EP0214394A2 - Diaphragm pump - Google Patents

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EP0214394A2
EP0214394A2 EP86109172A EP86109172A EP0214394A2 EP 0214394 A2 EP0214394 A2 EP 0214394A2 EP 86109172 A EP86109172 A EP 86109172A EP 86109172 A EP86109172 A EP 86109172A EP 0214394 A2 EP0214394 A2 EP 0214394A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
pump according
valve body
valves
valve
Prior art date
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EP86109172A
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German (de)
French (fr)
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EP0214394B2 (en
EP0214394A3 (en
EP0214394B1 (en
Inventor
Erich Becker
Erwin Hauser
Richard Von Der Heyde
Heinz Riedlinger
Klaus Velten
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Individual
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Individual
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Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0214394A2 publication Critical patent/EP0214394A2/en
Publication of EP0214394A3 publication Critical patent/EP0214394A3/en
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Publication of EP0214394B1 publication Critical patent/EP0214394B1/en
Publication of EP0214394B2 publication Critical patent/EP0214394B2/en
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/04—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts the fluids being hot or corrosive

Definitions

  • the invention relates to a diaphragm pump according to the preamble of the first claim.
  • Diaphragm pumps are already known, e.g. B. for vacuum generation, in which the inlet and outlet valve is controlled by the pressure differences of the pumped medium (DE-OS 1 428 077).
  • the upper part of the pump has the diaphragm connected to a connecting rod, an intermediate plate with a compression space incorporated therein, a valve plate above and an end cover.
  • the membrane is tightly clamped at its edge between the metal housing and the intermediate plate, while the valve plate, in particular in the edge area, is tightly clamped between the intermediate plate on the one hand and the end cover.
  • intermediate plate and the end cover are made of metal, these parts are correspondingly rigid and the necessary tightness is achieved at the transition surfaces, in particular the valve plate.
  • the formation of the end cover and intermediate plate made of metal has the disadvantage that these parts are then not sufficiently resistant to a wide variety of aggressive media; in any case, this cannot be achieved with the usual, inexpensive materials.
  • metallic intermediate plates and end covers have been provided with a PTFE coating at least on the surfaces which come into contact with the conveying medium.
  • the solution according to the invention essentially consists in that the pump head consists of a chemically inert plastic in which receiving cavities are provided for valves which are also made of chemically inert material.
  • the intermediate plate and the end cover are replaced by a pump head made of chemically inert material, which also contains chemically inert individual valves, with the valve plate omitted.
  • a pump head can be produced from chemically inert material such as PTFE, which is currently available on the market, and then both the necessary sealing, in particular in the case of the working diaphragm, against the metal pump housing as well as a complete chemical resistance to the pumped medium.
  • Such a diaphragm pump can also be designed with valves controlled by the pumped medium with very little dead space, so that the pump has good efficiency on the one hand and is particularly suitable for generating a high vacuum on the other hand.
  • a piston pump, in particular for fuel injection, with an essentially one-piece pump head is already known, a membrane being additionally provided on the rear of the piston (DE-PS 8 26 244).
  • the pump head is not made of chemically inert material and there are also no sealing problems mentioned at the outset, which result from the limited dimensional stability of chemically inert plastics of the PTFE type.
  • a hydraulically operated diaphragm pump for conveying liquid is known, which has an essentially one-piece pump head (DE-AS 1 653 662).
  • DE-AS 1 653 662 there is neither the problem of conveying chemically aggressive media and / or the problem of avoiding significant dead spaces due to possible vacuum generation. Rather, double ball valves are provided there. In such liquid pumps larger dead spaces caused by this construction do not harm, while these z. B. are unsuitable for vacuum pumps.
  • the pump head is advantageously made in one piece from glass-fiber reinforced, chemically inert material, the material advantageously being polytetrafluoroethylene.
  • a pump head also has the required dimensional stability to ensure a secure seal, especially at the clamping edge of the working membrane.
  • the inlet and outlet valves which are expediently designed as plate valves and also consist of chemically inert material, are preferably accommodated in a valve chamber 13 of the pump head in a spring-free manner. This not only avoids additional sealing points, such as those that occur with valve plates, but also spring forces that strain the plate valves can be avoided. From DE-PS 8 26 244 plate valves are already known; However, these have to be centered and closed by coil springs, which leads to larger dead spaces and, due to the spring forces, to larger opening forces. Since the opening forces are applied by the pumped medium, they reduce the volumetric efficiency of the pump.
  • the lift height of the valves can be adjusted at the inlet and outlet, preferably through the insertion depth of connection plugs of the inlet and outlet.
  • the movements of the valve plates can be adjusted in a simple manner by adjusting their movements in their natural frequency range. This enables fast valve movements that do not require large opening forces, which also favors the volumetric efficiency of the pump.
  • a preferred embodiment of the invention is that as a spacer on the respective passage side of the valve body, crenellated projections, which are preferably evenly distributed around the periphery in the edge region are provided.
  • This not only creates the conveying medium passage area in the open position of the valve body, but also results in greater flexural rigidity, at least in some sectors, of the plate valves, in particular in the area of their sealing surface. This avoids undesirable deformations that could either impair the mobility of the plate valves and / or their tightness.
  • both the plate valve for the outlet and that for the inlet are the same, that is, they are formed with the same outline shape. This leads to a simplification in the manufacture as well as in the repair and maintenance of the pump and in the storage of the corresponding spare parts. In particular, there can be no confusion when the plate valves are replaced; you only have to pay attention to the correct position of the plate valve, depending on whether it is installed on the inlet or outlet side.
  • a sleeve for guiding the valve body and preferably also as an insertion limitation for the connecting plug is provided in each valve chamber; the clear cross section of this sleeve is somewhat larger than the outer diameter of the valve body.
  • This guide sleeve preferably consists of glass fiber-free, chemically inert material, in particular of polytetrafluoroethylene.
  • Such a guide sleeve primarily prevents the valve body from rubbing against the circumference of a correspondingly reinforced pump head, in particular reinforced with glass fibers, so that the cross sections provided for the passage of the medium to be conveyed are enlarged, as a result of which the operation of the pump is impaired.
  • the guide sleeves thus ensure, among other things, that one is free with regard to the valve body in the choice of the material of the pump head and can in particular be made of glass fiber reinforced PTFE.
  • connection plugs can also consist of glass-fiber-free, chemically inert plastic, in particular of PTFE, since there is no rubbing up and down movement of the valve body.
  • the pump head is expediently braced relative to the pump housing by means of a head cover plate located above it. Then the cap screws do not act locally on the pump head made of plastic, but this is continuously clamped on both sides between the pump housing on the one hand and the head cover plate on the other on its flat sides, in particular in the edge area, which contributes to its shape stabilization.
  • Recesses for the connection plugs are provided in the head cover plate.
  • B. consists of glass fiber reinforced plastic, the guide sleeves of the valve body and preferably these themselves consist of glass fiber-free, chemically inert plastic.
  • the working diaphragm is designed as a shaped diaphragm and the compression space is accommodated in the pump head by a recess which is matched to the shaped diaphragm.
  • the pump head can then tightly clamp the edges of the form diaphragm with respect to the metal and accordingly rigid pump housing, and the design of the working diaphragm as a form diaphragm with appropriate adjustment to the displacement space favors that the pump can work with very little dead space.
  • the pump is both for pumping liquid as well suitable for gaseous media; in particular, due to its small dead space, it can also be used as a vacuum pump.
  • a diaphragm pump 1 (FIG. 1) has a crank mechanism 3 which is located in a pump housing 2 and which is in drive connection via a connecting rod 4 with a shaped diaphragm 5. Above the membrane 5 there is a displacement space 6 which is delimited on the one hand by the membrane 5 and on the other hand by a pump head 7 or a spherical bulge 33 therein. The membrane 5 is clamped between the lower pump housing 2 and the pump head 7. Cap screws 8, which act on the pump head 7 with the interposition of a head cover plate 9, serve as the connection between the pump housing 2 and the pump head 7.
  • This diaphragm pump 1 should be particularly suitable for aggressive fluids. Accordingly, the pump parts that come into contact with the pumped medium consist of chemically inert plastic, polytetrafluoroethylene (PTFE) being particularly suitable.
  • the pump head 7 is essentially formed in one piece from such a material and has receiving cavities 10 for valves 11, 12 which are also made of chemically inert material.
  • the outlet valve is designated 11 and the inlet valve 12, which is further illustrated by the arrows Pf 1 and Pf 2.
  • Each receiving cavity 10 has a valve chamber 13 which faces the displacement chamber 6 and in which valve body 14 are mounted.
  • the valve spaces 13 are connected to the displacement space 6 via short channel sections 15 or connection openings.
  • the channel sections 15 are as short as possible in order to keep the dead space as small as possible.
  • the clear cross section of the channel sections 15 is substantially smaller than the cross section of the valve chamber 13.
  • the inner opening surface in the valve chamber 13 forms a stop surface 34 on the displacement chamber side for the respective valve body 14.
  • the valve chamber 13 is delimited by a connecting plug 16 located in the receiving cavity 10.
  • the inner end faces 17 of the connecting plugs 16 form the corresponding stop faces for the valve body 14 (cf. also FIG. 5).
  • the connection plugs 16 have a central through-bore 18 as the fluid inlet or fluid outlet.
  • the connection plugs 16 are designed as screw plugs with an external thread, which engages in a corresponding internal thread in the receiving cavity 10.
  • the valves 11 u. 12 are designed as plate valves and are also made of chemically inert material. They each have the same plate-shaped valve body 14 with an essentially flat sealing side 21 (cf. also FIGS. 2 and 3).
  • the spacers 20 are arranged in a crenellated manner in the edge region and evenly distributed on the circumference. They are flush with the outer edge 22 of the valve body 14.
  • the crenellated spacers 20 are dimensioned in their height h and in their spacing from one another such that when these spacers 20 abut against a boundary side of the valve chamber 13 forming a stop, there is still a sufficiently large passage cross section for the conveying medium.
  • the outer diameter of the valve body 14 is dimensioned in comparison to the clear cross section of the valve chamber 13 so that in the open position of the valve 11 or 12 there is also enough open cross section laterally.
  • the valve body 14 On the sealing side 19, the valve body 14 has an annular sealing edge 23 and a recess 24 adjoining the inside.
  • the outer sealing edge 23 favors a particularly good seal and the mass of the valve body 14 is through the recess 24 reduced without affecting its stability.
  • the spacers 20 located on the other side are arranged approximately in the region of this sealing edge 23 and support or stabilize the sealing region 23, so that undesired deformations are largely avoided here.
  • the spacer 20, which is flush with the outer end face 22 of the valve body 14, also extends the guide length of the valve body 14 in the valve chamber 13 or a guide ring 25 located there. This also counteracts tilting of the practically overhung valve body 14.
  • the pump head 7 is preferably made of glass fiber reinforced PTFE in order to obtain the necessary stability.
  • a sleeve 25 in each valve chamber 13 for guiding or limiting the side of the valve body 14.
  • This sleeve consists of non-glass fiber reinforced Plastic, preferably PTFE as well as the valve body 14 itself.
  • the side surfaces of the valve body 14 or the sleeve which rub against each other during the valve movement thus do not have any reinforcing additives which increase the abrasion, so that there is only a slight abrasion in this range of motion.
  • valve body 14 is provided for the inlet valve 11 and the outlet valve 12, but, as can be seen clearly in FIG. 1, vice versa returns to the two valve spaces 13 are inserted.
  • both valve bodies 14 rest on the lower stop surface 34, which is formed by the delimitation side of the valve chamber 13 facing the displacement chamber 6.
  • This valve body position is set in particular in the suction position, in which case the pumped medium enters via the inlet valve 12, flows around the side of the valve body 14 on the passage side 21 and enters the displacement space 6.
  • the channel section 15 of the outlet valve 12 is closed by the sealing side of the valve body 14 used there.
  • FIG. 5 clearly shows that the connecting plugs 16 have a head 26 for engaging a twisting tool and then have an insertion section 27 provided with an external thread. This is followed by a thread-free section 28, the outer diameter of which corresponds approximately to the diameter of the valve chamber 13.
  • an extension 29 which forms the end face 17 which delimits the valve chamber 13 at its front end. This approach engages somewhat in the sleeve 25, as can be clearly seen in FIG. 1.
  • the chamfered upper side of the sleeve 25 is acted upon in the mounting position by the annular end face 30 between the section 28 and the lug 29 with reduced diameter.
  • the axial length of the projection 29 is dimensioned such that the chamfer 32 of the sleeve 25 is covered.
  • the sleeves 25 are used to guide the valve body 14 also as an insertion or screw-in limitation for the connecting plug 16. It is provided that the insertion depth of the connecting plug 16 and thus the lifting height of the valves or valve body 14 is adjustable. This makes it possible to be able to set a lifting height at which the valve body 14 works approximately in the natural resonance range. This enables very fast valve movements with a low energy requirement, so that the efficiency of the pump 1 can also be improved.
  • the connecting plug 16 there is a stepped bore 31, the outer area of which, somewhat larger in cross section, has an internal thread for screwing in a connecting line.
  • the lower section of the stepped bore opens into the valve chamber 13.
  • the chamfer 32 provided on the sleeve 25 serves on the one hand as an insertion aid when inserting or screwing in the connecting plugs 16 and also as a tolerance deformation zone.
  • the working membrane is designed as a molded membrane 5, the profiling facing the displacement space 6 is adapted to this, so that the molded membrane 5 in the top dead position in a known manner, the displacement space 6 is completely filled, thereby keeping the dead space small.
  • the recess corresponding to the displacement space 6 is accommodated in the pump head 7.
  • FIGS. 6 to 8 also show an anti-rotation device 35 by means of which the two connection plugs 16 can be held in a position that has been set once. In particular, this is intended to prevent twisting of the connecting plugs 16 during the assembly or disassembly of screw-in screw connections. As already described, the screw-in depth of the connection plug 16 to a certain extent after installing the pump, the volume flow is adjusted. If the correct value is set, the anti-rotation device 35 can be used to fix it so that the user of the pump can then no longer make any unintentional adjustments.
  • the anti-rotation device includes an O-ring 37 which is mounted on the one hand in an outer receiving groove 38 and on the other hand in an annular groove 42 located in the head 36 of the connecting plug 16.
  • the outer receiving groove 38 is formed between the head cover plate 9 on the one hand and a pressure ring 39 on the other hand, the mutually facing inner edges of these two parts to form this receiving groove 38 to chamfer 40 and 41 respectively.
  • the two pressure rings 39 (cf. also FIG. 7) are held by screws 43 which can be screwed into the head cover plate 9.
  • the two chamfers 40, 41 and also the annular groove 42 in the connecting plug 16 are now dimensioned such that when the pressure rings 39 are screwed tight, the respective O-ring is radially displaced into the annular groove 42 or the outer wall of the connecting plug 16.
  • the connecting plugs 16 are held in a force-fitting manner, so that twisting of the valve body or connecting plug 16 is no longer possible.
  • valve body 14 can also consist of PVDF (polyvinylidene fluoride) instead of PTFE.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the valve body 14 can then advantageously be easily manufactured by an injection molding process. If the pumped medium does not allow the use of PVDF valve bodies, they are made of PTFE.

