EP0191936B1 - Diaphragm pump with circulation scavenging - Google Patents

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EP0191936B1
EP0191936B1 EP85116076A EP85116076A EP0191936B1 EP 0191936 B1 EP0191936 B1 EP 0191936B1 EP 85116076 A EP85116076 A EP 85116076A EP 85116076 A EP85116076 A EP 85116076A EP 0191936 B1 EP0191936 B1 EP 0191936B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
diaphragm pump
flow
pump according
conduit
diaphragm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP85116076A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0191936A2 (en
EP0191936A3 (en
Inventor
Eberhard Schlücker
Adolf Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lewa Herbert Ott GmbH and Co KG
Original Assignee
Lewa Herbert Ott GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lewa Herbert Ott GmbH and Co KG filed Critical Lewa Herbert Ott GmbH and Co KG
Publication of EP0191936A2 publication Critical patent/EP0191936A2/en
Publication of EP0191936A3 publication Critical patent/EP0191936A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0191936B1 publication Critical patent/EP0191936B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/06—Pumps having fluid drive
    • F04B43/067—Pumps having fluid drive the fluid being actuated directly by a piston

Definitions

  • the invention relates to a diaphragm pump according to the preamble of claim 1.
  • the invention is therefore based on the object of providing the diaphragm pump of the generic type with a circulating flush, which can be implemented with extremely little design effort and is independent of the number (over 1) of the connecting channels provided, so that, in particular in the case of small diaphragm pumps, the setting is prevented by gas bubbles and at the same time it is achieved that the gas bubbles are automatically transported to a point at which they are removed from the piston chamber or from the membrane working space.
  • the mean flow velocity is understood here to mean the difference between the flow velocity during the suction stroke and that during the pressure stroke.
  • gas bubbles which may settle in the connecting channels, are practically transported in the manner of a pilgrim step method in a certain desired direction, with a movement of the gas bubbles in the direction of the suction stroke in all those channels in which the flow resistance has not been changed.
  • the gas bubbles are transported in the direction of the pressure stroke, i. H. in the direction of the membrane.
  • the diaphragm pump according to the invention is characterized in that only a single channel has to be so modified that the flow resistance prevailing here for the hydraulic medium moved by the displacement piston during the pressure stroke as well as during the suction stroke is different in one flow direction from that in the other flow direction , so that a transport flow for gas bubbles contained in the hydraulic medium acting in the manner of the vocational method is thus formed in all channels.
  • a special constructive embodiment of the invention can be seen in the fact that the modified channel has a resistance body which can be moved between two positions under the action of the flow of the hydraulic medium and which in one position has no influence on the flow rate of the hydraulic medium, but in the other position generates an increased flow resistance and thus reduces the flow rate of the hydraulic medium.
  • this resistance body is formed by a pin which is arranged in an approximately perpendicular bore section of the modified channel and, in its position which exerts the increased flow resistance, rests on a shoulder of the bore section under the action of gravity.
  • the pin serving as a resistance body is to be designed according to the invention in such a way that the flow resistance of the channel having this pin is very high in the suction stroke.
  • Such a pin does not necessarily have to sit sealingly on the shoulder of the bore section, but only has to produce a flow resistance during the suction stroke in the channel in question, which is very high compared to that during the pressure stroke.
  • the pin serving as a resistance body is expediently provided with chamfered edges at least at its lower end, so that it is thereby possible to influence the extent of the increase in the flow resistance in the suction stroke by a corresponding design of the pin.
  • the invention provides the essential advantage that it can be used with all pump sizes, since only a small amount of construction and cost is required to achieve the flushing or circulating flushing provided according to the invention.
  • the special type of flushing is also possible with all pump sizes because only a part of the hydraulic medium has to flow past the resistance body.
  • the application of the invention is independent of the number of connection channels provided, which provides a further significant advantage.
  • the invention therefore fulfills two basic requirements, namely that the flow or connection channels can be as small as possible in cross section in order to avoid damage to the membrane in its rear contact.
  • the pressure loss in the connecting channels should also be as small as possible.
  • several, that is at least two, flow channels must be provided for the connection between the piston chamber and the membrane working chamber, although it should be advantageous to provide, for example, five or six flow channels.
  • the mean flow velocity i.e. H. the temporal mean value of the flow velocity, is different from zero and that there is therefore no purely pulsating flow. This is important according to the invention because experience has shown that gas bubbles which are located in the respective connecting channel in the case of a purely pulsating flow are never transported out of this channel.
  • the mean flow velocity which is designed differently from zero according to the invention, is always directed in the direction of the degassing space.
  • this valve is arranged in the modified channel in such a way that it opens during the suction stroke and closes during the pressure stroke.
  • the other channel is expediently designed such that it has a high flow resistance.
  • the channel having the high flow resistance is designed as a thin bore.
  • a particularly advantageous embodiment is present when the high flow resistance, ie. H.
  • the channel having the throttle cross section is arranged geodetically higher than the channel which has the valve opening in the suction stroke, since in this channel provided with the throttle cross section, H. both during the suction stroke and during the pressure stroke, a gas bubble transport takes place and therefore this channel should be located at the geodetic point that the gas bubbles always strive for due to their buoyancy in the hydraulic medium.
  • a diaphragm 1 is provided in the diaphragm pump shown, which separates a delivery space 2 which receives the pumped medium from a diaphragm working space 3.
  • the membrane working space 3 is arranged in the end face of a pump housing 4, which in turn is closed by a housing cover 5 which contains the delivery chamber 2.
  • a housing cover 5 which contains the delivery chamber 2.
  • a piston chamber 10 is also provided in the manner shown, in which a displacement piston 11 can be moved back and forth for the oscillating actuation of the membrane 1.
  • the piston chamber 10 is connected to the diaphragm working chamber 3 via two essentially horizontal connecting channels 12, 13.
  • the entirety of membrane working space 3, connecting channels 12, 13 and piston space 10, which is acted upon by the displacement piston 11, represents a pressure space which is filled with hydraulic medium as a whole.
  • a vertical bore section 14 is formed within the upper connecting channel 13, which has a shoulder 15 at its lower end and reciprocally receives a pin 16 serving as a resistance body.
  • This pin 16 is provided at both ends with chamfered edges 17 and is only under the action of gravity, so that it during the suction stroke, i. H.
  • the middle channel 13 results in an average flow velocity - and thus a migration of any gas bubbles - in the direction of the membrane 1, while this average flow velocity in the lower channel 12 in the sense of the required forced compensation in the direction of the piston chamber 10 or the pressure stroke and thus the gas bubbles located in this channel 12 are also transported in the direction of the piston chamber 10.
  • Ventilation channels 18, 19 in the usual way, which originate from the geodetically highest point of the membrane work chamber 3 or the piston chamber 10 and via a gas discharge valve 20 or sniffer valve 21 open into the open or into a suitable container.
  • the modified embodiment according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that the horizontal section of the upper connecting channel 13, which in the embodiment according to FIG. 1 runs between the piston chamber 10 and the vertical bore section 14, in the embodiment according to FIG Fig. 2 is omitted, so that this vertical bore section 14 opens directly into the piston chamber 10.
  • one of the two connecting channels 12 and 13, namely the upper channel 13, is provided with an extension 13a which connects to the piston chamber 10.
  • the geodetically lower channel 12 is provided with a vertical channel section 12 ', which connects directly to the piston working space 10 and has a valve 22.
  • This valve 22 is arranged such that, as can be seen from FIG. 4, it opens during the suction stroke of the displacer 11 and closes during the pressure stroke.
  • this channel 13 has a high flow resistance.
  • this channel 13 is a thin hole, i.e. H. formed such that its passage cross section is significantly smaller than that of the geodetically lower channel 12.
  • the channel 13 does not directly adjoin the piston chamber 10 at one end, but is connected to this piston chamber 10 via the vertical bore section 14, which connects the piston chamber 10 to the gas discharge valve 20.
  • the arrangement and design of the channels 12, 13 is such that their total flow resistance during the suction stroke is small, since the valve 22 located in the lower channel 12 opens during the suction stroke and thus that from the individual cross sections of the Channels 12, 13 formed total cross-section for return transport of the hydraulic medium is available during the suction stroke. This causes the gas bubbles to be transported in such a way that they move both in the lower channel 12 and in the upper channel 13 from the membrane working chamber 3 in the direction of the piston chamber 10.
  • the total flow resistance of the channels 12, 13 during the pressure stroke of the displacer 11 is large, since in such a case no transport of hydraulic medium takes place through the lower channel 12 due to the then closed valve 22 and the entire transport of the hydraulic medium from the piston chamber 10 to the diaphragm working chamber 3 is effected through the channel 13. Accordingly, during the pressure stroke, the gas bubbles approximately formed in the hydraulic medium move in the direction of the diaphragm working space 3 in the direction of the membrane working space 3, namely at a flow velocity that is greater than that of the gas bubbles during the suction stroke of the displacer 11. Thus, overall there is a transport flow which the gas bubbles ultimately transported via the vertical bore section 14 to the gas discharge valve 20. The desired rinsing effect is thus achieved overall.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a diaphragm pump according to the preamble of claim 1.

