EP0059937B1 - Membranpumpe, insbesondere für die Wasserhaltung auf Baustellen - Google Patents

Membranpumpe, insbesondere für die Wasserhaltung auf Baustellen Download PDF

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EP0059937B1
EP0059937B1 EP82101652A EP82101652A EP0059937B1 EP 0059937 B1 EP0059937 B1 EP 0059937B1 EP 82101652 A EP82101652 A EP 82101652A EP 82101652 A EP82101652 A EP 82101652A EP 0059937 B1 EP0059937 B1 EP 0059937B1
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diaphragm
pump
diaphragm pump
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/025Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms two or more plate-like pumping members in parallel
    • F04B43/026Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms two or more plate-like pumping members in parallel each plate-like pumping flexible member working in its own pumping chamber

Definitions

  • the invention relates to a diaphragm pump, preferably double-diaphragm pump, in particular for water drainage on construction sites, in which flexible membranes inclined in a V-shape with respect to one another are arranged next to one another, each enclosing housings equipped with a suction and discharge nozzle and housed by plungers coupled to a driven crank are reciprocable.
  • a double diaphragm pump of the aforementioned type is known from German patent 871 246.
  • Each pump chamber of the known diaphragm pump has an inlet connection with an inlet valve in the lower region, and the outlet connection with an outlet valve is arranged above the pump chamber.
  • Solids suspended in the pump water sucked in can therefore collect and deposit in the known pump in the area of the inlet valve in the pump chamber.
  • the diaphragm is part of the wall of the pump chamber, so that the suctioned water enters the pump chamber with admixtures of solids during a pump stroke.
  • the suction stroke of the diaphragm has ended, at its top dead center, the content of the pump chamber calms down, whereby the suspended solids, above all coarser solids, settle in the area of the inlet valve of the pump chamber.
  • the space of the pump chamber is reduced, and the water in the pump chamber is pressed to the outlet valve located above the pump chamber. Solids that may have been swept away again, which have not yet passed the outlet valve as soon as the pressure stroke is reversed, fall back into the pump chamber in order to additionally settle on the inlet valve.
  • the invention has for its object to improve a diaphragm pump of the type in question in terms of operational reliability.
  • each pump chamber is divided into a relatively short flow chamber having the pressure and the suction nozzle and a diaphragm chamber arranged essentially separately therefrom, that the flow chamber is arranged at the lowest point of the section of the housing enclosing the diaphragm chamber and that the membrane chamber thus located high in the housing is connected to the flow chamber via a lower opening.
  • the resulting structural separation of the diaphragm chamber and the flow chamber, the outlet valve not being located above the diaphragm chamber, has the advantage that the aspirated liquid content of the diaphragm chamber flows through the flow channel in a sharp flow with each pressure stroke and there through its lower arrangement with respect to the diaphragm chamber in particular Washed area of the inlet valve. Solids deposited at the inlet valve are thus washed out of the flow channel with each pressure stroke.
  • a flow chamber that is as short as possible has the advantage that the volume of the membrane chamber can be a multiple of the volume of the flow chamber, so that it flows through extremely sharply and is flushed away from deposited solids.
  • the special lateral arrangement of the diaphragm chambers also has the advantage that the diaphragms are easily accessible from the outside and, if necessary, these wear parts can be replaced without having to carry out difficult assembly work in the bulky center of the pump, which is quite built up with rods, drive elements and pipes , as is the case with the known pump according to DE-PS 871 246.
  • the flanges between the flow chamber and the pressure or suction section are designed as sealing seats for valve balls of the check valves.
  • This measure has the advantage that worn sealing seats can be easily replaced.
  • the use of the interposed rubber sealing rings as a sealing seat is particularly advantageous because special sealing seat elements can be omitted.
  • rubber sealing rings with a smaller width than the nominal width of the flanges or sockets are used, so that the inwardly projecting areas of the sealing ring form contact edges for the valve balls which act as a check valve.
  • the multi-stage pump is not limited to the arrangement of two housings.
  • Four, six or eight housings can also be arranged on a base frame to save space. It is also possible to connect the flow chamber to the to form the deepest lying section of the membrane chambers.
  • the drawing shows a front view of the pump in the section.
