DE19946562A1 - Kompakt-Doppelmembranpumpe - Google Patents

Abstract

Damit bei einer Doppelmembranpumpe jede Membran sicher angesteuert werden kann und die Zu- und Abströmventile leichter zu warten und zu wechseln sind, sind in sich gegenüberliegenden Gehäuseflächenelementen (61, 62) eines Gehäusemittelteils (7) neben einer Gehäusemembranausnehmung (51, 52) als Antriebskammer jeweils zwei Gehäuseventilausnehmungen (55, 56, 57, 58) angebracht, in die wenigstens teilweise ein Rückschlagventil (31, 32, 33, 34) einzusetzen ist. Das Steuerventil besteht aus wenigstens einem der im Gehäusemittelteil (7) angeordneten Wegeventile (37), mit denen die sich gegenüberliegenden Gehäusemembranausnehmungen (51, 52) verbinden und die mit einem ebenfalls im Gehäusemittelteil (7) angeordneten Hauptventil (13) verbunden sind. In jedes Deckelmembranflächenelement (63, 64) sind außer einer eine Pumpenkammer DOLLAR A mitausbildenden Deckelmembranausnehmungen (53, 54) zwei Deckelventilausnehmungen (71, 72, 73, 74) angebracht, mit denen vier Gehäuseventilausnehmungen (55, 56, 57, 58) vier Ventilkammern auszubilden sind, in denen jeweils eines der vier Rückschlagventile (31, 32, 33, 34) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe, die wenigstens auf­ weist

• - wenigstens ein Membrankörperelement, die jeweils in einer Pumpenkammer und einer Antriebskammer angeordnet sind, de­ ren geführte Membranstangen sich wenigstens teilweise ge­ genüberliegen und denen ein Steuerventil und jeweils zwei Rückschlagventile als Zu- und Abströmventile zugeordnet sind, und
• - ein Gehäuseelement mit wenigstens einem Gehäusemittelteil und zwei Gehäusedeckeln, das gemeinsam die Membrankör­ perelemente, das Steuerventil und die Rückschlagventile um­ schließt.

Eine Membranpumpe der eingangs genannten Art ist aus der DE- AS 2726674 bzw. der US 3,652,187 bekannt. Die Doppelmem­ branpumpe besteht aus einem Gehäuse, in dem zwei Membranpum­ pen und Steuerventile vorhanden sind. Die Kammern der Mem­ branpumpe sind durch die Membranen in Antriebskammern und Pumpenkammern unterteilt. Den Pumpenkammern sind Strömungs­ ventile zugeordnet. Das Gehäuse ist zu beiden Seiten mit ei­ nem Gehäusedeckel verschlossen.

Nachteilig ist, daß die beiden Membranpumpen nicht genau ge­ nug durch das Steuerventil gesteuert werden. Darüber hinaus sind die Zug- und Abströmventile nur unzureichend im Gehäuse eingesetzt, so daß sich die Doppelmembranpumpe schwer warten und reparieren lassen.

Aus dem IT-Katalog der Firma DEBEM: BOXER pompe a membrana azionate ad aria compressa, Mai 1988, S. 1 bis 12, bekannt. Diese Doppelmembranpumpe weist zwei Doppelmembranen auf. Jede Doppelmembran ist von einem Extragehäuse umgeben, die mit Rohrleitungen verbunden und auf einem Untergestell angeordnet sind. Über jedem Ventilgehäuse ist ein Rückschlagventil in­ stalliert. Anstelle eines Untergestells kann ein quaderförmi­ ges Gehäuse zum Einsatz kommen.

Nachteil ist, daß bei der Inspektion oder Reparatur der Dop­ pelmembranpumpe fast die ganze Doppelmembranpumpe auseinander genommen werden muß. Ein weiterer Nachteil ist, daß für die Pumpe sehr viel Platz benötigt wird.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Doppelmembranpumpe der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß jede Membran sicher angesteuert werden kann und die Zu- und Ab­ strömventile leichter zu warten und zu wechseln sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonde­ re darin, daß durch die beiden abnehmbaren Deckel sowohl die Membrankörperelemente als auch Rückschlagventile sofort für Wartungszwecke zugänglich sind. Die Rückschlagventile brau­ chen bei Inspektionen und Reparaturen nur aus den Gehäuseven­ tilausnehmungen herausgenommen und danach entweder gereinigt oder durch neue ersetzt hereingesteckt werden. Ein umständli­ ches Hantieren mit Federn und dergleichen ist in diesem Fall nicht erforderlich. Beim Verschließen des Gehäusemittelteils mit den beiden Gehäusedeckeln werden die Ventilkammern ausge­ bildet und die Rückschlagventile vollständig aufgenommen. Das Wegeventil, das die beiden Pumpenkammern, die jeweils durch die Gehäusemembranausnehmung und die Deckelmembranausnehmung gebildet werden, verbinden, sorgt im Zusammenwirken mit dem Hauptventil dafür, daß die Membrankörperelemente genauestens angesteuert werden. Hierdurch ist eine genaueste Förderung des jeweiligen zu fördernden Mediums gesichert. Hervorzuheben ist, daß durch eine Anordnung der Rückschlagventile auf einer Seite neben den Gehäusekammerausnehmungen klein und kompakt ausgeführt werden kann.