Bei bekannten Membranpumpen der gattungsgemäßen Art Läßt es sich nicht vermeiden, daß aus dem Hydraulikmedium Gas, das zuvor hierin gelöst war, frei wird und sich dann in Form von Gasblasen an unerwünschten, den einwandfreien Betrieb der Membranpumpe störenden Stellen, beispielsweise in den Verbindungskanälen zwischen Kolbenraum und Membranarbeitsraum, ansammelt.In known diaphragm pumps of the generic type, it cannot be avoided that gas, which had previously been dissolved therein, is released from the hydraulic medium and then becomes in the form of gas bubbles at undesirable locations which disturb the proper operation of the diaphragm pump, for example in the connecting channels between the piston chamber and membrane work space.

Eine Entgasung dieser Räume bereitet bei kleineren Membranpumpen sowie bei herkömmlicher Ausbildung der Verbindungskanäle sehr große Schwierigkeiten und ist unter bestimmten Bedingungen sogar unmöglich. Es stellt deshalb diese Entgasung in vielen Fällen ein Problem dar, das bislang ungelöst oder, weil mit großem konstruktivem Aufwand verbunden, nur unbefriedigend gelöst ist.Degassing these spaces is very difficult with smaller diaphragm pumps and with conventional design of the connecting channels and is even impossible under certain conditions. In many cases, this degassing is therefore a problem which has hitherto been unsolved or, because of the great structural effort involved, has only been unsatisfactorily solved.

Bei solchen Membranpumpen, die eine bestimmte Größe aufweisen und bei denen in den Verbindungskanälen zwischen Kolbenraum und Membranarbeitsraum eine bestimmte hohe Strömungsgeschwindigkeit herrscht, kann zwar nahezu ausgeschlossen werden, daß sich in den Verbindungskanälen Gasblasen festsetzen. Außerdem wird sich auch dann, wenn sich dennoch einmal Gasblasen festsetzen sollten, aufgrund der Größe der Membranpumpe kaum eine Beeinträchtigung der Dosiergenauigkeit ergeben.In the case of diaphragm pumps of this type, which have a certain size and in which there is a certain high flow rate in the connecting channels between the piston space and the diaphragm working space, it can almost be ruled out that gas bubbles get stuck in the connecting channels. In addition, even if gas bubbles should nonetheless get stuck, there is hardly any impairment of the metering accuracy due to the size of the diaphragm pump.

Ein derartiger Effekt der sich stets im Hydraulikmedium bildenden Gasblasen erweist sich jedoch immer dann als umso nachteiliger, je kleiner das Hubvolumen und je kleiner damit der Förderstrom der Membranpumpe werden. Dies beruht darauf, daß dann auch die in den Verbindungskanälen herrschenden Strömungsgeschwindigkeiten umso kleiner werden und das Verhältnis von Hubvolumen der Pumpe zu dem Volumen der gebildeten Gasblasen umso ungünstiger wird. Dies rührt daher, daß ein bestimmter Hubanteil des Verdrängerkolbens verlorengeht, um die Gasblasen vom Saugdruck auf den Förderdruck zu verdichten. Dieser Hubanteil erbringt aber keine Förderleistung, was insbesondere bei kleinen Membranpumpen und speziell bei Mikrodosierpumpen unakzeptabel ist.Such an effect of the gas bubbles always forming in the hydraulic medium proves to be the more disadvantageous, the smaller the stroke volume and the smaller the delivery flow of the diaphragm pump. This is based on the fact that the flow velocities prevailing in the connecting channels then become all the smaller and the ratio of the stroke volume of the pump to the volume of the gas bubbles formed becomes all the more unfavorable. This is due to the fact that a certain proportion of the stroke of the displacement piston is lost in order to compress the gas bubbles from the suction pressure to the delivery pressure. However, this proportion of stroke does not produce any output, which is particularly unacceptable for small diaphragm pumps and especially for microdosing pumps.

Zwar würde der vorerwähnte verlorengegangene bzw. unwirksame Hubanteil des Verdrängerkolbens, der keine Förderleistung erbringt, dann nicht unbedingt als nachteilig anzusehen sein, wenn die im Hydraulikmedium sich bildenden Gasblasen ein immer gleichgroßes Volumen aufweisen. Dies ist jedoch nicht der Fall, da die Gasblasen mit unregelmäßigem Verlauf gebildet werden und wieder verschwinden, so daß dadurch der Gesamtdosierstrom mit der Anzahl der gebildeten Gasblasen schwankt. Die vorerwähnten nachteiligen Einflüsse bewirken somit eine beträchtliche Verschlechterung der Dosiergenauigkeit einer Membranpumpe, wobei sich dies umso nachteiliger zeigt, je kleiner das Hubvolumen der Pumpe ist, da hierbei das Verhältnis von Hubvolumen zu Gasblasenvolumen immer ungünstiger wird. Es ist zwar schon eine Membranpumpe bekannt (z. B. aus DE-A-2216215), bei der zum Ausspülen von Gasblasen sämtliche der beiden den Membranarbeitsraum mit dem Kolbenraum verbindenden Kanäle mit einem Rückschlagventil versehen sind, und zwar derart, daß die beiden Rückschlagventile in entgegengesetzter Richtung öffnen bzw. schließen. Diese Anordnung wirkt wie eine Pumpe mit einem Saug- und einem Druckventil, da der mit dem Saugventil versehene eine Kanal immer nur beim Saughub des Kolbens zur Wirkung kommt, während der mit dem Druckventil versehene andere Kanal immer nur beim Druckhub des Kolbens wirkt. Hierdurch ergibt sich eine reine Zirkulationsströmung des Hydraulikmediums innerhalb der beiden Verbindungskanäle, wodurch die im Hydraulikmedium gebildeten Gasblasen zwangsläufig ausgespült werden.The above-mentioned lost or ineffective stroke portion of the displacer piston, which does not provide any delivery capacity, would not necessarily be regarded as disadvantageous if the gas bubbles forming in the hydraulic medium always have the same volume. However, this is not the case since the gas bubbles are formed with an irregular course and disappear again, so that the total metering flow fluctuates with the number of gas bubbles formed. The aforementioned adverse influences thus cause a considerable deterioration in the metering accuracy of a diaphragm pump, the smaller the stroke volume of the pump, the more disadvantageous this becomes, since the ratio of stroke volume to gas bubble volume becomes increasingly unfavorable. A diaphragm pump is already known (e.g. from DE-A-2216215), in which all of the two channels connecting the diaphragm working space to the piston space are provided with a check valve for flushing out gas bubbles, in such a way that the two check valves open or close in the opposite direction. This arrangement acts like a pump with a suction and a pressure valve, since the one channel provided with the suction valve is only effective during the suction stroke of the piston, while the other channel provided with the pressure valve always only acts during the pressure stroke of the piston. This results in a pure circulation flow of the hydraulic medium within the two connecting channels, as a result of which the gas bubbles formed in the hydraulic medium are inevitably flushed out.