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Abstract

1. A diaphragm pump (1) particularly for delivering chemically aggressive media, the pump having in the pump head (7) thereof inlet and outlet valves (11, 12) controlled by the flow medium and said valves as well as the pump head (7) having valve-receiving openings (10) consisting essentially of chemically inert plastic, characterized in that the valve-receiving cavities (10) in each case have a valve chamber (13) which faces the displacement chamber (6) of the pump (1) and is connected to the former by a port (15) and joined outwardly thereto a tapped hole or a like connecting piece for a connecting plug (16) having a through-hole (18), and that the connecting plugs in each case have a stop face (17) limiting the vertical lift of the accompanying valve (11, 12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe entsprechend dem Oberbegriff des ersten Anspruches.The invention relates to a diaphragm pump according to the preamble of the first claim.

Man kennt bereits Membranpumpen, z. B. zur Vakuumerzeugung, bei denen das Ein- und das Auslaßventil von den Druck­differenzen des Fördermediums gesteuert wird (DE-OS 1 428 077). Bei solchen Membranpumpen weist das Pumpenoberteil die mit einem Pleuel verbundene Membrane, eine Zwischenplatte mit einem dort eingearbeiteten Verdichtungsraum, darüber eine Ventilplatte und darüber einen Abschlußdeckel auf. Die Membrane ist an ihrem Rand zwischen dem Metallgehäuse und der Zwischenplatte dichtend eingespannt, während die Ventil­platte, insbesondere im Randbereich, dichtend zwischen der Zwischenplatte einerseits und den Abschlußdeckel eingespannt ist. Für eine gute Arbeitsweise einer solchen Membranpumpe ist eine absolute Dichtung an der Ober- und Unterseite der Ventilplatte ebenso wie eine absolut dichte Einspannung der Membrane erforderlich. Sind, wie z. B. bei der eingangs er­wähnten Membranpumpe, nicht nur das Gehäuse, sondern auch die Zwischenplatte und der Abschlußdeckel aus Metall, er­reicht man die erforderliche Dichtigkeit, auch wenn z. B. die Ventilplatte aus einem inertem Kunststoff wie z. B. Polytetrafluoräthylen (PTFE) besteht. Eine Ausbildung u. a. der Ventilplatte einschließlich der zugehörigen Zungen­ventile aus chemisch inertem Kunststoff, insbesondere aus PTFE, ist erforderlich, wenn die Membranpumpe zum Fördern von chemisch aggressiven Medien geeignet sein soll. Neben der Arbeitsmembrane müssen dann zum Fördern von chemisch aggressiven Medien die Zwischenplatte und der Abschlüß­deckel entsprechend chemisch resistent gegenüber dem Fördermedium ausgebildet sein. Dabei treten bei den bis­her bekannten Pumpen der eingangs erwähnten Art noch er­hebliche Schwierigkeiten auf.Diaphragm pumps are already known, e.g. B. for vacuum generation, in which the inlet and outlet valve is controlled by the pressure differences of the pumped medium (DE-OS 1 428 077). In such diaphragm pumps, the upper part of the pump has the diaphragm connected to a connecting rod, an intermediate plate with a compression space incorporated therein, a valve plate above and an end cover. The membrane is tightly clamped at its edge between the metal housing and the intermediate plate, while the valve plate, in particular in the edge area, is tightly clamped between the intermediate plate on the one hand and the end cover. For a diaphragm pump of this type to work properly, an absolute seal on the top and bottom of the valve plate and an absolutely tight clamping of the diaphragm are required. Are, such as B. in the aforementioned diaphragm pump, not only the housing, but also the intermediate plate and the end cover made of metal, you achieve the required tightness, even if z. B. the valve plate made of an inert plastic such. B. polytetrafluoroethylene (PTFE). A training of the valve plate including the associated tongue valves from chemically inert plastic, in particular from PTFE, is required if the diaphragm pump is to be pumped of chemically aggressive media. In addition to the working diaphragm, the intermediate plate and the end cover must then be designed to be chemically resistant to the medium to be conveyed for chemically aggressive media. Significant difficulties still arise with the pumps of the type mentioned at the outset.