Im Gehäusemittelteil können zwei Zwei-Wege-Ventile angeordnet sein. Hierdurch erhöht sich die Steuergenauigkeit.

Es können ein oder mehrere Gehäusemittelteile bzw. ein oder mehrere Membrankörperelemente eingesetzt werden., sodaß eine Vielfachmembranpumpe entsteht. Üblicherweise werden in einem Gehäusemittelteil zwei sich gegenüber liegende Membrankör­ perelemente bei einer Doppelmembranpumpe eingesetzt. Die Mem­ brankörperelemente können als Doppel-Membrankörperelemente ausgebildet sein.

Das Gehäuse kann als Kompaktgehäuse ausgebildet sein. Das Kompaktgehäuse sieht äußerlich wie ein monolithischer Block aus. Hierdurch wird gesichert, daß das Gehäuse sowohl stati­ schen als auch dynamischen Belastungen sicher stand halten kann. Das Kompaktgehäuse kann quaderförmig ausgebildet sein. Die Quaderform ermöglicht es, mehrere Kompaktgehäuse neben­ einander zu positionieren, so daß mehrere Doppelmembranpumpen auf kleinstem Raum zusammenarbeiten können.

Im Inneren des Gehäusemittelteils, in den Gehäuseflächenele­ menten und in den Deckelinnenflächenelementen können wenig­ stens teilweise Leitungsausnehmungen angeordnet sein. Diese Leitungsausnehmungen stellen bei aufgesetzten Gehäusedeckeln auf dem Gehäusemittelteil komplette und durchgängige Lei­ tungszüge dar. Hierdurch wird das sehr aufwendige Verlegen von einzelnen Leitungszügen zwischen den Teilen der Doppel­ membranpumpe eingespart.

Jedes Rückschlagventil besteht aus einem einseitig offenen Rückschlagventil-Ventilsitz. Der Rückschlag-Ventilsitz ist wie ein Rundlaufkäfig für Hamster ausgebildet, der aus zwei gegenüberliegenden Ringen besteht, die durch beabstandete Zwischenstäbe verbunden sind. Der eine Ring weist eine solche Öffnung auf, daß durch ihn eine Ventilkugel einzulegen ist. Der andere Ring hat eine solche Öffnung, daß die Kugel gehal­ ten wird. Bei der Montage werden die hamsterkäfigförmigen Rückschlagventilsitze einfach in die Gehäuseventilausnehmun­ gen eingesteckt. Vorher wird die Ventilkugel eingeführt. Beim Aufsetzen des jeweiligen Deckels wird die vollständige Ven­ tilkammer ausgebildet, die dann das Rückschlagventil um­ schließt. Bei der Inspektion bzw. bei der Reparatur der Rück­ schlagventile braucht nur noch der Rückschlagventilsitz mit der Ventilkugel herausgenommen, gereinigt oder durch einen anderen ersetzt werden. Hierdurch wird der Montage-, Inspek­ tions- und Reparaturaufwand auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Das gleiche gilt auch für die Doppelmembranen.

Der erste und der zweite Gehäusedeckel kann jeweils mit we­ nigstens einem Schraubenelement mit dem Gehäusemittelteil verbunden sein. Hierdurch ist ein Abnehmen der Gehäusedeckel für Reparatur- und Inspektionszwecke möglich.