Diese bekannte Anordnung hat sich jedoch deswegen als nachteilig erwiesen, weil zur wirksamen Funktion in sämtlichen der vorhandenen Verbindungskanälen zwischen Membranarbeitsraum und Kolbenraum ein Rückschlagventil vorzusehen ist. Dies stellt nicht nur eine konstruktiv aufwendige, den Preis der betreffenden Membranpumpe verteuernde Maßnahme dar, sondern erweist sich auch in manchen Fällen als undurchführbar, und zwar speziell in solchen Fällen, in denen entweder relativ viele Verbindungskanäle vorgesehen sind oder aber diese Verbindungskanäle einen sehr kleinen Querschnitt aufweisen, so daß die Anordnung eines Rückschlagventils gar nicht möglich wäre.However, this known arrangement has proven to be disadvantageous because a check valve must be provided for effective functioning in all of the existing connecting channels between the diaphragm working space and the piston space. This not only represents a structurally complex measure, which increases the price of the diaphragm pump in question, but also proves to be impracticable in some cases, especially in those cases in which either a relatively large number of connecting channels are provided or these connecting channels have a very small cross section have, so that the arrangement of a check valve would not be possible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Membranpumpe der gattungsgemäßen Art mit einer Umlaufspülung zu versehen, die sich mit außerordentlich geringem konstruktiven Aufwand verwirklichen läßt und unabhängig von der Anzahl (über 1) der vorgesehenen Verbindungskanäle ist, so daß insbesondere bei kleinen Membranpumpen das Festsetzen von Gasblasen verhindert ist und gleichzeitig erreicht wird, daß die Gasblasen selbsttätig an eine Stelle transportiert werden, an der sie aus dem Kolbenraum oder aus dem Membranarbeitsraum entfernt werden.The invention is therefore based on the object of providing the diaphragm pump of the generic type with a circulating flush, which can be implemented with extremely little design effort and is independent of the number (over 1) of the connecting channels provided, so that, in particular in the case of small diaphragm pumps, the setting is prevented by gas bubbles and at the same time it is achieved that the gas bubbles are automatically transported to a point at which they are removed from the piston chamber or from the membrane working space.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.This object is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the further claims.

Der Erfindung liegt insgesamt der wesentliche Gedanke zugrunde, den Strömungswiderstand nur eines Teils der Kanäle in der einen Strömungsrichtung verschieden sein zu lassen von demjenigen in der anderen Strömungsrichtung. Es wurde daher erfindungsgemäß erkannt, daß man nicht eine derart konstruktiv aufwendige Ausbildung wie beim Stand der Technik benötigt, bei der jeder einzelne Kanal mit einem Rückschlagventil ausgestattet ist, das entgegengesetzt zu demjenigen des anderen Kanals öffnet, um dadurch eine reine Zirkulationsströmung im Sinn einer klassischen Umwälzung zu erzielen, sondern daß es genügt, wenn lediglich die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in eine einzige bestimmte Richtung geht. Während daher beim Stand der Technik der Gesamtströmungswiderstand sämtlicher Kanäle in beiden Strömungsrichtungen gleich groß ist, ist dieser bei der Erfindung, wie dargelegt, in der einen Strömungsrichtung verschieden von demjenigen in der anderen Strömungsrichtung, so daß sich - und dies ist von wesentlicher Bedeutung - insgesamt eine Strömung des Hydraulikmediums ergibt, die durch die Pilgerschrittmethode gekennzeichnet ist. Die Erfindung läßt somit in den Kanälen eine Strömung zu, die auch entgegen der mittleren Strömungsrichtung gerichtet ist, solange nur gewährleistet ist, daß der jeweilige Gesamtströmungswiderstand aller Kanäle im Saughub anders ist als im Druckhub. Dieser erfindungsgemaße Gedankte läßt sich formelmäßig folgendermaßen ausdrücken :

  • Ausgehend davon, daß der gemeinsame Gesamtströmungswiderstand R aller Kanäle k gebildet wird aus den Parallelwiderständen der einzelnen Kanäle k = 1, 2, 3 ... n und sich demgemäß berechnet aus :
    Figure imgb0001
    ergibt sich der Gesamtströmungswiderstand Rs im Saughub zu :
    Figure imgb0002
    und der Gesamtströmungswiderstand RD im Druckhub zu :
    Figure imgb0003
    wobei erfindungsgemäß gilt :
    Figure imgb0004
Overall, the invention is based on the essential idea of making the flow resistance of only a part of the channels in one flow direction different from that in the other flow direction. It was therefore recognized according to the invention that one does not need such a structurally complex training as in the prior art, in which each individual channel is equipped with a check valve which opens opposite to that of the other channel, thereby creating a pure circulation flow in the sense of a classic one To achieve circulation, but that it is sufficient if only the average flow velocity in a single specific direction goes. Therefore, while in the prior art the total flow resistance of all channels is the same in both flow directions, this is, as explained, in the invention, in one flow direction different from that in the other flow direction, so that - and this is essential - overall results in a flow of the hydraulic medium, which is characterized by the pilgrim step method. The invention thus allows a flow in the channels, which is also directed against the central direction of flow, as long as it is only ensured that the respective total flow resistance of all channels in the suction stroke is different than in the pressure stroke. This concept of the invention can be expressed as follows in terms of formula:
  • Assuming that the common total flow resistance R of all channels k is formed from the parallel resistances of the individual channels k = 1 , 2 , 3 ... n and is calculated accordingly from:
    Figure imgb0001
     the total flow resistance R s in the suction stroke results in:
    Figure imgb0002
     and the total flow resistance R D in the pressure stroke to:
    Figure imgb0003
     the following applies according to the invention:
    Figure imgb0004

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform gilt hierbei :

Figure imgb0005
According to a preferred embodiment, the following applies:
Figure imgb0005

In Verwirklichung dieses Erfindungsgedankens kann bei der erfindungsgemäßen Membranpumpe lediglich ein einziger der Verbindungskanäle zwischen Kolbenraum und Membranarbeitsraum verändert ausgestaltet sein, um dadurch die mittlere Strömungsgeschwindigkeit von Null verschieden zu machen. Unter mittlerer Strömungsgeschwindigkeit wird hierbei die Differenz aus der Strömungsgeschwindigkeit beim Saughub sowie aus derjenigen beim Druckhub verstanden. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß in den Verbindungskanälen keine rein neutral pulsierende Strömung des Hydraulikmediums herrscht und auch keine reine Zirkulationsströmung vorliegt, wie das bei der bekannten Membranpumpe der Fall ist, sondern es herrscht in jedem einzelnen Kanal eine solche Strömung, daß die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in eine Richtung, d. h. in Saughubrichtung oder in Druckhubrichtung, deutet, wobei die Gasblasen nach dem Pilgerschrittverfahren ausgeschleust werden.In realizing this concept of the invention, only a single one of the connecting channels between the piston chamber and the membrane working chamber can be modified in the diaphragm pump according to the invention, in order to thereby make the mean flow velocity different from zero. The mean flow velocity is understood here to mean the difference between the flow velocity during the suction stroke and that during the pressure stroke. In other words, this means that there is no purely neutral pulsating flow of the hydraulic medium in the connecting channels and there is no pure circulation flow, as is the case with the known diaphragm pump, but there is such a flow in each individual channel that the mean flow rate in one direction, d. H. in the suction stroke direction or in the pressure stroke direction, whereby the gas bubbles are discharged according to the pilgrim step method.

