ITMI20011290A1

ITMI20011290A1 - DOUBLE DIAPHRAGM PUMP WITH PNEUMATIC CONTROL DISTRIBUTOR

Info

Publication number: ITMI20011290A1
Application number: IT2001MI001290A
Authority: IT
Inventors: Luigi Mariotti
Original assignee: Debem S A S Di Marco De Bernar
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2002-12-19
Also published as: ITMI20011290A0

Description

DESCRIZIONE PER BREVETTO DI INVENZIONE DESCRIPTION FOR INVENTION PATENT

Avente titolo: POMPA A DOPPIA MEMBRANA CON DISTRIBUTORE PNEUMATICO DI CONTROLLO. Entitled: DOUBLE DIAPHRAGM PUMP WITH PNEUMATIC CONTROL DISTRIBUTOR.

SFONDO DELL'INVENZIONE BACKGROUND OF THE INVENTION

La presente invenzione si riferisce ad una pompa a doppia membrana, del tipo descritto nel preambolo della rivendicazione 1, comprendente due camere di pompaggio chiuse, verso camere di comando, da membrane flessibili comprendenti pistoni di pompaggio collegati da un albero di accoppiamento che si estende coassialmente all'interno del corpo pompa. La pompa comprende altresì un distributore automatico per un fluido pressurizzato di comando, azionato dal movimento alternativo dei pistoni di pompaggio, per alimentare ciclicamente il fluido di comando, all'una e all'altra delle due camere di comando sul lato di ciascuna membrana che è opposto a quello rivolto verso la camera di pompaggio. The present invention relates to a double diaphragm pump, of the type described in the preamble of claim 1, comprising two pumping chambers closed, towards control chambers, by flexible membranes comprising pumping pistons connected by a coupling shaft which extends coaxially inside the pump body. The pump also comprises an automatic distributor for a pressurized control fluid, activated by the reciprocating movement of the pumping pistons, to cyclically supply the control fluid to both of the two control chambers on the side of each diaphragm which is opposite to that facing the pumping chamber.

STATO DELL'ARTE STATE OF THE ART

Le pompe a membrana sono impiegate in molti settori industriali, ad esempio nel settore chimico, tessile, alimentare, nel settore delle vernici ed altri ancora, in quanto impediscono che la sostanza pompata, in generale un liquido o un fluido denso, venga a contatto con certe parti interne alla pompa stessa, ovvero possa essere inquinato, garantendo in questo modo la massima sicurezza in tutti i casi in cui questo tipo di pompa è impiegata in ambienti difficili e pericolosi. Diaphragm pumps are used in many industrial sectors, for example in the chemical, textile, food, paint sector and others, as they prevent the pumped substance, in general a liquid or a dense fluid, from coming into contact with certain parts inside the pump itself, or it can be polluted, thus ensuring maximum safety in all cases in which this type of pump is used in difficult and dangerous environments.

Pompe a doppia membrana sono descritte ad esempio in US 4,540,349 ed US 5,664,940 nei quali si fa uso di complicati sistemi meccanici di commutazione del fluido pressurizzato alle due camere di comando della pompa . Double diaphragm pumps are described for example in US 4,540,349 and US 5,664,940 in which use is made of complicated mechanical systems for switching the pressurized fluid to the two control chambers of the pump.

Poiché il movimento di commutazione del distributore è controllato meccanicamente attraverso un collegamento operativo con l'albero di accoppiamento ai pistoni di pompaggio, o in altro modo, tutto ciò causa numerosi inconvenienti, particolarmente alle basse pressioni di pompaggio; in particolare gli attriti interni al distributore comportano tempi di commutazione relativamente elevati, che a loro volta causano un'evidente discontinuità nel flusso della sostanza pompata. Since the switching movement of the distributor is mechanically controlled through an operative connection with the coupling shaft to the pumping pistons, or otherwise, all this causes numerous drawbacks, particularly at low pumping pressures; in particular, the frictions inside the distributor involve relatively long switching times, which in turn cause an evident discontinuity in the flow of the pumped substance.

La complessità meccanica dei distributori convenzionali può essere altresì causa di mal funzionamento per l'usura delle parti in movimento che ne deriva dai ripetuti e continui azionamenti. The mechanical complexity of conventional distributors can also be the cause of malfunctioning due to the wear of the moving parts which derives from repeated and continuous actuation.

Nel tentativo di ovviare in parte a questi inconvenienti, il brevetto US 5,222,876 propone l'uso di un distributore a trascinamento magnetico, in cui la spola di commutazione viene trascinata mediante l'azione di magneti incorporati nella stessa spola e in un organo di trascinamento solidale all'albero di accoppiamento dei pistoni e delle membrane di pompaggio. In an attempt to partially obviate these drawbacks, US patent 5,222,876 proposes the use of a magnetic drive distributor, in which the switching spool is driven by the action of magnets incorporated in the spool itself and in an integral drive member to the coupling shaft of the pistons and pumping membranes.

