EP1458978B1 - Pumpe mit vom fördermedium gesteuerten schirmventil - Google Patents

Pumpe mit vom fördermedium gesteuerten schirmventil Download PDF

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EP1458978B1
EP1458978B1 EP03730031A EP03730031A EP1458978B1 EP 1458978 B1 EP1458978 B1 EP 1458978B1 EP 03730031 A EP03730031 A EP 03730031A EP 03730031 A EP03730031 A EP 03730031A EP 1458978 B1 EP1458978 B1 EP 1458978B1
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valve
disc
valve disc
pump
sealing ring
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Erich Becker
Erwin Hauser
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KNF Neuberger GmbH
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KNF Neuberger GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
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    • F04B53/1047—Flap valves the valve being formed by one or more flexible elements
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    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
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    • F04B39/10—Adaptations or arrangements of distribution members
    • F04B39/1073—Adaptations or arrangements of distribution members the members being reed valves
    • F04B39/108—Adaptations or arrangements of distribution members the members being reed valves circular reed valves

Definitions

  • the invention relates to a pump with at least one of Fluid medium controlled umbrella valve, which is a valve disc made of flexible material, which clamped in a central area and between an open position and a closed position is movable, in which closed position, the valve disc closes at least one valve opening.
  • Fluid medium controlled umbrella valve which is a valve disc made of flexible material, which clamped in a central area and between an open position and a closed position is movable, in which closed position, the valve disc closes at least one valve opening.
  • each This umbrella valves has a valve disc made of flexible Material clamped in a central area and movable between an open position and a closed position is. While the valve disc in its closed position closes at least one valve opening, it lays down in their open position at least partially to one on their the valve opening facing away from the valve abutment surface at.
  • this valve disc can also be flat impact on the valve contact surface and between the valve disc and valve abutment existing air abruptly displace, creating a disturbing noise.
  • EP 1 126 173 A1 To counteract such an “adhesive effect", is provided in EP 1 126 173 A1, that the sealing Contact points between the sealing side of the valve disc and the valve sealing surface surrounding the valve opening the pump head by means of conical in cross-section Ring projections essentially as linear contact points are formed. An unwanted noise should with the provided in EP 1 126 173 A1 ring protrusions In contrast, not be counteracted.
  • valve disc at the valve seat "sticks", and there at low absolute pressures corresponding to low differential pressures not Sufficient to move the valve disc, sees one in WO 99/06699 described embodiments that the Valve disc on its sealing side at least one, at least a valve opening defining annular projection with a to the contact point conically tapered cross-section having. This provided on the sealing side of the valve disc But ring projection can not prevent the valve disc with its side facing away from the valve opening itself on the adjacent valve contact surface of the pump head abruptly abuts flat.
  • check valve is known, the for use as an inlet or outlet valve in a pump neither determined nor suitable. Also from JP 59-037284A Known check valve has on the sealing side of its valve disc one, at least one valve opening bounded Ring projection with a conical to the point of contact tapered, cross-section on. On the side facing away from the valve opening Side of the valve disc is a valve contact surface neither necessary nor provided.
  • valve with a centrally held Valve disc known in the closed position with her outer disk circumference designed as an annular opening valve opening closes. Because the valve disc made of flexible Material is manufactured, has the valve disc in her the valve opening occluding disc circumference a stiffener on which the impressions of the flexible valve disc should prevent in the valve opening.
  • the open movement of the flexible valve disc is characterized by a conical shape limited to the outside widening disc stop, to the the elastic valve disc with corresponding noise also abruptly can lay flat.
  • the valve disc is made of flexible material, and flat against the walls bounding the ring opening It reproduces the shape of these walls without on the valve disc front or rear further impressions would be provided.
  • the pump according to the invention has at least one umbrella valve on, in which on the valve disc formations ridge over protrude the disk peripheral edge.
  • the valve disc over at least one of these web-shaped projections connected to a sealing ring surrounding the valve disc, which sealing ring clamped between two housing parts is.
  • Valve disc To a loud bouncing of the valve disc over the entire To avoid disc circumference, it is advantageous if the Valve disc several, about evenly over the disc peripheral edge has protruding formations.
  • valve contact surface the valve disc in their the Open position can intercept corresponding disc shape is it is expedient if the valve contact surface is approximately conical is designed.
  • a preferred embodiment according to the invention provides that the central region of the valve disc is centered by means of a pin which passes through a central perforation of the valve disc.