Dies kann erfindungsgemäß durch eine entsprechende Ausgestaltung lediglich eines einzigen Kanals, nicht jedoch aller Kanäle erreicht werden, und zwar derart, daß in der einen Strömungsrichtung (Saughub oder Druckhub) der Strömungswiderstand größer, insbesondere wesentlich größer ist als in der anderen Strömungsrichtung (Druckhub oder Saughub). Aufgrund dieser Ausgestaltung wird sich dann in dem speziellen, verändert ausgebildeten Kanal, der den veränd erten Strömungswiderstand aufweist, beim Bewegen des Kolbens in der einen Richtung eine sehr viel kleinere Strömungsgeschwindigkeit einstellen als beim Bewegen des Kolbens in der anderen Richtung. Dies wirkt sich auf die anderen Kanäle entsprechend aus, was bedeutet, daß dann, wenn in dem verändert ausgebildeten Kanal beispielsweise während des Saughubs eine erheblich verringerte Strömungsgeschwindigkeit herrscht oder nahezu keinerlei Hydraulikmedium strömt und während des Druckhubs eine bestimmte höhere Strömungsgeschwindigkeit herrscht, sich in den anderen Kanälen zwangsläufig genau das Gegenteil ergibt, da ja eine Kompensation erreicht werden muß und aufgrund des hin- und herbewegten Verdrängerkolbens stets dieselbe Menge an Hydraulikmedium während des Saughubs sowie während des Druckhubs transportiert wird.This can be achieved according to the invention by a corresponding configuration of only a single channel, but not all channels, in such a way that in one flow direction (suction stroke or pressure stroke) the flow resistance is greater, in particular considerably greater, than in the other flow direction (pressure stroke or suction stroke) ). Because of this configuration, a much lower flow velocity will then occur in the special, differently designed channel, which has the changed flow resistance, when the piston is moved in one direction than when the piston is moved in the other direction. This has a corresponding effect on the other channels, which means that if there is a significantly reduced flow speed in the modified channel, for example during the suction stroke, or almost no hydraulic medium flows and there is a certain higher flow speed during the pressure stroke, then there is in the others Channels inevitably gives the opposite, since compensation must be achieved and due to the reciprocating displacement piston always the same amount of hydraulic medium is transported during the suction stroke and during the pressure stroke.

Wenn demgemäß in dem verändert ausgebildeten Kanal beispeilsweise während des Saughubs die Strömungsgeschwindigkeit erheblich verringert oder annähernd Null ist, muß diese Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikmediums in den anderen Kanälen während des Saughubs entsprechend höher sein, wogegen dann im geschilderten Beispiel während des Druckhubs in sämtlichen Kanälen die gleiche Strömungsgeschwindigkeit herrscht bzw. herrschen kann. Daduch ergibt sich insgesamt der erstrebte technische Effekt,, daß in all denjenigen Kanälen, in denen die erfindungsgemäße Ausgestaltung vorgesehen ist, beispielsweise beim Saughub, ein erhöhter Strömungswiderstand herrscht, so daß sich insgesamt eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit in Richtung Druckhub, d. h. in Richtung zur Membran, ergibt, während dann dementsprechend bei den anderen Kanälen sich eine Strömungsgeschwindigkeit in Richtung Saughub, d. h. in Richtung des Verdrängerkolbens ergibt.Accordingly, if the flow velocity in the modified channel, for example during the suction stroke, is considerably reduced or approximately zero, this flow velocity of the hydraulic medium in the other channels during the suction stroke must be correspondingly higher, whereas then in the example described, the same flow velocity in all channels during the pressure stroke rules or can rule. This results overall in the desired technical effect, that there is an increased flow resistance in all those channels in which the configuration according to the invention is provided, for example during the suction stroke, so that overall there is an average flow velocity in the direction of the pressure stroke, ie in the direction of the membrane, results, while then correspondingly with the other channels, a flow ge speed in the direction of the suction stroke, ie in the direction of the displacement piston.

Aus diesem Grund werden Gasblasen, die sich möglicherweise in den Verbindungskanälen absetzen, praktisch nach Art eines Pilgerschrittverfahrens in einer bestimmten gewünschten Richtung transportiert, wobei in all denjenigen Kanälen, in denen keine Änderung des Strömungswiderstandes vorgenommen wurde, eine Bewegung der Gasblasen in Richtung des Saughubes, d. h. in Richtung des Verdrängerkolbens erfolgt, während in dem speziell ausgestalteten Kanal, der in der einen Strömungsrichtung einen erhöhten Strömungswiderstand aufweist, ein Transport der Gasblasen in Richtung des Druckhubes, d. h. in Richtung der Membran hin erfolgt.For this reason, gas bubbles, which may settle in the connecting channels, are practically transported in the manner of a pilgrim step method in a certain desired direction, with a movement of the gas bubbles in the direction of the suction stroke in all those channels in which the flow resistance has not been changed. d. H. in the direction of the displacement piston, while in the specially designed channel, which has an increased flow resistance in one flow direction, the gas bubbles are transported in the direction of the pressure stroke, i. H. in the direction of the membrane.

Dies bewirkt den erstrebten Spüleffekt in der gewünschten Richtung, d. h. in Richtung Kolben und/oder in Richtung Membran.This causes the desired rinsing effect in the desired direction, i.e. H. towards the piston and / or towards the membrane.

Demgemäß zeichnet sich die erfindungsgemäße Membranpumpe dadurch aus, daß lediglich ein einziger Kanal derart verändert ausgestaltet sein muß, daß der hierin herrschende Strömungswiderstand für das vom Verdrängerkolben sowohl beim Druckhub als auch beim Saughub bewegte Hydraulikmedium in der einen Strömungsrichtung verschieden ist von demjenigen in der anderen Strömungsrichtung, so daß damit insgesamt in sämtlichen Kanälen eine nach Art des Pilgerschrittverfahrens wirkende Transportströmung für im Hydraulikmedium enthaltene Gasblasen gebildet ist.Accordingly, the diaphragm pump according to the invention is characterized in that only a single channel has to be so modified that the flow resistance prevailing here for the hydraulic medium moved by the displacement piston during the pressure stroke as well as during the suction stroke is different in one flow direction from that in the other flow direction , so that a transport flow for gas bubbles contained in the hydraulic medium acting in the manner of the pilgrim method is thus formed in all channels.

