DE1133628B

DE1133628B - Hydraulische Membranpumpe, insbesondere Dosierpumpe, mit einer Vorrichtung zur Ergaenzung der UEbertragungsfluessigkeit

Info

Publication number: DE1133628B
Application number: DEL30519A
Authority: DE
Inventors: Herbert Ott
Original assignee: Lewa Herbert Ott GmbH and Co KG
Current assignee: Lewa Herbert Ott GmbH and Co KG
Priority date: 1958-05-31
Filing date: 1958-05-31
Publication date: 1962-07-19

Description

Hydraulische Membranpumpe, insbesondere Dosierpumpe, mit einer Vorrichtung zur Ergänzung der Übertragungsflüssigkeit Die Erfindung betrifft eine hydraulische Membranpumpe, insbesondere eine Dosierpumpe, bei der eine Membran eine mit übertragungsflüssigkeit gefüllte Hauptkammer abschließt und bei der zwei Kolben verschiedenen Durchmessers vorgesehen sind, von denen einer in die mit Übertragungsflüssigkeit gefüllte Hauptkammer hineinragt, während der zweite Kolben in einer mit der Hauptkammer über ein Druckventil verbundenen Vorkammer arbeitet und bei jedem Saughub aus einem Vorratsgefäß eine kleine Menge übertragungsflüssigkeit ansaugt und diese bei jedem Druckhub über das Druckventil in die Hauptkammer zur Ergänzung von Leckverlusten eindrückt, und bei der die überschüssige übertragungsflüssigkeit über ein überströmventil, dessen Öffnungsdruck höher ist als der Arbeitsdruck der Pumpe, in den Vorratsbehälter zurückfließt, und bei welcher der Membran der Pumpe ein den Druckhub derselben begrenzendes Sieb zugeordnet ist.
Es ist bekannt, die Hauptkammer einer Membranpumpe über ein Ventil und eine Ansaugleitung mit einem Vorratsbehälter für die Übertragungsflüssigkeit zu verbinden. Wenn Leckverluste auftreten, wird bei diesen Pumpen am Ende des Saughubes eine kleine Menge übertragungsflüssigkeit in die Hauptkammer angesaugt. Die Einstellung des Ansprechdruckes des Ventils muß höher gewählt werden als der beim Saughub der Pumpe maximal auftretende Unterdruck, da es ansonsten beim Saughub zu keiner Bewegung der Membran, sondern nur noch zu einem Ansaugen von Übertragungsflüssigkeit käme. Wird jedoch die Einstellung des Ventils zu hoch gewählt, kommt es zu keiner Ergänzung der Leckverluste mehr, insbesondere wenn kleine Lufteinschlüsse vorliegen, die elastisch nachgeben können. Diese Pumpen haben also den Nachteil, daß sie nicht für Anwendungsgebiete geeignet sind, bei denen gegen einen großen Ansaugdruck gearbeitet werden muß oder bei denen in der Ansaugleitung stoßweise Belastungen durch bewegte Flüssigkeitssäulen auftreten. Die Pumpen haben weiterhin den Nachteil, daß Lufteinschlüsse nicht selbsttätig ausgeschieden werden, die Pumpe also keinen Selbstreinigungseffekt hat.
Es wurden aus diesen Gründen Membranpumpen vorgeschlagen, bei welchen ein zweiter, in einer Vorkammer arbeitender Kolben vorgesehen ist, der bei jedem Druckhub eine kleine Menge übertragungsflüssigkeit in die Hauptkammer eindrückt. Die überschüssige Übertragungsflüssigkeit wird am Ende des Druckhubes über ein überströmventil, dessen Ansprechdruck höher liegt als der Arbeitsdruck der Pumpe, in den Vorratsbehälter ausgestoßen. Da beim Ansaugen der Pumpe keine Ergänzung der übertragungsflüssigkeit vorgenommen wird, ist die Arbeitsweise der Pumpe auch unabhängig von den Verhältnissen in der Ansaugleitung, d. h., die Pumpe kann gegen beliebige Ansaugdrücke arbeiten. Beim Druckhub ist lediglich die Bedingung einschränkend, daß das Überströmventil höher einzustellen ist als der höchste Arbeitsdruck der Pumpe. Da bei jedem Druckhub der Pumpe etwas überschüssige Übertragungsflüssigkeit ausgestoßen wird, also der Ansprechdruck des überströmventils überwunden werden muß, bedingt eine hohe Einstellung des Überströmventils jedoch eine sehr gute Abdichtung des Arbeitskolbens, da die Leckverluste desselben ins Freie gelangen. Darüber hinaus ist die Anordnung von zwei Kolben, den zugehörigen Zylindern und Antriebsmitteln kostspielig.
Gemäß der Erfindung wird nun eine hydraulische Membranpumpe der in Rede stehenden Art vorgeschlagen, bei der die beiden Kolben in an sich bekannter Weise zu einem Stufenkolben vereinigt sind.
Abgesehen von der wesentlichen konstruktiven Vereinfachung der Pumpe ergibt sich damit der Vorteil, daß die Leckverluste des in der Hauptkammer arbeitenden Kolbens zwangläufig in die Vorkammer gelangen. Der Hauptkolben braucht dementsprechend nicht besonders abgedichtet zu werden, wodurch sich ein besonders leichter Gang der Pumpe ergibt. Außerdem kann das überströmventil auf sehr hohe Werte eingestellt werden, da ja die Leckverluste des Hauptkolbens ohne jede Bedeutung sind. Auf diese Weise wird auch in der Praxis der Arbeitsbereich der Pumpe wesentlich vergrößert, d. h., die Pumpe ist auf Grund der hohen Einstellung des Überströmventils in der Lage, gegen wesentlich größere Arbeitsdrücke zu arbeiten, wie die bekannten Pumpen.
