EP2681451B1 - Doppel-schlauchmembran-prozesspumpe - Google Patents
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- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
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- F04B43/113—Pumps having fluid drive the actuating fluid being controlled by at least one valve
Definitions
- the invention relates to a double-tube membrane process pump with conveyor valves arranged in cassettes.
- a hose-diaphragm piston pump with a housing wherein in the housing, the hose membrane is arranged, which forms on the inside a displacement chamber and the outside with the housing an annular space filled with a reference liquid and with the pressure chamber of a cylinder / piston assembly to form a Hydraulic fluid space is connected or connectable.
- An appropriate solution is also from the EP 1 520 988 A1 known.
- a membrane positive displacement pump with a double tube of two concentric single hoses, these individual hoses are coupled by a liquid located between the hoses and for the cylindrical space of the double hose a hose breakage indicator is provided, is from the DE 82 07 937 U1 known.
- Double-tube diaphragm process pumps are used, for example, in Heinz M. Nägel, "Hermetically sealed positive displacement pumps", ISBN978-3-00-030685-3, pages 39 to 42 described in more detail.
- a flexible double-tube membrane is used as the membrane, which is acted upon by a pressure fluid and the positive displacement takes over.
- the rotation of the drive motor is converted by means of a crank mechanism into a translational movement of the crosshead, which is connected to the piston.
- the piston moves the hose membrane pair via a hydraulic feed liquid.
- the deformation of the tube membrane pair causes a change in the internal volume and thus the displacement of the medium.
- Heinz M. Nägel, aao, p. 62 describes the cassette construction of the valves.
- the delivery valves arranged in a cassette can be removed in a few steps and without special tools For example, to inspect or change the internal parts, such as valve seats and valve balls.
- This cartridge design significantly reduces maintenance and maintenance time by eliminating the need to remove pipes and pulsation dampeners prior to removing the valve from traditionally flanged valves.
- additional Ausschwenkvorraumen be used for larger valves.
- the disassembly is problematic, especially in high-pressure pumps, because for each valve inspection, whether it is the suction or pressure side valves, previously the suction or the pressure-side connection line must be solved, which with a considerable Effort is connected.
- high-pressure pumps in particular, up to 12 M42 screws must be loosened for this purpose.
- angle valves that are freely accessible from above.
- angle valves have the disadvantage that they wear because of the flow deflection on one side.
- the delivery valves represent the only consumable part of the double-tube diaphragm process pumps, however, the time required for the maintenance of the delivery valves is relatively large.
- the DE 43 27 549 A1 describes a method for producing a ceramic plunger, wherein a sleeve-shaped ceramic plunger part is clamped axially between an adapter part for connection of a plunger drive and a screwed with a tie rod headboard.
- the loading device has a pressure spring arranged between the pressure element and an abutment, and a release device is provided to generate a force of the compression spring counteracting the release force.
- the DE 73 03 301 U1 describes a diaphragm piston pump, wherein the valve housing are secured to the ends of the pump housing head by anchors to the respective housing head ends and for clamping the pump hose independent flange rings are provided between the valve housing and the pump hose flanges.
- a fluid piston pump with crank mechanism in which at least one bearing or bearing housing for the crankshaft has a passage of a crankshaft journal during assembly permitting radial opening in the form of a slot which can be closed by a filler and at the for connecting the opening limiting parts the bearing or bearing housing an anchor is provided, which is associated with a clamping device.
- the object of the invention is thus to facilitate the expansion of the delivery valves in double-tube diaphragm process pumps and to accelerate.