  • a preferred embodiment according to the invention which does not unduly hinder the ⁇ ffenzi the valve disc that the at least one, the valve disc and the sealing ring connecting Anformung extends at least partially transverse to the disc radius and in particular spirally.
  • FIG. 1 shows a diaphragm pump 1 whose Inlet valve 2 and the outlet valve 3 each as umbrella valves are designed.
  • the umbrella valves 2, 3 of FIG 1 illustrated diaphragm pump 1 have one of the fluid controlled valve disk 4, which in a central area between a pump head cover 5 and an intermediate cover 6 clamped and centered by a pin 7 is that passes through a central perforation 8 of the valve disc 4.
  • the valve disc 4 of the umbrella valves 2, 3 is between a Closing and an open position movable. While the Valve disk 4 in its closed position at least one valve opening 9 closes, she moves during her ⁇ ffenschul towards a valve abutment surface 10.
  • valve abutment surface 10 to prevent what else with a disturbing noise connection would be connected to the valve discs 4 in the figures 1 to 4 on the one hand and Figures 5 to 7 on the other hand shown in detail Shield valves projections 11 provided, the web over the disc peripheral edge of the valve disc 4 protrude.
  • valve disc 4 of the umbrella valves shown there web-shaped Anformungen 11 has, which the valve disc 4 on the one hand and a valve disc 4 surrounding sealing ring 13 on the other connect with each other.
  • This sealing ring 13 is between the pump head cover 5 and the intermediate cover 6 clamped and seals the umbrella valve in between Separating plane.
  • Valve disk 4 and the sealing ring 13 interconnecting Protrusions 11 at least in sections transversely to the disc radius and in particular are designed spirally. These Formations prevent a rotational movement of the valve disc. 4 around the pin 7 and thus a corresponding wear and limit - as can be clearly seen in Figure 3 - the valve opening movement such that a noisy abrupt Apply the valve disk 4 to the valve contact surface 10 with Safety is avoided.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit zumindest einem, vom Fördermedium gesteuerten Schirmventil, das eine Ventilscheibe aus flexiblem Material hat, die in einem Zentralbereich eingespannt und zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung bewegbar ist, in welcher Schließstellung die Ventilscheibe zumindest eine Ventilöffnung verschließt.
Aus der DE 42 00 838 A1 ist bereits eine Membranpumpe bekannt, deren Ein- und Auslaßventil jeweils als ein vom Fördermedium gesteuertes Schirmventil ausgestaltet ist. Jedes dieser Schirmventile weist eine Ventilscheibe aus flexiblem Material auf, die in einem Zentralbereich eingespannt und zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung bewegbar ist. Während die Ventilscheibe in ihrer Schließstellung zumindest eine Ventilöffnung verschließt, legt sie sich in ihrer Offenstellung zumindest bereichsweise an eine auf ihrer der Ventilöffnung abgewandten Seite angeordnete Ventil-Anlagefläche an.
Durch die Offen- und Schließbewegungen der Ventilscheibe während des Pumpbetriebes kann diese Ventilscheibe auch flächig auf der Ventil-Anlagefläche anschlagen und die zwischen Ventilscheibe und Ventil-Anlagefläche vorhandene Luft schlagartig verdrängen, wodurch ein störendes Geräusch entsteht.
Aus der EP 1 126 173 A1 der Anmelderin ist bereits eine Pumpe mit wenigstens einem, in einem Pumpenkopf befindlichen Einlass- und zumindest einem Auslassventil bekannt, von denen mindestens ein Ventil eine vom Fördermedium gesteuerte Ventilscheibe aufweist, die in Schließstellung des Ventils an einer, zumindest eine Ventilöffnung umgrenzenden Ventil-Dichtfläche des Pumpenkopfes dichtend anliegt. Bei einer derartigen Pumpe, die zumindest ein Ventil mit einer vom Fördermedium gesteuerten Ventilscheibe hat, können bereits geringe Flüssigkeitsmengen von beispielsweise ein oder zwei Tropfen dazu führen, daß die Ventilscheibe am Ventilsitz "festklebt" und daß die bei niedrigen absoluten Drücken entsprechend geringen Differenzdrücke nicht ausreichen, um die Ventilscheibe zu bewegen. Um einem derartigen "Klebeeffekt" entgegenzuwirken, ist in der EP 1 126 173 A1 vorgesehen, daß die dichtenden Berührungsstellen zwischen der Dichtseite der Ventilscheibe und der die Ventilöffnung umgrenzenden Ventil-Dichtfläche des Pumpenkopfes mittels im Querschnitt kegelförmiger Ringvorsprünge im wesentlichen als linienförmige Berührungsstellen ausgebildet sind. Einer unerwünschten Geräuschbildung soll mit den in EP 1 126 173 A1 vorgesehenen Ringvorsprüngen demgegenüber nicht entgegengewirkt werden.