  • a serving as a suction section tubular channel which extends transversely to the longitudinal direction of the pump and which has a connection 2 in the middle of the pump to which a suction hose, not shown, can be connected, which the pumping medium, for. B. groundwater.
  • the ends 3 and 4 of the suction section 1 are, as shown, angled upwards and carry a horizontal flange 5 and 6.
  • the flanges 9 and 10 of the suction nozzle can be flanged by two pump housings 11 or 12.
  • the sealing ring 7 is designed such that it has a smaller inner width than the nominal width of the flange 9, as a result of which its inwardly projecting edge 13 forms the support shoulder of a sealing seat for the valve ball 14.
  • Valve ball 14 and sealing ring 7 act as a check valve arranged in the suction port of the pump housing 11.
  • the arrangement in the pump housing 12 is the same because the pump is symmetrical.
  • the membrane chamber 16 with the clamped rubber membrane 17, which can be moved back and forth via a connecting rod 27, is located above it at an inclination of approximately 45 °.
  • the operating position shown shows an inwardly deflected diaphragm, in which an overpressure is generated in the diaphragm chamber 16, which presses the valve ball 14 onto the sealing ring 7 of the pressure port, pump medium located in the flow chamber from which the pressure port 18 has the same configuration as the suction port is pressed with the second valve ball 19 into the two pump housings 11 and 12 common pressure path 20.
  • a hose that discharges the pump medium can also be connected to the pressure path, for. B. by coupling by means of the schematically shown stretching coupling 21st
  • the articulation of the connecting rod 27 is shown with an annular connecting rod head 22 on a disk 23, which is seated eccentrically on a drive shaft 24.
  • the connecting rod 27 is made to move back and forth, which is transferred to the diaphragm 17.
  • the connecting rod 25 assigned to the second pump housing 12 is also connected to the drive shaft via a similar disk.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe, vorzugsweise Döppelmembranpumpe, insbesondere für die Wasserhaltung auf Baustellen, bei der V-förmig zueinander geneigte biegsame Membranen in nebeneinander angeordneten, jeweils eine mit Ansaug- und Druckstutzen ausgerüstete Pumpenkammer umschließenden Gehäusen eingespannt sind und von mit einer angetriebenen Kurbel gekoppelten Stößeln hin- und herbewegbar sind.
  • Eine Doppelmembranpumpe der vorbezeichneten Art ist nach der deutschen Patentschrift 871 246 bekannt. Jede Pumpenkammer der bekannten Membranpumpe hat im unteren Bereich einen Einlaßstutzen mit Einlaßventil, und der Auslaßstutzen mit Auslaßventil ist oberhalb der Pumpenkammer angeordnet.
  • Im angesaugten Pumpenwasser mitgeschwemmte Feststoffe können sich demzufolge bei der bekannten Pumpe im Bereich des Einlaßventils in der Pumpenkammer sammeln und ablagern.
  • Die Membrane ist bei der bekannten Membranpumpe ein Teil der Wandung der Pumpenkammer, so daß bei einem Pumpenhub das angesaugte Wasser mit Feststoffbeimischungen in die Pumpenkammer eintritt. Nach Beendigung des Saughubes der Membrane, in deren oberen Totpunkt, tritt eine Beruhigung des Pumpenkammerinhalts ein, wobei sich die mitgeschwemmten Feststoffe, vor allen Dingen gröbere Feststoffe, im Bereich des Einlaßventils der Pumpenkammer absetzen. Bei einem danach einsetzenden Druckhub der Membrane verkleinert sich der Raum der Pumpenkammer, und das in der Pumpenkammer befindliche Wasser wird zum oberhalb der Pumpenkammer liegenden Auslaßventil gedrückt. Dabei möglicherweise wieder mitgeschwemmte Feststoffe, die das Auslaßventil noch nicht passiert haben, sobald der Druckhub sich wieder umkehrt, fallen aber wieder zurück in die Pumpenkammer, um sich noch zusätzlich am Einlaßventil abzusetzen.