- a Ausschwenkvorraum for a double-tube diaphragm process pump with arranged in a cassette delivery valve or arranged delivery valves, a Ausschwenkvorraum is provided, with which the delivery valve and the delivery valves are respectively connected and to which they hinge like from an operating position, in the they are arranged axially centered in the cassette, in a maintenance position in which they are pivoted out of the cassette, are pivotable, wherein a clamping device for biasing the delivery valve or the delivery valves in the operating position to the required sealing pressure against the maximum pump internal pressure is provided achieved in that the double-tube membrane process pump is a high-pressure pump, and that the clamping device is hydraulically activated, wherein below or above the conveying valves or a hydraulic cylinder of the tensioning device is arranged with a delivery valve or the delivery valves facing piston, which is acted upon by a hydraulic connection with pressure, and wherein in the region of a screw connection between the hydraulic cylinder and an adjacent flange of the cassette Springs are provided for returning the hydraulic
- the delivery valves in the operating position can be biased so that the necessary sealing pressure is achieved. Subsequently, the respective delivery valve (or superimposed conveyor valves) is fixed in this position, for example by means of screws.
- the springs which are arranged in the region of the attachment of the hydraulic cylinder, allow the hydraulic cylinder to move axially so far that the delivery valves can be swung out.
- a development of the invention is that the hydraulic cylinder by means of a pump, preferably a hand pump is pressurized.
- a preferred embodiment of the invention is that the springs are disc springs.
- the delivery valves 1 of a double-tube membrane process pump are mounted in cassettes 2, which consist of two mutually spaced flanges 3 arranged by at least two permanent support tubes 4a, in which expansion screws are arranged, and at least one further expansion screw 4b, which has no support tube, are connected together.
- the delivery valves 1 are formed in the present case as double valves.
- a Ausschwenkvorraum 5 is provided with each of the delivery valves 1 are connected and to which they are hinged axially from the operating position in the hinge Cassette 2 can be swung out into a maintenance position outside the cassette 2.
- Fig. 2 shows the delivery valves 1 in the pivoted position in which, for example, a valve inspection or even an exchange of parts of the delivery valves 1 can take place.
- the Ausschwenkvorraum 5 has two nuts 6, which serve to raise the Ausschwenkvortechnisch 5 to the delivery valves 1, to provide a space for swiveling.
- Fig. 2 the hydraulic cylinder 8 shown below the delivery valve 1, which can be acted upon by the hydraulic connection 7 with pressure. Also, the screws 9 can be seen in the region of the lower flange 3, which serve to fix the position of the delivery valve 1. You are in Fig. 2 in dissolved position.
- Fig. 3 the delivery valves 1 are shown in the pivoted state.
- Fig. 4 shows that the expansion screw 4b, which had to be removed for pivoting the delivery valves 1, again arranged in its original position and fixed to the flanges 3.
- a pump (which may be a hand pump) is connected to the hydraulic connection and the hydraulic cylinder 8 is pressurized, whereby a hydraulic pressure, which depends on the device specification and may for example be 700 bar, is built up.
- the piston of the hydraulic cylinder 8 moves downwardly and thereby the arranged on the hydraulic cylinder 8 delivery valves 1 are biased in the axial direction to the sealing pressure against the maximum pump internal pressure, so that there is a stroke H, for example, 5 to 10 mm in height.
- Fig. 6a and 6b It can be seen that the pressure applied via the hydraulic connection 7 pushes down the annular piston 10, whereby the delivery valve 1 or the delivery valves 1 arranged on the hydraulic cylinder 8 are pushed upwards.
- the stroke H is about 10 mm.
- the plate springs 11 can be seen, which are arranged in the region of the screw connection between the hydraulic cylinder 8 and the adjacent flange 3 and ensure that the hydraulic cylinder 8 can move so far that the delivery valves 1 can be swung out of the cassette 2.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Doppel-Schlauchmembran-Prozeßpumpe mit in Kassetten angeordneten Förderventilen.
