ES2288711T3 - Bomba de membrana. - Google Patents

Abstract

Bomba de membrana (1) con dos membranas (19, 20) colocadas en una carcasa de la bomba (11) y que actúan sobre un medio líquido o circulante a transportar, por ejemplo una pintura, las cuales se pueden activar por medio de un pistón de ajuste (22) dispuesto entre las membranas (19, 20) y que se puede impulsas de forma alternativa a ambos lados por un medio de presión y que están apoyadas en las zonas extremas de dos vástagos de pistón (23, 24) conectados fijamente con el pistón de ajuste, caracterizada porque las dos membranas (19, 20) están empotradas con su curvatura (41) dirigida una hacia la otra o con su curvatura (41¿) alejada una de la otra, en direcciones opuestas en cada caso, con sus zonas marginales externas en un lugar fijo en la carcasa de la bomba (11) y con sus zonas marginales interiores en los vástagos de pistón (23, 24) regulables, y porque las dos cámaras de reacción (27, 28) formadas en cada caso entre las membranas (19, 20) y un cilindro (21) que recibe el pistón de ajuste (22) están rellenas con un medio hidráulico y están conectadas de forma forzada directamente entre sí a través de un varillaje hidráulico (H).

Description

Bomba de membrana.

La invención se refiere a una bomba de membrana con dos membranas colocadas en una carcasa de la bomba y que actúan sobre un medio líquido o circulante a transportar, por ejemplo una pintura, las cuales se pueden activar por medio de un pistón de ajuste dispuesto entre las membranas y que se puede impulsas de forma alternativa a ambos lados por un medio de presión y que están apoyadas en las zonas extremas de dos vástagos de pistón conectados fijamente con aquél.

Se conoce una bomba de membrana de este tipo a través del documento DE 195 35 745 C1. A las dos membranas está asociada en esta configuración en cada caso otra cámara de presión, que están separadas de las cámaras de transporte por medio de las membranas. A las cámaras de presión se alimenta en este caso un medio de presión controlado de forma sincronizadas con los movimientos de ajuste del pistón de accionamiento de un motor neumático, que está conectado mecánicamente con las membranas, de manera que, en efecto, existe una multiplicación de la presión, pero el gasto de construcción y de inversión necesario para ello es considerable.

Entre el motor neumático y una de las membranas está prevista, en efecto una instalación de control especial, que es propensa a averías y tiene una estructura grande. Pero sobre todo es un inconveniente que durante la transición desde una carrera de aspiración a una carrera de presión, las membranas de doblan en cada caso, de tal forma que sus zonas de batanado son solicitadas en una medida excesiva a través de las cargas de tracción y de presión alternativas. Esto conduce ya después de un tiempo de funcionamiento relativamente corto a daños de las membranas, de manera que éstas deben sustituirse y en tales casos deben tolerarse interrupciones del funcionamiento. Por otro lado, el plegamiento de las membranas repercute de una manera desfavorable sobre el comportamiento de transporte de la bomba de membrana, puesto que de esta manera son inevitables las modificaciones del volumen en las cámaras de transporte y la corriente de transporte es pulsátil condicionado por ello.

El cometido de la invención es, por lo tanto, configurar una bomba de membrana del tipo mencionado, de tal forma que las membranas no están sometidas a cargas alternas, sino que en su lugar mantienen siempre su posición de montaje predeterminada. De este modo se excluye un plegamiento de la membrana, de modo que sus solicitaciones son reducidas, a pesar de las presiones de transporte altas y de acuerdo con ello casi se excluyen los daños. El gasto de construcción, por medio del cual se puede conseguir esto, debe mantenerse reducido, en cambio debe existir, con una configuración constructiva sencilla, un modo de funcionamiento libre de averías durante un periodo de tiempo largo. Tampoco deben aparecer modificaciones de los volúmenes de las cámaras de transporte.

De acuerdo con la invención, esto se consigue en una bomba de membrana del tipo mencionado al principio porque las dos membranas están empotradas con su curvatura dirigida una hacia la otra o con su curvatura alejada una de la otra, en direcciones opuestas en cada caso, con sus zonas marginales externas en un lugar fijo en la carcasa de la bomba y con sus zonas marginales interiores en los vástagos de pistón regulables, y porque las dos cámaras de reacción formadas en cada caso entre las membranas y un cilindro que recibe el pistón de ajuste están rellenas con un medio hidráulico y están conectadas de forma forzada directamente entre sí a través de un varillaje hidráulico.