Das Gehäusemittelteil und die Gehäusedeckel können wenigstens teilweise aus Kunststoff und/oder Metall bestehen. Das läßt die Möglichkeit zu, das gesamte Gehäuse vollständig aus Kunststoff oder Metall herzustellen. Es ist aber auch mög­ lich, das Mittelteil aus Kunststoff und die beiden Deckel aus Metall oder das Mittelteil aus Metall und die beiden Deckel aus Kunststoff oder das Mittelteil und ein Deckel aus Metall und den zweiten Deckel aus Kunststoff zu formen. Welcher Werkstoff und welche Werkstoffzusammenstellung Verwendung findet, hängt von den jeweiligen Einsatzbedingungen ab.

Das Kompaktgehäuse kann bei einer Fördermenge von 25 bis 30 Litern eine Länge zwischen 130 und 170 mm, eine Höhe zwischen 70 und 95 mm und eine Breite zwischen 70 und 95 mm haben. Vorzugsweise kann das Kompaktgehäuse 143 mm lang, 81 × 81 hoch × breit sein.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Doppelmembranpumpe in einem schematisch darge­ stellten Längsschnitt,

Fig. 2 eine Doppelmembranpumpe gemäß Fig. 1 und 2 in einem schematisch dargestellten Querschnitt und

Fig. 3 ein Hauptventil einer Doppelmembranpumpe gemäß Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung.

Überall wo es gilt, kostengünstig Flüssigkeiten zu fördern, können Doppelmembranpumpen zum Einsatz kommen.

Eine derartige Doppelmembranpumpe ist in den Fig. 1 bis 3 dargestellt.

Die Doppelmembranpumpe besteht aus einem Gehäusemittelteil 7, das zu beiden Seiten durch Gehäuseflächenelemente 61, 62 be­ grenzt wird.

In die beiden Gehäuseflächenelemente 61, 62 sind jeweils eine Gehäusemembranausnehmung 51, 52 eingebracht. Neben der Gehäu­ semembranausnehmung 51, 52 sind übereinander jeweils eine Ge­ häuseventilausnehmung 55, 56, 57, 58, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, eingebracht.

In die Gehäusemembranausnehmung 51 ist ein Doppel-Membrankör­ perelement 5 und die gegenüberliegende Gehäusemembranausneh­ mung 52 ein Doppel-Membrankörperelement 30 eingelegt.

Die beiden Doppel-Membrankörperelemente 5, 30 liegen sich mit ihren Membranstangen 38, 39 gegenüber. Im Bereich der Mem­ branstangen ist eine Stangendichtung 2 und eine Stützscheibe 3 und ein Zackenring 4 angeordnet. Hierdurch wird gesichert, daß sich die beiden Doppel-Membrankörperlemente insbesondere geräusch- und schwingungsarm bewegen.

Die beiden Gehäusemembranausnehmungen 51, 52 werden auch als Antriebskammern bezeichnet. Sie sind beide durch zwei Zwei- Wege-Ventile 37 verbunden. Die beiden Zwei-Wege-Ventile 37 sind an einem Hauptventil 307 angeordnet. Sowohl die beiden Zwei-Wege-Ventile 37 als auch das Hauptventil 307 sind im Ge­ häusemittelteil 7 angeordnet.

Das Hauptventil 307 ist im Detail in Fig. 3 gezeigt. Es weist einen O-Ring 21 auf, der eine Ventilhauptbuchse 22 ab­ schließt. Dem O-Ring 21 ist in der Hauptventilbuchse 22 ein U-Ring 23 angeordnet. Unter dem U-Ring 23 liegt ein Ven­ tilzwischendeckel 24, in dem sich ein Dichtsatz 25 befindet. Im Inneren des Dichtsatzes 25 ist eine Hauptventilfeder 26 angeordnet. In der Hauptventilbuchse 22 befindet sich ein Hauptventilkolben 27, dem eine Ventilkolbendichtung 28 zuge­ ordnet ist. Mit 29 ist ein Ventilstößel bezeichnet.

Wie Fig. 1 zeigt, bestehen die Zwei-Weg-Ventile 37 aus einem Endschalterstößel 7, einen Dichtsatz 9, einem Endschalter 10, einem Ventilzwischendeckel 11, einem O-Ringelement 12 und ei­ nem Endschalterdeckel 13. Die Zwei-Weg-Ventile 37 sind han­ delsüblich und weisen einen an sich bekannten Aufbau mit ei­ ner an sich bekannten Funktion auf.

