DE19946562C2 - Kompakt-Doppelmembranpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Gattungsgemäße Membranpumpen sind aus der DE 39 40 629 A1 und der DE-AS 27 26 674 bekannt. Es sind jeweils Rückschlagventi­ le vorhanden, deren Funktionsrichtung der der Membranen ent­ spricht. Die Rückschlagventile für den Zu- und Ablauf sind jeweils zu beiden Seiten der Membranausnehmungen in Ventil­ kammern angeordnet, die sowohl in den Gehäusekörper als auch in die Deckel eingebracht sind. Jede Pumpenkammer liegt somit zwischen zwei Rückschlagventilen.

Nachteilig ist, daß durch die gleiche Funktionsrichtung von Membranen und Rückschlagventilen beim Abnehmen der Deckel zwar die Membranen leicht zugänglich sind, die Rückschlagven­ tile aber aus den Ventilkammern herausfallen können. Die An­ ordnung der Rückschlagventile rechts und links der Pumpenkam­ mern bedingt eine relativ große Bauweise. Außerdem sind hier­ durch die Fließwege des zu fördernden Mediums lang, so dass Schwingungen in der Flüssigkeitssäule und Verklumpungen emp­ findlicher Medien auftreten können.

Aus der US 3,652,187 ist eine Membranpumpe mit einem Gehäuse bekannt, in dem zwei Membranpumpen in einer Ebene nebeneinan­ der liegend mit dazwischen angeordneten Steuerventilen vorge­ sehen sind. Das Gehäuse ist zu beiden Seiten mit einem Gehäu­ sedeckel verschlossen.

Nachteilig ist hierbei, daß die beiden Membranen dieser Mem­ branpumpe nicht mechanisch gekoppelt sind und durch das Steu­ erventil nicht genau genug gesteuert werden. Darüber hinaus sind die Zug- und Abströmventile nur unzureichend im Gehäuse eingesetzt, so daß sich die bekannte Membranpumpe schwer war­ ten und reparieren lassen.

Aus dem IT-Katalog der Firma DEBEM: BOXER pompe a membrana azionate ad aria compressa, Mai 1988, S. 1 bis 12, ist eine Doppelmembranpumpe bekannt, die zwei Doppelmembranen auf­ weist. Jede Doppelmembran ist von einem extra Gehäuse umge­ ben; die Gehäuse sind mit Rohrleitungen verbunden und auf ei­ nem Untergestell angeordnet. Über jedem Ventilgehäuse ist ein Rückschlagventil installiert. Anstelle eines Untergestells kann ein quaderförmiges Gehäuse zum Einsatz kommen.

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

Es stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Membranpumpe der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß eine kom­ paktere Bauweise und kürzere Fließwege gegeben sind.

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

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonde­ re darin, daß durch die beiden abnehmbaren Deckel sowohl die Membrankörperelemente als auch die Rückschlagventile sofort für Wartungszwecke zugänglich sind. Die Rückschlagventile brauchen bei Inspektionen und Reparaturen nur aus den Gehäu­ seventilausnehmungen herausgenommen und danach entweder gereinigt oder durch neue ersetzt und hereingesteckt werden. Ein umständli­ ches Hantieren mit Federn und dergleichen ist in diesem Fall nicht erforderlich. Beim Verschließen des Gehäusemittelteils mit den beiden Gehäusedeckeln werden die Ventilkammern ausge­ bildet und die Rückschlagventile vollständig aufgenommen. Hervorzuheben ist, daß durch eine Anordnung der Rückschlagventile auf einer Seite neben den Gehäusemembranausnehmungen die Pumpe klein und kompakt ausgeführt werden kann.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Claims (9)

1. Membranpumpe, die wenigstens aufweist
zwei Membrankörperelemente (5, 30), die jeweils in ei­ ner Pumpenkammer (81, 82) und einer Antriebskammer (51, 52) angeordnet sind, deren geführte Membranstangen (38, 39) sich teilweise gegenüberliegen und denen ein Steu­ erventil (37, 307) und jeweils zwei Rückschlagventile (31, 32, 33, 34) als Zu- und Abströmventile zugeordnet sind, und
ein Gehäuseelement (40) mit wenigstens einem Gehäuse­ mittelteil (7) und zwei Gehäusedeckeln (1, 14), das ge­ meinsam die Membrankörperelemente (5, 30), das Steuer­ ventil (37, 307) und die Rückschlagventile (31, 32, 33, 34) umschließt,
wobei in die sich gegenüberliegenden Gehäuseflächen (61, 62) des Gehäusemittelteils (7) neben einer Gehäu­ semembranausnehmung (51, 52) als Antriebskammer jeweils zwei Gehäuseventilausnehmungen (55, 56, 57, 58) einge­ bracht sind, in die wenigstens teilweise ein Rück­ schlagventil (31, 32, 33, 34) einzusetzen ist,
wobei das Steuerventil aus wenigstens einem im Gehäuse­ mittelteil (7) angeordneten Wegeventil (37) besteht, mit dem die sich gegenüberliegenden Gehäusemembranaus­ nehmungen (51, 52) zu verbinden und die mit einem eben­ falls im Gehäusemittelteil (7) angeordneten Hauptventil (13) verbunden sind, und
wobei in jede Deckelmembranfläche (63, 64) außer einer die Pumpenkammer mit ausbildenden Deckelmembranausnehmung (53, 54) zwei Deckelventilausnehmungen (71, 72, 73, 74) eingebracht sind, mit denen, zusammen mit den vier Gehäuseventilausnehmungen (55, 56, 57, 58), vier Ventilkammern (83, 84, 85, 86) auszubilden sind, in de­ nen jeweils eines der vier Rückschlagventile (31, 32, 33, 34) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkammern (83, 84, 85, 86) in der Deckelmembranfläche (63, 64) bzw. in der Gehäusefläche (61, 62) auf einer Seite der Gehäusemem­ branausnehmung (51, 52) bzw. der Deckelmembranausnehmung (53, 54) angeordnet sind.

2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäusemittelteil (7) zwei Zwei-Wege-Ventile (37) an­ geordnet sind.

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

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

5. Membranpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompaktgehäuse (7) bei einer Fördermenge von 25 bis 30 Litern zwischen 130 und 170 mm lang, zwischen 70 und 95 mm hoch und zwischen 70 und 95 mm breit ist.

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

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

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

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