- Aus der
DE 203 21 039 U1 ist ein Schlauchmembran-Kolbenpumpe mit einem Gehäuse bekannt, wobei in dem Gehäuse die Schlauchmembran angeordnet ist, die innenseitig einen Verdrängungsraum und außenseitig mit der Gehäusewandung einen Ringraum bildet, der mit einer Vorlageflüssigkeit gefüllt und mit dem Druckraum einer Zylinder/Kolben-Anordnung unter Bildung eines Hydraulikmittelraums verbunden oder verbindbar ist. Eine entsprechende Lösung ist auch aus derEP 1 520 988 A1 bekannt. - Eine Membran-Verdrängerpumpe mit einem Doppelschlauch aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Einzelschläuchen, wobei diese Einzelschläuche durch eine zwischen den Schläuchen befindliche Flüssigkeit gekoppelt sind und für den zylindrischen Zwischenraum des Doppelschlauches eine Schlauchbruch-Anzeigevorrichtung vorgesehen ist, ist aus der
DE 82 07 937 U1 bekannt. - Doppel-Schlauchmembran-Prozeßpumpen werden beispielsweise in Heinz M. Nägel, "Hermetisch dichte Verdrängerpumpen", ISBN978-3-00-030685-3, Seiten 39 bis 42 näher beschrieben. Hierbei wird als Membran eine flexible Doppel-Schlauchmembrane verwendet, die durch eine Druckmittelflüssigkeit beaufschlagt wird und die Verdrängerwirkung übernimmt. Im Pumpengetriebe wird die Rotation des Antriebsmotors mit Hilfe eines Kurbeltriebs in eine translatorische Bewegung des Kreuzkopfes umgewandelt, der mit dem Kolben verbunden ist. Der Kolben bewegt über eine hydraulische Vorlageflüssigkeit das Schlauchmembran-Paar. Die Verformung des Schlauchmembran-Paars bewirkt eine Veränderung des inneren Volumens und damit die Verdrängung des Mediums.
- In Heinz M. Nägel, aao, S. 62, wird die Kassettenbauweise der Ventile beschrieben. Bei dieser Zwischenflanschausführung lassen sich die in einer Kassette angeordneten Förderventile mit wenigen Handgriffen und ohne Spezialwerkzeug ausbauen, um beispielsweise die Innenteile, wie Ventilsitze und Ventilkugeln, zu prüfen oder zu wechseln. Diese Kassettenbauweise reduziert den Wartungsaufwand und die Wartungsdauer erheblich, da es gegenüber traditionell angeflanschten Ventilen nicht mehr erforderlich ist, vor dem Ausbau des Ventils Rohre und Pulsationsdämpfer zu entfernen. Bei größeren Ventilen, d.h. einem Stückgewicht von mehr als 10 kg, werden zusätzlich Ausschwenkvorrichtungen verwendet.
- Bei mindestens dreifach wirkenden Pumpen gestaltet sich die Demontage problematisch, insbesondere bei Hochdruckpumpen, weil für jede Ventilinspektion, gleich ob es sich um die saug- oder druckseitigen Ventile handelt, vorher die saug- bzw. die druckseitige Verbindungsleitung gelöst werden muß, was mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist. Insbesondere bei Hochdruckpumpen müssen hierfür bis zu 12 Schrauben M42 gelöst werden.
- Es besteht die Möglichkeit, Eckventile, die von oben frei zugänglich sind, zu verwenden. Eckventile haben allerdings den Nachteil, daß sie wegen der Strömungsumlenkung einseitig verschleißen.
- Die Förderventile stellen das einzige Verschleißteil der Doppel-Schlauchmembran-Prozeßpumpen dar, jedoch ist der für die Wartung der Förderventile erforderliche Zeitaufwand relativ groß.