  • Die Betriebssicherheit der bekannten Pumpe wird dadurch erheblich gestört, denn Feststoffablagerungen behindern ein Schließen des Einlaßventils, da sich die Dichtkugel nicht mehr auf ihren Dichtsitz legen kann. Die Pumpe wird dadurch funktionsunfähig, weil der Druckhub den Inhalt der Pumpenkammer auch durch den Einlaß wieder hinausdrückt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Membranpumpe der in Rede stehenden Art hinsichtlich ihrer Betriebssicherheit zu verbessern.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß jede Pumpenkammer in eine den Druck- und den Ansaugstutzen aufweisende relativ kurze Strömungskammer und eine in wesentlichen separat dazu angeordnete Membrankammer unterteilt ist, daß die Strömungskammer an der tiefsten Stelle des die Membrankammer umschließenden Abschnitts des Gehäuses, angeordnet ist, und daß die somit im Gehäuse hochgelegene Membrankammer über eine untere Öffnung an die Strömungskammer angeschlossen ist.
  • Die damit gegebene « bauliche Trennung von Membrankammer und Strömungskammer, wobei das Auslaßventil nicht oberhalb der Membrankammer liegt, hat den Vorteil, daß der angesaugte Flüssigkeitsinhalt der Membrankammer bei jedem Druckhub in scharfer Strömung den Strömungskanal durchströmt und dort durch dessen untere Anordnung hinsichtlich der Membrankammer besonders den Bereich des Einlaßventils umspült. Am Einlaßventil abgelagerte Feststoffe werden somit bei jedem Druckhub aus dem Strömungskanal hinausgeschwemmt.
  • Die vorteilhafte Vermeidung der Ablagerung von Feststoffen wird weiterhin dadurch unterstützt, daß eine äußerst kompakte Bauweise möglich ist, durch die sich kurze Strömungswege des Pumpmediums innerhalb der Strömungskammer ergeben. Dies wird insbesondere durch die im Anspruch 2 angegebene Anordnung der Membranen an einander abgekehrten Seiten des Gehäuses erreicht. Eine möglichst kurze Strömungskammer hat den Vorteil, daß das Volumen der Membrankammer ein mehrfaches des Volumens ,der Strömungskammer sein kann, so daß diese äußerst scharf durchströmt und von abgelagerten Feststoffen freigespült wird.
  • Die besondere seitliche Anordnung der Membrankammern hat außerdem noch den Vorteil, daß die Membranen leicht von außen zugänglich sind und somit gegebenenfalls ein Austausch dieser Verschleißteile stattfinden kann, ohne schwierige Montagearbeiten im mit Gestängen, Antriebselementen und Rohrleitungen recht verbauten und sperrigen Zentrum der Pumpe vornehmen zu müssen, wie es bei der bekannten Pumpe nach DE-PS 871 246 der Fall ist.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Flansche zwischen der Strömungskammer und der Druck- bzw. Saugstrecke als Dichtsitze für Ventilkugeln der Rückschlagventile ausgebildet sind. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß verschlissene Dichtsitze leicht ausgetauscht werden können. Besonders vorteilhaft ist dabei die Verwendung der zwischengelegten Gummidichtringe als Dichtsitz, weil dabei besondere Dichtsitzelemente entfallen können. Dazu werden Gummidichtringe mit geringerer Weite als die Nennweite der Flansche bzw. Stutzen verwendet, so daß die nach innen vorstehenden Bereiche des Dichtrings Anlagekanten für die als Rückschlagventil wirkenden Ventilkugeln bilden.
  • Selbstverständlich ist die Mehrstufigkeit der Pumpe nicht auf die Anordnung von zwei Gehäusen beschränkt. Es können auch vier, sechs oder acht Gehäuse raumsparend auf einem Grundgestell angeordnet werden. Ebenso ist es möglich, die Strömungskammer auch an dem am tiefsten liegenden Abschnitt der Membrankammern anzuformen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, ist in der Zeichnung dargestellt.
  • Die Zeichnung zeigt eine Vorderansicht der Pumpe im Teilabschnitt.
  • Mit 1 ist ein als Saugstrecke dienender rohrförmiger Kanal bezeichnet, der sich quer zur Pumpenlängsrichtung erstreckt und der in Pumpenmitte einen Anschluß 2 aufweist, an dem ein nicht weiter dargestellter Saugschlauch anschließbar ist, der das Pumpmedium, z. B. Grundwasser, zuführt.
