ES2973076T3 - Bomba de membrana - Google Patents

Abstract

Una bomba de diafragma que tiene al menos una cámara de bomba, en donde la cámara de bomba está conectada a través de una válvula de entrada a una cámara de entrada y a través de dos válvulas de salida a una cámara de salida, teniendo la cámara de entrada una abertura de entrada que se puede cerrar mediante un cuerpo de válvula de entrada, y cada una válvula de salida que tiene una abertura de salida que se puede cerrar mediante un cuerpo de válvula de salida. En una proyección sobre un plano de proyección transversal al eje longitudinal de la cámara de bomba, las dos válvulas de salida y la válvula de entrada forman un triángulo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Bomba de membrana

La invención se refiere a una bomba de membrana con una cámara de bombeo, uniéndose la cámara de bombeo a una cámara de entrada a través de una válvula de entrada y a una cámara de salida a través de una válvula de salida. La invención también se refiere a un dispositivo para transportar fluidos con una bomba de membrana.

Por los documentos DE 101 17531 A1 y DE 202006 020 237 U1 se conocen bombas de membrana que presentan una cabeza de bomba unida fundamentalmente a un accionamiento. La cabeza de bomba presenta varias cámaras de bombeo, por ejemplo, cuatro, impermeabilizadas respectivamente por medio de una membrana de bomba con respecto a una cámara de accionamiento. La membrana de bomba respectiva está unida a un disco oscilante dispuesto en la cámara de accionamiento a través de un elemento de bomba asignado. En este caso, mediante un movimiento oscilante del disco oscilante se provoca un movimiento de bombeo periódico axial oscilante de la membrana de bomba. El disco oscilante se apoya en un pivote de accionamiento de un árbol de accionamiento conectado al accionamiento. Aquí, el pivote de accionamiento está inclinado con respecto al eje longitudinal del árbol de accionamiento y unido al disco oscilante a través de un rodamiento de bolas. En las bombas de membrana según los documentos DE 101 17 531 A1 y DE 202006020237 U1, una cámara de salida se dispone en el centro y una cámara de entrada se dispone concéntricamente a la cámara de salida alrededor de la cámara de salida.

Por el documento EP 3327 287 A1 se conoce una bomba de membrana con al menos una cámara de bombeo. La cámara de bombeo está unida a una cámara de entrada a través de una válvula de entrada y a una cámara de salida a través de una válvula de salida, presentando la válvula de entrada un orificio de entrada que puede cerrarse mediante un cuerpo de válvula de entrada y presentando la válvula de salida un orificio de salida que puede cerrarse mediante un cuerpo de válvula de salida. El orificio de salida rodea el orificio de entrada o el orificio de entrada rodea el orificio de salida.

Las bombas de membrana se utilizan especialmente en los campos de la química, la farmacia y la biotecnología, en los que el medio bombeado es a veces muy costoso, por lo que resulta deseable que después del proceso de bombeo no quede en la bomba de membrana ningún volumen residual del medio bombeado o sólo quede el menor volumen residual posible del medio bombeado. Además, un llenado completo de las bombas de membrana de este tipo con el fluido sin inclusiones de aire resulta ventajoso para la capacidad de bombeo.

Un inconveniente de las bombas de membrana conocidas por los documentos DE 101 17531 A1 y DE 202006 020 237 U1, que básicamente han demostrado su eficacia, consiste en que presentan una cámara de entrada central, lo que da lugar a que, debido a la cámara de salida exterior dispuesta fundamentalmente de forma concéntrica a la cámara de entrada, un volumen residual relativamente grande del medio bombeado permanezca en la cámara de entrada después de la finalización del proceso de bombeo. Además, suele quedar aire en las cámaras de bombeo superiores de la bomba, lo que generalmente influye negativamente en la estabilidad de bombeo (pulsación), así como en la capacidad de bombeo. Un inconveniente de la bomba de membrana conocida por el documento EP 3327287 A1, que en principio también ha demostrado su eficacia, radica en que la previsión de un orificio de salida que rodea el orificio de entrada o la previsión de un orificio de entrada que rodea el orificio de salida conllevan unos requisitos relativamente exigentes en cuanto al diseño de la bomba de membrana, especialmente en cuanto al diseño de las distintas cámaras de entrada unidas a una válvula de entrada.

