DE7132711U

DE7132711U - Membranpumpe

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Publication number: DE7132711U
Application number: DE19717132711U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-08-27
Filing date: 1971-08-27
Publication date: 1972-01-20
Also published as: IT961876B; JPS4833413A; AU463290B2; GB1389869A; JPS548401Y2; US3838944A; AU4600972A; FR2151876A5; JPS5265911U

Description

Dipl.-lng. H. Sauenland · Dr.-Ing. R. König · Dipl.-lng. K. Bergen

Patentanwälte · 4000 Düsseldorf - Cecilienallee 76 ■ Telefon 433733 Unsere Akte: 26 820 26. August 1971 Herr Erwin KoIfertz, 5650 Solingen-Merscheid, Bebelallee

"Membranpumpe"

Die Erfindung betrifft eine als Druck- und/oder Saugpumpe ausgebildete Membranpumpe, insbesondere für die Aquariumbelüftung und medizinische und Industrie-Geräte mit einer Druckausgleichskammer.

Membranpumpen besitzen in der tiegel als bewegliche Teile lediglich sins Msssbran, sw*:! Ventile vzii einen Schwinganker. Durch Bewegen der Membran mit dem Schwinganker wird das zu fördernde Radium durch das eine Ventil angesaugt und durch das andere Ventil ausgestoßen, wobei beide Ventile entgegengesetzt arbeiten; während das eine von dem Medium durchströmt wird, ist das andere geschlossen und umgekehrt. Als Ventile finden einfache Klappen od.dgl. Verwendung. Insofern ist nicht nur die Anzahl der bewegten Teile an Membranpumpen sehr gering, sondern die bewegten Teile sind auch außerordentlich einfach und wartungsarm, so daß sich Membranpumpen gegenüber anderen Pumpen durch eine Reihe von Vorteilen auszeichnen; dafür besitzen die Membranpumpen häufig jedoch ein sehr störendes Arbeitsgeräusch, das mit wachsender Leistung zunimmt·

Zur Verringerung des Arbeitsgeräusches ist es bekannt, der Membranpumpe in Förderrichtung eine Druckausgleichskammer nachzuschalten· Bei ffblicherweise zylindrischer Form des Pumpengehäuses befindet sich die Druckausgleichskammer

dann an einer Stirnseite in dem Pumpengehäuse . Jedoch ist die Wirkung dieser bekannten !Druckausgleichskammer so gering, daß sie sich bisher nicht hat durchsetzen können*

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dem Arbeitsgeräusch an Membranpumpe η merklich entgegenzuwirken und gleichzeitig eine stetige Förderung mit gutem Wirkungsgrad zu erzielen.

Dabei geht die Erfindung von dem Gedanken aus, die stoßweise Förderung der Membranpumpe in eine kontinuierliche umzuwandeln und wird erfindungsgemäß auf eine Druckausgleichskammer zurückgegriffen, d.h. es wird davon ausgegangen, die stoßweise Förderung der Membranpumpe durch eine verbesserte Druckausgleichskammer in eine kontinuierliche umzuwandeln.

Nach der Erfindung besteht die Verbesserung der Druckausgleichskammer darin, daß das Pumpengehäuse in Längsrichtung für die Druckausgleichskiammer .interteilfc ist. Dadurch entsteht eine langgestreckte !Druckausgleichskammer, in der die Druckstöße der Membranpumpe außerordentlich giiinstig auslaufen. Besonders vorteilhafte Verhältnisse liegen in diesem Zusammenhang vor, wenn das Pumpengehäuse zumindest annähernd im Verhältnis 1 zu 5 unterteilt ist und der kleinere Teil des Pumpengehäuses als Druckausgleichsksimmc· genutzt wird. Darüber hinaus wird die Funktion der Druckausgleichskammer in weiterer Ausbildung der Erfindung noch dadurch verbessert, daß zwischen der Eintrittsöffnung der Druckausgleichskammer und deren Austrittsöffnung ein Abstand besteht, der zumindest gleich der halben Kammerlänge ist. Das verhindert, daß von der EintrittsöfxEung Druckwellen unmittelbar in die Austrittsöffnung laufen können. BeA geringerem Abstand zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung läßt sich die gleiche Wirkung mit einer

Leitung erreichsn, die mindestens an eine der öffnungen angeschlossen ist und in einem Abstand von der anderen mündet, der wieder zumindest gleich der halben Kammerlänge ist.