- Die
DE 43 27 549 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Keramikplungers, wobei ein hülsenförmiges keramisches Plungerteil axial zwischen ein Adapterteil zum Anschluß eines Plungerantriebes und ein mit einem Zuganker verschraubbares Kopfteil eingespannt wird. - In der
DE 32 35 316 C1 wird ein Verschluß für Gehäuseöffnungen bei Kolbenpumpen beschrieben, bei dem ein Innendeckel und ein Andruckorgan für den letzteren sowie eine Belastungseinrichtung für letzteren verwendet werden. Um den Erfordernissen des praktischen Betriebes ohne kritische Gewindebelastungen gerecht zu werden, weist die Belastungseinrichtung eine zwischen dem Andruckorgan und einem Widerlager angeordnete Druckfeder auf und es ist zur Erzeugung einer der Kraft der Druckfeder entgegenwirkenden Lösekraft eine Entspanneinrichtung vorgesehen. - Die
DE 73 03 301 U1 beschreibt eine Membran-Kolbenpumpe, bei der die Ventilgehäuse an den Enden des Pumpengehäusekopfes durch Anker an den jeweiligen Gehäusekopfenden befestigt sind und zur Einspannung des Pumpenschlauches selbständige Flanschringe zwischen den Ventilgehäuse und den Pumpenschlauch-Flanschen vorgesehen sind. - Aus der
DE 69 13 917 A1 ist eine Flüssigkeitskolbenpumpe mit Kurbeltrieb bekannt, bei der wenigstens ein Lager oder Lagergehäuse für die Kurbelwelle eine den Durchtritt eines Kurbelwellenzapfens bei der Montage zulassende radiale Öffnung in Form eines Schlitzes aufweist, die durch ein Füllstück verschließbar ist und bei der zur Verbindung der die Öffnung begrenzenden Teile des Lagers oder Lagergehäuses ein Anker vorgesehen ist, dem eine Spannvorrichtung zugeordnet ist. - Aufgabe der Erfindung ist es somit, den Ausbau der Förderventile in Doppel-Schlauchmembran-Prozeßpumpen zu erleichtern und zu beschleunigen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Doppel-Schlauchmembran-Prozeßpumpe mit in einer Kassette angeordnetem Förderventil bzw. angeordneten Förderventilen, wobei eine Ausschwenkvorrichtung vorgesehen ist, mit der das Förderventil bzw. die Förderventile jeweils verbunden sind und um die sie scharnierartig aus einer Betriebsstellung, bei der sie axial zentriert in der Kassette angeordnet sind, in eine Wartungsstellung, bei der sie aus der Kassette herausgeschwenkt sind, schwenkbar sind, wobei eine Spannvorrichtung zum Vorspannen des Förderventils bzw. der Förderventile in der Betriebsstellung auf den erforderlichen Dichtdruck gegenüber dem maximalen Pumpeninnendruck vorgesehen ist, dadurch gelöst, daß die Doppel-Schlauchmembran-Prozeßpumpe eine Hochdruckpumpe ist, und daß die Spannvorrichtung hydraulisch aktivierbar ist, wobei unterhalb oder oberhalb des bzw. der Förderventile ein Hydraulikzylinder der Spannvorrichtung mit einem dem Förderventil bzw. den Förderventilen zugewandten Kolben angeordnet ist, der über einen Hydraulikanschluß mit Druck beaufschlagbar ist, und wobei im Bereich einer Verschraubung zwischen dem Hydraulikzylinder und einem benachbarten Flansch der Kassette Federn zum Rückstellen des Hydraulikzylinders vorgesehen sind.
- In der Wartungsstellung kann beispielsweise eine Ventilinspektion oder aber auch ein Austausch von Teilen der Förderventile oder der gesamten Förderventile erfolgen. Mit der Spannvorrichtung können die Förderventile in der Betriebsstellung axial definiert so vorgespannt werden, daß der notwendige Dichtdruck erreicht wird. Anschließend wird das jeweilige Förderventil (bzw. übereinander angeordnete Förderventile) in dieser Position fixiert, beispielsweise mittels Stellschrauben.
- Bei Druckbeaufschlagung des Hydraulikzylinders hebt sich der Kolben und der Hydraulikzylinder übt Druck auf das darüber bzw. darunter angeordnete Förderventil (oder die darüber bzw. darunter angeordneten Förderventile) aus.