Die vier Rückschlagventile 31, 32, 33, 34 bestehen aus einem Rückschlagventilsitz 18. Der Rückschlagventilsitz ähnelt ei­ nem Rundlaufkäfig, in dem Hamster oder Mäuse sich bewegen können. Der Rückschlagventilsitz besteht aus zwei sich gegen­ überliegenden Ringen, die durch Rundstäbe verbunden sind. Ei­ ne der Öffnungen der Ringe ist so groß, daß eine Ventilkugel 19 hineingesteckt werden kann, die von dem gegenüberliegenden Ring nicht durchgelassen wird.

Diese Rückschlagventilsitze werden mit den eingelegten Ven­ tilkugeln 19 in die Ventilgehäuseausnehmungen eingesetzt.

Die beiden Gehäusedeckel 1, 14 weisen jeweils eine Deckelmem­ branausnehmung 53 bzw. 54 auf. Darüber hinaus sind in sie ne­ ben der Deckelmembranausnehmung 53, 54 zwei Deckelventilaus­ nehmungen 71, 72, 73, 74 eingebracht.

Wird der Deckel 1 bzw. der Deckel 4 auf die Deckelflächenele­ mente 61, 62 aufgesetzt und mit Hilfe von Schraubenelementen 6 befestigt, bilden die Gehäusemembranausnehmungen 51 und 53 eine Pumpenkammer 81 und die Gehäusemembranausnehmung 52 und 54 eine Pumpenkammer 82 aus. Darüber hinaus bilden die vier Gehäuseventilausnehmungen 55, 56, 57, 58 mit den vier Deckel­ ventilausnehmungen 71, 72, 73, 74 des jeweiligen Deckels vier Ventilkammern 83, 84, 85, 86 aus.

Sowohl in die Gehäusedeckel 1, 14 als auch in das Gehäusemit­ telteil sind Leitungsausnehmungen 35, 36 (vgl. insbesondere Fig. 2) eingebracht. Beim Zusammensetzen des Kompaktgehäuses 40 werden so Rohrleitungsverbindungen hergestellt, die die Funktion der Doppelmembranpumpe im Zusammenwirken mit den einzelnen Ventilen sichern.

Im Gehäusemittelteil ist, wie insbesondere Fig. 1 zeigt, ein Endschalterstück 7 und ein Hauptventilabdeckungselement 15 (vgl. Fig. 2).

Hervorzuheben ist bei der erfindungsgemäßen Doppelmembranpum­ pe, daß sie durch eine intelligente Konstruktion extrem k ein ist. Sie hat bei einer Fördermenge zwischen 25 und 30 Litern eine Länge von etwa 143 mm, eine Höhe von 81 mm und eine Breite von ebenfalls 81 mm. Hierdurch ist es möglich, auf kleinstem Raum nebeneinander mehrere Doppelmembranpumpen, falls erforderlich, anzuordnen. Hervorzuheben ist, daß der Membranwechsel extrem einfach geworden ist. Nur nach dem Lö­ sen einiger Schrauben sind beide Membranen sowie die Ventile sofort freigelegt.

Die Doppelmembranpumpe kann auch ohne geölte Druckluft be­ trieben werden. Es ist deshalb kein zusätzlicher Wartungsauf­ wand notwendig, um verbrauchtes Öl zu sammeln. Die Doppel- Membrankörperelemente 5, 30 dämpfen die Pulsation. Durch die­ se Konstruktion ist der Pulsationsdämpfer quasi in die Pumpe integriert worden. Hervorzuheben ist, daß die Doppelmembran­ pumpe durch ihren besonderen Aufbau extrem leise arbeitet.

Zusätzliche Schwingfüße, die an dem Kompaktgehäuse 40 ange­ ordnet sind, fangen die Vibration der Doppelmembranpumpe ef­ fektiv ab.

Bezugszeichenliste

1

,

14

Gehäusedeckel

2

Stangendichtung

3

Steckscheibe

4

Zackenring

5

,

30

Doppel-Membrankörperelemente

6

Schraubenelement

7

Gehäusemittelteil

8

Endschalterstößel

9

Dichtsatz

10

Endschalterfeder

11

Ventlizwischendeckel

12

O-Ringelement

13

Endschalterdeckel

15

Hauptventilabdeckungselement

16

O-Ring

17

O-Ring

18

Rückschaltventilsitz

19

Ventilkugel

20

O-Ring

21

O-Ring

22

Hauptventilbuchse

23

U-Ring

24

Ventilzwischendeckel

25

Dichtsatz

26

Hauptventilfeder

27

Hauptventilkolben

28

Ventilkolbendichtung

29

Hauptventilstößel

307

Hauptventil

31

,

32

33

,

34

Rückschlagventil

35

,

36

Leitungsausnehmung

37

Zwei-Wege-Ventil

38

,

39

Membranstange

40

Kompaktgehäuse

51

,

52

Gehäusemembranausnehmung (Antriebskammer)