Bildet man die Zwischenplatte und den Abschlußdeckel aus Metall aus, sind diese Teile entsprechend starr und man erreicht die notwendige Dichtigkeit an den Übergangsflä­chen, insbesondere der Ventilplatte. Jedoch hat die Aus­bildung von Abschlußdeckel und Zwischenplatte aus Metall den Nachteil, daß diese Teile dann nicht genügend bestän­dig gegen die unterschiedlichsten aggressiven Förderme­dien sind; jedenfalls ist dies nicht mit den üblichen, preiswerten Werkstoffen erreichbar.
Nach einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Vor­schlag hat man metallische Zwischenplatten und Abschluß­deckel zumindest an den mit Fördermedium in Verbindung kommenden Flächen mit einem PTFE-Überzug versehen. Ob­gleich bei einer solchen Ausbildung die Abdichtung der Ventilplatte, auch der Membrane, gegenüber dem Pumpenge­häuse, wegen des formstabilen Metallkerns von Abschluß­deckel und Zwischenplatte gut möglich ist, hat sich je­doch als gravierender Nachteil herausgestellt, daß eine PTFE-Ummantelung eines Abschlußdeckels bzw. einer Zwischenplatte keinen dauerhaften Schutz gegen aggressive Medien bildet. Diese können nämlich bei entsprechender Aggressivität die etwas poröse PTFE-Ummantelung durch­wandern, was namentlich in der Gegend der Ventile erfolgt. Es kommt dann zu Undichtigkeiten und zur Funktionsuntüch­tigkeit der Membranpumpe.If the intermediate plate and the end cover are made of metal, these parts are correspondingly rigid and the necessary tightness is achieved at the transition surfaces, in particular the valve plate. However, the formation of the end cover and intermediate plate made of metal has the disadvantage that these parts are then not sufficiently resistant to a wide variety of aggressive media; in any case, this cannot be achieved with the usual, inexpensive materials.
According to a proposal which is not part of the prior art, metallic intermediate plates and end covers have been provided with a PTFE coating at least on the surfaces which come into contact with the conveying medium. Although with such a design the sealing of the valve plate, including the diaphragm, from the pump housing is possible because of the dimensionally stable metal core of the end cover and intermediate plate, it has turned out to be a serious disadvantage that a PTFE covering of an end cover or an intermediate plate does not provides permanent protection against aggressive media. With appropriate aggressiveness, these can migrate through the somewhat porous PTFE sheathing, which occurs particularly in the area of the valves. Leakage and inoperability of the diaphragm pump then occur.

Es sind dann in (nicht zum Stand der Technik gehörenden) Versuchen Membranpumpen getestet worden, bei denen sowohl die Zwischenplatte als auch der Abschlußdeckel des Pumpen­oberteils voll aus PTFE bestehen. Da dann das gesamte Pumpenoberteil aus chemisch inerten Werkstoffen besteht, werden die vorbeschriebenen, durch aggressive Fördermedien bewirkten Nachteile vermieden, wofür sich jedoch andere Nachteile einstellen: Die aus reinen PTFE-Blöcken beste­hende Zwischenplatte bzw. der entspechende Abschlußdeckel verwerfen sich nach einer gewissen Zeit im Pumpenbetrieb, was Undichtigkeiten an den Dichtflächen nach sich zieht. Für den praktischen Betrieb erreicht man keine ausreichen­de Dichtigkeit mehr zwischen einem Abschlußdeckel, einer Ventilplatte und einer Zwischenplatte, wenn diese drei Teile aus PTFE bestehen.It is then in (not belonging to the state of the art) Tried diaphragm pumps have been tested in which both the intermediate plate and the end cap of the pump upper part are made entirely of PTFE. Since the entire upper part of the pump then consists of chemically inert materials, the above-mentioned disadvantages caused by aggressive fluids are avoided, but there are other disadvantages: The intermediate plate, which is made of pure PTFE blocks, or the corresponding end cover warp after a certain time in pump operation , which leads to leaks at the sealing surfaces. Sufficient tightness between an end cover, a valve plate and an intermediate plate is no longer achieved for practical operation if these three parts are made of PTFE.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Membranpumpe mit in ihrem Pumpenkopf vom Fördermedium gesteuerten Ventilen zu schaffen, die insbesondere auch für das Fördern von aggressiven Medien geeignet ist und bei der die Nach­teile der eingangs erwähnten Pumpen weitestgehend ver­mieden werden.It is therefore the task of creating a diaphragm pump with valves controlled in its pump head by the delivery medium, which is particularly suitable for the delivery of aggressive media and in which the disadvantages of the pumps mentioned above are largely avoided.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht im wesentlichen darin, daß der Pumpenkopf aus einem chemisch inerten Kunststoff besteht, in dem Aufnahmehöhlungen für ebenfalls aus che­misch inertem Werkstoff bestehende Ventile vorgesehen sind. Gegenüber vergleichbaren, vorbekannten Membranpum­pen werden also die Zwischenplatte und der Abschlußdeckel unter Weglassen der Ventilplatte durch einen Pumpenkopf aus chemisch inertem Werkstoff ersetzt, in dem sich eben­falls chemisch inerte Einzelventile befinden. Es hat sich herausgestellt, daß man einen solchen Pumpenkopf aus derzeit am Markt erhältlichem, chemisch inerten Werk­stoff wie PTFE herstellen kann und dann sowohl die not­wendige Abdichtung, insbesondere bei der Arbeitsmembrane, gegenüber dem metallenen Pumpengehäuse als auch eine vollständige chemische Resistenz gegenüber dem Förderme­dium erhält. Eine solche Membranpumpe läßt sich auch bei vom Fördermedium gesteuerten Ventilen mit sehr geringem Totraum ausbilden, so daß die Pumpe einerseits einen guten Wirkungsgrad hat und andererseits insbesondere auch zur Erzeugung eines hohen Vakuums geeignet ist.The solution according to the invention essentially consists in that the pump head consists of a chemically inert plastic in which receiving cavities are provided for valves which are also made of chemically inert material. Compared to comparable, known diaphragm pumps, the intermediate plate and the end cover are replaced by a pump head made of chemically inert material, which also contains chemically inert individual valves, with the valve plate omitted. It has been found that such a pump head can be produced from chemically inert material such as PTFE, which is currently available on the market, and then both the necessary sealing, in particular in the case of the working diaphragm, against the metal pump housing as well as a complete chemical resistance to the pumped medium. Such a diaphragm pump can also be designed with valves controlled by the pumped medium with very little dead space, so that the pump has good efficiency on the one hand and is particularly suitable for generating a high vacuum on the other hand.