Eine spezielle konstruktive Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, daß der verändert ausgebildete Kanal einen unter der Wirkung der Strömung des Hydraulikmediums zwischen zwei Stellungen bewegbaren Widerstandskörper aufweist, der in der einen Stellung auf die Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikmediums keinen Einfluß ausübt, jedoch in der anderen Stellung einen vergrößerten Strömungswiderstand erzeugt und damit die Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikmediums verringert.A special constructive embodiment of the invention can be seen in the fact that the modified channel has a resistance body which can be moved between two positions under the action of the flow of the hydraulic medium and which in one position has no influence on the flow rate of the hydraulic medium, but in the other position generates an increased flow resistance and thus reduces the flow rate of the hydraulic medium.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn dieser Widerstandskörper durch einen Stift gebildet ist, der in einem etwa senkrecht verlaufenden Bohrungsabschnitt des verändert ausgebildeten Kanals angeordnet ist und in seiner den vergrößerten Strömungswiderstand ausübenden Stellung unter der Wirkung der Schwerkraft auf einer Schulter des Bohrungsabschnittes ruht.Particular advantages result if this resistance body is formed by a pin which is arranged in an approximately perpendicular bore section of the modified channel and, in its position which exerts the increased flow resistance, rests on a shoulder of the bore section under the action of gravity.

Dies bedeutet, daß der als Widerstandskörper dienende Stift erfindungsgemäß derart ausgestaltet sein soll, daß der Strömungswiderstand des diesen Stift aufweisenden Kanals im Saughub sehr groß ist. Ein derartiger Stift muß nicht notwendigerweise dichtend der Schulter des Bohrungsabschnittes aufsitzen, sondern muß nur beim Saughub in dem betreffenden Kanal einen Strömungswiderstand erzeugen, der im Vergleich zu demjenigen beim Druckhub sehr hoch ist.This means that the pin serving as a resistance body is to be designed according to the invention in such a way that the flow resistance of the channel having this pin is very high in the suction stroke. Such a pin does not necessarily have to sit sealingly on the shoulder of the bore section, but only has to produce a flow resistance during the suction stroke in the channel in question, which is very high compared to that during the pressure stroke.

Der einzige konstruktive Aufwand ist lediglich darin zu sehen, daß ein zusätzlicher Stift vorgesehen werden muß, der als Widerstandskörper dient und in einem einfach herstellbaren .gesonderten Bohrungsabschnitt des betreffenden Kanals einerseits im Druckhub unter der Wirkung des strömenden Hydraulikmediums anhebbar und andererseits im Saughub unter der Wirkung der Schwerkraft absenkbar, d. h. auf die Schulter des Bohrungsabschnittes aufsetzbar ist.The only design effort can be seen only in the fact that an additional pin must be provided, which serves as a resistance body and can be raised in an easy to manufacture .special bore section of the channel in question on the one hand in the pressure stroke under the action of the flowing hydraulic medium and on the other hand in the suction stroke under the action lowerable by gravity, d. H. can be placed on the shoulder of the bore section.

Zweckmäßigerweise ist der als Widerstandskörper dienende Stift wenigstens an seinem unteren Ende mit angefasten Kanten versehen, so daß es dadurch möglich ist, durch eine entsprechende Ausgestaltung des Stiftes das Ausmaß der Erhöhung des Strömungswiderstandes im Saughub zu beeinflussen.The pin serving as a resistance body is expediently provided with chamfered edges at least at its lower end, so that it is thereby possible to influence the extent of the increase in the flow resistance in the suction stroke by a corresponding design of the pin.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, den Kolbenraum und/oder Arbeitsraum mit einem gesonderten Entlüftungskanal zu versehen, der in ein übliches Entlüftungs- oder Schnüffelventil ausmündet und das Heraustransportieren der mittels der Erfindung aus den Kanälen entfernten Gasblasen ermöglicht.It is within the scope of the invention to provide the piston chamber and / or working chamber with a separate ventilation channel which opens into a conventional ventilation or sniffer valve and enables the gas bubbles removed from the channels by means of the invention to be transported out.

Die Erfindung erbringt den wesentlichen Vorteil, daß sie bei allen Pumpengrößen angewendet werden kann, da nur ein geringer konstruktiver und kostenmäßiger Aufwand erforderlich ist, um die erfindungsgemäß vorgesehene Spülung bzw. Umlaufspülung zu erreichen. Die spezielle Art der Spülung ist auch deswegen bei allen Pumpengrößen möglich, weil immer nur ein Teil des Hydraulikmediums an dem Widerstandskörper vorbeiströmen muß. Im übrigen ist die Anwendung der Erfindung unabhängig von der Anzahl der vorgesehenen Verbindungskanäle, was einen weiteren wesentlichen Vorteil erbringt.The invention provides the essential advantage that it can be used with all pump sizes, since only a small amount of construction and cost is required to achieve the flushing or circulating flushing provided according to the invention. The special type of flushing is also possible with all pump sizes because only a part of the hydraulic medium has to flow past the resistance body. For the rest, the application of the invention is independent of the number of connection channels provided, which provides a further significant advantage.

Durch die Erfindung werden demnach - im Unterschied zum Stand der Technik - zwei grundsätzliche Forderungen erfüllt, nämlich dahingehend, daß einerseits die Strömungs- bzw. Verbindungskanäle querschnittlich möglichst klein sein können, um Beschädigungen der Membran bei deren hinteren Anlage zu vermeiden. Andererseits soll aber auch der Druckverlust in den Verbindungskanälen möglichst klein sein. Dies bedeutet, daß man zur Verbindung zwischen dem Kolbenraum und dem Membranarbeitsraum mehrere, also wenigstens zwei Strömungskanäle vorsehen muß, wobei es jedoch von Vorteil sein dürfte, beispielsweise fünf oder sechs Strömungskanäle vorzusehen. Um bei einer derartigen Ausgestaltung den erwünschten Freispüleffekt zu erzielen, ist es demgemäß im Sinn der Erfindung von Bedeutung, daß die mittlere Strömungsgeschwindigkeit, d. h. der zeitliche Mittelwert der Strömungsgeschwindigkeit, von Null verschieden ist und daß somit keine rein pulsierende Strömung stattfindet. Dies ist deswegen erfindungsgemäß von Bedeutung, weil die Erfahrung gezeigt hat, daß Gasbläschen, die sich bei einer rein pulsierenden Strömung im jeweiligen Verbindungskanal befinden, niemals aus diesem Kanal heraustransportiert werden.In contrast to the prior art, the invention therefore fulfills two basic requirements, namely that the flow or connection channels can be as small as possible in cross section in order to avoid damage to the membrane in its rear contact. On the other hand, the pressure loss in the connecting channels should also be as small as possible. This means that several, that is at least two, flow channels must be provided for the connection between the piston chamber and the membrane working chamber, although it should be advantageous to provide, for example, five or six flow channels. In order to achieve the desired purging effect with such a configuration, it is accordingly important in the sense of the invention that the mean flow velocity, i.e. H. the temporal mean value of the flow velocity, is different from zero and that there is therefore no purely pulsating flow. This is important according to the invention because experience has shown that gas bubbles which are located in the respective connecting channel in the case of a purely pulsating flow are never transported out of this channel.

Demgemäß ist es auch von besonderer Wichtigkeit, daß die mittlere Strömungsgeschwindigkeit, die erfindungsgemäß von Null verschieden ausgestaltet ist, stets in Richtung des Entgasungsraums gerichtet ist.Accordingly, it is also of particular importance that the mean flow velocity, which is designed differently from zero according to the invention, is always directed in the direction of the degassing space.

In weiterer Augestaltung der Erfindung ist es im übrigen auch möglich, anstelle des als Widerstandskörper wirkenden Stiftes in dem verändert ausgestalteten Verbindungskanal ein Ventil vorzusehen.In a further embodiment of the invention, it is also possible to provide a valve in the modified connecting channel instead of the pin acting as a resistance body.

In Weiterbildung der Erfindung ist dieses Ventil in dem verändert ausgestalteten Kanal derart angeordnet, daß es beim Saughub öffnet und beim Druckhub schließt.In a further development of the invention, this valve is arranged in the modified channel in such a way that it opens during the suction stroke and closes during the pressure stroke.

