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Hydraulischer Pumpenantrieb, insbesondere für Membranpumpen Die Erfindung
bezieht sich auf einen hydraulischen Pumpenantrieb, insbesondere für Membranpumpen.
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Zur Förderung von Flüssigkeiten werden Zentrifugal- oder Kolbenpumpen
verwendet. Diese ergeben jedoch keine zufriedenstel.lende Lösung, wenn insbesondere
schleifende oder auf andere Weise stark angreifende Flüssigkeiten gefördert werden
sollen. In der Praxis müssen Zentrifugalpumpen in diesem Falle mit teuren Abnutzungsstücken
versehen werden. Darüber hinaus ist die Leistung solcher Pumpen sehr gering, da
man häufig die Rotationsgeschwindigkeit so niedrig wie möglich wählt. Trotzdem ist
die Umlaufgeschwindigkeit der Flüssigkeit innerhalb der Zentrifugalpumpen noch ausreichend,
um sehr schnelle Abnutzungen zu verursachen.
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In allen Fällen besitzen sowohl Kolben- als auch Zentrifugalpumpen
einen erheblichen Nachteil. Es ist nämlich sehr schwierig, eine vollkommene Dichtigkeit
der Stopfbüchsenpackung zu erreichen.
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Kolbenpumpen mit im Gleichgewicht befindlichen Membranen sind. für
größere Leistungen völlig ungeeignet, da ihr Preis sehr hoch ist. Außerdem ist ihre
Leistung nicht einsfach regelbar.
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Man hat bereits im anderen Zusammenhang hydraulische Pumpenantriebe,
insbesondere für Membranpumpen, vorgeschlagen, bei welchen eine
von
einem Druckerzeuger kommende Flüssigkeit auf einer Oberfläche der Membran einen
wechselnden Druck ausübt.
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Von diesen bekannten Anordnungen unterscheidet sich die Erfindung
in grundsätzlich neuer Weise dadurch, daß der Druckerzeuger aus einer Zentrifugalpumpe
besteht, die über zwei Leitungen mit einem umlaufenden Verteiler verbunden ist,
der die beiden Leitungen aufeinanderfolgend an das die Membran aufweisende System
anschließt. Gegenüber den bekannten Vorrichtungen weist die Erfindung eine bedeutende
Vereinfachung der Antriebsvorrichtungen und einen Wegfall vieler empfindlicher Teile
auf, so daß die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen hydraulischen Pumpenantriebs
eine einfache Regelbarkeit und eine bedeutend größ ere Leistung ermöglicht.
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Bei der Ausführungsform der Erfindung drückt der Druckerzeuger eine
Flüssigkeit in die eine Leitung, während die andere Flüssigkeitsleitung unter Unterdruck
steht, d. h. daß in einer gegebenen Leitung, und, zwar immer der gleichen, die Flüssigkeit
in einem bestimmten Augenblick unter Druck gefördert und in der anderen, und zwar
immer derselben Leitung die Flüssigkeit angesaugt wird. Der Weg der Flüssigkeit
von einer Leitung zur anderen und ihre Einwirkung auf die Membran werden durch einen
Verteiler geregelt, der von unabhängigen Mitteln gesteuert wird.
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Diese Anordnung übt abwechselnd einen Druck und einen Zug auf die
eine Oberfläche der Membran aus, die durch eine schlagende Bewegung eine bestimmte
Volumenänderung erzeugt. Infolge dieser Schlagbewegung der Membran fließt aus der
Druckleitung in die Ansaugleitung eine Flüssigkeitsmenge, die der von der Membran
erzeugten Volumendifferenz gleich ist.
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Bei der Anwendung auf eine Pumpenanordnung wird der Druckerzeuger
von einer Zenbrifugalpumpe gebildet, die die Flüssigkeit in eine Leitung fördert
und aus der anderen Leitung ansaugt,. je nach der durch den Verteiler hergestellten
Verbindung mit dem Membrangehäuse. Dieses Gehäuse wird durch die Membran in zwei
Abteilungen unterteilt, deren eine unter der Einwirkung der von der -Pumpe geförderten
Flüssigkeitsmenge steht, während die andere mit zwei Ventilen versehen ist, deren
Öffnung in Abhängigkeit von der Schlagbewegung der Membran erfolgt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform sitzt der Verteiler auf einer
Achse, die gleichzeitig eine Zentrifugalpumpe antreibt und je nach der Verteilerstellung
eine ganze Reihe von; um die Achse herum angeordneten Membranen versorgt.
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Eine andere Pumpenanordnung kann eine ganze Reihe unabhängiger Systeme
mit einer oder mehreren parallel in Bezug auf die Druck- und Saugleitungen angeordneten
Membranen umfassen.
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Das Membransystem kann auch zwei getrennte Membranen besitzen, die
durch einen mit Flüssigkeit gefüllten Zwischenraum getrennt sind, der durch ein
Fenster beobachtet werden kann.
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Weitere Einzelheiten seien an Hand der Zeichnung näher erläutert,
die lediglich Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnung schematisch darstellen.