Zwar kennt man bereits eine, insbesondere zur Kraftstoff­einspritzung dienende Kolbenpumpe mit einem im wesent­lichen einstückigen Pumpenkopf, wobei an der Kolben-Rück­seite noch zusätzlich eine Membrane vorgesehen ist (DE-PS 8 26 244). Dort besteht aber der Pumpenkopf nicht aus chemisch inertem Werkstoff und es bestehen auch nicht die eingangs erwähnten Dichtprobleme, die sich aus einer nur begrenzten Formstabilität von chemisch inerten Kunst­stoffen von der Art des PTFE ergeben.
Ferner kennt man auch bereits eine hydraulisch betriebene Membranpumpe zum Fördern von Flüssigkeit, die einen im wesentlichen einstückigen Pumpenkopf aufweist (DE-AS 1 653 662). Dort liegt jedoch weder das Problem des För­derns von chemisch aggressiven Medien und/oder das Pro­blem des Vermeidens von ins Gewicht fallenden Toträumen wegen evtl. Vakuumerzeugung vor. Vielmehr sind dort Dop­pel-Kugelventile vorgesehen. Bei derartigen Flüssigkeits­pumpen schaden durch diese Konstruktion bedingte größere Toträume nicht, während diese z. B. für Vakuumpumpen un­geeignet sind.A piston pump, in particular for fuel injection, with an essentially one-piece pump head is already known, a membrane being additionally provided on the rear of the piston (DE-PS 8 26 244). There, however, the pump head is not made of chemically inert material and there are also no sealing problems mentioned at the outset, which result from the limited dimensional stability of chemically inert plastics of the PTFE type.
Furthermore, a hydraulically operated diaphragm pump for conveying liquid is known, which has an essentially one-piece pump head (DE-AS 1 653 662). However, there is neither the problem of conveying chemically aggressive media and / or the problem of avoiding significant dead spaces due to possible vacuum generation. Rather, double ball valves are provided there. In such liquid pumps larger dead spaces caused by this construction do not harm, while these z. B. are unsuitable for vacuum pumps.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Pumpen­kopf, zweckmäßigerweise einstückig, aus glasfaserverstärk­tem chemisch inertem Werkstoff hergestellt, wobei als Werkstoff zweckmkäßigerweise Polytetrafluoräthylen dient. Ein derartiger Pumpenkopf hat neben der chemischen Neu­tralität gegenüber dem Fördermedium auch die erforder­ liche Formstabilität, um eine sichere Abdichtung insbe­sondere am Einspannrand der Arbeitsmembrane zu gewähr­leisten.According to a preferred embodiment, the pump head is advantageously made in one piece from glass-fiber reinforced, chemically inert material, the material advantageously being polytetrafluoroethylene. In addition to chemical neutrality with respect to the pumped medium, such a pump head also has the required dimensional stability to ensure a secure seal, especially at the clamping edge of the working membrane.

Die zweckmkäßigerweise als Plattenventile ausgebildeten Ein- und Auslaßventile, die ebenfalls aus chemisch iner­tem Werkstoff bestehen, sind vorzugsweise federbela­stungsfrei jeweils in einem Ventilraum 13 des Pumpenkop­fes untergebracht. Dadurch werden nicht nur zusätzliche Dichtungsstellen, wie sie bei Ventilplatten auftreten, vermieden, sondern es können auch Federkräfte, welche die Plattenventile belasten, vermieden werden. Durch die DE-PS 8 26 244 sind zwar auch bereits Plattenventile bekannt; diese müssen jedoch von Schraubenfedern zen­triert und geschlossen werden, was vom Platzbedarf her zu größeren Toträumen und, wegen der Federkräfte, zu größeren Öffnungskräften führt. Da die Öffnungskräfte vom Fördermedium aufgebracht werden, vermindern sie den volumetrischen Wirkungsgrad der Pumpe.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Hubhöhe der Ventile, und zwar vorzugsweise durch die Einsatztiefe von Anschlußstopfen der Zu- und Ableitung, am Ein- und Auslaß einstellbar. Dadurch kann man nach Erprobung des Frequenzbereiches der Ventilplättchen auf einfache Weise durch Einstellen des Bewegungsspielraumes der Ventilplättchen deren Bewegungen in ihren Eigenfre­quenzbereich einstellen. Dadurch erreicht man schnelle Ventilbewegungen, die auch keine großen Öffnungskräfte benötigen, was ebenfalls den volumetrischen Wirkungsgrad der Pumpe begünstigt.The inlet and outlet valves, which are expediently designed as plate valves and also consist of chemically inert material, are preferably accommodated in a valve chamber 13 of the pump head in a spring-free manner. This not only avoids additional sealing points, such as those that occur with valve plates, but also spring forces that strain the plate valves can be avoided. From DE-PS 8 26 244 plate valves are already known; However, these have to be centered and closed by coil springs, which leads to larger dead spaces and, due to the spring forces, to larger opening forces. Since the opening forces are applied by the pumped medium, they reduce the volumetric efficiency of the pump.
According to an advantageous further development of the invention, the lift height of the valves can be adjusted at the inlet and outlet, preferably through the insertion depth of connection plugs of the inlet and outlet. As a result, after testing the frequency range of the valve plates, the movements of the valve plates can be adjusted in a simple manner by adjusting their movements in their natural frequency range. This enables fast valve movements that do not require large opening forces, which also favors the volumetric efficiency of the pump.

Eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß als Abstandhalter an der jeweiligen Durchlaßseite der Ventilkörper zinnenartige, im Randbereich vorzugsweise gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete Vorsprünge vorgesehen sind. Dadurch wird nicht nur die Fördermedium­Durchtrittsfläche in der Offenstellung des Ventilkörpers geschaffen, sondern es ergibt sich auch mindestens sektor­weise eine größere Biegesteifigkeit der Plattenventile insbesondere im Bereich von deren Dichtfläche. Dadurch werden unerwünschte Verformungen vermieden, die entweder die Beweglichkeit der Plattenventile und/oder deren Dichtigkeit beeinträchtigen könnten.
Zweckmäßigerweise sind sowohl das Plattenventil für den Auslaß als auch das für den Einlaß gleich, das heißt mit der gleichen Umrißform augebildet. Dies bringt sowohl eine Vereinfachung bei der Herstellung als auch bei der Reparatur und Instandhaltung der Pumpe und bei der Lager­haltung der entsprechenden Ersatzteile mit sich. Insbe­sondere kann es beim Auswechseln der Plattenventile nicht zu Verwechslungen kommen; es muß lediglich auf die rich­tige Lage des Plattenventiles geachtet werden, je nach dem ob es einlaß- oder auslaßseitig angebracht ist.A preferred embodiment of the invention is that as a spacer on the respective passage side of the valve body, crenellated projections, which are preferably evenly distributed around the periphery in the edge region are provided. This not only creates the conveying medium passage area in the open position of the valve body, but also results in greater flexural rigidity, at least in some sectors, of the plate valves, in particular in the area of their sealing surface. This avoids undesirable deformations that could either impair the mobility of the plate valves and / or their tightness.
Advantageously, both the plate valve for the outlet and that for the inlet are the same, that is, they are formed with the same outline shape. This leads to a simplification in the manufacture as well as in the repair and maintenance of the pump and in the storage of the corresponding spare parts. In particular, there can be no confusion when the plate valves are replaced; you only have to pay attention to the correct position of the plate valve, depending on whether it is installed on the inlet or outlet side.

Eine wesentliche Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß in jedem Ventilraum eine Hülse zur Führung des Ventil­körpers sowie vorzugsweise auch als Einsetzbegrenzung für den Anschlußstopfen vorgesehen ist; dabei ist der lichte Querschnitt dieser Hülse etwas größer als der Außendurch­messer der Ventilkörper. Dabei besteht diese Führungshülse vorzugsweise aus glasfaserfreiem, chemisch inertem Werk­stoff, insbesondere aus Polytetrafluoräthylen. Durch eine solche Führungshülse wird vor allem vermieden, daß der Ventilkörper sich an ein entsprechend, insbesondere mit Glasfasern armierten Pumpenkopf am Umfang abreiben kann, so daß sich die für den Fördermedium-Durchtritt vorgese­henen Querschnitte vergrößern, wodurch die Arbeitsweise der Pumpe beeinträchtigt wird. Die Führungshülsen sorgen also u. a. dafür, daß man im Hinblick auf die Ventilkörper bei der Wahl des Werkstoffes des Pumpenkopfes frei ist und insbesondere aus glasfaserverstärkten PTFE herstellen kann.An essential development of the invention is that a sleeve for guiding the valve body and preferably also as an insertion limitation for the connecting plug is provided in each valve chamber; the clear cross section of this sleeve is somewhat larger than the outer diameter of the valve body. This guide sleeve preferably consists of glass fiber-free, chemically inert material, in particular of polytetrafluoroethylene. Such a guide sleeve primarily prevents the valve body from rubbing against the circumference of a correspondingly reinforced pump head, in particular reinforced with glass fibers, so that the cross sections provided for the passage of the medium to be conveyed are enlarged, as a result of which the operation of the pump is impaired. The guide sleeves thus ensure, among other things, that one is free with regard to the valve body in the choice of the material of the pump head and can in particular be made of glass fiber reinforced PTFE.