Zweckmäßigerweise ist der andere Kanal so ausgebildet, daß er einen hohen Strömungswiderstand aufweist.The other channel is expediently designed such that it has a high flow resistance.

Hierbei liegt es im Rahmen der Erfindung, daß der den hohen Strömungswiderstand aufweisende Kanal als dünne Bohrung ausgebildet ist.It is within the scope of the invention that the channel having the high flow resistance is designed as a thin bore.

Von Vorteil ist es, die Anordnung und .Ausbildung der Kanäle derart zu treffen, daß deren Gesamtströmungswiderstand beim Saughub kleiner ist als beim Druckhub. Dies bedeutet, daß beispielsweise bei dem zuletzt erwähnten Ausführungsbeispiel der querschnittlich größere' Kanal im Saughub offen sein soll, während der den Drosselquerschnitt aufweisende Kanal dann im Druckhub aktiv ist.It is advantageous to arrange and design the channels in such a way that their total flow resistance during the suction stroke is smaller than during the pressure stroke. This means that, for example, in the last-mentioned exemplary embodiment the cross-sectionally larger duct is to be open in the suction stroke, while the duct having the throttle cross-section is then active in the pressure stroke.

Eine besonderes vorteilhafte Ausbildung liegt dann vor, wenn der den hohen Strömungswiderstand, d. h. beispielsweise den Drosselquerschnitt aufweisende Kanal geodätisch höher angeordnet ist als derjenige Kanal, der das im Saughub öffnende Ventil aufweist, da in diesem mit dem Drosselquerschnitt versehenen Kanal ständig, d. h. sowohl beim Saughub als auch beim Druckhub, ein Gasblasentransport stattfindet und deshalb dieser Kanal sich an derjenigengeodätischen - Stelle befinden soll, der die Gasblasen aufgrund ihres Auftriebes im Hydraulikmedium stets zustreben.A particularly advantageous embodiment is present when the high flow resistance, ie. H. For example, the channel having the throttle cross section is arranged geodetically higher than the channel which has the valve opening in the suction stroke, since in this channel provided with the throttle cross section, H. both during the suction stroke and during the pressure stroke, a gas bubble transport takes place and therefore this channel should be located at the geodetic point that the gas bubbles always strive for due to their buoyancy in the hydraulic medium.

Die Erfindung wird im folgenden in Form mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in :

  • Fig. 1 im senkrechten Schnitt eine Membranpumpe gemäß der Erfindung;
  • Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform der den Kolbenraum mit dem Membranarbeitsraum verbindenden Kanäle,
  • Fig. 3 eine weitere abgewandelte Ausführungsform einer Ausgestaltung eines der Verbindungskanäle und
  • Fig. 4 eine weitere abgewandelte Ausführungsform.
The invention is explained in more detail below in the form of several exemplary embodiments with reference to the drawing. This shows in:
  • Figure 1 in vertical section a diaphragm pump according to the invention.
  • 2 shows a modified embodiment of the channels connecting the piston chamber to the membrane working chamber,
  • Fig. 3 shows a further modified embodiment of an embodiment of one of the connecting channels and
  • Fig. 4 shows a further modified embodiment.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist bei der dargestellten Membranpumpe eine Membran 1 vorgesehen, 'die einen das Fördermedium aufnehmenden Förderraum 2 von einem Membranarbeitsraum 3 trennt.As can be seen from the drawing, a diaphragm 1 is provided in the diaphragm pump shown, which separates a delivery space 2 which receives the pumped medium from a diaphragm working space 3.

Der Membranarbeitsraum 3 ist in der Stirnseite eines Pumpengehäuses 4 angeordnet, die ihrerseits durch einen Gehäusedeckel 5, der den Förderraum 2 enthält, verschlossen ist. Im Gehäusedeckel 5 ist außerdem ein Einlaßventil 6 bzw. Auslaßventil 7 angeordnet, die jeweils über Kanäle 8 bzw. 9 mit dem Förderraum 2 verbunden sind, so daß bei oszillierend betätigter Membran 1 das Fördermedium in Richtung der in Verbindung mit den Ventilen 6, 7 dargestellten Pfeile gefördert wird.The membrane working space 3 is arranged in the end face of a pump housing 4, which in turn is closed by a housing cover 5 which contains the delivery chamber 2. In the housing cover 5 there is also an inlet valve 6 or outlet valve 7, each of which is connected to the delivery chamber 2 via channels 8 and 9, so that when the membrane 1 is actuated in an oscillating manner, the delivery medium is shown in the direction shown in connection with the valves 6, 7 Arrows is promoted.

Im Pumpengehäuse 4 ist weiterhin in der dargestellten Weise ein Kolbenraum 10 vorgesehen, in dem ein Verdrängerkolben 11 zur oszillierenden Betätigung der Membran 1 hin- und herbewegbar ist. Der Kolbenraum 10 ist über zwei im wesentlichen horizontal verlaufende Verbindungskanäle 12, 13 mit dem Membranarbeitsraum 3 verbunden. Die Gesamtheit aus Membranarbeitsraum 3, Verbindungskanälen 12, 13 und Kolbenraum 10, die durch den Verdrängerkolben 11 beaufschlagt wird, stellt einen Druckraum dar, der insgesamt mit Hydraulikmedium gefüllt ist. Innerhalb des oberen Verbindungskanals 13 ist ein senkrecht verlaufender Bohrungsabschnitt 14 gebildet, der an seinem unteren Ende eine Schulter 15 aufweist und hin- und herverschieblich einen als Widerstandskörper dienenden Stift 16 aufnimmt. Dieser Stift 16 ist an seinen beiden Enden mit angefasten Kanten 17 versehen und steht lediglich unter der Wirkung der Schwerkraft, so daß er während des Saughubes, d. h. während der nach rechts in Fig. 1 erfolgenden Bewegung des Verdrängerkolbens 11, unter der Wirkung dieser Schwerkraft auf der Schulter 15 des senkrecht verlaufenden Bohrungsabschnittes 14 aufruht. Dadurch ist während des Saughubs des Verdrängerkolbens 11 aufgrund des im oberen Verbindungskanal 13 herrschenden verringerten Strömungsquerschnittes der Strömungswiderstand erheblich vergrößert, so daß auch demgemäß im Vergleich zum Druckhub eine geringere Menge an Hydraulikmedium vom Arbeitsraum 3 über den oberen Verbindungskanal 13 in den Kolbenraum 10 gelangen kann. Zum Ausgleich hierfür muß im unteren Verbindungskanal 12 während des Saughubes eine entsprechend größere Menge an Hydraulikmedium vom Arbeitsraum 3 in den Kolbenraum 10 transportiert werden, was naturgemäß die Strömungsgeschwindigkeit erhöht und dafür sorgt, daß im unteren Kanal 12 die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in Richtung des Kolbenraums 10 gerichtet ist, während im oberen Kanal 13 die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in Richtung der Membran 1 zeigt.In the pump housing 4, a piston chamber 10 is also provided in the manner shown, in which a displacement piston 11 can be moved back and forth for the oscillating actuation of the membrane 1. The piston chamber 10 is connected to the diaphragm working chamber 3 via two essentially horizontal connecting channels 12, 13. The entirety of membrane working space 3, connecting channels 12, 13 and piston space 10, which is acted upon by the displacement piston 11, represents a pressure space which is filled with hydraulic medium as a whole. A vertical bore section 14 is formed within the upper connecting channel 13, which has a shoulder 15 at its lower end and reciprocally receives a pin 16 serving as a resistance body. This pin 16 is provided at both ends with chamfered edges 17 and is only under the action of gravity, so that it during the suction stroke, i. H. during the movement to the right in FIG. 1 of the displacer 11, under the effect of this gravity, rests on the shoulder 15 of the perpendicular bore section 14. As a result, the flow resistance is considerably increased during the suction stroke of the displacer 11 due to the reduced flow cross section prevailing in the upper connecting channel 13, so that a smaller amount of hydraulic medium can also get into the piston chamber 10 via the upper connecting channel 13 compared to the pressure stroke. To compensate for this, a correspondingly larger amount of hydraulic medium must be transported from the working chamber 3 into the piston chamber 10 in the lower connecting channel 12 during the suction stroke, which naturally increases the flow rate and ensures that the mean flow rate is directed in the direction of the piston chamber 10 in the lower channel 12 is, while in the upper channel 13 shows the average flow velocity in the direction of the membrane 1.

