EP0984164B1 - Membrankolbenpumpe - Google Patents

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EP0984164B1 EP99113882A EP99113882A EP0984164B1 EP 0984164 B1 EP0984164 B1 EP 0984164B1 EP 99113882 A EP99113882 A EP 99113882A EP 99113882 A EP99113882 A EP 99113882A EP 0984164 B1 EP0984164 B1 EP 0984164B1
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pump head
pump
diaphragm piston
diaphragm
head elements
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Thomas Dr. Van Hamme
Uwe Schade
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BRAN and LUEBBE
SPX Flow Technology Germany GmbH
Original Assignee
BRAN and LUEBBE
Bran und Luebbe GmbH
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    • 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
    • F04B43/0009—Special features
    • 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
    • F04B43/06—Pumps having fluid drive
    • F04B43/067—Pumps having fluid drive the fluid being actuated directly by a piston

Definitions

  • the invention relates to a diaphragm piston pump after the Preamble of claim 1.
  • Such a diaphragm piston pump is from the DE-C2-39 03 049 known.
  • the delivery chambers - There referred to as pump workrooms - at different Sides of the cylinder containing the pistons Hydraulic housing arranged.
  • the membrane is here between the "covers" containing the delivery chambers clamped. This is intended to be a low-cost construction be created.
  • the invention is based on the object, a diaphragm piston pump to create the type mentioned, the is compact, allows a modular construction, and is inexpensive to manufacture.
  • the pump head, the membranes and has the delivery chambers and at the conventional Type the lids are fixed in several pump head elements divided up. It is basically a pump head element more required than pistons available in the engine are. These pump head elements then become such arranged side by side laterally, that the second pump head element the lid and the delivery chamber for the first Pump head element, etc., depending on the number of pump head elements, forms.
  • the first pump head element arranged in series Pump head elements is then just a hydraulic housing, whereas the subsequent hydraulic housings and Cover with delivery chamber are. The last, i. the n + 1 pump head element is then only cover with delivery chamber.
  • the Diaphragms are each between the pump head elements clamped. They are parallel to the longitudinal axis of the pistons aligned. The levels in which the membranes are clamped are, and the connection levels between each Pump head elements form, parallel to the Longitudinal axis of the pistons.
  • the pump head elements are similarly constructed (only the first is just hydraulic housing and the last one is just Cover), so that the most different pump heads Assemble in the manner of a construction kit.
  • the structure is very compact, since all pump head elements on the Front side of the engine to be grown.
  • the pump head elements can be used in different ways for example, by expansion bolts, connected together become. But it is also possible, other, non-positive Connections, for example with hydraulic or pneumatic provide generated force application.
  • the pressure and suction lines can be and the working valves in the pump head elements integrate.
  • the compact design is still improved.
  • the pump head 5 is now in a number of pump head elements 5a, 5b, 5b and 5c divided. It is easy recognizable that the first pump head element 5a only one Hydraulic element is. For this first pump head element 5a forms the second pump head element 5b the lid with the associated delivery chamber. Between the two pump head elements 5a and 5b, the membrane 3 is clamped. Corresponding the number of pistons sets this modular principle to the last pump head element 5c, the actually only a lid is and only a delivery chamber 4, and with the last pump head element 5b a membrane 3 clamped.
  • the pistons 1 dive not directly into the pump head, but it is a special guide housing 7 between the engine and pump head interposed. This is an attachment to a Engine possible whose cylinder spacings are not with the Matching dimensions of the pump head elements match.
  • Fig. 3 is a section along the line III-III of FIG. 2, wherein the pressure and suction lines 9.8 in the Pump head elements are integrated as well as the working valves 10. This is a particularly elegant solution. Of course it is also possible, these lines and to lay the valves outside and with the help of appropriate Connecting flanges to connect.
  • This homogenizer in the illustrated form is a homogenizing valve, formed from a stamp 11, the valve seat 12 and a Valve operation 13.
  • the valve operation becomes a axial force is introduced to the punch, the mechanical (e.g., with a compression spring), hydraulic or pneumatic can be generated.
  • Homogenizing devices such as Irises or jet dispersers to integrate.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft eine Membrankolbenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Membrankolbenpumpe ist aus der DE-C2-39 03 049 bekannt.
Bei dieser bekannten Membrankolbenpumpe sind die Förderkammern - dort als Pumpenarbeitsräume bezeichnet - an verschiedenen Seiten des die Zylinder für die Kolben enthaltenden Hydraulikgehäuses angeordnet. Die Membran wird hierbei zwischen den die Förderkammern enthaltenden "Deckeln" eingespannt. Hierdurch soll eine preisgünstige Konstruktion geschaffen werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Membrankolbenpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die kompakt aufgebaut ist, einen baukastenmäßigen Aufbau erlaubt, und dabei preisgünstig herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird grundsätzlich durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird der Pumpenkopf, der die Membranen und die Förderkammern aufweist und an dem bei herkömmlicher Bauart die Deckel befestigt sind, in mehrere Pumpenkopfelemente aufgeteilt. Es ist grundsätzlich ein Pumpenkopfelement mehr erforderlich als Kolben in dem Triebwerk vorhanden sind. Diese Pumpenkopfelemente werden dann derart seitlich nebeneinander angeordnet, daß das zweite Pumpenkopfelement den Deckel sowie die Förderkammer für das erste Pumpenkopfelement usw., je nach Anzahl der Pumpenkopfelemente, bildet. Das erste Pumpenkopfelement der in Reihe angeordneten Pumpenkopfelemente ist dann nur ein Hydraulikgehäuse, wohingegen die darauffolgenden Hydraulikgehäuse und Deckel mit Förderkammer sind. Das letzte, d.h. das n+1 Pumpenkopfelement ist dann nur Deckel mit Förderkammer. Die Membranen sind jeweils zwischen den Pumpenkopfelementen eingespannt. Sie sind parallel zu der Längsachse der Kolben ausgerichtet. Die Ebenen, in denen die Membranen eingespannt sind, und die Verbindungsebenen zwischen den einzelnen Pumpenkopfelementen bilden, verlaufen parallel zu der Längsachse der Kolben.