Die Anschlußstopfen können ebenfalls aus glasfaserfreiem chemisch inertem Kunststoff, insbesondere aus PTFE be­stehen, da bei ihnen keine reibende Auf- und Abbewegung der Ventilkörper stattfindet.
Zweckmkäßigerweise ist der Pumpenkopf mittels einer sich oberhalb von ihm befindlichen Kopfabdeckplatte gegenüber dem Pumpengehäuse verspannt. Dann wirken die Kopfschrauben nicht örtlich begrenzt auf den Pumpenkopf aus Kunststoff, sondern dieser wird zwischem dem Pumpengehäuse einerseits und der Kopfabdeckplatte andererseits auf seinen Flach­seiten, insbesondere im Randbereich, beidseits durchgehend eingespannt, was zu seiner Formstabilisierung beiträgt. In der Kopfabdeckplatte sind Aussparungen für die An­schlußstopfen vorgesehen.The connection plugs can also consist of glass-fiber-free, chemically inert plastic, in particular of PTFE, since there is no rubbing up and down movement of the valve body.
The pump head is expediently braced relative to the pump housing by means of a head cover plate located above it. Then the cap screws do not act locally on the pump head made of plastic, but this is continuously clamped on both sides between the pump housing on the one hand and the head cover plate on the other on its flat sides, in particular in the edge area, which contributes to its shape stabilization. Recesses for the connection plugs are provided in the head cover plate.

Besonders vorteilhaft ist eine Pumpe, bei der der Pumpen­kopf im wesentlichen einstückig aus chemisch inertem, durch entsprechende Einlagen wie z. B. durch Glasfasern verstärktem Kunststoff besteht, die Führungshülsen der Ventilkörper und vorzugsweise diese selbst aus glasfaser­freiem, chemisch inerten Kunststoff bestehen.A pump in which the pump head is made in one piece from chemically inert, by appropriate deposits such. B. consists of glass fiber reinforced plastic, the guide sleeves of the valve body and preferably these themselves consist of glass fiber-free, chemically inert plastic.

Schließlich ist nach einer Weiterbildung der Erfindung die Arbeitsmembrane als Form-Membrane ausgebildet und der Verdichtungsraum ist dabei von einer auf die Form-Mem­brane abgestimmten Aussparung im Pumpenkopf untergebracht. Der Pumpenkopf kann dann die Ränder der Form-Membrane gegenüber dem aus Metall bestehenden und dementsprechend starren Pumpengehäuse dichtend verspannen, und die Aus­bildung der Arbeitsmembrane als Form-Membrane mit ent­sprechender Abstimmung auf den Verdrängungsraum begün­stigt, daß die Pumpe mit nur ganz geringem Totraum ar­beiten kann.Finally, according to a further development of the invention, the working diaphragm is designed as a shaped diaphragm and the compression space is accommodated in the pump head by a recess which is matched to the shaped diaphragm. The pump head can then tightly clamp the edges of the form diaphragm with respect to the metal and accordingly rigid pump housing, and the design of the working diaphragm as a form diaphragm with appropriate adjustment to the displacement space favors that the pump can work with very little dead space.

Die Pumpe ist sowohl zum Fördern von flüssigen als auch gasförmigen Fördermedien geeignet; insbesondere kann sie aufgrund ihres geringen Totraumes auch gut als Vakuum­pumpe eingesetzt werden.The pump is both for pumping liquid as well suitable for gaseous media; in particular, due to its small dead space, it can also be used as a vacuum pump.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt.Additional embodiments of the invention are listed in the further subclaims.

Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben.The invention is described in more detail below with its essential details using an exemplary embodiment.

Es zeigen in unterschiedlichen Maßstäben:

  • Fig. 1 Eine zum Teil schematisierte Längsschnittdar­stellung einer Membranpumpe,
  • Fig. 2 eine Querschnittdarstellung eines Ventilkörpers,
  • Fig. 3 eine Aufsicht eines Ventilkörpers,
  • Fig. 4 eine Querschnittdarstellung einer Führungshülse für den Ventilkörper,
  • Fig. 5 eine halbseitig im Querschnitt dargestellte Seitenansicht eines Anschlußstopfens,
  • Fig. 6 eine Teilseitenansicht eines Pumpenkopfes mit Verdrehsicherungen an den Anschlußstopfen,
  • Fig. 7 eine Aufsicht des in Fig. 6 gezeigten Pumpen­kopfes und
  • Fig. 8 eine Detailansicht im Bereich eines zu einer Verdrehsicherung gehörenden O-Ringes.
They show on different scales:
  • 1 is a partially schematic longitudinal sectional view of a diaphragm pump,
  • 2 is a cross-sectional view of a valve body,
  • 3 is a plan view of a valve body,
  • 4 is a cross-sectional view of a guide sleeve for the valve body,
  • 5 is a side view of a connecting plug shown in cross section on one side,
  • 6 is a partial side view of a pump head with anti-rotation devices on the connection plugs,
  • Fig. 7 is a plan view of the pump head shown in Fig. 6 and
  • 8 shows a detailed view in the region of an O-ring belonging to an anti-rotation device.

Eine Membranpumpe 1 (Fig. 1) weist einen in einem Pumpen­gehäuse 2 befindlichen Kurbeltrieb 3 auf, der über ein Pleuel 4 mit einer Form-Membrane 5 in Antriebsverbindung steht. Oberhalb der Membrane 5 befindet sich ein Ver­drängungsraum 6, der einerseits durch die Membrane 5 und andererseits durch einen Pumpenkopf 7 bzw.einer sphäri­schen Auswölbung 33 darin begrenzt ist.
Die Membrane 5 ist zwischen dem unteren Pumpengehäuse 2 und dem Pumpenkopf 7 eingespannt. Als Verbindung zwischen Pumpengehäuse 2 und Pumpenkopf 7 dienen Kopfschrauben 8, die unter Zwischenlage eienr Kopfabdeckplatte 9 den Pum­penkopf 7 beaufschlagen.A diaphragm pump 1 (FIG. 1) has a crank mechanism 3 which is located in a pump housing 2 and which is in drive connection via a connecting rod 4 with a shaped diaphragm 5. Above the membrane 5 there is a displacement space 6 which is delimited on the one hand by the membrane 5 and on the other hand by a pump head 7 or a spherical bulge 33 therein.
The membrane 5 is clamped between the lower pump housing 2 and the pump head 7. Cap screws 8, which act on the pump head 7 with the interposition of a head cover plate 9, serve as the connection between the pump housing 2 and the pump head 7.

Diese Membranpumpe 1 soll insbesondere für aggressive För­dermedien geeignet sein. Dementsprechend bestehen die mit dem Fördermedium in Verbindung kommenden Pumpenteile aus chemisch inertem Kunststoff, wobei insbesondere Polytetra­fluorethylen (PTFE) geeignet ist. Der Pumpenkopf 7 ist im wesentlichen einstückig aus einem solchen Werkstoff ge­bildet und weist Aufnahmehöhlungen 10 für ebenfalls aus chemisch inertem Werkstoff bestehende Ventile 11, 12 auf. Im Ausführungsbeispiel ist das Auslaßventil mit 11 und das Einlaßventil mit 12 bezeichnet, was noch durch die Pfeile Pf 1 und Pf 2 verdeutlicht ist.This diaphragm pump 1 should be particularly suitable for aggressive fluids. Accordingly, the pump parts that come into contact with the pumped medium consist of chemically inert plastic, polytetrafluoroethylene (PTFE) being particularly suitable. The pump head 7 is essentially formed in one piece from such a material and has receiving cavities 10 for valves 11, 12 which are also made of chemically inert material. In the exemplary embodiment, the outlet valve is designated 11 and the inlet valve 12, which is further illustrated by the arrows Pf 1 and Pf 2.

Jede Aufnahmehöhlung 10 weist einen dem Verdrängungsraum 6 zugewandten Ventilraum 13 auf, in dem Ventilkörper 14 gelagert sind. Die Ventilräume 13 sind über kurze Kanal­abschnitte 15 bzw. Verbindungsöffnungen mit dem Ver­drängungsraum 6 verbunden. Die Kanalabschnitte 15 sind so kurz wie möglich, um den Totraum möglichst klein zu halten. Der lichte Querschnitt der Kanalabschnitte 15 ist wesentlich kleiner als der Querschnitt des Ventil­raumes 13. Die innere Mündungsfläche bei dem Ventilraum 13 bildet eine verdrängungsraumseitige Anschlagfläche 34 für den jeweiligen Ventilkörper 14. Auf der gegenüber­liegenden Seite ist der Ventilraum 13 durch einen in der Aufnahmehöhlung 10 befindlichen Anschlußstopfen 16 begrenzt. Dabei bilden die inneren Stirnflächen 17 der An­schlußstopfen 16 die entsprechenden Anschlagflächen für den Ventilkörper 14 (vgl. auch Fig. 5). Die Anschluß­stopfen 16 weisen eine zentrale Durchgangsbohrung 18 als Fördermediumeinlaß bzw. Fördermediumauslaß auf.
Die Anschlußstopfen 16 sind im Ausführungsbeispiel als Schraubstopfen mit einem Außengewinde ausgebildet, das in ein entsprechendes Innengewinde in der Aufnahmehöhlung 10 eingreift.Each receiving cavity 10 has a valve chamber 13 which faces the displacement chamber 6 and in which valve body 14 are mounted. The valve spaces 13 are connected to the displacement space 6 via short channel sections 15 or connection openings. The channel sections 15 are as short as possible in order to keep the dead space as small as possible. The clear cross section of the channel sections 15 is substantially smaller than the cross section of the valve chamber 13. The inner opening surface in the valve chamber 13 forms a stop surface 34 on the displacement chamber side for the respective valve body 14. On the opposite side, the valve chamber 13 is delimited by a connecting plug 16 located in the receiving cavity 10. The inner end faces 17 of the connecting plugs 16 form the corresponding stop faces for the valve body 14 (cf. also FIG. 5). The connection plugs 16 have a central through-bore 18 as the fluid inlet or fluid outlet.
In the exemplary embodiment, the connection plugs 16 are designed as screw plugs with an external thread, which engages in a corresponding internal thread in the receiving cavity 10.