- Die Federn, die im Bereich der Befestigung des Hydraulikzylinders angeordnet sind, ermöglichen, daß sich der Hydraulikzylinder axial so weit bewegt, daß die Förderventile ausgeschwenkt werden können.
- Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Hydraulikzylinder mittels einer Pumpe, vorzugsweise einer Handpumpe mit Druck beaufschlagbar ist.
- Dies ermöglicht ein einfaches und kostengünstiges Vorspannen des Förderventils bzw. der Förderventile.
- Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Federn Tellerfedern sind. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
- Es zeigen
- Fig. 1
- eine Doppel-Schlauchmembran-Prozeßpumpe mit erfindungsgemäß ausgebildeten Förderventilen,
- Fig. 2
- eine Förderventilgruppe im herausgeschwenkten Zustand,
- Fig. 3
- die Förderventilgruppe im eingeschwenkten Zustand vor dem Einbringen des Spannbolzens,
- Fig. 4
- die Förderventilgruppe im eingeschwenkten Zustand nach dem Einbringen des Spannbolzens,
- Fig. 5
- die Förderventilgruppe im betriebsbereiten Zustand,
- Fig. 6a und 6b
- eine Schnittzeichnung der hydraulisch aktivierbaren Spannvorrichtung.
- Wie aus
Fig. 1 hervorgeht, sind die Förderventile 1 einer Doppel-Schlauchmembran-Prozeßpumpe in Kassetten 2 montiert, die aus zwei mit Abstand voneinander parallel angeordneten Flanschen 3 bestehen, die durch mindestens zwei permanente Stützrohre 4a, in denen Dehnschrauben angeordnet sind, sowie mindestens eine weitere Dehnschraube 4b, welche kein Stützrohr aufweist, miteinander verbunden sind. Die Förderventile 1 sind im vorliegenden Fall als Doppelventile ausgebildet. - Weiterhin ist eine Ausschwenkvorrichtung 5 vorgesehen, mit der jeweils die Förderventile 1 verbunden sind und um die sie scharnierartig aus der Betriebsstellung axial zentriert in der Kassette 2 in eine Wartungsstellung außerhalb der Kassette 2 herausgeschwenkt werden können.
Fig. 2 zeigt die Förderventile 1 in ausgeschwenkter Stellung, in der beispielsweise eine Ventilinspektion oder aber auch ein Austausch von Teilen der Förderventile 1 erfolgen kann. Es ist zu erkennen, daß die Ausschwenkvorrichtung 5 zwei Muttern 6 aufweist, die zum Anheben der Ausschwenkvorrichtung 5 an den Förderventilen 1 dienen, um einen Freiraum zum Ausschwenken zu schaffen. - Weiterhin ist in
Fig. 2 der Hydraulikzylinder 8 unterhalb des Förderventils 1 dargestellt, der über den Hydraulikanschluß 7 mit Druck beaufschlagbar ist. Ebenfalls sind die Stellschrauben 9 im Bereich des unteren Flanschs 3 zu erkennen, die zum Fixieren der Position des Förderventils 1 dienen. Sie befinden sich inFig. 2 in gelöster Stellung. - In
Fig. 3 sind die Förderventile 1 im eingeschwenkten Zustand dargestellt. -
Fig. 4 zeigt, daß die Dehnschraube 4b, die zum Ausschwenken der Förderventile 1 entfernt werden mußte, wieder in ihrer ursprünglichen Stellung angeordnet und an den Flanschen 3 befestigt wurde. - Nun wird ein Pumpe (bei der es sich um eine Handpumpe handeln kann) an den Hydraulikanschluß angeschlossen und der Hydraulikzylinder 8 mit Druck beaufschlagt, wobei ein hydraulischer Druck, welcher von der Gerätespezifikation abhängig ist und beispielsweise 700 bar betragen kann, aufgebaut wird. Der Kolben des Hydraulikzylinders 8 bewegt sich nach unten und hierdurch werden die auf dem Hydraulikzylinder 8 angeordneten Förderventile 1 in axialer Richtung auf den Dichtdruck gegenüber dem maximalen Pumpeninnendruck vorgespannt, so daß sich ein Hub H von beispielsweise 5 bis 10 mm Höhe ergibt.
