DE2102762C3 - Einrichtung zur Regelung von Druck und Fördermenge einer hydraulisch betätigten Membranpumpe - Google Patents

Description

Die lirfindung betrifft eine F.inrichtung zur Regelung von Druck und Fördermenge einer hydraulisch betätigten Membranpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In derartigen Pumpen wird eine Fördermembrane π von einer primärseitig über einen Arbeitskolben angetriebenen Arbeitsflüssigkeit wechselseitig ausgelenkt. In der DE-AS 10 95 123 ist eine Tauchpumpe mit Membrankolbenantrieb beschrieben, die es ermöglicht, Änderungen des Arbeitsflüssigkeitsvolumens, die zu unzulässigen Auslenkungen der Fördermembrane führen können, zu kompensieren. Allerdings ermöglicht die bekannte Einrichtung keine Regelung von Druck und Fördermenge der Förderflüssigkeit.

Diese Eigenschaften sind allerdings aus energetischen Gründen notwendig, wenn man Kolben-Membran-Pumpen, wie dies heute geschieht, zur Förderung von Schmutzwasser gegen Filterpressen einsetzt. In diesem beispielhaften Anwendungsfall nimmt mit zunehmender Filterbeladung die Fördermenge stetig ab, wogegen der Druck einem vorgegebenen Höchstwert zustrebt.

Es ist bekannt, die Fördermenge bei einer hydraulisch betätigten Membran-Pumpe über die Arbeitsflüssigkeitsseite, die Primärseite, zu regulieren. Die Arbeitsflüssigkeit auf der Primärseite wird im einfachsten Fall über ein Überdruckventil abgesichert, so daß bei steigendem Druck auf der Förderflüssigkeitsseite, der Sekundärseite, das Überdruckventil auf der Primärseite in Funktion tritt und einen weiteren Druckanstieg verhindert. bo

Diese Einrichtungen mit einem primärseitigen Überdruckventil haben den Nachteil, daß die überströmende Arbeitsflüssigkeit in kurzer Zeit heiß wird und verdampft. Ein wesentlicher Nachteil dieser primärseitigen Regulierung liegt noch darin, daß die über den ι,·-, Antrieb der Arbeitsflüssigkeit zugeführte Energie mit abnehmender Förderleistung, wenn die Fördermenge iiogen null geht, im Überdruckventil gedrosselt werden muß, so daß sich Leistungsaufnahme der Pumpe bei Nennlast nur geringfügig von der bei Nullförderung unterscheidet.

In der DE-PS 9 53 489 ist ein Regler für eine Membranpumpe beschrieben, bei dem über druckwindkesselgesteuerte Ventile, wobei zusätzlich noch eine Hilfspumpe eingesetzt werden soll, auf die primärseiiigen Druckverhaltnisse in der Arbeitsflüssigkeit Einfluß genommen wird. Damit wird erreicht, daß beim Nachlassen des Förderdruckes die Beschädigung der Membrane verhindert wird. Eine Regelung von Druck und Fördermenge beispielsweise im Rahmen der einleitend genannten Förderaufgabe ist auch mit dieser bekannten Einrichtung nicht möglich.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde. Druck und Fördermenge der Förderflüssigkeit praktisch verlustlos zu regeln. Diese Aufgabe wird erfmdungsgemjß dadurch gelöst, daß in eine Leitung zwischen dem von der Membran betätigten Ventil und einem Vorratsbehälter für Arbeitsflüssigkeit ein Regelventil geschaltet ist. dessen Regelkolben oder Membran mit einem Druckwindkessel der Förderleitung in Verbindung steht.

Nach der vorliegenden Erfindung holt sich der Kolben über ein an sich bekanntes membrangesteuertes Ventil Arbeitsllüssigkeit durch ein zusätzliches Regelventil, das unmittelbar auf dem Druckbehälter der Förderflüssigkeit sitzt.

Nur über dieses Regelventil kann das membrangesteuerte Ventil Arbeitsflüssigkeit in den Vorratsbehälter für Arbeitsflüssigkeit leiten. Dieses Regelventil ist so druckgesteuert, daß es bei erhöhtem Druck die Zufuhr von Arbeitsflüssigkeit zum membrangesteuerten Ventil drosselt bzw. schließt, so daß die Arbeilsflüssigkeitsseite keine Flüssigkeitszufuhr mehr bekommen kann.

Die Arbeitsflüssigkeit, die sich auf der Arbeitsflüssigkeitsseite befindet, wird durch ein Drosselventil mit jedem Hub abgeleitet, so daß die Fördermembrane weniger Beaufschlagung, weniger Hub bekommt und bei erreichtem Druck im Druckwindkessel zum Stillstand gelangt, so daß die Förderung aufhört.