Aufgrund des lediglich der Wirkung der Schwerkraft unterliegenden Stiftes 16 wird dieser dann, wenn der Verdrängerkolben 11 den Druckhub in Richtung der Membran 1 durchführt, durch das in Fig. 1. nach links transportierte Hydraulikmedium von der unteren Schulter 15 im senkrecht verlaufenden Bohrungsabschnitt 14 angehoben, und zwar derart weit, daß beim Druckhub der Strömungswiderstand im Kanal 13 etwa demjenigen im Kanal 12 entspricht.Due to the pin 16, which is only subject to the action of gravity, when the displacement piston 11 carries out the pressure stroke in the direction of the membrane 1, it is raised by the hydraulic medium transported to the left in FIG. 1 from the lower shoulder 15 in the vertically extending bore section 14. To such an extent that the flow resistance in channel 13 corresponds approximately to that in channel 12 during the pressure stroke.

Da jedoch insgesamt beim Kanal 13 in Richtung des Saughubes der Strömungswiderstand erheblich höher ist als in Richtung des Druckhubes, ergibt sich, wie schon dargelegt, beim oberen Kanal 13 eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit - und damit ein Wandern etwaiger Gasblasen - in Richtung der Membran 1, während diese mittlere Strömungsgeschwindigkeit beim unteren Kanal 12 im Sinn des erforderlichen Zwangsausgleichs in Richtung des Kolbenraums 10 bzw. des Druckhubs zeigt und somit auch die in diesem Kanal 12 etwa befindlichen Gasblasen in Richtung des Kolbenraums 10 transportiert. Damit findet insgesamt ein Wandern der Gasblasen nach Art eines Pilgerschrittverfahrens statt, so daß ein Festsetzen dieser Gasblasen in den Kanälen 12, 13 wirksam verhindert und gleichzeitig deren Abtransport aus den Kanälen 12, 13 gewährleistet ist.However, since the overall flow resistance in the channel 13 in the direction of the suction stroke is considerably higher than in the direction of the pressure stroke, as already explained, the middle channel 13 results in an average flow velocity - and thus a migration of any gas bubbles - in the direction of the membrane 1, while this average flow velocity in the lower channel 12 in the sense of the required forced compensation in the direction of the piston chamber 10 or the pressure stroke and thus the gas bubbles located in this channel 12 are also transported in the direction of the piston chamber 10. This results in a total migration of the gas bubbles in the manner of a pilgrim step method, so that the gas bubbles are effectively prevented from becoming stuck in the channels 12, 13 and, at the same time, their removal from the channels 12, 13 is ensured.

Um die aus den Kanälen 12, 13 heraustransportierten Gasblasen insgesamt aus der Membranpumpe entlüften zu können, weist diese in der üblichen Weise Entlüftungskanäle 18, 19 auf, die von der geodätisch höchsten Stelle des Membranarbeitsraums 3 bzw. des Kolbenraums 10 ausgehen und über ein Gasausschleusventil 20 bzw. Schnüffelventil 21 ins Freie oder in einen geeigneten Behälter ausmünden.In order to be able to vent the gas bubbles transported out of the channels 12, 13 as a whole from the membrane pump, it has ventilation channels 18, 19 in the usual way, which originate from the geodetically highest point of the membrane work chamber 3 or the piston chamber 10 and via a gas discharge valve 20 or sniffer valve 21 open into the open or into a suitable container.

Die abgewandelte Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 1 dadurch, daß derjenige horizontale Abschnitt des oberen Verbindungskanals 13, der-bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 zwischen dem Kolbenraum 10 und dem senkrechten Bohrungsabschnitt 14 verläuft, bei der Ausführungsform gemäß Fig, 2 weggelassen ist, so daß dieser senkrecht verlaufende Bohrungsabschnitt 14 direkt in den Kolbenraum 10 einmündet.The modified embodiment according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that the horizontal section of the upper connecting channel 13, which in the embodiment according to FIG. 1 runs between the piston chamber 10 and the vertical bore section 14, in the embodiment according to FIG Fig. 2 is omitted, so that this vertical bore section 14 opens directly into the piston chamber 10.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist einer der beiden Verbindungskanäle 12 und 13, nämlich der obere Kanal 13, mit einer Erweiterung 13a versehen, die an den Kolbenraum 10 anschließt. Hierdurch ergibt sich beim Druckhub des Kolbens 11 im Kanal 13 eine größere Strömung, dargestellt durch die Doppelpfeile, und im Saughub des Kolbens 11 eine kleinere Strömung, dargestellt durch den Einfachpfeil, so daß insgesamt der erstrebte Spüleffekt erreicht ist und auch bei dieser Ausführungsform die Gasblasen nach Art der Pilgerschrittmethode ausgeschleust werden.In the embodiment according to FIG. 3, one of the two connecting channels 12 and 13, namely the upper channel 13, is provided with an extension 13a which connects to the piston chamber 10. This results in a larger flow, represented by the double arrows, in the pressure stroke of the piston 11 in the channel 13, and a smaller flow, represented by the single arrow, in the suction stroke of the piston 11, so that the desired purge effect is achieved overall and the gas bubbles also in this embodiment be removed according to the type of pilgrim step method.

Bei der weiterhin abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist der geodätisch tiefer gelegene Kanal 12 mit einem vertikalen Kanalabschnitt 12' versehen, der unmittelbar an den Kolbenarbeitsraum 10 anschließt und ein Ventil 22 aufweist. Dieses Ventil 22 ist derart angeordnet, daß es, wie aus Fig.4 ersichtlich, beim Saughub des Verdrängerkolbens 11 öffnet und beim Druckhub schließt.In the further modified embodiment according to FIG. 4, the geodetically lower channel 12 is provided with a vertical channel section 12 ', which connects directly to the piston working space 10 and has a valve 22. This valve 22 is arranged such that, as can be seen from FIG. 4, it opens during the suction stroke of the displacer 11 and closes during the pressure stroke.

Weiterhin ist hinsichtlich des geodätisch höher gelegenen Kanals 13 beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Ausbildung derart getroffen, daß dieser Kanal 13 einen hohen Strömungswiderstand aufweist. Zu diesem Zweck ist er als dünne Bohrung, d. h. derart ausgebildet, daß sein Durchlaßquerschnitt deutlich geringer als derjenige des geodätisch tiefer gelegenen Kanals 12 ist. Der Kanal 13 schließt mit seinem einen Ende nicht unmittelbar an den Kolbenraum 10 an, sondern steht mit diesem Kolbenraum 10 über den vertikalen Bohrungsabschnitt 14 in Verbindung, der den Kolbenraum 10 mit dem Gasausschleusventil 20 verbindet.Furthermore, with regard to the geodetically higher channel 13 in the illustrated embodiment, the design is such that this channel 13 has a high flow resistance. For this purpose it is a thin hole, i.e. H. formed such that its passage cross section is significantly smaller than that of the geodetically lower channel 12. The channel 13 does not directly adjoin the piston chamber 10 at one end, but is connected to this piston chamber 10 via the vertical bore section 14, which connects the piston chamber 10 to the gas discharge valve 20.