Benché presenti il vantaggio di richiedere poche parti soggette a forze di attrito relativamente ridotte, anche questa soluzione, oltre a risultare costosa, non consente di raggiungere velocità di commutazione elevate in quanto il movimento alternativo della spola che commuta l'alimentazione del fluido è intrinsecamente legato al movimento dell'albero di accoppiamento tra le membrane di pompaggio, ed in quanto la presenza di numerosi magneti aumenta il peso delle masse in movimento; ne consegue che il flusso pompato, particolarmente alle basse pressioni di esercizio, presenta ancora un elevato grado di discontinuità. Although it has the advantage of requiring few parts subject to relatively low frictional forces, this solution, in addition to being expensive, does not allow high switching speeds to be reached as the reciprocating movement of the spool that switches the fluid supply is intrinsically linked. to the movement of the coupling shaft between the pumping membranes, and as the presence of numerous magnets increases the weight of the moving masses; it follows that the pumped flow, particularly at low operating pressures, still has a high degree of discontinuity.

SCOPI DELL'INVENZIONE AIMS OF THE INVENTION

Scopo generale della presente invenzione è di fornire una pompa a doppia membrana, provvista di un distributore pneumatico innovativo, che consente di porre rimedio ai problemi insiti nelle pompe a doppia membrana con distributori meccanici o del tipo precedentemente citato . The general purpose of the present invention is to provide a double diaphragm pump, equipped with an innovative pneumatic distributor, which allows to remedy the problems inherent in double diaphragm pumps with mechanical distributors or of the type mentioned above.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è di fornire una pompa a doppia membrana provvista di un distributore del fluido di comando, azionato pneumaticamente, in grado di operare con elevate velocità di commutazione anche alle basse pressioni di esercizio; in questo modo viene garantito un grado di continuità del flusso pompato, notevolmente superiore a quello ottenibile con le pompe a doppia membrana precedentemente note . A further object of the present invention is to provide a double diaphragm pump equipped with a control fluid distributor, pneumatically operated, capable of operating with high switching speeds even at low operating pressures; in this way a degree of continuity of the pumped flow is guaranteed, considerably higher than that obtainable with previously known double diaphragm pumps.

Un ulteriore scopo ancora della presente invenzione è di fornire una pompa a doppia membrana con la quale sia altresì possibile ovviare ai problemi connessi con la così detta posizione di "stallo" del distributore, attraverso una soluzione estremamente semplice, tale da garantire un funzionamento efficiente ed affidabile della pompa. A still further object of the present invention is to provide a double diaphragm pump with which it is also possible to obviate the problems connected with the so-called "stall" position of the distributor, through an extremely simple solution, such as to ensure efficient and reliable pump.

BREVE DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Quanto sopra è conseguibile mediante una pompa a doppia membrana provvista di un distributore pneumatico, comprendente una spola di commutazione che viene azionata dallo stesso fluido di comando della pompa, controllata da una valvola di pilotaggio comandata dal movimento alternativo dei pistoni e delle due membrane di pompaggio, secondo la rivendicazione 1. The above can be achieved by means of a double diaphragm pump equipped with a pneumatic distributor, comprising a switching spool which is operated by the same control fluid as the pump, controlled by a pilot valve controlled by the reciprocating movement of the pistons and of the two pumping membranes. , according to claim 1.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Queste ed ulteriori caratteristiche della pompa a doppia membrana e del distributore pneumatico di controllo, risulteranno maggiormente dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni allegati, in cui: These and further characteristics of the double diaphragm pump and of the pneumatic control distributor will become clearer from the following description with reference to the attached drawings, in which:

- Fig. 1 è una sezione longitudinale, schematica, di una pompa a doppia membrana comprendente un distributore pneumatico secondo l'invenzione; - Fig. 1 is a longitudinal section, schematic, of a double diaphragm pump comprising a pneumatic distributor according to the invention;

- Fig. 2 è una vista ingrandita del distributore pneumatico; - Fig. 2 is an enlarged view of the pneumatic distributor;

- Fig. 3 è una vista del distributore in una prima condizione di lavoro; - Fig. 3 is a view of the vending machine in a first working condition;

- Fig. 4 è una vista del distributore in una seconda condizione di lavoro: - Fig. 4 is a view of the vending machine in a second working condition:

- Fig. 5 è una vista del distributore in una terza condizione di lavoro; - Fig. 5 is a view of the vending machine in a third working condition;

- Fig. 6 è una vista del distributore in una quarta condizione di lavoro; - Fig. 6 is a view of the vending machine in a fourth working condition;

- Fig. 7 è un particolare ingrandito di Fig. 2. - Fig. 7 is an enlarged detail of Fig. 2.