Die Pumpenkopfelemente sind ähnlich aufgebaut (lediglich das erste ist nur Hydraulikgehäuse und das letzte ist nur Deckel), so daß sich die unterschiedlichsten Pumpenköpfe nach Art eines Baukastens zusammenbauen lassen. Der Aufbau ist sehr kompakt, da sämtliche Pumpenkopfelemente an der Stirnseite des Triebwerkes angebaut werden.
Es ist entweder möglich, die Membrankolbenpumpe so aufzubauen, wie in Anspruch 2 angegeben, dann entsteht eine sehr kurze und kompakte Baueinheit. Es ist aber auch möglich, ein separates Führungsgehäuse zwischenzuschalten (Anspruch 3), um einen Anbau an Triebwerke zu ermöglichen, deren Zylinderabstände nicht mit den Stichmaßen der Pumpenkopfelemente übereinstimmen.
Die Pumpenkopfelemente können auf unterschiedliche Weise, beispielsweise durch Dehnschrauben, miteinander verbunden werden. Es ist aber auch möglich, andere, kraftschlüssige Verbindungen, beispielsweise mit hydraulisch oder pneumatisch erzeugter Krafteinleitung vorzusehen.
In vorteilhafter Weise lassen sich die Druck- und Saugleitungen und die Arbeitsventile in die Pumpenkopfelemente integrieren. Hierdurch wird die kompakte Bauweise noch verbessert.
Es ist auch möglich, eine Homogenisiervorrichtung (Ansprüche 7 oder 8) in eines der Pumpenkopfelemente zu integrieren.
Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1
einen schematischen Schnitt durch eine Ausführungsform einer Membrankolbenpumpe nach der Erfindung;
Fig. 2
einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt, jedoch einer anderen Ausführungsform;
Fig. 3
einen Schnitt gemäß der Linie III-III der Fig. 2 durch eine besondere Ausführungsform mit integrierten Druck- und Saugleitungen und Arbeitsventilen; und
Fig. 4
eine Einzelheit X der Fig. 3 wiederum einer besonderen Ausführungsform.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen dargestellt, bei denen der Pumpenkopf jeweils an der Stirnseite eines Triebwerkes - bei den dargestellten Ausführungsformen mit drei Kolben 1 - befestigt ist. Das Triebwerk ist nicht im einzelnen dargestellt. Die Kolben 1, die als Plunger ausgebildet sind, tauchen bei der Ausführungsform nach Fig. 1 direkt in den Pumpenkopf 5 ein. Der Hubarbeitsraum 2 ist in üblicher Weise mit einem Hydraulikmedium gefüllt. Die einzelnen Förderkammern 4 sind hydraulisch parallel geschaltet. Jede Förderkammer 4 wird von dem Hubarbeitsraum durch eine Membran 3 getrennt.
Der Pumpenkopf 5 ist nun in eine Anzahl von Pumpenkopfelementen 5a, 5b, 5b und 5c aufgeteilt. Es ist ohne weiteres erkennbar, daß das erste Pumpenkopfelement 5a lediglich ein Hydraulikelement ist. Für dieses erste Pumpenkopfelement 5a bildet das zweite Pumpenkopfelement 5b den Deckel mit der zugehörigen Förderkammer. Zwischen den beiden Pumpenkopfelementen 5a und 5b ist die Membran 3 eingespannt. Entsprechend der Anzahl der Kolben setzt sich dieses Baukastenprinzip fort bis zu dem letzten Pumpenkopfelement 5c, das eigentlich nur ein Deckel ist und lediglich eine Förderkammer 4 enthält, und mit dem letzten Pumpenkopfelement 5b eine Membran 3 einspannt.
Hierdurch entsteht eine kompakte Bauweise, bei der die Membranen parallel zu der Längs- oder Hubrichtung der Kolben 1 liegen, also senkrecht zu der Ebene verlaufen, an der der Pumpenkopf 5 befestigt ist. Es ist immer ein Pumpenkopfelement mehr erforderlich, als Kolben 1 im Triebwerk vorhanden sind. Die zwischen dem ersten und dem letzten Pumpenkopfelement liegenden Pumpenkopfelemente 5b sind identisch, so daß sich Herstellungsvorteile erzielen lassen. Es ist sogar denkbar, sämtliche Pumpenkopfelemente identisch auszubilden, und dabei lediglich bei dem ersten und letzten Pumpenkopfelement bestimmte "Räume" nicht zu nutzen. Die Pumpenkopfelement 5a bis 5c sind bei dieser Ausführungsform durch Dehnschrauben 6 miteinander verspannt, die für den erforderlichen Kraftschluß sorgen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 tauchen die Kolben 1 nicht direkt in den Pumpenkopf ein, sondern es ist ein besonderes Führungsgehäuse 7 zwischen Triebwerk und Pumpenkopf zwischengeschaltet. Hierdurch ist ein Anbau an ein Triebwerk möglich, dessen Zylinderabstände nicht mit den Stichmaßen der Pumpenkopfelemente übereinstimmen.
Vergleicht man die Ausführungsformen nach den beiden Fig. 1 und 2 miteinander, so wird deutlich, daß bei geringerem Kolbenabstand dennoch eine Membranpumpe mit identischen Pumpenkopfelementen zusammengebaut werden kann.
In Fig. 3 ist ein Schnitt gemäß der Linie III-III der Fig. 2 gezeigt, wobei die Druck- und Saugleitungen 9,8 in die Pumpenkopfelemente ebenso integriert sind wie die Arbeitsventile 10. Dieses ist eine besonders elegante Lösung. Selbstverständlich ist es auch möglich, diese Leitungen und die Ventile außerhalb zu verlegen und mit Hilfe entsprechender Anschlußflansche zu verbinden.
Die Fig. 4 zeigt eine Einzelheit mit einer Homogenisiervorrichtung, die sich besonders elegant in das letzte Pumpenkopfelement 5c integrieren läßt. Diese Homogenisiervorrichtung ist bei der dargestellten Form ein Homogenisierventil, gebildet aus einem Stempel 11, dem Ventilsitz 12 und einer Ventilbetätigung 13. Mit der Ventilbetätigung wird eine axiale Kraft auf den Stempel eingeleitet, die mechanisch (z.B. mit einer Druckfeder), hydraulisch oder pneumatisch erzeugt werden kann. Es ist auch möglich, anders gestaltete Homogenisiervorrichtungen, wie z.B. Blenden oder Strahldispergatoren zu integrieren.
Anstelle der Dehnschrauben 6 können auch andere kraftschlüssige Verbindungen für die Pumpenkopfelemente gewählt werden, beispielsweise sind besondere Rahmen einsetzbar, die eine hydraulische oder pneumatische Krafteinleitung ermöglichen.

