unterdruck-Anschlußstutzen 9 führt eine Bohrung 23 zur

I Mitte des Führungszylinders des Freikolbens 16. Seitlich

!; versetzt gehen von diesem Zylinder die Eintrittsöffnungen 24

I und 25 der Kanäle 26 und 27 ab. Der Kanal 26 führt zur Steu-

■: erkammer k und der Kanal 27 zur Steuerkammer 5. Der Abstand

\ der Öffnungen 2k und 25 ist so bemessen, daß der Freiko'ben

I in der einen Endstellung die Bohrung 23 mit der Öffnung 25

i- verbindet und die Öffnung 2k für den Eintritt atmosphärischer

! Luft freigibt und umgekehrt.

^; Damit gewährleistet ist, daß sich der Freikolben zu Beginn

ι des Betriebes in einer seiner Endlagen befindet, ist an sei-

: nen Stirnflächen ein kleiner Daues^uiaguet singesetst.

ί Die Pulsfrequenz des Pulsators liegt fest und wird durch die

j Größe der Düsen 30 und 3I bestimmt, die in die Steuerkanäle

ί 26 und 27 eingesetzt sind. Durch diese Anordnung wird er-

j reicht, daß die in die Kammern k und 5 eingesteuerte und aus

diesen Kammern abgesogene Luft die Düsen in beiden Richtungen durchströmt und Ablagerungen verhindert. Für die weitgehende Reinigung der atmosphärischen Luft ist wie bei bekannten Pulsatoren ein Filter vorgesehen. Die Aushöhlung 15 auf der Unterseite des Schiebers 7 kann in ihrer Breite so besessen sein, daß sich die Einsteuerungen von Unterdruck in die Pulsleitungen 10 und 11 übersehneiden, wodurch ein verlängerter Sauctakt und ein verkürzter Entlastungstakt erreicht wird.

Der Pulsator arbeitet in folgender Weise.

Nach dem Anschließen der Unterdruckleitung an den Rohrstutaen 9 und der Pulsleitungen an die Ro—_stutzen 10 und 11 steht in der dargestellten Endlage des Freikolbens 16 die Unterdruckleitung 9 über die Bohrungen 23, 25 und den Kanal 26 eiν der

Steuerkammer k in Verbindung, während in dan Kanal 24 atmosphärische Luft eintritt. Infold = .'vü -en wölben sich die bei-

schieber 7 einerseits die Verbindung zwischen der Pulsleitung 11 und der Unterdruck führenden Aussparung 13 und andererseits zwischen der Pulsleitung 10 und der Atmosphäre herstellt. In seiner rechten Endstellung ist auch der Kanal 22 mit der Unterdruckquelle und der Kanal 21 mit der Atmosphäre verbunden. Dadurch wird der Freikolben 16 in die andere Endstellung verschoben, der nun die Steuerkammer 5 mit der Unterdruckquelle und die Kammer 4 mit der Atmosphäre verbindet. Nach dieser Umsteuerung führen die Membranen 2 und mit ihrer Verbindungsstange 6 und dem Steuerschieber 7 eine gegenläufige Bewegung aus, so daß nun die Pulsleitung 10 mit der Unterdruckquelle und die Pulsleitung 11 mit dar Atmosphäre in Verbindung gebracht wird.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, wird die Stange 6 in den Zwischenwänden 28 und 29 locker geführt. Eine Abdichtung ist nicht erforderlich, weil die inneren Membrankammern für die Funktion des Pulsators nicht benötigt werden. Der Steuerschieber 7 ist zweckmäßig aus Kunststoff gefertigt. Für sein Gleiten auf dem Spiegel des Blockes 8 ist keinerlei Wartung erforderlich. Auch der Freikolben 16 erfordert weder eine Schmierung noch eine sonstige Wartung.

Claims

SCHUTZANSPRUCHE

) Pneumatisch! angetriebener Doppel-Membranpulsator mit einer die beiden Membranen miteinander verbindenden Stange, an der ein die Pulsleitungen im Wechseltakt zwischen Unterdrück und Atmosphärendruck umsteuernder Steuerschieber befestigt ist, gekennzeichnet durch einen o^c außenliegenden Membrankammern (k, 5) wechselweise mit der u.lterdruckquelle und der Atmosphäre verbindenden Freikolben (i6), der seinerseits vom Steuerschieber (7) zwischen seinen beiden Endlagen umgesteuert wird.
2) p- Isator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Freikolben (16) an seinen beiden Enden mit Haftmagneten versehen ist.