DESCRIZIONE -DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Con riferimento alla Fig. 1, la pompa a doppia membrana secondo la presente invenzione comprende un corpo pompa 10 sostanzialmente costituito da un involucro esterno, avente un'entrata 11 per un fluido da pompare, ed un'uscita 12 che attraverso opportuni passaggi interni al corpo pompa 10, si aprono verso una prima camera di pompaggio 13 ed una seconda camera di pompaggio 14, disposte sui due lati della pompa 10; opportune valvole, non mostrate, impediscono il riflusso del fluido o della sostanza pompata, dall'uscita 12 verso l'entrata 11 della pompa. With reference to Fig. 1, the double diaphragm pump according to the present invention comprises a pump body 10 substantially constituted by an external casing, having an inlet 11 for a fluid to be pumped, and an outlet 12 which, through suitable passages inside the pump body 10, open towards a first pumping chamber 13 and a second pumping chamber 14, arranged on the two sides of the pump 10; suitable valves, not shown, prevent the backflow of the pumped fluid or substance, from the outlet 12 towards the inlet 11 of the pump.

Le due camere di pompaggio 13 e 14 sono chiuse su un lato, da una membrana flessibile 15 e 16 i cui bordi periferici sono serrati a tenuta tra spallamenti interni del corpo pompa, mentre un distributore pneumatico 17 è disposto coassialmente tra le due membrane 15 e 16. The two pumping chambers 13 and 14 are closed on one side by a flexible membrane 15 and 16 whose peripheral edges are tightly closed between internal shoulders of the pump body, while a pneumatic distributor 17 is arranged coaxially between the two membranes 15 and 16.

Le due membrane 15 e 16 sono collegate centralmente ad un pistone di pompaggio 18, 19, su un lato, e ad uno spallamento 20, 21 sul lato opposto, che a loro volta sono intercollegati mediante un albero di accoppiamento 22 che si estende coassialmente attraverso il distributore pneumatico 17. The two membranes 15 and 16 are connected centrally to a pumping piston 18, 19, on one side, and to a shoulder 20, 21 on the opposite side, which in turn are interconnected by means of a coupling shaft 22 which extends coaxially across the pneumatic distributor 17.

Con 23 e rispettivamente con 24 in Fig. 1, sono state altresì indicate due camere di comando, poste sul lato delle membrane 15 e 16 che è opposto a quello rivolto verso le camere di pompaggio 13 e 14; le due camere di comando 23 e 24 sono selettivamente ed alternativamente alimentate con un fluido pressurizzato di comando, ad esempio aria compressa o un gas pressurizzato, per muovere alternativamente in sincronismo le due membrane ed i due pistoni di pompaggio, azionando contemporaneamente lo stesso distributore pneumatico 17. With 23 and 24 respectively in Fig. 1, two control chambers have also been indicated, placed on the side of the membranes 15 and 16 which is opposite to the one facing the pumping chambers 13 and 14; the two control chambers 23 and 24 are selectively and alternatively fed with a pressurized control fluid, for example compressed air or a pressurized gas, to alternately move the two membranes and the two pumping pistons in synchronism, simultaneously activating the same pneumatic distributor 17.

Il distributore pneumatico del fluido di comando, è maggiormente illustrato nella vista ingrandita di figura 2 dei disegni allegati. The pneumatic distributor of the control fluid is more illustrated in the enlarged view of figure 2 of the attached drawings.

In particolare, il distributore pneumatico 17 è alloggiato in un corpo cilindrico 25 (Fig. 1) nel quale è ricavato un condotto di entrata 26 per il fluido di comando, rispettivamente un condotto di scarico 27. In particular, the pneumatic distributor 17 is housed in a cylindrical body 25 (Fig. 1) in which an inlet duct 26 for the control fluid, respectively a discharge duct 27 is formed.

Internamente al corpo 25 del distributore, è alloggiata una valvola a cassetto per la distribuzione del fluido di comando alle due camere 23 e 24. A slide valve is housed inside the distributor body 25 for distributing the control fluid to the two chambers 23 and 24.

In particolare, la valvola a cassetto comprende un corpo di forma cilindrica costituito da un elemento anulare centrale 28 e da due testate estreme o elementi a forma di tazza 29 e 30, che congiuntamente all'elemento centrale 28 definiscono una camera chiusa 31 del distributore in cui può muoversi alternativamente e reciprocare una speciale spola 32 azionata pneumaticamente, la quale attraverso opportuni passaggi di controllo commuta l'alimentazione e lo scarico del fluido di comando verso l'una o l'altra delle due camere di comando 23 e 24, rispettivamente verso l'una o l'altra delle due estremità della camera 31 del distributore, come più avanti spiegato. In particular, the slide valve comprises a cylindrical-shaped body consisting of a central annular element 28 and two end heads or cup-shaped elements 29 and 30, which together with the central element 28 define a closed chamber 31 of the distributor in which can move alternately and reciprocate a special pneumatically operated spool 32, which through suitable control passages switches the supply and discharge of the control fluid towards one or the other of the two control chambers 23 and 24, respectively towards either of the two ends of the chamber 31 of the distributor, as explained further on.