Es sei bemerkt, daß Stufenkolben an sich bekannt sind. Sie werden beispielsweise angewendet, wenn zwei Fördermedien unabhängig voneinander gefördert werden sollen, z. B. bei Reinigungsmaschinen Frischwasser und Reinigungslösung.
In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 schematisch einen Schnitt einer ersten Ausführungsform einer Membranpumpe gemäß der Erfindung, Fig. 2 schematisch einen Schnitt einer zweiten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung.
Ein oszillierender Arbeitskolben ist in einem Doppelkammersystem so angeordnet, daß die einen größeren Durchmesser aufweisende Stufe 1 b des Kolbens 1 in eine Kammer und das einen kleineren Durchmesser aufweisende Stirnende 1 a des Kolbens in eine zweite Kammer zu liegen kommt. Zwischen den Kammern und nach außen ist der Kolben bei 8 und 9 abgedichtet, ohne daß jedoch für diese Abdichtung ein besonderer Aufwand erforderlich wäre. Die vordere, als Hydraulikkammer dienende Kammer 2 ist mittels einer Arbeitsmembran 3 verschlossen, die in bekannter Weise ringförmig eingespannt ist und die auf das zu fördernde Medium im Förderraum 12 einwirkt.
Die hintere Kammer ist über ein Saugventil 4 mit einem Vorratsbehälter 6 und über ein Druckventil 5 mit der vorderen Hydraulikkammer 2 verbunden. Der Ausschlag der Membran 3 ist durch eine beispielsweise in Form eines Siebes ausgebildete Membranbegrenzung 10 begrenzt.
Mit der Hydraulikkammer 2 ist weiterhin ein überströmventi111 verbunden. Vorzugsweise mündet, wie in der Zeichnung dargestellt, das Druckventil für die zweite Kammer in die von der Hydraulikkammer 7 zu dem überströmventil 11 führende Leitung.
Von dem Überströmventil 11 führt eine Rückführungsleitung zu dem Vorratsbehälter 6 für die übertragungsflüssigkeit.
Die Wirkungsweise der dargestellten Pumpe ist nun folgende: Das überströmventil 11 wird auf einen Haltedruck eingestellt, der höher liegt wie der Arbeitsdruck der Pumpe. Der stufenförmig abgesetzte Kolben fördert also bei seinem Druckhub etwas übertragungsflüssigkeit über das Druckventil 5 in die Hydraulikkammer 2, bis die Membran 3 an der Membranbegrenzung 10 zur A nlage kommt. Bei einem weiteren Vorwärtsgehen des Kolbens 1 öffnet dann das überströmventil 11. In der vorderen Totpunktlage des Kolbens 1 ist dementsprechend sichergestellt, daß unabhängig von irgendwelchen Leckverlusten durch die Abdichtung 8 und 9 die Hydraulikkammer 2 vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist. Beim Saughub des Kolbens 1 bleibt das Druckventil s und das Überströmventil 11 geschlossen, so daß wie bei den bekannten Pumpen die Membran 3 in definierter Weise zurückgezogen wird und dementsprechend eine bestimmte Menge des zu fördernden Mediums von der Pumpe angesaugt wird.
Bei dem nachfolgenden Druckhub des Kolbens wird diese Menge dann in definierter Weise wieder ausgestoßen, da das überströmventi111 erst öffnet, wenn die Membran 3 an der Membranbegrenzung 10 zur Anlage gekommen ist. Leckverluste an Obertragungsflüssigkeit durch die Kolbenabdichtungen 8 und 9 werden also bei der Pumpe gemäß der Erfindung laufend ergänzt, so daß dementsprechend eine hohe Dosiergenauigkeit der Pumpe erzielt wird.
Wenn die Gefahr besteht, daß durch die zu fördernde Flüssigkeit die Membranbegrenzung 10 verunreinigt werden könnte, wird, wie in Fig. 2 dargestellt, über einen Zwischenring 13 der Membran 3 eine zweite Membran 3 a vorgeschaltet, die dann ihrerseits den Förderraum 12 der Pumpe begrenzt. Der Zwischenraum zwischen der Membran 3 und der Membran 3 a ist mit einer Übertragungsflüssigkeit 2 a gefüllt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Hydraulische Membranpumpe, insbesondere Dosierpumpe, bei der eine Membran eine mit Übertragungsflüssigkeit gefüllte Hauptkammer abschließt und bei der zwei Kolben verschiedenen Durchmessers vorgesehen sind, von denen einer in die mit Übertragungsflüssigkeit gefüllte Hauptkammer hineinragt, während der zweite Kolben in einer mit der Hauptkammer über ein Druckventil verbundenen Vorkammer arbeitet und bei jedem Saughub aus einem Vorratsgefäß eine kleine Menge Übertragungsflüssigkeit ansaugt und diese bei jedem Druckhub über das Druckventil in die Hauptkammer zur Ergänzung von Leckverlusten eindrückt, und bei der die überschüssige übertragungsflüssigkeit über ein überströmventil, dessen Öffnungsdruck höher ist als der Arbeitsdruck der Pumpe, in den Vorratsbehälter zurückfließt, und bei welcher der Membran der Pumpe ein den Druckhub derselben begrenzendes Sieb zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kolben in an sich bekannter Weise zu einem Stufenkolben (1 a, 1 b) vereinigt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 854134; schweizerische Patentschrift Nr. 251213; französische Patentschrift Nr. 1152 225; USA.-Patentschriften Nr. 2 753 805, 2 578 746, 2413 851, 1650 377.