Wenn bei einem praktischen Ausführungsbeispiel der untere Kanal 12 aufgrund seines Querschnittes beispielsweise einen Strömungswiderstand R hat, der im Saughub Rs = 0,1 beträgt und sich im Druckhub auf RD = oo beläuft, sollte der obere Kanal 13, der zum Erzielen eines hohen Strömungswiderstandes mit dem erwähnten Drosselquerschnitt versehen ist, einen Strömungswiderstand R haben, der zwischen den beiden vorgenannten Widerstandswerten des unteren Kanals 12 liegt, also beispielsweise R = 1 betragen, um dadurch die Transportwirkung für die auszuschleusenden Gasblasen so groß wie möglich zu machen. Selbstverständlich läßt sich durch eine entsprechende Querschnittsbemessung des oberen Kanals 13 der vorgenannte Widerstandswert von R = 1 ohne weiteres erreichen.If, in a practical exemplary embodiment, the lower channel 12 has a flow resistance R due to its cross section, which is R s = 0.1 in the suction stroke and amounts to R D = oo in the pressure stroke, the upper channel 13 should be used to achieve a high Flow resistance is provided with the above-mentioned throttle cross-section, have a flow resistance R that lies between the two aforementioned resistance values of the lower channel 12, that is, for example, R = 1, thereby making the transport effect for the gas bubbles to be discharged as large as possible. Of course, the aforementioned resistance value of R = 1 can easily be achieved by appropriate cross-sectional dimensioning of the upper channel 13.

Wie aus Fig. 4 leicht ersichtlich, ist die Anordnung und Ausbildung der Kanäle 12, 13 derart getroffen, daß deren Gesamtströmungswiderstand beim Saughub klein ist, da sich ja beim Saughub das im unteren Kanal 12 befindliche Ventil 22 öffnet und somit der aus den Einzelquerschnitten der Kanäle 12, 13 gebildete Gesamtquerschnitt zum Rücktransport des Hydraulikmediums während des Saughubs zur Verfügung steht. Dies bewirkt einen Transport der Gasblasen derart, daß diese sich sowohl im unteren Kanal 12 als auch im oberen Kanal 13 vom Membranarbeitsraum 3 in Richtung des Kolbenraums 10 bewegen.As can easily be seen from Fig. 4, the arrangement and design of the channels 12, 13 is such that their total flow resistance during the suction stroke is small, since the valve 22 located in the lower channel 12 opens during the suction stroke and thus that from the individual cross sections of the Channels 12, 13 formed total cross-section for return transport of the hydraulic medium is available during the suction stroke. This causes the gas bubbles to be transported in such a way that they move both in the lower channel 12 and in the upper channel 13 from the membrane working chamber 3 in the direction of the piston chamber 10.

Demgegenüber ist der Gesamtströmungswiderstand der Kanäle 12, 13 beim Druckhub des Verdrängerkolbens 11 groß, da in solch einem Fall durch den unteren Kanal 12 aufgrund des dann geschlossenen Ventils 22 keinerlei Transport von Hydraulikmedium erfolgt und der gesamte Transport des Hydraulikmediums vom Kolbenraum 10 zum Membranarbeitsraum 3 durch den Kanal 13 hindurch bewirkt wird. Demgemäß bewegen sich beim Druckhub die etwa im Hydraulikmedium gebildeten Gasblasen innerhalb des Kanals 13 in Richtung zum Membranarbeitsraum 3, und zwar mit einer Strömungsgeschwindigkeit, die größer ist als diejenige der Gasblasen beim Saughub des Verdrängerkolbens 11. Somit ergibt sich insgesamt eine Transportströmung, welche die Gasblasen letztlich über den vertikalen Bohrungsabschnitt 14 zum Gasausschleusventil 20 transportiert. Damit wird insgesamt der erstrebte Spüleffekt erreicht.In contrast, the total flow resistance of the channels 12, 13 during the pressure stroke of the displacer 11 is large, since in such a case no transport of hydraulic medium takes place through the lower channel 12 due to the then closed valve 22 and the entire transport of the hydraulic medium from the piston chamber 10 to the diaphragm working chamber 3 is effected through the channel 13. Accordingly, during the pressure stroke, the gas bubbles approximately formed in the hydraulic medium move in the direction of the diaphragm working space 3 in the direction of the membrane working space 3, namely at a flow velocity that is greater than that of the gas bubbles during the suction stroke of the displacer 11. Thus, overall there is a transport flow which the gas bubbles ultimately transported via the vertical bore section 14 to the gas discharge valve 20. The desired rinsing effect is thus achieved overall.

Claims (13)

1. A diaphragm pump having a diaphragm which separates a delivery chamber from a working chamber which is completely filled with hydraulic medium, and a piston chamber which is connected by at least two conduits to the diaphragm working chamber and in which a displacement piston is reciprocable for the oscillatory operation of the diaphragm, wherein for scavenging gas pockets the conduits are constructed such that in each individual conduit the mean flow rate is directed in the direction of the piston stroke, characterised in that the arrangement and construction of the conduits (12, 13) connecting the working chamber (3) to the piston chamber (10) is such that the flow resistance in only one part of the conduits (12, 13) is different in one flow direction from that in the other flow direction and thus together produces in all conduits (12, 13) a flow for transporting the gas pockets contained in the hydraulic medium.
2. A diaphragm pump according to claim 1, characterised in that the arrangement and construction of the conduits (12, 13) are such that the total flow resistance of all conduits (12, 13) is less on the intake stroke than on the compression stroke..
3. A diaphragm pump according to claim 1 or 2, characterised in that one single conduit (12 or 13) is simply differentially constructed such that its flow resistance in one flow direction is different from that in the other flow direction.
4. A diaphragm pump according to claim 3, characterised in that the differentially constructed conduit (13) has a resistance member (16) movable between two positions by the flow of the hydraulic medium, which resistance member in the one position exerts no influence on the flow rate of the hydraulic medium, but in the other position produces an increased flow resistance and thus reduces the flow rate of the hydraulic medium.
5. A diaphragm pump according to claim 4, characterised in that the resistance member is formed by a pin (16) which is arranged in an approximately vertical bore section (14) in the differentially constructed conduit (13).
6. A diaphragm pump according to claim 5, characterised in that the pin (16) in the position which exerts increased flow resistance rests on a shoulder (15) of the bore section (14) under the force of gravity.
7. A diaphragm pump according to claim 5 or 6, characterised in that the pin (16) serving as the resistance member is provided with bevelled edges (17) on at least one of its ends, in particular its lower end.
8. A diaphragm pump according to claim 3, characterised in that the differentially constructed conduit (13) has a cross-sectional widening (13a).
9. A diaphragm pump according to any one of claims 1 to 4, characterised in that the differentially constructed conduit (12) incorporates a valve (22).
10. A diaphragm pump according to claim 9, characterised in that the valve (22) in the differentially constructed conduit (12) is constructed such that it opens on the intake stroke and closes on the compression stroke.
11. A diaphragm pump according to claim 9 or 10, characterised in that the other conduit (13) is constructed such that it has a high flow resistance.
12. A diaphragm pump according to claim 11, characterised in that the conduit (13) having the high flow resistance is constructed as a narrow bore.
13. A diaphragm pump according to any one of claims 1 to 12, characterised in that the piston chamber (10) and/or the diaphragm working chamber (3) has a separate ventilation conduit (18 or 19).
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