Die Ventile 11 u. 12 sind als Plattenventile ausgebildet und bestehen ebenfalls aus chemisch inertem Werkstoff. Sie weisen jeweils gleiche plattenförmige Ventilkörper 14 mit einer im wesentlichen flachen Dichtseite 21 auf (vgl. auch Fig. 2 u. 3). Die Abstandhalter 20 sind zinnenartig im Randbereich und am Umfang gleichmäßig verteilt angeord­net. Sie schließen bündig mit dem Außenrand 22 des Ventil­körpers 14 ab. Die zinnenartigen Abstandhalter 20 sind in ihrer Höhe h und in ihrem Abstand zueinander so bemessen, daß sich bei Anlage dieser Abstandhalter 20 an einer einen Anschlag bildenden Begrenzungsseite des Ventilrau­mes 13 noch ein genügend großer Durchlaßquerschnitt für das Fördermedium ergibt. Auch der Außendurchmesser der Ventilkörper 14 ist im Vergleich zum dem lichten Quer­schnitt des Ventilraumes 13 so bemessen, daß in Durchlaß­stellung des Ventiles 11 oder 12 auch seitlich genügend Durchlaßquerschnitt vorhanden ist.
Auf der Dichtseite 19 weisen die Ventilkörper 14 einen ringförmigen Dichtrand 23 und eine sich nach innen an­schließende Ausnehmung 24 auf. Der äußere Dichtrand 23 begünstigt eine besonders gute Abdichtung und durch die Ausnehmung 24 ist die Masse des Ventilkörpers 14 reduziert, ohne seine Stabilität zu beeinflussen. Die auf der anderen Seite befindlichen Abstandhalter 20 sind etwa im Bereich dieses Dichtungsrandes 23 angeordnet und unterstützen bzw. stabilisieren den Dichtbereich 23, so daß hier unerwünschte Verformungen weitgehend vermieden werden.
Durch die bündig mit der Außenstirnseite 22 der Ventil­körper 14 abschließenden Abstandhalter 20 wird auch die Führungslänge der Ventilkörper 14 in dem Ventilraum 13 bzw. einem dort befindlichen Führungsring 25 verlängert. Dadurch wird auch einem Verkanten der praktisch fliegend gelagerten Ventilkörper 14 entgegengewirkt.The valves 11 u. 12 are designed as plate valves and are also made of chemically inert material. They each have the same plate-shaped valve body 14 with an essentially flat sealing side 21 (cf. also FIGS. 2 and 3). The spacers 20 are arranged in a crenellated manner in the edge region and evenly distributed on the circumference. They are flush with the outer edge 22 of the valve body 14. The crenellated spacers 20 are dimensioned in their height h and in their spacing from one another such that when these spacers 20 abut against a boundary side of the valve chamber 13 forming a stop, there is still a sufficiently large passage cross section for the conveying medium. The outer diameter of the valve body 14 is dimensioned in comparison to the clear cross section of the valve chamber 13 so that in the open position of the valve 11 or 12 there is also enough open cross section laterally.
On the sealing side 19, the valve body 14 has an annular sealing edge 23 and a recess 24 adjoining the inside. The outer sealing edge 23 favors a particularly good seal and the mass of the valve body 14 is through the recess 24 reduced without affecting its stability. The spacers 20 located on the other side are arranged approximately in the region of this sealing edge 23 and support or stabilize the sealing region 23, so that undesired deformations are largely avoided here.
The spacer 20, which is flush with the outer end face 22 of the valve body 14, also extends the guide length of the valve body 14 in the valve chamber 13 or a guide ring 25 located there. This also counteracts tilting of the practically overhung valve body 14.

Der Pumpenkopf 7 besteht vorzugsweise aus glasfaser­verstärktem PTFE, um die notwendige Stabilität zu erhal­ten. Um die in dem Ventilraum 13 eingesetzten Ventil­körper 14 keinem erhöhten Abrieb auszusetzen, der durch Kontakt an dem glasfaserverstärkten Wandmaterial des Ven­tilraumes 13 entstehen würde, befindet sich in jedem Ventilraum 13 eine Hülse 25 zur Führung bzw. Seiten­begrenzung des Ventilkörpers 14. Diese Hülse besteht aus nichtglasfaserverstärktem Kunststoff, vorzugsweise PTFE ebenso wie die Ventilkörper 14 selbst. Die bei der Ventilbewegung aneinander reibenden Seitenflächen des Ventilkörpers 14 bzw. der Hülse weisen somit keine den Abrieb erhöhenden Armierungszusätze auf, so daß in diesem Bewegungsbereich auch nur ein geringer Abrieb vorhanden ist. Dabei besteht hier aber auch durch die besondere Konstruktion der Ventile die Möglichkeit, nach dem Herausschrauben eines Anschlußstopfens 16 einen Ventilkörper 14 schnell austauschen zu können.The pump head 7 is preferably made of glass fiber reinforced PTFE in order to obtain the necessary stability. In order not to expose the valve body 14 used in the valve chamber 13 to any increased abrasion which would result from contact with the glass fiber reinforced wall material of the valve chamber 13, there is a sleeve 25 in each valve chamber 13 for guiding or limiting the side of the valve body 14. This sleeve consists of non-glass fiber reinforced Plastic, preferably PTFE as well as the valve body 14 itself. The side surfaces of the valve body 14 or the sleeve which rub against each other during the valve movement thus do not have any reinforcing additives which increase the abrasion, so that there is only a slight abrasion in this range of motion. Here, however, there is also the possibility, due to the special design of the valves, of being able to quickly replace a valve body 14 after unscrewing a connecting plug 16.

Wie bereits vorerwähnt, sind für das Einlaßventil 11 und das Auslaßventil 12 gleiche Ventilkörper 14 vorge­sehen, die jedoch, wie in Fig. 1 gut erkennbar, umge­ kehrt in die beiden Ventilräume 13 eingesetzt sind. In der in Fig. 1 erkennbaren Betriebsstellung liegen beide Ventilkörper 14 auf der unteren Anschlagfläche 34 auf, die von der dem Verdrängungsraum 6 zugewandten Begren­zungsseite des Ventilraumes 13 gebildet ist. Diese Ventil­körperstellung stellt sich insbesondere in Saugstellung ein, wobei dann das Fördermedium über das Einlaßventil 12 eintritt, dort seitlich und an der Durchlaßseite 21 den Ventilkörper 14 umströmt und in den Verdrängungsraum 6 gelangt. Gleichzeitig ist durch den hier herrschenden Unterdruck der Kanalabschnitt 15 des Auslaßventiles 12 durch die Dichtseite des dort eingesetzten Ventilkörpers 14 verschlossen.As already mentioned, the same valve body 14 is provided for the inlet valve 11 and the outlet valve 12, but, as can be seen clearly in FIG. 1, vice versa returns to the two valve spaces 13 are inserted. In the operating position shown in FIG. 1, both valve bodies 14 rest on the lower stop surface 34, which is formed by the delimitation side of the valve chamber 13 facing the displacement chamber 6. This valve body position is set in particular in the suction position, in which case the pumped medium enters via the inlet valve 12, flows around the side of the valve body 14 on the passage side 21 and enters the displacement space 6. At the same time, due to the negative pressure prevailing here, the channel section 15 of the outlet valve 12 is closed by the sealing side of the valve body 14 used there.