- Nun ist es möglich, die Stellschrauben 9, die Dehnschrauben im Bereich der Stützrohre 4a sowie die Dehnschrauben 4b mit einem geringen Drehmoment anzuziehen, um die Förderventile 1 zu fixieren, wie in
Fig. 5 dargestellt. Anschließend wird der hydraulische Druck in der Hydraulikleitung wieder abgelassen und die Pumpe wieder von dem Hydraulikanschluß 7 entfernt. - Das Herausschwenken der Förderventile 1 aus der Kassette 2 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Nach Anschließen des Hydraulikanschlusses wird hydraulischer Druck aufgebaut, der ein leichtes Lösen der Stellschrauben 9, der Dehnschrauben im Bereich der Stützrohre 4a und der Dehnschrauben 4b ermöglicht. Danach wird der Hydraulikdruck wieder abgelassen und die Dehnschraube(n) 4b abgenommen.
-
Fig. 6a und 6b zeigen zwei geschnittene Darstellungen eines Hydraulikzylinders 8. Es ist zu erkennen, daß der über den Hydraulikanschluß 7 aufgebrachte Druck den ringförmigen Kolben 10 nach unten drückt, wodurch das auf dem Hydraulikzylinder 8 angeordnete Förderventil 1 bzw. die Förderventile 1 nach oben gedrückt werden. Der Hub H beträgt ca. 10 mm. - Weiterhin sind die Tellerfedern 11 zu erkennen, die im Bereich der Verschraubung zwischen dem Hydraulikzylinder 8 und dem benachbarten Flansch 3 angeordnet sind und dafür sorgen, daß sich der Hydraulikzylinder 8 soweit bewegen kann, daß die Förderventile 1 aus der Kassette 2 ausgeschwenkt werden können.
Claims (3)
- Doppel-Schlauchmembran-Prozeßpumpe mit in einer Kassette (2) angeordneten Förderventil (1) bzw. angeordneten Förderventilen (1), wobei eine Ausschwenkvorrichtung (5) vorgesehen ist, mit der das Förderventil (1) bzw. die Förderventile (1) jeweils verbunden sind und um die sie scharnierartig aus einer Betriebsstellung, bei der sie axial zentriert in der Kassette (2) angeordnet sind, in eine Wartungsstellung, bei der sie aus der Kassette (2) herausgeschwenkt sind, schwenkbar sind, wobei eine Spannvorrichtung (7 bis 11) zum Vorspannen des Förderventils (1) bzw. der Förderventile (1) in der Betriebsstellung auf den erforderlichen Dichtdruck gegenüber dem maximalen Pumpeninnendruck vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppel-Schlauchmembran-Prozeßpumpe eine Hochdruckpumpe ist, und daß die Spannvorrichtung hydraulisch aktivierbar, ist wobei unterhalb oder oberhalb des bzw. der Förderventile (1) ein Hydraulikzylinder (8) der Spannvorrichtung mit einem dem Förderventil (1) bzw. den Förderventilen (1) zugewandten Kolben (10) angeordnet ist, der über einen Hydraulikanschluß (7) mit Druck beaufschlagbar ist, und wobei im Bereich einer Verschraubung zwischen dem Hydraulikzylinder (8) und einem benachbarten Flansch (3) der Kassette (2) Federn (11) zum Rückstellen des Hydraulikzylinders (8) vorgesehen sind.
- Doppel-Schlauchmembran-Prozeßpumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (8) mittels einer Pumpe, vorzugsweise einer Handpumpe mit Druck beaufschlagbar ist.
- Doppel-Schlauchmembran-Prozeßpumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (11) Tellerfedern sind.
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