Das Drosselventil ist bekannterweise immer auf der Arbeitsflüssigkeitsseite vorhanden, weil in der Regel auf dieser Seite für den Membranhub erforderlich ist. Das Drosselventil dient der Ableitung dieses Überschusses.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Die Fördermembrane 1 befindet sich in bekannter Weise zwischen dem Förderflüssigkeitsgehäuse 2 und dem Arbeitsflüssigkeitsgehäuse 3, ;in dem sich der Zylinder 4 befindet, in dem sich der Kolben 5 mit seiner Kolbenstange 6 bewegt. Die Förderflüssigkeit tritt bei A in das Saugventil-Gehäuse 7 mit der Rückschlagkugel 8 ein, um bei B in das Druckventil-Gehäuse 9 zu gelangen. Durch das Rohr 10 strömt die Förderflüssigkeit in den Druckwindkessel 11, um diesen über das Druckrohr 12 bei C zu verlassen. Im Druckwindkessel bildet sich der Förderflüssigkeitsspiegel 13. Auf dem Druckwindkessel sitzt erfindungsgemäß das Regelventil 14, mit beispielsweise einer Regelmembrane 15, einer Regelfeder 16 und einem Ventilregelsitz 17. Von diesem Ventilregelsitz 17 führt eine Saugleitung 18 zum Rückschlagventil 19 mit der Rückschlagkugel 20 und über die Leitung 21 in das membrangesteuerte Ventil 22.

Dieses membrangesteuerte Ventil 22 arbeitet beispielsweise SO: daß die Fördermembrane 1 in ihrer Sauglage !<·; über einen zweiseitigen Hebel 23 mit dem Drehpunkt 24 einen Ventilkegel 26, der über einen

Drehpunkt 25 mit dem Hebel 23 verbunden ist. von seinem Sitz 27 abhebt, so daß durch die Leitung 28 in bekannter Weise Arbeitsflüssigkeit in das Arbeitsflüssigkeitsgehäuse 3 eintreten kann. Wenn der Kolben 5 im Zylinder 4 vorgeht, wird die Membrane in bekannter. Weise in die Lage Xb gebracht. Die über die Leitung 21 und die Saugleitung 18 zuviel angesaugte Arbeitsflüssigkeit fließt durch das Rohr 29 über das Drosselventil JO mit der Rückschlagkugel Ji und der Druckfeder J2 und das Rohr JJ in den Vorratsbehälter für Arbeitsflüssigkeil 34.

In das Regelventil 14 mündet die Saugleitung 18;i. Erhöht skii der Druck im Druckwindkessel 11, so wird die Regelmembrane 15 beaufschlagt und schließt entsprechend den Regelsitz 17, so daß die Saugleitung 18 weniger Arbeitsflüssigkeit bekommt und das Arbeitsflüssigkeitsgehause 3 nicht mehr voll angefüllt ist, da ja aus diesem bei jedem Kolbenhub über das Rohr 29 Arbeitsflüssigkeit in den Vorratsbehälter 34 entweicht Durch die Regelfeder 16 kann der gewünschte Druck im Druckwindkessel 11 bestimmt werden.

Bei der vorgeschlagenen Einrichtung ist es gleichgültig, wie das Regelventil 14 ausgebildet ist. da erfindungsgemäß dieses Regelventil direkt, also ohne besondere Rohrleitung bzw. -verbindung auf Jem Druckwindkessel 11 angeordnet ist. /weikmäßigerweise oben, damit sich keine Sehniutzubiugerungen bilden können.

Statt einer Regelmembrane Ii kann auch ein Kolben oder eine ähnliche Vorrichtung verwendet werden. Statt der gezeichneten Kugelventile sind auch .indere Ventile in beliebiger Ausführung verwendbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Regelung von Druck und Föidermenge einer hydraulisch betätigten Membranpumpe mit einem Arbeitskolben, einer Förder- > membrane, einer Arbeitsflüssigkeit zwischen Arbeiiskolben und Fördermembrane und einem von der Membrane betätigten Ventil zur Zufuhr und Abfuhr von Arbeitsflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Leitung (18, 18a, 28) iu zwischen dem von der Membran betätigten Ventil (22) und einem Vorratsbehälter für Arbeitsflüssigkeit ($4) ein Regelventil (14) geschaltet ist, dessen Regelkolben oder Membran (15) mit einem Druckwindkessel (1 l)der Förderleitung(12) in Verbindung i> steht.

2. Hinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (14) direkt, ohne jede Verbindung am oder auf dein Druckwindkessel (II) sitzt. >o

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (14) mit einer Verbindiingsleiuing unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenschaltung einer Übertragungseinrichtung mit dem Druckwindkessel (11) verbunden ist, r> um mil diesem in Dnickabhaiigigkcit zu arbeiten.