Il movimento alternativo continuato della spola 32 è ottenuto pneumaticamente mediante lo stesso fluido pressurizzato che viene alimentato nelle camere 23 e 24 di comando delle membrane e dei pistoni di pompaggio, sotto il controllo di una valvola pilota. La valvola pilota comprendente un elemento di valvola 33, di forma tubolare, disposto coassialmente all'albero 22,-tra i due spallamenti 20 e 21. The continuous reciprocating movement of the spool 32 is obtained pneumatically by means of the same pressurized fluid which is fed into the control chambers 23 and 24 of the membranes and of the pumping pistons, under the control of a pilot valve. The pilot valve comprising a valve element 33, of tubular shape, arranged coaxially to the shaft 22, between the two shoulders 20 and 21.

L'elemento tubolare della valvola pilota 33 presenta un profilo esterno, in direzione longitudinale, opportunamente sagomato, e si estende coassialmente attraverso un foro della spola 32, la camera 31 del distributore, nonché attraverso aperture assialmente allineate delle due testate 29 e 30 della valvola a cassetto, del distributore . The tubular element of the pilot valve 33 has an external profile, in the longitudinal direction, suitably shaped, and extends coaxially through a hole in the spool 32, the chamber 31 of the distributor, as well as through axially aligned openings of the two heads 29 and 30 of the valve. drawer, of the distributor.

Sia il corpo 28, 29, 30 della valvola a cassetto, che la spola 32, sono provvisti di primi passaggi di controllo, collegabili ciclicamente al condotto di alimentazione 26 ed al condotto di scarico 27 del fluido di comando, per alimentare rispettivamente per scaricare ciclicamente il fluido di comando da entrambe le camere 23 e 24. Both the body 28, 29, 30 of the slide valve and the spool 32 are provided with first control passages, which can be cyclically connected to the supply duct 26 and to the discharge duct 27 of the control fluid, to supply respectively to cyclically discharge the control fluid from both chambers 23 and 24.

Analogamente, la spola 32 e l'elemento tubolare della valvola pilota 33, presentano secondi passaggi di controllo per l'alimentazione e lo scarico dello stesso fluido di comando alle due estremità della camera 31 del distributore, per pilotare il movimento ciclico e alternativo della spola 32, commutando in questo modo l'alimentazione del fluido pressurizzato alle due camere di comando della pompa a doppia membrana. Una serie di guarnizioni anulari fornisce le necessarie tenute tra il corpo cilindrico 25 del distributore ed il corpo 28, 29, 30 della valvola a cassetto, rispettivamente tra lo stesso corpo della valvola a cassetto e la spola 32, nonché tra quest'ultima e l'elemento tubolare della valvola pilota 33. Similarly, the spool 32 and the tubular element of the pilot valve 33 have second control passages for feeding and discharging the same control fluid at the two ends of the distributor chamber 31, to control the cyclic and reciprocating movement of the spool. 32, thus switching the supply of pressurized fluid to the two control chambers of the double diaphragm pump. A series of annular gaskets provides the necessary seals between the cylindrical body 25 of the distributor and the body 28, 29, 30 of the slide valve, respectively between the same body of the slide valve and the spool 32, as well as between the latter and the spool. tubular element of the pilot valve 33.

Più precisamente, come mostrato nella Fig. 2 dei disegni allegati, l'elemento anulare centrale 28 della valvola a cassetto presenta un primo canale anulare 35 che comunica, attraverso un foro radiale 36, con un canale anulare 37 formato centralmente nella superficie esterna della spola 32. More precisely, as shown in Fig. 2 of the accompanying drawings, the central annular element 28 of the slide valve has a first annular channel 35 which communicates, through a radial hole 36, with an annular channel 37 formed centrally in the outer surface of the spool 32.

La larghezza del canale 37, misurata nella direzione dell'asse della spola 32, è notevolmente superiore al diametro del foro 36, ad esempio doppia, ed in generale le dimensioni del foro 36 e del canale 37 devono essere tali da mantenere tra loro una condizione di collegamento pneumatico per la circolazione del fluido di comando in entrambe le posizioni estreme della spola 32. The width of the channel 37, measured in the direction of the axis of the spool 32, is considerably greater than the diameter of the hole 36, for example double, and in general the dimensions of the hole 36 and of the channel 37 must be such as to maintain a condition between them. pneumatic connection for the circulation of the control fluid in both extreme positions of the spool 32.

A sua volta il canale anulare 37 formato centraimente sulla superficie esterna della spola 32, durante il movimento alternativo di quest'ultima può comunicare con l'uno o con l'altro di due passaggi anulari 38 e 39 formati lungo il bordo della parete periferica di ciascuna delle due testate 29 e 30; delle guarnizioni a labbro alloggiate in apposite sedi anulari sui due lati della cava centrale 37, consentono la comunicazione con uno solo dei passaggi anulari 38, 39 impedendola verso l'altro durante la corsa alternativa della spola di commutazione 32. In turn, the annular channel 37 formed centrally on the outer surface of the spool 32, during the reciprocating movement of the latter, can communicate with one or the other of two annular passages 38 and 39 formed along the edge of the peripheral wall of each of the two heads 29 and 30; of the lip seals housed in special annular seats on the two sides of the central groove 37, allow communication with only one of the annular passages 38, 39 preventing it towards the other during the alternative stroke of the switching spool 32.