Die jeweils in einem Ventilraum 13 befindlichen Hülsen 25 liegen einerseits an der dem Verdrängungsraum 6 zuge­wandten Stirnseite des Ventilraumes 13 an und werden von der anderen Seite von den Anschlußstopfen 16 gehal­ten. Fig. 5 läßt gut erkennen, daß die Anschlußstopfen 16 einen Kopf 26 zum Angriff eines Verdrehwerkzeuges und daran anschließend einen mit einem Außengewinde ver­sehenen Eindrehabschnitt 27 aufweisen. Daran schließt sich ein gewindefreier Abschnitt 28 an, dessen Außen­durchmesser etwa dem Durchmesser des Ventilraumes 13 entspricht. Am inneren Ende des Anschlußstopfens 16 ist ein Ansatz 29 vorgesehen, der mit seinem stirnsei­tigen Ende die den Ventilraum 13 oben begrenzende Stirn­fläche 17 bildet. Dieser Ansatz greift etwas in die Hülse 25 ein, wie dies gut in Fig. 1 erkennbar ist. Mit der ringförmigen Stirnseite 30 zwischen dem Abschnitt 28 und dem im Durchmesser reduzierten Ansatz 29 wird in Montagestellung die angefaste Oberseite der Hülse 25 beaufschlagt. Die axiale Länge des Ansatzes 29 ist so bemessen, daß die Anfasung 32 der Hülse 25 überdeckt ist. Die Hülsen 25 dienen außer zur Führung der Ventilkörper 14 auch als Einsetz- bzw. Einschraubbegrenzung für den Anschlußstopfen 16. Dabei ist vorgesehen, daß die Ein­setztiefe der Anschlußstopfen 16 und damit die Hubhöhe der Ventile oder Ventilkörper 14 einstellbar ist.
Dadurch besteht die Möglichkeit, eine Hubhöhe einstellen zu können, bei der der Ventilkörper 14 etwa im Eigen­resonanzbeeich arbeitet. Dadurch sind sehr schnelle Ventilbewegungen bei gleichzeitig geringem Energiebe­darf möglich, so daß auch der Wirkungsgrad der Pumpe 1 verbessert sein kann.
In den Anschlußstopfen 16 befindet sich eine Stufenboh­rung 31, deren äußerer, im Querschnitt etwas größerer Bereich ein Innengewinde trägt zum Einschrauben einer Verbindungsleitung. Der untere Abschnitt der Stufen­bohrung mündet in den Ventilraum 13. Die bei der Hülse 25 vorgesehene Anfasung 32 dient einerseits als Ein­führhilfe beim Einsetzen oder Einschrauben der An­schlußstopfen 16 und auch als Toleranzverformungszone.The sleeves 25 located in a valve chamber 13 each abut the end face of the valve chamber 13 facing the displacement chamber 6 and are held by the connecting plugs 16 from the other side. FIG. 5 clearly shows that the connecting plugs 16 have a head 26 for engaging a twisting tool and then have an insertion section 27 provided with an external thread. This is followed by a thread-free section 28, the outer diameter of which corresponds approximately to the diameter of the valve chamber 13. At the inner end of the connector plug 16 there is provided an extension 29 which forms the end face 17 which delimits the valve chamber 13 at its front end. This approach engages somewhat in the sleeve 25, as can be clearly seen in FIG. 1. The chamfered upper side of the sleeve 25 is acted upon in the mounting position by the annular end face 30 between the section 28 and the lug 29 with reduced diameter. The axial length of the projection 29 is dimensioned such that the chamfer 32 of the sleeve 25 is covered. The sleeves 25 are used to guide the valve body 14 also as an insertion or screw-in limitation for the connecting plug 16. It is provided that the insertion depth of the connecting plug 16 and thus the lifting height of the valves or valve body 14 is adjustable.
This makes it possible to be able to set a lifting height at which the valve body 14 works approximately in the natural resonance range. This enables very fast valve movements with a low energy requirement, so that the efficiency of the pump 1 can also be improved.
In the connecting plug 16 there is a stepped bore 31, the outer area of which, somewhat larger in cross section, has an internal thread for screwing in a connecting line. The lower section of the stepped bore opens into the valve chamber 13. The chamfer 32 provided on the sleeve 25 serves on the one hand as an insertion aid when inserting or screwing in the connecting plugs 16 and also as a tolerance deformation zone.

Die Arbeitsmembrane ist als Form-Membrane 5 ausge­bildet, deren dem Verdrängungsraum 6 zugewandte Pro­filierung an diesen angepaßt ist, so daß die Form-­Membrane 5 in der oberen Totstellung in bekannter Weise der Verdrängungsraum 6 vollständig ausgefüllt wird, wodurch der tote Raum klein gehalten wird. Dabei ist die dem Verdrängungsraum 6 entsprechende Aussparung im Pumpenkopf 7 untergebracht.The working membrane is designed as a molded membrane 5, the profiling facing the displacement space 6 is adapted to this, so that the molded membrane 5 in the top dead position in a known manner, the displacement space 6 is completely filled, thereby keeping the dead space small. The recess corresponding to the displacement space 6 is accommodated in the pump head 7.

In den Figuren 6 bis 8 ist noch eine Verdrehsicherung 35 gezeigt, mittels der die beiden Anschlußstopfen 16 in einer einmal eingestellten Lage gehalten werden können. Insbesondere soll dadurch ein Verdrehen der Anschluß­stopfen 16 bei der Montage bzw. Demontage von Einschraub-­Verschraubungen verhindert werden. Wie bereits vorbe­schrieben, kann durch die Einschraubtiefe der Anschluß­ stopfen 16 in gewissem Umfange nach der Montage der Pumpe ein Einstellen des Volumenstromes erfolgen. Ist der richtige Wert eingestellt, so kann durch die Verdreh­sicherung 35 eine Fixierung erfolgen, so daß dann beim Anwender der Pumpe keine unbeabsichtigten Verstellungen mehr auftreten können. Zu der Verdrehsicherung gehört jeweils ein O-Ring 37, der einerseits in einer äußeren Aufnahmenut 38 und andererseits in einer im Kopf 36 der Anschlußstopfen 16 befindlichen Ringnut 42 gelagert ist. Die äußere Aufnahmenut 38 ist zwischen der Kopfabdeck­platte 9 einerseits und einem Druckring 39 andererseits gebildet, wobei die zueinanderweisenden Innenränder dieser beiden Teile zur Bildung dieser Aufnahmenut 38 An fasungen 40 bzw. 41 aufweisen. Die beiden Druckringe 39 (vgl. auch Fig. 7) w erden durch Schrauben 43, die in die Kopfabdeckplatte 9 einschraubbar sind, gehalten. Die beiden Anfasungen 40, 41 und auch die Ringnut 42 in den Anschlußstopfen 16 sind nun so bemessen, daß beim Festschrauben der Druckringe 39 eine radiale Verdrängung des jeweiligen O-Ringes in die Ringnut 42 bzw. die Außen­wand des Anschlußstopfens 16 erfolgt. Dadurch werden die Anschlußstopfen 16 kraftschlüssig gehalten, so daß ein Verdrehen des Ventilkörpers bzw. Anschlußstopfens 16 nicht mehr möglich ist.
Erwähnt sei noch, daß die Ventilkörper 14 anstatt aus PTFE auch aus PVDF (Polyvinylidenfluorid) bestehen können. Die Ventilkörper 14 können dann in vorteilhafter Weise durch einen Spritzvorgang einfach hergestellt werden. Falls das Fördermedium die Verwendung von PVDF-Ventil­körpern nicht zuläßt, werden sie aus PTFE hergestellt.FIGS. 6 to 8 also show an anti-rotation device 35 by means of which the two connection plugs 16 can be held in a position that has been set once. In particular, this is intended to prevent twisting of the connecting plugs 16 during the assembly or disassembly of screw-in screw connections. As already described, the screw-in depth of the connection plug 16 to a certain extent after installing the pump, the volume flow is adjusted. If the correct value is set, the anti-rotation device 35 can be used to fix it so that the user of the pump can then no longer make any unintentional adjustments. The anti-rotation device includes an O-ring 37 which is mounted on the one hand in an outer receiving groove 38 and on the other hand in an annular groove 42 located in the head 36 of the connecting plug 16. The outer receiving groove 38 is formed between the head cover plate 9 on the one hand and a pressure ring 39 on the other hand, the mutually facing inner edges of these two parts to form this receiving groove 38 to chamfer 40 and 41 respectively. The two pressure rings 39 (cf. also FIG. 7) are held by screws 43 which can be screwed into the head cover plate 9. The two chamfers 40, 41 and also the annular groove 42 in the connecting plug 16 are now dimensioned such that when the pressure rings 39 are screwed tight, the respective O-ring is radially displaced into the annular groove 42 or the outer wall of the connecting plug 16. As a result, the connecting plugs 16 are held in a force-fitting manner, so that twisting of the valve body or connecting plug 16 is no longer possible.
It should also be mentioned that the valve body 14 can also consist of PVDF (polyvinylidene fluoride) instead of PTFE. The valve body 14 can then advantageously be easily manufactured by an injection molding process. If the pumped medium does not allow the use of PVDF valve bodies, they are made of PTFE.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All the features shown in the description, the claims and the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

Claims (18)