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Fing. i ist ein schematisches Übersichtsbild zur Erläuterung der prinzipiellen
Arbeitsweise der Erfindung; Fig. 2 ist eine "schematische Ansicht einer Abänderung
des Membransystems; Fig. 3 gibt ein Schema einer Pumpenanordnung mit mehreren parallel
geschalteten- Membransystemen; Fig. ¢ und 5 zeigen einen Längs- bzw. einen Querschnitt
durch eine Pumpenanordnung mit in der Mitte des Membransystems angeordnetem Verteiler.
_ Aus Fig. i ist prinzipiell zu ersehen, daß die erfindungsgemäße Anordnung aus
einem Druckerzeuger; der von einer Zentrifugalpumpe 2 gebildet wird, besteht, die
über die Leitung 3 ansäugt und durch die Leitung 4 fördert. Beide Leitungen sind
mit einer Erweiterung 5 versehen. Ein lediglich schematisch dargestellter Verteiler
6 erlaubt, entweder die eine oder die andere Leitung mit dem Gehäuse 7 zu verbinden.
Dieses ist in zwei Abteilungen 9 und io durch die Membranen 8 unterteilt. In der
dargestellten Lage ist durch den Verteiler das Einströmen der Flüssigkeit aus der
Druckleitung 4 in die Abteilung freigegeben. Diese Flüssigkeit drückt die Membran
8 aus der Stellung 8' in die Stellung 8". Der Verteiler 6 dreht sich und verbindet
drie Abteilung 9 mit der Leitung 3. Darauf wird die Flüssigkeit von der Pumpe 2
angesaugt, und die Membran: kehrt aus der Stellung 8" in die Stellung 8' zurück.
Die Abteilung io ist mit zwei Ventilen i i und i2 ausgerüstet. Wird die Membran
aus ihrer Stellung 8' nach 8" gedrückt, so verdichtet sich die in io enthaltene
Flüssigkeit, wodurch sich das Ventil 12 srhli:eßt und :i i öffnet. Dadurch fließt
die in io enthaltene Flüssigkeit nach außen ab. Wird die Membran von 8" nach 8'
gezogen, so schließt sich das Ventil i i und 12 öffnet sich, so daß Flüssigkeit
in die Abteilung io eintreten kann und. bei der nächsten Bewegung der Membran durch
die dann wieder von dem Ventil i i freigegebene Mündung ausgestoßen, wird.
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Der Vorteil der beschriebenen Einrichtung besteht darin, daß die Antriebsflüssigkeit
einen geschlossenen Umlauf bildet und mit der schleifenden oder angreifenden Flüssigkeit,
die durch die Membran gefördert werden soll, nicht in Berührung kommt.
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Wird die Dauerhaftigkeit der Membran durch die schleifende oder angreifende
Wirkung der geförderten Flüssigkeit beeinträchtigt, so kann man auch das in Fig.
2 dargestellte System verwenden. Hierbei sind die beiden Abteilungen 13 und 14 durch
zwei Membranen 15 und 1-6 getrennt, die ihrerseits durch einen Zwischenraum 17 getrennt
werden, in dem sich eine Flüssigkeit befindet, die durch ein Fenster 18 beobachtet
werden kann.
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Eine Pumpenanordnung kann die in Fig. 3 schematisch dargestellte Form
besitzen. In diesem Falle ist die Ansaugleitung i9 ebenso wie die
Druckleitung
2o mit der bei a1 dargestellten Zentrifugalpumpe in Verbindung. Von den Leitungen
r9 und,:2o zweigen parallel mehrere Reihen von Membransystemen 22, 23 und 24 ab.
Absperrschieber 25 ermöglichen die Regelung der Flüssigkeitsmenge. die von der Druckleitung
2o zur Ansaugleitung 19
fließt. Die einzelnen Systeme 22, 23 und. 24 sind
je mit einem Verteiler 22', 23' bzw. 24' ausgerüstet, die von einem Elektromotor
oder einer Turbine angetrieben werden, die von der Flüssigkeit in der Leitung 2o
oder durch Druckluft angetrieben wird.
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In Fig. 4 ist schematisch eine Abänderung der Pumpenanordnung dargestellt.
Über einen Ansaugraum 26 am Ende einer Saugleitung 26' ist eine Zentrifugalpumpe
27 angeordnet, die von einem Motor 28, der gleichzeitig den rotierenden Verteiler
29 antreibt, in Bewegung gesetzt wird. Der letztere fördert die durch die Leitung
26' angesaugte Flüssigkeit in die Abteilung 3o, die eine Reihe von Membransystemen
bei 31 rund um den Verteiler umfaßt.
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Die Membransysteme dienen einerseits zum Ansaugen einer zu fördernden
Flüssigkeit durch eine Ringleitung 32 und andererseits zu ihrem Ausstoß durch eine
Leitung 33.
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In Eig. 5 ist diese Anordnung im Grundriß, und zwar nur mit ihren
wesentlichsten Einzelheiten, dargestellt.