Die Verwendung der Leitung ermöglicht es, die Ein- und Austrittsöffnungen der Druckausgleichskammer einander gegenüberliegend anzuordnen, so daß die Eintrittsöffnung und die zugehörige Wand des Pumpengehäuses zur Montage der Membranpumpe sehr gut zugänglich ist. Darüber hinaus wird die Montage der Membranpumpe und das Einfügen der Leitung durch die Austrittsöffnung nach der Erfindung noch dadurch erleichtert, daß die Austrittsöffnung durch einen von dem Pumpengehäuse separaten Anschlußstutzen gebildet wird, der bei der Montage mit der anmontierten Leitung in eine entsprechend große Öffnung im Pumpengehäuse eingesetzt wird. Dabei gewährleistet ein Preßsitz des AnschluSstutzens in dem Pumpengehäuse eine ausreichende Abdichtung zwischen dem Anschluß stutzen und dem Pumpengehäuse·

Von weiterem Vorteil für die Punktion der Druckausgleichskammer, für die Montage der Membranpumpe und die Herstellung des Pumpengehäuses ist dessen Ausbildung als mit einem Deckel verschließbarer, rechteckiger Kasten, an dem die Teilfuge zwischen dem Deckel und dem übrigen Teil des Pumpengehäuses zugleich durch die Druckausgleichskammer verläuft. Damit ist die Druckausgleichskammer z.B. zur Reinigung ebensogut zugänglich wie der übrige Teil des Pumpengehäuses·

Indem der Deckel zugleich die Druckausgleichskammer und den übrigen Teil des Pumpengehäuses verschließt, ist eine einwandfreie Abdichtung des Deckels erforderlich. Erfindungsgemäß werden bei der Abdichtung des Deckels Montage- und ähnliche Fehler durch eine dem Deckel im wesentlichen

gleich große Dichtscheibe verhindert, die innerhalb des Pumpengehäusesι an den Stellen, an denen beispielsweise beim Ansaugen von Luft zur Aquariumbelüftung ein Unterdruck entsteht, mindestens eine Ausnehmung aufweist. Die Ausnehmung in der Dichtscheibe verhindert vorteilhafterweise einen nachteiligen Einfluß der Dichtscheibe auf die Saugleistung der Membranpumpe.

Im übrigen ist die Membranpumpe mit einer gemeinsamen durchgehenden Druckausgleichskammer für beide zugehörigen Pumpenkammern versehen, wenn die Membranpumpe als Doppelmembranpumpe ausgebildet ist.

Nach der Erfindung setzt sich die gemeinsame Druckausgleichskammer vorzugsweise aus mehreren miteinander verbundenen Teilen zusammen, d.h. ist das Pumpengehäuse im Bereich jeder Pumpenkammer in gleicher Weise in Längsrichtung unterteilt wie im Falle einer einzigen Pumpenkammer und sind die entstandenen Druckausgleichskammern zu einer gemeinsamen Kammer miteinander verbunden. Dabei liegen wieder besonders günstige Verhältnisse vor, wenn die Verbindung den gleichen Querschnitt wie die zugehörigen Kammerteile besitzt und/oder die Verbindung mit den zugehörigen Kammerteilen einen U-förmigen Raum bildet. Die beiden Pumpenkammern bleiben bei gemeinsamer Druckausgleichskammer durch eine Wand voneinander getrennt bzw. bilden nach Wegfall oder Durchbrechung der Wand eine gemeinsame Pumpenkammer.

Es hat sich herausgestellt, daß die erfindungsgemäß ausgebildete Pumpe gleichermaßen gut für Saug- und Druckbetrieb geeignet ist, ohne daß bei Umstellen vom einen auf den anderen Betrieb eine Veränderung der relativen Lage von Schwingarm und Magnet erforderlich ist, wie dies bei bekannten Pumpen in diesem Fall notwendig wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig« 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen einfach wirkenden Membranpumpe;

Fig. 2 eine Einzelheit der Membranpumpe nach Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Pumpengehäuses einer erfindungsgemäßen Doppelmembranpumpe.