Ciascun passaggio anulare 38 e 39, sul lato della spola 32 opposto a quello del foro centrale di alimentazione 26, comunica con un rispettivo canale 40, 41 di collegamento con le camere di comando 23, 24 della pompa a membrana, come mostrato in Fig. 1. Each annular passage 38 and 39, on the side of the spool 32 opposite to that of the central feed hole 26, communicates with a respective connection channel 40, 41 with the control chambers 23, 24 of the diaphragm pump, as shown in Fig. 1.

Il distributore pneumatico comprende inoltre, sulla parte periferica di ciascuna testata 29 e 30, un canale anulare 42, 43, detti canali 42, 43 comunicando entrambi con il condotto 27 di scarico del fluido pressurizzato dalle due camere di comando 13 e 14, come mostrato in Fig. 1. The pneumatic distributor also comprises, on the peripheral part of each head 29 and 30, an annular channel 42, 43, said channels 42, 43 both communicating with the duct 27 for discharging the pressurized fluid from the two control chambers 13 and 14, as shown in Fig. 1.

Più precisamente, ciascun canale di scarico 42 e 43, ad esempio il canale 42, attraverso un foro radiale 44 comunica con un corrispondente canale anulare 45 formato sulla superficie esterna ad una corrispondente estremità della spola 32, che a sua volta è in grado di comunicare con una rispettiva camera di comando 23 e 24 attraverso il rispettivo canale di collegamento 40, 41 e il rispettivo passaggio anulare 38, 39 precedentemente citati. More precisely, each discharge channel 42 and 43, for example the channel 42, through a radial hole 44 communicates with a corresponding annular channel 45 formed on the external surface at a corresponding end of the spool 32, which in turn is able to communicate with a respective control chamber 23 and 24 through the respective connection channel 40, 41 and the respective annular passage 38, 39 mentioned above.

Nuovamente, delle guarnizioni a labbro consentono di collegare selettivamente una delle due camere di comando all'alimentazione 26 del fluido pressurizzato, e l'altra delle camere di comando allo scarico 27. Again, lip seals make it possible to selectively connect one of the two control chambers to the supply 26 of the pressurized fluid, and the other of the control chambers to the discharge 27.

Come precedentemente riferito, la spola 32 della valvola a cassetto che commuta l'alimentazione e lo scarico del fluido pressurizzato alle due camere di comando 23 e 24 della pompa a membrana, è azionata pneumaticamente mediante lo stesso fluido pressurizzato che comanda lo spostamento delle membrane e i due pistoni di pompaggio. Ciò è ottenuto prevedendo opportuni passaggi di controllo nella spola 32 e sulla superficie periferica dell'elemento tubolare di pilotaggio 33, mediane un idoneo profilo longitudinale di quest'ultimo. As previously reported, the spool 32 of the slide valve which switches the supply and discharge of the pressurized fluid to the two control chambers 23 and 24 of the diaphragm pump, is pneumatically operated by means of the same pressurized fluid which controls the displacement of the membranes and the two pumping pistons. This is achieved by providing suitable control passages in the spool 32 and on the peripheral surface of the tubular driving element 33, through a suitable longitudinal profile of the latter.

Più precisamente, l'elemento tubolare di pilotaggio 33 comprende una prima zona centrale 33A avente un diametro esterno inferiore al diametro interno del foro longitudinale della spola 32, per formare con quest'ultima un canale anulare centrale 46 in grado di comunicare da un lato con il canale centrale 37 della spola 32, attraverso almeno un foro radiale 47, mentre dal lato opposto è in grado di comunicare con l'una o con l'altra delle due estremità della camera interna 31 del distributore, attraverso un secondo foro 48 che si apre ad una estremità della spola 32 verso la corrispondente estremità della camera 31 interna al distributore. More precisely, the tubular driving element 33 comprises a first central zone 33A having an external diameter smaller than the internal diameter of the longitudinal hole of the spool 32, to form with the latter a central annular channel 46 capable of communicating on one side with the central channel 37 of the spool 32, through at least one radial hole 47, while on the opposite side it is able to communicate with one or the other of the two ends of the internal chamber 31 of the distributor, through a second hole 48 which opens at one end of the spool 32 towards the corresponding end of the chamber 31 inside the distributor.