Aus der WO 99/06699 kennt man bereits eine Vorrichtung zum Evakuieren eines feuchten Gases mit einer Saugpumpe, deren Pumpenkopf während der Evakuierung derart gekühlt wird, daß sich das Fördermedium stets in flüssigem Aggregatzustand befindet oder überführt wird. Dabei soll eine Rückverdampfung des im Pumpenkopf befindlichen Kondensats oder Kondensatfilms vermieden werden, weil die Saugpumpe im Falle einer Rückverdampfung ein wesentlich größeres Volumen mit einem entsprechend höheren Zeitaufwand abzupumpen hätte. Da bereits geringe Flüssigkeitsmengen dazu führen können, daß die Ventilscheibe am Ventilsitz "festklebt", und da die bei niedrigen absoluten Drücken entsprechend geringen Differenzdrücke nicht ausreichen, um die Ventilscheibe zu bewegen, sieht eine in der WO 99/06699 beschriebenen Ausführungsformen vor, daß die Ventilscheibe an ihrer Dichtseite wenigstens einen, zumindest eine Ventilöffnung umgrenzenden Ringvorsprung mit einem sich zur Berührungsstelle hin konisch verjüngenden Querschnitt aufweist. Dieser an der Dichtseite der Ventilscheibe vorgesehene Ringvorsprung kann jedoch nicht verhindern, daß die Ventilscheibe mit ihrer der Ventilöffnung abgewandten Seite sich an der benachbarten Ventilanlagefläche des Pumpenkopfes schlagartig flächig anlegt.
Aus der JP 59-037284A ist ein Rückschlagventil bekannt, das zur Verwendung als Einlaß- oder Auslassventil in einer Pumpe weder bestimmt noch geeignet ist. Auch das aus JP 59-037284A bekannte Rückschlagventil weist an der Dichtseite seiner Ventilscheibe einen, zumindest eine Ventilöffnung umgrenzenden Ringvorsprung mit einem sich zur Berührungsstelle hin konisch verjüngenden,Querschnitt auf. Auf der der Ventilöffnung abgewandten Seite der Ventilscheibe ist eine ventilanlagefläche weder notwendig noch vorgesehen.
Aus der US 3,058,487 ist ein Ventil mit einer zentral gehaltenen Ventilscheibe bekannt, die in Schließstellung mit ihrem äußeren Scheibenumfang die als Ringöffnung ausgestaltete Ventilöffnung verschließt. Da die Ventilscheibe aus flexiblem Material hergestellt ist, weist die Ventilscheibe in ihrem die Ventilöffnung verschließenden Scheibenumfang eine Aussteifung auf, die ein Eindrücken der flexiblen Ventilscheibe in die Ventilöffnung verhindern soll. Die Öffen-Bewegung der flexiblen Ventilscheibe wird durch einen sich etwa konisch nach außen erweiternden Scheibenanschlag begrenzt, an den sich die elastische Ventilscheibe unter entsprechender Geräuschbildung ebenfalls schlagartig flächig anlegen kann. Da die Ventilscheibe aus flexiblem Material hergestellt,ist und sich an die die Ringöffnung begrenzenden Wandungen flächig anlegt, bildet sie die Form dieser Wandungen nach, ohne daß auf der Ventilscheiben-Vorder- oder -Rückseite weitere Anformungen vorgesehen wären.