Nach Fig. 1 besitzt die Membranpumpe ein rechteckiges Gehäuse 1, das durch eine Wand 2 in Längsrichtung in eine Pumpenkammer 3 und eine Druckausgleichskammer 4 unterteilt is+·. Ir der Pumpenkammer 3 ist ein aus einer Spule 6 und einem Kern 5 bestehender und an eine Wechselstromquelle anschiießbarer Wechselstrommagnet in üblicher Weise untergebracht. Den Polschuhen 9 des Magneten ist ein aus einem termanentmagneten bestehender Anker 7 zugeordnet, der mit einem Arm δ schwingbeweglich in der Kammer 3 gelagert ist. Die Spule 6, der Kern 5, die Polschuhe 9, der Anker 7 und der Arm 8 bilden zusammen einen Schwingankerantrieb für die Membranpumpe, die aus einer topfartig ausgebildeten und mit einem Zapfen 10 an dem Arm 8 befestigten Gummimembran 11 und einer an der Wand 2 mit einer Schraube 12 befestigten Pumpenkörper 13 besteht, der über eine öffnung 14 in der Wand 2 mit der Druckausgleichskammer 4 verbunden ist.

Dabei liegt zwischen dem Pumpenkörper 13 und der Wand 2 nach Fig. 2 und 3 eine Dichtungsplatte 40, die den Pumpenkörper 13 mit einem Bund 41 schließend umgibt und neben einer mittigen Öffnung 42 zum Verschraüben des Pumpenkörpers 13 zwei weitere Öffnungen 43 und 44 aufweist. Die Öff-

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nung 43 verbindet den Pumperikörper 13 austrittsseitig mit der Öffnung 14 in der Wand 2 des Pumpengehäuses 1, während die öffnung 44 den Pumpenkörper 13 saugseitig mit dem Irnenraum der Pumpenkammer 3 verbindet· Dazu ist die öffnung 44 derart groß gewählt und so angeordnet, daß sie einerseits über den Bund 41 der Dichtungsplatte 40 reicht und anderseits die Ansaugöffnung: 45 des Pumpenkörpers 13 überlappt.

Die AnsaugöfiTnung des Pumpenkörpers 13 wird bei dem dem Saughub folgenden Rück- und Arbeitshub der Membranpumpe durch ein Ventilplättchen 46 verschlossen, das bei entsprechender Anordnung an einem Ende von einem Gummipfrop— fen 47 in dem Pumpenkörper 13 gehalten und zu seiner Zentrierung in eine seinem Umfang angepaßte Ausnehmung 43 des Pumpenkörpers 13 eingelegt ist.

Während des Saughubes wird die Austrittsöffnung des Pumpest-: körpers 13 durch ein zweites Ventilplättchen 49 verschlossen, das in gleicher Weise wie das Ventilplättchen 46 an einem Ende von einem Pfropfen 50 in einer Ausnehmung 51 des Pumpenkörpers 13 gehalten ist. Im Unterschied zu dem Pfropfen 47 bildet der Pfropfen 50 jedoch mit der Dichtungsplatte 40 ein Teil. Gegenüber der Verwendung eines separaten Pfropfens für das Ventilplättchen 49 hat das den Vorteil einer wesentlichen Vereinfachung der Membranpumpenherstellung·

Die öffnung 14 bildet die Eintrittsöffnung der laiickaus— gleichskammer 4, deren Austrittsöffnung 15 der Eintrittsöffnung 14 in der Wandung des Pumpeiogehäuses 1 genau gegenüberliegt. Zur leichteren Montage des Pumpenkörpers 13 und im folgenden noch näher erläuterter Teile befindet sich an der Stelle der Austrittsöffnung 15 in der Wandung des Pumpengehäuses 1 eine relativ große, kreisförmige Aus—

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nehmung, in die ein Verbindungsstück 16 dicht eingesetzt 1st- Das Verbindungsstück 16 ist wie das Pumpengehäuse 1 als Preßteil ausgebildet und besitzt an der Außenseite einen die Austrittsöffnung 15 bildenden Stutzen 17 zum Anschluß einer zu einem Verbraucher führenden Leitung und an der Innenseite einen weiteren Stutzen 18. Auf dem Stutzen

18 sitzt ein steifes Schlauchstück 19* das bis an den entferntesten Rand der Druckausgleichskammer 4 reicht, so daß Luft, die durch die Eintrittsöffnung 14 in die Druckausgleichskammer 4 gelangt zumindest durch die halbe Druckausgleichskammer 4 strömen muß, um durch das Schlauchstück

19 und die Mundstücke ;·8 und 17 aus der Druckausgleichskammer 4 auszutreten.