1. Membranpumpe zum Fördern insbesondere von chemisch aggressiven Medien, wobei die Pumpe in ihrem Pumpen­kopf vom Fördermedium gesteuerte Ventile hat, dadurch gekennzeichnet, daß
der Pumpenkopf (7) im wesentlichen aus einem chemisch inerten Werkstoff besteht, in dem Aufnahme­öffnungen (10) für ebenfalls aus chemisch inertem Werkstoff bestehende Ventile vorgesehen sind.1. Diaphragm pump for conveying in particular chemically aggressive media, the pump having valves controlled by the pumped medium in its pump head, characterized in that
the pump head (7) consists essentially of a chemically inert material, in which receiving openings (10) are provided for valves which are also made of chemically inert material. 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr zweckmäßigerweise einstückig ausgebildeter Pumpenkopf (7) aus armierten, chemisch inertem Kunststoff besteht.2. Pump according to claim 1, characterized in that its suitably integrally formed pump head (7) consists of reinforced, chemically inert plastic. 3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Pumpenkopf (7) aus glasfaserverstärktem Polytetrafluorethylen besteht.3. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that its pump head (7) consists of glass fiber reinforced polytetrafluoroethylene. 4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Aufnahmehöhlungen (10) jeweils einen dem Verdrängungsraum (6) zugewandten und mit diesem durch einen kurzen Kanalabschnitt (15) ver­bundenen Ventilraum (13) und daran, nach außen an­schließend, eine Gewindebohrung od. dgl. Verbindung für einen eine Durchgangsbohrung (18) aufweisenden Anschlußstopfen (6) aufweisen, und daß diese Anschluß­ stopfen vorzugsweise eine den Ventilraum (13) begren­zende Anschlagfläche (17) haben, bei der die Durch­gangsbohrung (13) mündet, und daß zweckmäßiger­weise die Einsatztiefe der Stopfen (16) und damit die Hubhöhe der Ventile (14), insbesondere ent­sprechend der Axialausdehnung von Führungshülsen (15), einstellbar ist.4. Pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the receiving cavities (10) in each case one of the displacement space (6) facing and with this by a short channel section (15) connected to the valve space (13) and then to the outside, have a threaded hole or the like. Connection for a through-hole (18) having connection plug (6), and that this connection stopper preferably have a stop surface (17) delimiting the valve chamber (13) at which the through hole (13) opens, and that expediently the depth of use of the stopper (16) and thus the lifting height of the valves (14), in particular corresponding to the axial extent of guide sleeves (15), is adjustable. 5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß mindestens ein, vorzugsweise alle Ventile (11, 12) als Plattenventile ausgebildet sind und aus chemisch inertem Werkstoff bestehen.5. Pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one, preferably all valves (11, 12) are designed as plate valves and consist of chemically inert material. 6. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­durch gekennzeihnet, daß die Ventile (11, 12) jeweils gleiche, plattenförmige Ventilkörper (14) mit einer im wesentlichen flachen Dichtseite (19) sowie einer Abstandhalter (20) tragenden Durchlaßseite (21) auf­weisen.6. Diaphragm pump according to one of claims 1 to 5, characterized gekennzeihnet that the valves (11, 12) each have the same, plate-shaped valve body (14) with a substantially flat sealing side (19) and a spacer (20) carrying passage side (21) exhibit. 7. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­durch gekennzeichnet, daß die Ventile (11, 12) bzw. deren plattenförmige Ventilkörper (14) federbela­stungsfrei axial verschiebbar im Pumpenkopf (7) bzw. dort vorgesehenen Führungen gelagert sind.7. Diaphragm pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the valves (11, 12) or their plate-shaped valve body (14) are mounted axially displaceably in the pump head (7) or guides provided there without spring loading. 8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Ventile (11, 12) bzw. deren plattenartige Ventilkörper (14) an ihrer Durchlaß­seite (21) zinnenartige, im Randbereich vorzugsweise gleichmäßig am Umfang dieser Ventilkörper verteilt angeordnete Vorsprünge aufweisen.8. Pump according to one of claims 1 to 7, characterized in that the valves (11, 12) or their plate-like valve body (14) on their passage side (21) have crenellated, in the edge region preferably evenly distributed on the circumference of these valve bodies arranged projections . 9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Ventile (11, 12) bzw. die zugehörigen Ventilkörper (14) an ihrer Dichtseite (19) einen ringförmigen Dichtrand (23) und eine sich daran radial nach innen anschließende Ausnehmung (24) auf­weist (aufweisen) und daß sich vorzugsweise die zinnenartigen Vorsprünge (20) auf der anderen Seite des Ventilkörpers (14) etwa im Bereich dieses Dicht­randes (23) befinden.9. Pump according to one of claims 1 to 8, characterized in that the valves (11, 12) or the associated valve body (14) on its sealing side (19) has (have) an annular sealing rim (23) and a recess (24) adjoining it radially inwards and that preferably the crenellated projections (20) are located on the other side of the valve body ( 14) are located approximately in the area of this sealing edge (23). 10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­kennzeichnet, daß in mindestens einem Ventilraum (13) des Pumpenkopfes (7) eine Führungshülse (25) zur im wesentlichen axialen Führung des zugehörigen Ventilkörpers (14) sowie vorzugsweise als Einsetz­begrenzung für den zugehörigen Anschlußstopfen (16) vorgesehen ist, wobei der lichte Querschnitt der Führungshülse (25) größer als der Durchmesser des darin geführten Ventilkörpers (14) ist.10. Pump according to one of claims 1 to 9, characterized in that in at least one valve chamber (13) of the pump head (7) has a guide sleeve (25) for substantially axial guidance of the associated valve body (14) and preferably as an insertion limitation for the associated Connection plug (16) is provided, the clear cross section of the guide sleeve (25) being larger than the diameter of the valve body (14) guided therein. 11. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Führungshülse(n) (25) eine dem zugehörigen Anschlußstopfen (16) zugewandte, nach innen weisende Anfasung (32) aufweist, insbesondere als Einführhilfe für einen Ventilkörper (14) und als Toleranzverformungszone betreffend die axiale Er­streckung der Führungshülse (25).11. Pump according to one of claims 1 to 10, characterized in that the guide sleeve (s) (25) has an associated chamfer (32) facing the associated connecting plug (16), in particular as an insertion aid for a valve body (14) and as a tolerance deformation zone relating to the axial extension of the guide sleeve (25). 12. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Ventilkörper (14) sowie die Führungshülsen (25) dafür und ggfs. auch die Anschluß­stopfen (16) aus glasfaserfreiem, chemisch inerten Werkstoff, insbesondere aus Polytetrafluorethylen bestehen.12. Pump according to one of claims 1 to 11, characterized in that the valve body (14) and the guide sleeves (25) therefor and possibly also the connecting plug (16) consist of glass fiber-free, chemically inert material, in particular of polytetrafluoroethylene. 13. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkopf (7) mittels einer sich oberhalb von ihm befindlichen Kopfabdeckungs­platte (9) gegen das Pumpengehäuse (2) verspannt ist.13. Pump according to one of claims 1 to 12, characterized in that the pump head (7) by means of a is located above the head cover plate (9) against the pump housing (2). 14. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Membrane (5) als auf die räum­liche Form des im Pumpenkopf (7) eingearbeiteten Verdrängungsraumes (6) abgestimmte Formmembrane aus­gebildet ist.14. Pump according to one of claims 1 to 13, characterized in that the membrane (5) is designed as a shaped membrane adapted to the spatial shape of the displacement space (6) incorporated in the displacement space (6). 15. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge­kennzeichnet, daß für die Anschlußstopfen (16) eine Verdrehsicherung (35) vorgesehen ist.15. Pump according to one of claims 1 to 14, characterized in that an anti-rotation device (35) is provided for the connecting plug (16). 16. Pumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung (35) einen den Kopf (36) des Anschlußstopfens (16) umgreifenden O-Ring (37) auf­weist, der in einer im Querschnitt veränderbaren Auf­nahmenut (38) zwischen der Kopfabdeckplatte (9) und einem Druckring (39) gelagert ist.16. Pump according to claim 15, characterized in that the anti-rotation device (35) has a head (36) of the connecting plug (16) encompassing O-ring (37) which in a cross-section variable receiving groove (38) between the head cover plate ( 9) and a pressure ring (39) is mounted. 17. Pumpe nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeich­net, daß die Aufnahmenut (38) durch eine Anfasung (40) od. dgl. der nach außen weisenden Innenkante der Ausnmehmungen für die Stopfen in der Kopfabdeck­platte (9) einerseits und durch eine Innenkanten­Anfasung (41) od. dgl. Abschrägung eines jeweils eine Ausnehmung umgrenzenden Druckringes (3) anderer­seits gebildet ist.17. Pump according to claim 15 or 16, characterized in that the receiving groove (38) by a chamfer (40) or the like. The outwardly facing inner edge of the recesses for the plugs in the head cover plate (9) on the one hand and by an inner edge chamfer ( 41) or the like. On the other hand, beveling of a pressure ring (3), each delimiting a recess, is formed. 18. Pumpe nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstopfen (16) eine Ringnut (42) zur teilweisen Aufnahme des O-Ringes (37) aufweisen, und daß diese Ringnut (42) in Be­triebsstellung der Anschlußstopfen (16) etwa in gleicher Höhe wie die Aufnahmenut (38) angeordnet ist.18. Pump according to one of claims 15 to 17, characterized in that the connecting plug (16) have an annular groove (42) for partially receiving the O-ring (37), and that this annular groove (42) in the operating position of the connecting plug (16 ) is arranged approximately at the same height as the receiving groove (38).
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