Las cámaras de reacción, que reciben el varillaje hidráulico asociado a las membrana y los conductos de conexión conectados en estas cámaras están totalmente llenos en este caso con un medio hidráulico y están configurados de forma cerrada herméticamente, y el líquido hidráulico, que forma el varillaje hidráulico, es impulsado por presión atmosférica o por una presión negativa de hasta 0,09 MPa y el conducto que conecta las dos cámaras de reacción de las membranas, está cerrado o sellado de forma hermética al líquido por medio de un tapón. De esta manera, se garantiza que las membranas estén fijadas en la posición predeterminada.

Para la obturación interior de las cámaras de reacción es conveniente prever en cada caso un fuelle respectivo, que están empotrados con un extremo en el cilindro y con el otro extremo en los vástagos de pistón. Las cámaras, incluidas en cada caso por los fuelles, deberían estar conectadas de forma constante, a través de uno o varios orificios realizados en el cilindro, con la cámara de presión inmediatamente adyacente del pistón de ajuste.

Si se configura una bomba de membrana de acuerdo con la invención, entonces se garantiza que ambas membranas mantengan aproximadamente siempre la posición de montaje predeterminada y no se pliegue en el caso de transición desde una carrera de aspiración a una carrera de presión. Puesto que la membrana se apoya constantemente en el varillaje hidráulico sobre el lado dirigido hacia el cilindro y este varillaje no permite una bajada de la membrana, ésta es solicitada siempre sólo a tracción durante los movimientos de ajuste y, por lo tanto, no está sometida a cargas alternas. El tiempo de actividad de las membranas se puede controlar, por lo tanto, en una medida considerable, sin que ésas deban configurarse o diseñarse de una manera especial.

El gasto de construcción, por medio del cual se puede reducir la incidencia de averías, condicionadas por daños de las membranas, de bombas de membranas de este tipo, es reducido, puesto que solamente hay que seleccionar una posición de montaje convexa o cóncava de la membrana con relación al cilindro y, además, estas membranas están conectadas en cierto modo rígidamente a través del varillaje hidráulico. A tal fin, es adecuado de una manera especial el varillaje hidráulico previsto, en el que las membranas se apoyan superficialmente, sin que sea necesario un acoplamiento mecánico. El varillaje hidráulico, puesto que las cámaras de reacción están conectadas de manera que se comunican entre sí, sigue los movimientos respectivos de las membranas, por lo que éstas no se pueden doblar y solamente están sometidas a movimientos insignificantes de bataneo. Las membranas, que están expuestas solamente a cargas de tracción, se pueden configurar de este modo de manera que se pueden deformar elásticamente.

Por lo demás, es ventajoso que en las cámaras de transporte de la bomba de membrana después de un cambio de dirección, es decir, después de una conmutación desde una carrera de aspiración a una carrera de presión o bien a la inversa, no aparezcan en éstas ampliaciones de la cámara, a través de las cuales se interrumpe la corriente de transporte durante corto espacio de tiempo. De acuerdo con ello, en el conducto de transporte no se pueden constatar pulsaciones, de manera que también se mejora el comportamiento de funcionamiento de la bomba de membrana configurada de acuerdo con la propuesta.

En el dibujo se representa un ejemplo de realización de la bomba de membrana configurada de acuerdo con la invención, que se explica en detalle a continuación. En este caso:

La figura 1 muestra la bomba de membrana en una sección axial con aparatos periféricos asociados, reproducidos de forma esquemática.

La figura 2 muestra un fragmento de la bomba de membrana de acuerdo con la figura 1 en una representación ampliada, y

La figura 3 muestra un fragmento de acuerdo con la figura 2 con membrana, cuya curvatura está dirigida alejadas una de la otra.

La bomba de membrana representada en la figura 1 y designada con 1 sirve para el transporte de un líquido, por ejemplo de una pintura a procesar, desde un depósito de reserva 2 hacia una pistola de inyección 5 y está constituida esencialmente por dos membranas 19 y 20 dispuestas en una carcasa 11, que están conectadas con efecto de accionamiento con un pistón de ajuste 22 que puede ser impulsado de forma alterna por medio de medio. A través de un conducto de aspiración 3, la bomba de membrana 1 está conectada en el depósito de reserva 2, un conducto de presión 4 conecta la bomba de membrana 1 con la pistola de inyección 5.