Zweckmäßigerweise ist der Stutzen 18 abgewinkelt und kann deshalb ein gerades Schiauchstück 19 verwendet werden bzw. besteht dadurch keine Gefahr eines Abknickens des Schlauchstückes 19. Der Stutzen 17 ist so weit in dem Verbindungsstück 16 versenkt, daß beim Anschluß der zugehörigen Leitung das Leitungsende in das Verbindungsstück 16 geschoben werden kann und ein auch äußerlich sauberer Anschluß entsteht. Bei einem leichten Preßsitz des Verbindungsstückes 16 erfolgt dessen Einbau in das Pumpengehäuse 1 wahlweise von Hand oder mittels eines mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch getriebenen Hilfsgerätes durch einfaches Eindrücken in die zugehörige öffnung des Pumpengehäuses 1,

Vorteilhafterweise bewirkt die Druckausgleichskammer 4, daß die in sie eindringenden Druckstöße der Membranpampe in ihr auslaufen und im Gegensatz zu herkömmlichen Membranpumpen z.B. Luft mit im wesentlichen gleichförmigem Druck und vernachlässigbar geringem Geräusch aus der Austrittsöffnung 15 austritt. Wahlweise kann dieses Geräusch noch durch eir<* Füllung der Druckausgleichskammer 4 mit einem Fasermaterial zusätzlich gedämpft werden. Hierzu

eignet sich insbesondere Filz, Watte oder auch Roßhaar.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Membranpumpe handelt- es sich um eine Druckpumpe, die leicht in eine Saugpumpe umgewandelt werden kann, indem eine in Fig. 1 durch einen Stopfen 23 verschlossene öffnung 22 im Pumpengehäuse 1 mit einem der Öffnung 22 angepaßten Saugstutzen zum Anschließen einer Saugleitung versehen und die Pumpenkammer 3 zur Erzeugung eines Unterdruckes abgedichtet wird. Als Saugstutzen dient vorzugsweise ein dem Verbindungsstück 16 in seiner Form bis auf einen fehlenden abgewinkelten Stutzen 18 gleiches Preßteil, das vorzugsweise farblich gegenüber dem Verbindungsstück 16 gekennzeichnet ist, um beim Anschließen der zugehörigen Leitungen eine Verwechselung zu vermeiden.

In Fig. 4 ist das Pumpengehäuse einer Doppelmembranpumpe mit 30 bezeichnet. Das Pumpengehäuse 30 besteht praktisch aus zwei um eine Achse Z-Z spiegelsymmetrisch zueinander angeordneten Pumpengehäusen 1, deren durchgehende Druckausgleichskammern miteinander in Verbindung stehen und deren Pumpenkammern durch eine Wand 37 voneinander getrennt sind bzw. nach Wegfall der Wand 37 oder deren Durchbruch zu einer gemeinsamen Pumpenkammer vereinigt sind. Die Verbindung der Druckausgleichskammern trägt in Fig. 4 die Bezeichnung 31 und besitzt den gleichen Querschnitt wie die Druckausgleichskammer 4 des Pumpengehäuses 1, Gegenüber der Druckausgleichskammer 4 des Pumpengehäuses 1 besitzt die Druckausgleichskammer des Pumpengehäuses 30 neben den sich zwangsläufig ergebenden beiden Eintrittsöffnungen auch zwei Austrittsöffnungen 15· In den Pumpenkammern befinden sich Membranpumpen und Schwingankerantriebe der gleichen Bauart wie in Fig. 1 bis 3· Die Bezugszeichen 33 bezeichnen Öffnungen im Pumpengehäuse 30, durch die die in die Druckausgleichskammer geförderte Luft wie bei der

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Membranpumpe nach Fig, 1 angesaugt wird.

Beide Pümpengehäuae 1 und 30 Gind is Bstrisbssus-tanii sit: einem nicht weiter dargestellten Deckel verschlossen, der bei in der Zeichnungsebene liegender Teilfuge zwischen dem Deckel und jedem Pumpengehäuse 1 bzw. 30 als eine die Pumpengehäuse 1 bzw. 30 mit einem Bund umfassende glatte Platte von gleicher Breite und Länge wie das jeweilige Pumpengehäuse 1 oder 30 ausgebildet ist. Die Deckel werden an in Fig· 2 eingezeichneten verschiedenen Stellen 34 mit den Pumpengehäusen 1 und 30 verschraübt und durch eine zwischenliegende Dichtungsscheibe abgedichtet, die bis auf eine in Fig. 4 strichpunktiert angedeutete Ausnehmung 36 im Bereich der Membranpumpen und Schwingankerantriebe jeweils als durchgehende Platte ausgeführt ist.