L'elemento tubolare 33 di pilotaggio della spola di commutazione 32, su entrambi i lati della zona centrale 33A di diametro ristretto, presenta una seconda zona 33B di maggior diametro, sostanzialmente corrispondente al diametro interno del foro longitudinale della spola 32, per formare una tenuta contro guarnizioni toroidali, tre nel caso mostrato, alloggiate in corrispondenti sedi interne assialmente distanziate del foro longitudinale della spola 32. The tubular element 33 for driving the commutation spool 32, on both sides of the central zone 33A of narrow diameter, has a second zone 33B of greater diameter, substantially corresponding to the internal diameter of the longitudinal hole of the spool 32, to form a seal against toroidal gaskets, three in the case shown, housed in corresponding axially spaced internal seats of the longitudinal hole of the spool 32.

Successivamente alla zona 33B di maggior diametro, continuando nella direzione di ciascuna estremità dell'elemento tubolare 33, quest'ultimo presenta una terza zona 33C, ed una quarta zona 33D di diametro decrescente, in grado di formare tenuta contro guarnizioni 49, 50 alloggiate ciascuna in una corrispondente sede anulare in corrispondenza del foro di passaggio formato sulla parete di fondo di ciascuna testata 29 e 30 del distributore . Subsequently to the zone 33B of greater diameter, continuing in the direction of each end of the tubular element 33, the latter has a third zone 33C, and a fourth zone 33D of decreasing diameter, capable of forming a seal against gaskets 49, 50 each housed in a corresponding annular seat in correspondence with the passage hole formed on the bottom wall of each head 29 and 30 of the distributor.

La funzione delle due zone di diametro ridotto 33C e 33D a ciascuna estremità dell'elemento tubolare 33, è quella di consentire la formazione di un passaggio anulare 51, durante il movimento alternativo dell'elemento tubolare 33, in grado di comunicare con una rispettiva estremità della camera interna 31 del distributore, rispettivamente con il canale di scarico 44 attraverso un rispettivo foro radiale 52 nella spola 32. The function of the two reduced diameter areas 33C and 33D at each end of the tubular element 33 is to allow the formation of an annular passage 51, during the reciprocating movement of the tubular element 33, capable of communicating with a respective end of the internal chamber 31 of the distributor, respectively with the discharge channel 44 through a respective radial hole 52 in the spool 32.

Con riferimento ora alle Figg. 1, 3-6 si descriverà il modo di funzionare della pompa a doppia membrana e del distributore pneumatico secondo l'invenzione. With reference now to Figs. 1, 3-6 the way of operation of the double diaphragm pump and of the pneumatic distributor according to the invention will be described.

Le Figg. 1 e 3 mostrano la pompa ed il distributore 17 nella condizione in cui il pistone 18 con la membrana 15 a sinistra in Fig. 1, hanno terminato una fase di pompaggio, mentre il pistone 19 e la membrana 16 di destra hanno effettuato una fase di aspirazione. Figs. 1 and 3 show the pump and the distributor 17 in the condition in which the piston 18 with the diaphragm 15 on the left in Fig. 1, have completed a pumping phase, while the piston 19 and the diaphragm 16 on the right have carried out a phase of aspiration.

In queste condizioni, lo spallamento 21 del pistone di destra 19 ha spinto tutto a sinistra l'elemento valvolare 33 di pilotaggio del distributore, mentre la spola 32 risulta spostata tutta a destra; pertanto, la camera di comando 24 risulta collegata al condotto 26 di alimentazione del fluido pressurizzato attraverso i rispettivi passaggi di controllo, mentre la camera di comando 23 risulta collegata al condotto di scarico 27 attraverso i rispettivi passaggi di controllo. Under these conditions, the shoulder 21 of the right-hand piston 19 has pushed the valve element 33 for piloting the distributor completely to the left, while the spool 32 is displaced completely to the right; therefore, the control chamber 24 is connected to the duct 26 for supplying the pressurized fluid through the respective control passages, while the control chamber 23 is connected to the discharge duct 27 through the respective control passages.

Nello frattempo l'elemento valvolare di pilotaggio 33 aveva collegato il lato destro della camera 31 del distributore, con i passaggi di scarico, ed il lato sinistro con passaggi di alimentazione del fluido di comando . In the meantime, the pilot valve element 33 had connected the right side of the distributor chamber 31 with the discharge passages and the left side with the feed passages for the control fluid.

Pertanto, il fluido pressurizzato viene ora alimentato nella camera di comando 24 a destra in Fig. 2, mentre la camera di comando 23 di sinistra viene collegata allo scarico si consente in questo modo l'esecuzione di una nuova fase di pompaggio per il pistone 19 della camera di pompaggio di destra 14, e una contemporanea fase di aspirazione per il pistone 18 della camera di pompaggio di sinistra 13. Therefore, the pressurized fluid is now fed into the control chamber 24 on the right in Fig. 2, while the control chamber 23 on the left is connected to the exhaust, thus allowing the execution of a new pumping phase for the piston 19 of the right pumping chamber 14, and a simultaneous suction phase for the piston 18 of the left pumping chamber 13.