El pistón de ajuste 22 está dispuesto, en el ejemplo de realización mostrado, en un cilindro 21, que está montado entre las dos membranas 19 y 20 en la carcasa 11. A las cámaras de presión 25 y 26 del pistón de ajuste 22 se alimenta para su impulsión de forma alterna un medio de presión, que se toma de un conducto de presión 6 y que se puede introducir con la ayuda de una válvula de 4/2 pasos en conductos de presión 8 ó 9 conectados a continuación, que están conectados en las cámaras de presión 25 y 26, respectivamente.

Las membranas 19 y 20 están empotradas con sus zonas marginales exteriores en cada caso entre discos 37 y el cilindro 21, en cambio estas membranas están retenidas con sus zonas marginales interiores entre discos 38 y 39, que están acoplados sobre vástagos de pistón 23 y 24, respectivamente, que se distancian desde el pistón de ajuste 22. Para la sujeción sirve en este caso una tuerca 40 enroscada sobre el saliente roscado 24' de los vástagos de pistón 23, 24, de manera que los discos 38 y39 están apoyados, como se deduce especialmente a partir de la figura 2, en los vástagos de pistón 23, 24 depositados en la zona marginal.

A las membranas 19 y 20 está asociada en cada caso una cámara de presión 13 y 14, respectivamente, a las que se alimenta la corriente del medio a transportar a través de un canal 12 configurado en la carcasa y conectado en el conducto de aspiración 3, a través de válvulas de entrada 15 y 16, respectivamente. A través de las válvulas de salida 17 y 18, respectivamente, conectadas a continuación de las cámaras de presión 13 y 14, el medio a transportar llega a un canal 12', que se extiende de forma simétrica de espejo al canal 12, en el que está conectado el conducto de presión 4.

En la posición de funcionamiento representada de la bomba de membrana 1, con la ayuda de la membrana 19 accionada a través del pistón de ajuste 22, se aspira el medio a procesar en la cámara de presión 13, en cambio el medio que se encuentra en la cámara de presión 14 es expulsado a través de la membrana 20. La válvula de entrada 15 y la válvula de salida 18 están abiertas en este estado de funcionamiento, la válvula de entrada 16 y la válvula de salida 17, en cambio, están cerradas, de manera que el medio puede ser aspirado desde el depósito de reserva 2 a través del conducto de aspiración 3 y a través del canal 12 hasta la cámara de presión 13 y puede ser alimentado desde la cámara de presión 14 a través del canal 12' y el conducto de presión 4 hacia la pistola de inyección 5.

A través de una conmutación controlada de la válvula de paso 7, tan pronto como se introduce medio de presión a través del conducto de presión 9 desde el conducto de presión 6 en la cámara de presión 26 del pistón de ajuste 22, se invierte el movimiento de ajuste del pistón de ajuste 22 y de las membranas 19 y 20 que están conectadas fijamente con este pistón de ajuste. De este modo, se abre la válvula de entrada 15 y se cierra la válvula de salida 17. Al mismo tiempo se cierra la válvula de entrada 17 y se abre la válvula de salida 15, de manera que se expulsa el medio que se encuentra en la cámara de presión 13 y se aspira más medio en la cámara de presión 14. De esta manera se asegura un transporte libre de pulsación en el conducto de presión 4.

Las membranas 19 y 20 están empotradas en la bomba de membrana 1 de tal manera que éstas están dirigidas (F2) una hacia la otra con sus curvaturas 41 y 41', respectivamente, y están alejadas (F3) una de la otra. Además, las cámaras de reacción 27 y 28, que están formadas entre las membranas 19 y 20 así como el cilindro 21, están conectadas entre sí a través de un conducto 29, que está cerrado de forma hermética al líquido por medio de un tapón de cierre 30 y se llenan completamente con un líquido, que forma un varillaje hidráulico H. Las membranas 19 y 20 se apoyan con sus superficies dirigidas entre sí de esta manera en el varillaje hidráulico H y se fijan a través de éste, puesto que este varillaje hidráulico está impulsado por presión atmosférica o por una presión negativa reducida de hasta 0,09 MPa.

Por lo tanto, en el caso de inversión de los movimientos de ajuste, no se pueden doblar las membranas 19 y 20, sino que en su lugar éstas mantienen la posición representada, como se muestra con líneas de trazos en las figuras 2 y 3. Durante los movimientos de ajuste, las membranas 19 y 20 solamente están sometidas a solicitación a tracción, de manera que éstas se pueden diseñar de manera deformable elásticamente en su zona de bataneo y, por lo tanto, presentan un tiempo de actividad largo.