Es besteht daher die Aufgabe, eine mit zumindest einem Schirmventil ausgestattete Pumpe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sich insoweit durch eine vergleichsweise geringe Geräuschentwicklung auszeichnet.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei der Pumpe der eingangs erwähnten Art in den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die erfindungsgemäße Pumpe weist zumindest ein Schirmventil auf, bei dem an der Ventilscheibe Anformungen stegförmig über den Scheibenumfangsrand vorstehen. Dabei ist die Ventilscheibe über zumindest eine dieser stegförmigen Anformungen mit einem die Ventilscheibe umgrenzenden Dichtring verbunden, welcher Dichtring zwischen zwei Gehäuseteilen eingespannt ist. Durch die die Ventilscheibe einerseits und den Dichtring andererseits miteinander verbindenden stegförmigen Anformungen wird ein schlagartiges flächiges Anlegen der Ventilscheibe an der Ventil-Anlagefläche vermieden und/oder die Ventil-Öffenbewegung begrenzt, so dass die zwischen Ventilscheibe und Ventil-Anlagefläche vorhandene Luft entweichen kann, ohne dass störende, klatschende Geräusche im Bereich dieses Schirmventiles zu erwarten sind. Durch die stegförmigen Anformungen am Scheibenumfang der ventilscheibe legt sich diese allenfalls in einer Wellenbewegung an die Ventil-Anlagefläche an, so dass ein schlagartiges Aufprallen der Ventilscheibe auf der Ventil-Anlagefläche und somit eine störende Geräuschentwicklung vermieden wird. Da die Ventilscheibe über zumindest eine der stegförmigen Anformungen mit dem zwischen zwei Gehäuseteilen eingespannten Dichtring verbunden ist, wird ein unbeabsichtigtes Rotieren der Ventilscheibe während der Öffen- und Schließbewegungen vermieden und ein entsprechender Verschleiß an der Ventilscheibe verhindert. Darüber hinaus kann auf einen weiteren separaten Dichtring verzichtet werden, der ansonsten die Ventilöffnung zwischen einem Zwischendeckel und einem Pumpenkopfdeckel abdichtet. Schließlich wird durch die den Dichtring und die Ventilscheibe miteinander verbindenden Anformungen eine gewisse Vorspannung auf diese stegförmigen Anformungen erzeugt, die das Öffnen der Ventilscheibe verlangsamt, den Öffnungsweg reduziert, ein schlagartiges Entweichen der zwischen Ventilscheibe und Ventil-Anlagefläche befindlichen Luft vermeidet und einer störenden Geräuschentwicklung zusätzlich entgegenwirkt.
Um ein lautes Aufprallen der Ventilscheibe über den gesamten Scheibenumfang zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Ventilscheibe mehrere, etwa gleichmäßig über den Scheiben-Umfangsrand vorstehende Anformungen hat.
Damit die Ventil-Anlagefläche die Ventilscheibe in ihrer der Offenstellung entsprechenden Scheibenform abfangen kann, ist es zweckmäßig, wenn die Ventil-Anlagefläche etwa kegelförmig ausgestaltet ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass der Zentralbereich der Ventilscheibe mittels eines Zapfens zentriert ist, der eine zentrale Lochung der Ventilscheibe durchsetzt.
Dabei sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, die die Öffenbewegung der Ventilscheibe nicht übermäßig behindert, dass die zumindest eine, die Ventilscheibe und den Dichtring verbindende Anformung zumindest abschnittsweise quer zum Scheibenradius und insbesondere spiralförmig verläuft.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen dem Dichtring und der ventilscheibe zumindest ein als Durchlassöffnung dienender Spalt vorgesehen ist.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Zeichnung.
Es zeigt in schematischer Darstellung:
Fig. 1
eine Membranpumpe in einem Längsschnitt, deren Einlaß- und deren Auslassventil als Schirmventile ausgestaltet sind,
Fig.2
das Einlassventil der in Figur 1 dargestellten Membranpumpe in seiner Schließstellung,
Fig.3
das Einlassventil aus Figur 2 in seiner Offenstellung, und
Fig.4
die Ventilscheibe des in den Figuren 2 und 3 gezeigten Schirmventils in einer Draufsicht.
In Figur 1 ist eine Membranpumpe 1 dargestellt, deren Einlassventil 2 und deren Auslassventil 3 jeweils als Schirmventile ausgestaltet sind. Die Schirmventile 2, 3 der in Figur 1 dargestellten Membranpumpe 1 weisen eine vom Fördermedium gesteuerte Ventilscheibe 4 auf, die in einem Zentralbereich zwischen einem Pumpenkopfdeckel 5 und einem Zwischendeckel 6 eingespannt und mittels eines Zapfens 7 zentriert ist, der eine zentrale Lochung 8 der Ventilscheibe 4 durchsetzt.