53

,

54

Deckelmembranausnehmung

55

,

56

57

,

58

Gehäuseventilausnehmung

61

,

62

Gehäuseflächenelement

63

,

64

Deckelinnenflächenelement

71

,

72

73

,

74

Deckelventilausnehmung

81

,

82

Pumpenkammer

83

,

84

85

,

86

Ventilkammer

Claims (10)

1. Membranpumpe, die wenigstens aufweist

• - wenigstens ein Membrankörperelement (5, 30), die je­ weils in einer Pumpenkammer (81, 82) und einer An­ triebskammer (51, 52) angeordnet sind, deren geführte Membranstangen (38, 39) sich teilweise gegenüberliegen und denen ein Steuerventil (37, 307) und jeweils zwei Rückschlagventile (31, 32, 33, 34) als Zu- und Abström­ ventile zugeordnet sind, und
• - ein Gehäuseelement (40) mit wenigstens einem Gehäuse­ mittelteil (7) und zwei Gehäusedeckeln (1, 14), das ge­ meinsam die Membrankörperelemente (5, 30), das Steuer­ ventil (37, 307) und die Rückschlagventile (31, 32, 33, 34) umschließt,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß in die sich gegenüberliegenden Gehäuseflächenele­ mente (61, 62) des Gehäusemittelteils (7) neben einer Gehäusemembranausnehmung (51, 52) als Antriebskammer jeweils zwei Gehäuseventilausnehmungen (55, 56, 57, 58) angebracht sind, in die wenigstens teilweise ein Rück­ schlagventil (31, 32, 33, 34) einzusetzen ist,
• - daß das Steuerventil aus wenigstens einem im Gehäuse­ mittelteil (7) angeordneten Wegeventile (37) besteht, mit denen die sich gegenüberliegenden Gehäusemem­ branausnehmungen (51, 52) zu verbinden und die mit ei­ nem ebenfalls im Gehäusemittelteil (7) angeordneten Hauptventil (13) verbunden sind, und
• - daß in jedes Deckelmembranflächenelement (63, 64) außer einer in die Pumpenkammer mitausbildenden Deckelmem­ branausnehmung (53, 54) zwei Deckelventilausnehmungen (71, 72, 73, 74) angebracht sind, mit denen vier Gehäu­ seventilausnehmungen (55, 56, 57, 58) vier Ventilkam­ mern auszubilden sind, in denen jeweils eines der vier Rückschlagventile (31, 32, 33, 34) angeordnet ist.

2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäusemittelteil (7) zwei Zweiwegeventile (37) als Wegeventile angeordnet sind.

3. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß in einem Gehäusemittelteil (7) zwei sich gegen­ überliegende Doppelmembrankörperelemente (5, 30) als Mem­ brankörperelemente angeordnet sind.

4. Membranpumpe nach einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gehäuse als ein Kompaktgehäuse (14) ausgebildet ist.

5. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompaktgehäuse (7) quaderförmig ausgebildet ist.

6. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Gehäusemittelteils (7), in den Gehäuseflächenelementen (61, 62) und den Dec­ kelflächenelementen (63, 64) wenigstens teilweise Lei­ tungsausnehmungen (35, 36) angeordnet sind.

7. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rückschlagventil (31, 32, 33, 34) aus einem einseitig offenen und käfigförmigen Rück­ schlagventil-Ventilsitz (8) besteht, in den eine Ventil­ kugel (19) einzulegen, der in die Gehäuseventilausnehmung (55, 56, 57, 58) einzustecken und von der Ventilkammer (83, 84, 85, 86) umschlossen ist.

8. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Gehäusedec­ kel (1, 14) mit jeweils wenigstens einem Schraubenelement (6) mit dem Gehäusemittelteil (7) zu verbinden sind.

9. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäusemittelteil (7) und die Ge­ häusedeckel wenigstens teilweise aus Kunststoff und/oder Metall oder dergleichen bestehen.

10. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompaktgehäuse (40) bei einer Fördermenge von 25 bis 30 Litern zwischen 130 und 170 mm lang, zwischen 70 und 95 mm hoch und 70 und 95 mm breit ist.