Wie bereits erwähnt sind erfindungsgemäß ausgebildete Pumpen ohne !Anrüsten sowohl für Saug- als auch für Druckbetrieb verwendbar. Für die Effektivität der erfindungsgemäßen Pumpe spricht weiterhin, daß sich als überraschender Effekt auf der Druck- und der Saugseite die gleiche Druckdifferenz einstellt.

Claims

Herr Erwin KoIfertz, 5650 Solingen-Merscheid, Bebelallee Schutzansprüche;

1. Membranpumpe, als Druck- und Saugpumpe insbesondere für die Aquariumbelüftung und medizinische und Industrie-Geräte, mit einer Druckausgleichskammer im Pumpengehäuse,, dadurch gekennzeichnet, daß das

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gleichskammer (4) unterteilt ist.

2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (1) zumindest annähernd im Verhältnis 1 zu 5 unterteilt ist und der kleinere Teil als Druckausgleichskammer (4) ausgebildet ist.

3. Membranpumpe nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zu der Druckausgleichskammer (4) gehörigen Eintrittsöffnung (14) und der zu der Druckausgleichskammer (4) gehörigen Austrittsöffnung (15) ein Abstand besteht, der zumindest gleich der halben Kammerlänge ist.

4. Membranpumpe nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß bei einem kleineren Abstand als der halben Kammerlänge zwischen der Eintrittsöffnung (14) und der Austrittsöffnung (15) zumindest an eine der öffnungen (14, 15) eine Leitung (19) angeschlossen ist, die in einem Abstand von der anderen öffnung in der Druckausgleichskammer (4) mündet, der zumindest gleich der halben Kammerlänge ist.

5. Membranpumpe nach Anspruch 4, dadurch ge-

• · · Λ—γ.

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kennzeichnet, daß an der Druckausgleichskammer (4) deren Eintritt soffnung (14) der zugehörigen Austrittsöffnung (15) gegenüberliegt.

6. Membranpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der Eintritte-Öffnung (14) ein Verbindungsstück (16) mit einem Ansehlußstutzen (17) für die Leitung zu dem zugehörigen Verbraucher und einem Anschlußstutzen (18) für die im Abstand von der Austrittsöffnung (15) in der Druckausgleichskammer (4) mündende Leitung (19) in dem Pumpengehäuse (1) angeordnet ist.

7. Membranpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen (18) abgewinkelt ist.

8. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (1) als mit einem Deckel verschließbarer, rechteckiger Kasten ausgebildet ist und die Teil fuge zwischen dem Deckel und dem übrigen Teil des Pumpengehäuses (1) auch durch die Druckausgleichskammer (4) verläuft.

9· Membranpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daiß im verschlossenen Zustand des Pumpengehäuses (1) zwischen dessen Deckel und dem übrigen Teil eine Dichtscheibe angeordnet ist und die Dichtscheibe zumindest an einer freien Stelle innerhalb des Pumpengehäuses (1) und außerhalb der Druckausgleichskammer (4) eine Ausnehmung aufweist.

10. Membranpumpe nach einer: oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet. daß sie in der Ausbildung als Doppel membranpumpe für beide zu-

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gehörigen Pumpenkörper eine gemeinsame durchgehende Druckausgleichskammer aufweist.

11. Membranpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zugehörige Pumpengehäuse (30) mehrfach in Längsrichtung für die Druckausgleichskammer unterteilt ist und einzelne Teile zu einer gemeinsamen durchgehenden Druckausgleichskammer miteinander verbunden sind.

12. Membranpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (31) der einzelnen Kammerteile den gleichen Querschnitt wie die Kammerteile besitzt.

13. Membranpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (31) mit letzteren einen U-förmigen Raum bildet.

14. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pumpenkörper (13) eine separate Pumpenkammer aufweist und sich zwischen beiden Pumpenkammern eine geschlossene oder durchbrochene Wand (37) befindet.

15. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich beide Pumpenkörper (13) in einer gemeinsamen Pumperikammer befinden.

16. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch einen Sauganschluß an der zu Jedem Pumpenkörper (13) gehörenden Pumpenkammer (3).

17. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pumpenkörper (13) dichtend an der Wand (2) der zugehörigen Druckausgleichskammer (4) anliegt, sich zwischen den Pumpenkörper (13) und der Wand (2) eine Dichtungsplatte (40) befindet, der Pumpenkörper (13) ein Veutilplättchen (49) aufweist und das Ventilplättchen (49) in dem Pumpenkörper (13) von einem mit der Dichtungsplatte (40) einstückigen Pfropfen (50) gehalten ist.