Claims (8)

  1. Membrankolbenpumpe mit n, mindestens zwei, durch je eine Membran begrenzten Förderkammern (4) zum Anbau an ein Triebwerk mit n Kolben(1), auf das der Pumpenkopf (5) mit den Membranen (3), den Förderkammern (4) und mit Deckeln aufgesetzt ist, wobei der Pumpenkopf (5) in n+1 Pumpenkopfelemente (5a-5c) aufgeteilt ist, die derart nebeneinander in Reihe angeordnet sind, daß das jeweils zweite Pumpenkopfelement (5b), den Deckel sowie die Förderkammer (4) für das vorgeschaltete Pumpenkopfelement (5a) bildet, an das es angebaut ist, und die Membranen (3) zwischen den Pumpenkopfelementen (5a-5c) eingespannt sind und im wesentlichen parallel zu der Längsachse der Kolben (1) ausgerichtet sind.
  2. Membrankolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (1) direkt und parallel zur Fläche der Membran (3) in das zugehörige Pumpenkopfelement (5a-5c) eintauchen.
  3. Membrankolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (1) in einem separaten Führungsgehäuse (7) angeordnet sind, an dem die Pumpenkopfelemenmte (5a-5c) angebaut sind.
  4. Membrankolbenpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenkopfelemente (5a-5c) derart gemeinsam miteinander verbunden sind, daß die erforderliche Verspannkraft gleichzeitig auf sämtliche Pumpenkopfelemente wirkt.
  5. Membrankolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Spannrandes der Membranen (3) Durchgangsbohrungen zur Aufnahme von Dehnschrauben (6) vorgesehen sind.
  6. Membrankolbenpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck- und Saugleitungen (9,8) und die Arbeitsventile (10) in dem durch die Pumpenkopfelemente (5a-5c) gebildeten Pumpenkopf integriert sind.
  7. Membrankolbenpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das letzte Pumpenkopfelement (5c) eine Homogenisiervorrichtung (11-13) integriert ist.
  8. Membrankolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Homogenisiervorrichtung ein Homogenisierventil mit Stempel (11), Ventilsitz (12) und Ventilbetätigung (13) ist.
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