  • Die Enden 3 und 4 der Saugstrecke 1 sind, wie dargestellt, nach oben abgewinkelt und tragen einen waagerechten Flansch 5 bzw. 6. An die Flansche 5 und 6 sind unter Zwischenlegung eines Dichtringes 7 bzw. 8 aus Gummi die Flansche 9 und 10 der Saugstutzen von zwei Pumpengehäusen 11 bzw. 12 anflanschbar.
  • Wie im auf der rechten Seite der Zeichnung dargestellten Teilschnitt sichtbar, ist der Dichtring 7 so ausgebildet, daß er eine geringere innere Weite als die Nennweite des Flansches 9 hat, wodurch seine nach innen vorstehende Kante 13 die Auflageschulter eines Dichtsitzes für die Ventilkugel 14 bildet. Ventilkugel 14 und Dichtring 7 wirken als ein im Saugstutzen des Pumpengehäuses 11 angeordnetes Rückschlagventil.
  • Selbstverständlich ist die Anordnung im Pumpengehäuse 12 die gleiche, weil die Pumpe symmetrisch ausgeführt ist.
  • Unmittelbar an den Flansch 9 bzw. 10 des Saugstutzens der Gehäuse 11 bzw. 12 schließt sich ein als Strömungskammer 15 bezeichneter Raum des Pumpengehäuses an. Darüber befindet sich die um ca. 45° geneigt angeordnete Membrankammer 16 mit der eingespannten Gummimembran 17, die über einen Pleuel 27 hin- und herbewegt werden kann. Die dargestellte Betriebsstellung zeigt eine nach innen ausgelenkte Membran, bei der in der Membrankammer 16 ein Überdruck erzeugt wird, welcher die Ventilkugel 14 auf den Dichtring 7 des Druckstutzens preßt, wobei in der Strömungskammer befindliches Pumpmedium aus dem die gleiche Ausbildung wie der Saugstutzen aufweisenden Druckstutzen 18 mit der zweiten Ventilkugel 19 in die beiden Pumpengehäuse 11 und 12 gemeinsame Druckstrecke 20 abgedrückt wird. Auch an die Druckstrecke ist ein das Pumpmedium abführender Schlauch anschließbar, z. B. durch Ankopplung mittels der schematisch dargestellten Streckkupplung 21.
  • Im oberen Teil der Zeichnung ist die Anlenkung des Pleuels 27 mit einem ringförmigen Pleuelkopf 22 an einer Scheibe 23 dargestellt, die exzentrisch auf einer Antriebswelle 24 sitzt. Bei Drehbewegung der Antriebswelle 24 und gleichzeitig auch der damit verbundenen Scheibe 23 wird der Pleuel 27 in hin- und hergehende Bewegung versetzt, die sich auf die Membran 17 überträgt. Der dem zweiten Pumpengehäuse 12 zugeordnete Pleuel 25 ist über eine gleichartige Scheibe ebenfalls mit der Antriebswelle verbunden.

Claims (4)

1. Membranpumpe, vorzugsweise Doppelmembranpumpe, insbesondere für die Wasserhaltung auf Baustellen, bei der V-förmig zueinander geneigte biegsame Membranen in nebeneinander angeordneten, jeweils eine mit Ansaug- und Druckstutzen ausgerüstete Pumpenkammer umschließenden Gehäusen eingespannt sind und von mit einer angetriebenen Kurbel gekoppelten Stößeln hin- und herbewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Pumpenkammer in eine den Druck- und den Ansaugstutzen aufweisende relativ kurze Strömungskammer (15) und eine in wesentlichen separat dazu angeordnete Membrankammer (16) unterteilt ist, daß die Strömungskammer an der tiefsten Stelle des die Membrankammer umschließenden Abschnitts des Gehäuses (11, 12) angeordnet ist, und daß die somit im Gehäuse hochgelegenen Membrankammer über eine untere Öffnung an die Strömungskammer angeschlossen ist.
2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Membranen (17) an einander abgekehrten Seiten nebeneinander angeordneter Gehäuse (11, 12) befinden.
3. Membranpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Flansche (5, 9) .zwischen der Strömungskammer (15) und einer Saugstrecke (1) bzw. einer Druckstrecke (20) als Dichtsitz für eine Ventilkugel (14, 19) ausgebildet sind.
4. Membranpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtsitz die vorstehende Innenkante (13) eines zwischen den Flanschen (5, 9) angeordneten Dichtringes (7) vorgesehen ist.
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