I due pistoni 18, 19 con le rispettive membrane 15, 16 verranno ora spostati verso destra assumendo una configurazione opposta a quella di Fig. 3; questa condizione è mostrata in Fig. 4 dalla quale si nota che l'elemento valvolare di pilotaggio 33, al termine della fase di pompaggio, è stato spostato tutto a destra in modo da collegare il lato destro della camera 31 del distributore, con i passaggi di alimentazione del fluido pressurizzato di comando, mentre il lato sinistro della stessa camera viene collegato con i passaggi di scarico. The two pistons 18, 19 with the respective membranes 15, 16 will now be moved to the right, assuming a configuration opposite to that of Fig. 3; this condition is shown in Fig. 4 from which it can be seen that the pilot valve element 33, at the end of the pumping phase, has been moved all the way to the right so as to connect the right side of the distributor chamber 31 with the passages supply of the pressurized control fluid, while the left side of the same chamber is connected with the discharge passages.

Raggiunta la condizione di Fig. 4, la spola 32, verrà immediatamente e rapidamente spostata verso sinistra dal fluido in pressione alimentato sul lato destro della camera 31, per cui si invertirà l'alimentazione e lo scarico del fluido pressurizzato nelle due camere di comando 23 e 24; questa condizione è mostrata in Fig. 5 dei disegni allegati. Once the condition of Fig. 4 has been reached, the spool 32 will be immediately and rapidly moved to the left by the pressurized fluid fed to the right side of the chamber 31, so that the supply and discharge of the pressurized fluid in the two control chambers 23 will be reversed. and 24; this condition is shown in Fig. 5 of the attached drawings.

A questo punto si effettuerà una nuova fase di pompaggio per la camera 13 sul lato sinistro della pompa in Fig. 1, ed una fase di aspirazione per la camera di pompaggio 14 di destra, causando nuovamente lo spostamento verso sinistra dell'elemento valvolare di pilotaggio 33, come mostrato in Fig. 6. Pertanto, l'alimentazione del fluido di comando nella camera 31 del distributore verrà nuovamente invertita ed il ciclo operativo della pompa, precedentemente descritto, potrà essere automaticamente ripetuto, ottenendo in questo modo un flusso di mandata della sostanza pompata sostanzialmente continuo, con un bassissimo grado di discontinuità grazie all'elevata velocità di commutazione della spola del distributore pneumatico . At this point, a new pumping phase will be carried out for the chamber 13 on the left side of the pump in Fig. 1, and a suction phase for the right pumping chamber 14, causing again the displacement to the left of the pilot valve element. 33, as shown in Fig. 6. Therefore, the supply of the control fluid into the chamber 31 of the distributor will be inverted again and the operating cycle of the pump, previously described, can be automatically repeated, thus obtaining a delivery flow of the substantially continuous pumped substance, with a very low degree of discontinuity thanks to the high switching speed of the spool of the pneumatic distributor.

Uno dei vantaggi della presente invenzione risiede nell'uso di un distributore azionato pneumaticamente, con la totale eliminazione di parti meccaniche facilmente soggette ad usura, semplificando in questo modo la costruzione ed il funzionamento del distributore e della stessa pompa a membrana. One of the advantages of the present invention resides in the use of a pneumatically operated distributor, with the total elimination of mechanical parts easily subject to wear, thus simplifying the construction and operation of the distributor and of the diaphragm pump itself.

Un altro vantaggio consiste nella simmetria del sistema, che consente un rapido e facile montaggio delle varie parti componenti, non avendo queste posizioni od orientamenti preferenziali. Another advantage consists in the symmetry of the system, which allows a quick and easy assembly of the various component parts, not having these preferential positions or orientations.

Tuttavia, un simile sistema presenterebbe in sé una possibile condizione di stallo, nel caso in cui la pompa si fermasse accidentalmente con la spola 32 in posizione centrale, impedendo in questo modo l'alimentazione e lo scarico del fluido pressurizzato per le due camere di comando 13 e 14. However, such a system would present in itself a possible stall condition, in the event that the pump accidentally stops with the spool 32 in a central position, thus preventing the supply and discharge of the pressurized fluid for the two control chambers. 13 and 14.

Benché è estremamente improbabile che tale condizione in pratica si possa verificare, secondo un altro aspetto innovativo della presente invenzione, il distributore pneumatico 17 è stato provvisto di mezzi antistallo. Ciò è stato ottenuto in modo estremamente semplice, come mostrato in Fig. 7, prevedendo su un lato dell'elemento anulare centrale 28 del distributore, una piccola fessura 53 atta a mantenere per un breve istante in comunicazione la cava anulare di mandata 35, con il passaggio anulare 38 sul bordo della parete laterale della testata 29 del distributore, e conseguentemente con il condotto 40 comunicante con la camera di comando 23 di sinistra della pompa in Fig. 1; viene così impartito un rapido impulso di pressione che sposterà la spola 32 dalla posizione di stallo, consentendo di ripristinare il funzionamento della pompa a membrana; la fessura 55 può essere indipendentemente formata su un lato o sul lato opposto dell'elemento anulare centrale 28. Although it is extremely unlikely that this condition can occur in practice, according to another innovative aspect of the present invention, the pneumatic distributor 17 has been provided with anti-stall means. This has been achieved in an extremely simple way, as shown in Fig. 7, by providing on one side of the central annular element 28 of the distributor, a small slot 53 able to keep the annular delivery slot 35 in communication for a short time, with the annular passage 38 on the edge of the side wall of the distributor head 29, and consequently with the duct 40 communicating with the left control chamber 23 of the pump in Fig. 1; a rapid pressure impulse is thus imparted which will move the spool 32 from the stall position, allowing the operation of the diaphragm pump to be restored; the slot 55 can be independently formed on one side or on the opposite side of the central annular element 28.