Para excluir que el líquido que se encuentra en las cámaras de reacción 27 y 28 pueda llegar a través de aberturas de los vástagos de pistón 23 y 24 en el cilindro 21, en el curso del tiempo de funcionamiento, a las cámaras de presión 25 y/o 26 y, por lo tanto, pueda aparecer un espacio libre en las cámaras de reacción 27 y 28, las cámaras de reacción 27 y 28 están cerradas fijamente en la zona de los vástagos de pistón 23 y 24e en cada caso por medio de un fuelle 31 y 32, respectivamente. Los fuelles 31 y 32 están empotrados con un extremo en los vástagos de pistón 23 y 24, y están fijados con los otros extremos en el cilindro 21. Además, las cámaras 33 y 34, respectivamente, incluidas por los fuelles 31 y 32, están conectadas a través de taladros 35 y 36, respectivamente, mecanizados en el cilindro 21, con las cámaras de presión 25 y 26, de manera que se lleva a cabo de forma automática una compensación de la presión.

En las variantes de realización representadas en la figura 3, las dos membranas 19, 20 de la bomba de membrana 1 están empotradas con curvaturas 41' alejadas una de la otra en la zona marginal exterior entre los discos 37 y el cilindro 21 y en la zona marginal interior entre los discos 38 y 39. Puesto que las cámaras de reacción 27 y 28 están de la misma manera completamente llenas con un líquido hidráulico y están conectadas de manera que se comunican entre sí, se excluye del mismo modo un plegamiento de las membranas 19 y 20. éstas están apoyadas más bien en el varillaje hidráulico H.

Con la bomba de membrana 1, en virtud de la fijación de las membranas 19 y 20 a través del varillaje hidráulico H se puede alimentar el medio a procesar libre de pulsación a la pistola de inyección 5, puesto que no hay que tolerar modificaciones de los volúmenes de las cámaras de presión 13 y 14 condicionadas por el plegamiento de las membranas 19 y/o 20. Las membranas 19 y 20 solamente están sometidas a tensiones de tracción, estando garantizado, por lo tanto, un funcionamiento duradero libre de averías de la bomba de membrana 1 durante un periodo de tiempo largo.

Claims (6)

1. Bomba de membrana (1) con dos membranas (19, 20) colocadas en una carcasa de la bomba (11) y que actúan sobre un medio líquido o circulante a transportar, por ejemplo una pintura, las cuales se pueden activar por medio de un pistón de ajuste (22) dispuesto entre las membranas (19, 20) y que se puede impulsas de forma alternativa a ambos lados por un medio de presión y que están apoyadas en las zonas extremas de dos vástagos de pistón (23, 24) conectados fijamente con el pistón de ajuste, caracterizada porque las dos membranas (19, 20) están empotradas con su curvatura (41) dirigida una hacia la otra o con su curvatura (41') alejada una de la otra, en direcciones opuestas en cada caso, con sus zonas marginales externas en un lugar fijo en la carcasa de la bomba (11) y con sus zonas marginales interiores en los vástagos de pistón (23, 24) regulables, y porque las dos cámaras de reacción (27, 28) formadas en cada caso entre las membranas (19, 20) y un cilindro (21) que recibe el pistón de ajuste (22) están rellenas con un medio hidráulico y están conectadas de forma forzada directamente entre sí a través de un varillaje hidráulico (H).

2. Bomba de membrana de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque las cámaras de reacción (27, 28), que reciben el varillaje hidráulico (H) asociado a las membranas (19, 20) y los conductos de conexión (29) conectados en estas cámaras están totalmente llenos con un medio hidráulico y están configurados de forma cerrada herméticamente.

3. Bomba de membrana de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el líquido hidráulico, que forma el varillaje hidráulico (H), es impulsado por presión atmosférica o por una presión negativa de hasta 0,09 MPa.

4. Bomba de membrana de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el conducto (29), que conecta las dos cámaras de reacción (27, 28) de las membranas (19, 20), está cerrado o sellado de forma hermética al líquido por medio de un tapón (30).

5. Bomba de membrana de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque para la obturación interior de las cámaras de reacción (27, 28) está previsto en cada caso un fuelle (31, 32) respectivo, que están empotrados con un extremo en el cilindro (21) y con el otro extremo en los vástagos de pistón (23, 24).

6. Bomba de membrana de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque las cámaras (33, 34), incluidas en cada caso por los fuelles (31, 32), están conectadas de forma constante, a través de uno o varios orificios (35 ó 36) realizados en el cilindro (21), con la cámara de presión (25 ó 26) inmediatamente adyacente del pistón de ajuste (22).