Die Ventilscheibe 4 der Schirmventile 2, 3 ist zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung bewegbar. Während die Ventilscheibe 4 in ihrer Schließstellung zumindest eine Ventilöffnung 9 verschließt, bewegt sie sich während ihrer Öffenbewegung in Richtung zu einer Ventil-Anlagefläche 10.
Um die Ventil-Öffenbewegung der Ventilscheibe 4 der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Schirmventile zu begrenzen und um ein schlagartiges flächiges Anlegen der Ventilscheibe 4 an der Ventil-Anlagefläche 10 zu verhindern, was andernfalls mit einer störenden Geräuschverbindung verbunden wäre, sind an den Ventilscheiben 4 der in den Figuren 1 bis 4 einerseits und den Figuren 5 bis 7 andererseits näher dargestellten Schirmventile Anformungen 11 vorgesehen, die stegförmig über den Scheiben-Umfangsrand der Ventilscheibe 4 vorstehen.
Aus den Figuren 1 bis 4 ist zu entnehmen, dass die Ventilscheibe 4 der dort dargestellten Schirmventile stegförmige Anformungen 11 hat, welche die Ventilscheibe 4 einerseits und einen die Ventilscheibe 4 umgrenzenden Dichtring 13 andererseits miteinander verbinden. Dieser Dichtring 13 ist zwischen dem Pumpenkopfdeckel 5 und den Zwischendeckel 6 eingespannt und dichtet das Schirmventil in der dazwischenliegenden Trennebene ab.
Aus der Draufsicht in Figur 4 wird deutlich, dass die die Ventilscheibe 4 und den Dichtring 13 miteinander verbindenden Anformungen 11 zumindest abschnittsweise quer zum Scheibenradius und insbesondere spiralförmig ausgestaltet sind. Diese Anformungen verhindern eine Drehbewegung der Ventilscheibe 4 um den Zapfen 7 und damit einen entsprechenden Verschleiß und begrenzen - wie in Figur 3 gut zu erkennen ist - die Ventil-Öffenbewegung derart, dass ein geräuschvolles schlagartiges Anlegen der Ventilscheibe 4 an der Ventil-Anlagefläche 10 mit Sicherheit vermieden wird.
Aus Figur 4 ist zu entnehmen, dass zwischen dem Dichtring 12 und der Ventilscheibe 4 zumindest ein als Durchlassöffnung dienender Spalt 14 vorgesehen ist.
Eine mit den in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Schirmventilen ausgestattete Pumpe zeichnet sich durch einen besonders geräuscharmen Betrieb aus.

Claims (6)

  1. Pumpe (1) mit zumindest einem, vom Fördermedium gesteuerten Schirmventil, das eine Ventilscheibe (4) aus flexiblem Material hat, die in einem Zentralbereich eingespannt und zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung bewegbar ist, in welcher Schließstellung die Ventilscheibe (4) zumindest eine Ventilöffnung (9) verschließt, dadurch gekennzeichnet dass an der Ventilscheibe (4) Anformungen (11) stegförmig über den Scheibenumfangsrand vorstehen zur Vermeidung eines schlagartigen flächigen Anlegens der Ventilscheibe an der Ventil-Anlagefläche und/oder zur Begrenzung der Ventil-Öffenbewegung und daß die Ventilscheibe (4) über zumindest eine der stegförmigen Anformungen (11) mit einem die Ventilscheibe (4) umgrenzenden Dichtring (13) verbunden ist, der zwischen zwei Gehäuseteilen (5, 6) eingespannt ist.
  2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie an der Ventilscheibe (4) mehrere, etwa gleichmäßig über den Scheiben-Umfangsrand vorstehende Anformungen (11) hat.
  3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventil-Anlagefläche (10) etwa kegelförmig ausgestaltet ist.
  4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralbereich der Ventilscheibe (4) mittels eines Zapfens (7) zentriert ist, der eine zentrale Lochung (8) der Ventilscheibe (4) durchsetzt.
  5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine, die Ventilscheibe (4) und den Dichtring (13) verbindende Anformung (11) zumindest abschnittsweise quer zum Scheibenradius und insbesondere spiralförmig verläuft.
  6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Dichtring (13) und der Ventilscheibe (4) zumindest ein als Durchlassöffnung dienender Spalt (14) vorgesehen ist.
EP03730031A 2002-07-22 2003-05-14 Pumpe mit vom fördermedium gesteuerten schirmventil Expired - Lifetime EP1458978B1 (de)

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