Da quanto detto e mostrato, si sarà dunque compreso che si è fornito una pompa a doppia membrana caratterizzata da un distributore del fluido di comando, azionato e pilotato pneumaticamente, tale da ovviare agli inconvenienti insiti nei distributori precedentemente noti; in questo modo contribuisce a migliorare il funzionamento della pompa stessa in termini di velocità di commutazione del comando e dell'azione alternativa di pompaggio, consentendo maggior regolarità nel flusso di mandata . From what has been said and shown, it will therefore be understood that a double diaphragm pump has been provided characterized by a control fluid distributor, pneumatically operated and piloted, such as to obviate the drawbacks inherent in previously known distributors; in this way it contributes to improving the operation of the pump itself in terms of switching speed of the command and of the alternative pumping action, allowing greater regularity in the delivery flow.

Si intende comunque che quanto è stato detto e mostrato con riferimento ai disegni allegati, è stato dato a puro titolo illustrativo delle caratteristiche dell'invenzione e di una sua forma di realizzazione preferenziale; ad esempio, nelle varie figure la corsa di pompaggio è stata mostrata pari alla corsa dell'elemento tubolare di pilotaggio 33, tuttavia la corsa di pompaggio può essere maggiore di quella della valvola di pilotaggio. Pertanto altre modifiche o variati potranno essere apportate alla pompa nel suo complesso ed allo stesso distributore pneumatico di controllo, senza con ciò allontanarsi dallo scopo delle rivendicazioni allegate. However, it is understood that what has been said and shown with reference to the attached drawings has been given purely by way of illustration of the characteristics of the invention and of a preferred embodiment thereof; for example, in the various figures the pumping stroke has been shown equal to the stroke of the tubular pilot element 33, however the pumping stroke can be greater than that of the pilot valve. Therefore other modifications or variations may be made to the pump as a whole and to the pneumatic control distributor itself, without thereby departing from the scope of the attached claims.

Claims

CLAIMS 1. Double diaphragm pump of the type comprising: - a pump body having an inlet and an outlet for a fluid to be pumped, which open towards a first and a second lateral pumping chambers; - a first and a second pumping piston comprising a flexible separation membrane between each pumping chamber and a respective control chamber into which a pressurized fluid is fed, said pistons and said pumping membranes being connected to each other by means of an intermediate shaft of coupling; and - a distributor of a pressurized control fluid, activated alternately by the control pistons to automatically reverse the supply and discharge of the pressurized fluid to the said control chambers, characterized in that the distributor comprises: - a sliding valve for switching the pressurized fluid to the control chambers, pneumatically actuated, and a pilot valve for controlling the control fluid to the switching valve, actuated by the alternating movement of the pumping pistons, said switching valve for the control fluid and said pilot valve being arranged coaxially to each other and to the coupling shaft between the membranes and the pumping pistons.

2. Double diaphragm pump according to claim 1, characterized in that said pneumatic distributor comprises: - a valve body defining a cylindrical chamber for a switching spool, said valve body having first passages for feeding and discharging the pressurized fluid from the control chambers; - a cylindrical commutation spool, which can be pneumatically actuated for reciprocating movement in said valve body chamber, said spool having annular channels selectively connectable to said first feed and discharge passages of the pressurized control fluid; and - a pilot valve comprising a tubular valve element operatively actuated by the movement of the pumping pistons, said tubular valve element being commanded to slide through the switching valve, in the opposite direction to the switching spool, as well as having a shaped external profile, with annular passages which can be selectively connected to the ends of the switching valve chamber, respectively to said passages for supplying and discharging the control fluid of the switching spool.

3. Double diaphragm pump according to claim 2, characterized in that the switching valve body comprises a central annular element and two cup-shaped side heads; a control fluid supply channel being formed peripherally to said central annular element, and a control fluid discharge channel being formed peripherally to each side head; and in that said channels for feeding and discharging the control fluid of the valve body communicate, through radial passages, with corresponding annular channels for switching the flow on the peripheral surface of the switching spool.

4. Double diaphragm pump according to claim 2, characterized in that it comprises an anti-stall passage for the control fluid, adapted to put the supply channel of the valve body in communication with a corresponding fluid supply channel on the switching spool only in the case in which the spool stops in the central position of the switching chamber.