Por los documentos WO 2013/032587 A1, DE 19833286 A1 y US 5141 409 A se conocen bombas de membrana.

El objetivo de la presente invención consiste, por lo tanto, en mejorar las bombas de membrana conocidas con respecto al vaciado residual y/o la ventilación de las cámaras de bombeo, pretendiéndose una estructura simple y/o una configuración sencilla.

Esta tarea se resuelve mediante el objeto de las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes y en la siguiente descripción se muestran formas de realización ventajosas.

La invención se basa en la idea de elegir de forma más eficaz el posicionamiento de dos válvulas de salida en la cámara de bombeo y de una válvula de entrada en la cámara de bombeo para obtener una mejora en el vaciado residual y/o en la ventilación de la cámara de bombeo, pero también para simplificar la estructura. La invención ha comprobado por primera vez que la previsión de dos válvulas de salida, previstas además de la válvula de entrada, puede dar lugar a una estructura más simple si las dos válvulas de salida y la válvula de entrada se disponen en los vértices de cualquier triángulo. Hasta ahora se suponía que era necesaria una relación espacial directa entre los orificios de salida y los orificios de entrada, por ejemplo, en el sentido de que el orificio de salida debía rodear el orificio de entrada. En este caso, la invención ha acabado, entre otros, con el prejuicio de que ninguna disposición desplazada de los orificios de salida con respecto al orificio de entrada permite mejorar la bomba de membrana. En lugar de una disposición de los orificios de entrada/salida, la invención se centra principalmente en una disposición fundamentalmente especial de la válvula de entrada y de dos válvulas de salida de una cámara de bombeo, mediante la cual se puede reducir la cantidad residual del medio bombeado y también el aire restante en la cámara de bombeo una vez finalizado el proceso de bombeo, siendo incluso posible un vaciado completo. Una de las válvulas de salida puede disponerse en la zona superior de la cámara de bombeo en relación con la dirección de la aceleración de la gravedad y la otra válvula de salida puede disponerse en la zona inferior de la cámara de bombeo en relación con la dirección de la aceleración de la gravedad. Aquí, la válvula de entrada se dispone desplazada con respecto a las válvulas de salida de una cámara de bombeo respectiva, de manera que las válvulas de salida puedan colocarse de forma ventajosa. Por ejemplo, la válvula de entrada puede disponerse junto a la inferior de las dos válvulas de salida o a un lado. Además de la posibilidad de vaciar y/o ventilar la bomba de membrana en especial automáticamente en la medida de lo posible, esta disposición permite una distribución mejorada del flujo con una estructura más sencilla de la bomba de membrana.

Según la invención, la bomba de membrana presenta al menos dos cámaras de bombeo, estando cada cámara de bombeo unida a una cámara de entrada respectiva a través de una válvula de entrada respectiva y a una cámara de salida a través de respectivamente dos válvulas de salida. Cada válvula de entrada presenta un orificio de entrada que puede cerrarse mediante un cuerpo de válvula de entrada respectivo y cada válvula de salida presenta un orificio de salida que puede cerrarse mediante un cuerpo de válvula de salida respectivo. Las válvulas de entrada se disponen en una cámara de entrada común. Así se puede simplificar la configuración y/o la construcción, siendo posible, especialmente en caso de bombas de membrana de construcción modular, utilizar una placa que también se haya utilizado previamente para bombas de membrana. Se puede conseguir una mejora con respecto a un vaciado residual, ventilación y/o pulsación simplemente modificando la disposición de las válvulas de salida y/o de entrada de la cámara de bombeo, sin tener que cambiar las placas que forman la cámara de entrada y/o la cámara de salida. Además, los costes de impermeabilización de una cámara de entrada pueden reducirse en comparación con la previsión de varias cámaras de entrada. En una forma de realización especialmente preferida, la cámara de entrada puede preverse fundamentalmente en el centro.

En una forma de realización preferida, las dos válvulas de salida y la válvula de entrada forman un triángulo en una proyección sobre un plano de proyección transversalmente al eje longitudinal de la cámara de bombeo. Gracias a la disposición desplazada de la válvula de entrada y de las dos válvulas de salida es posible optimizar el posicionamiento de la cámara de bombeo. Especialmente puede disponerse una válvula de salida en la zona inferior y otra válvula de salida en la zona superior de la cámara de bombeo, independientemente de la disposición de la válvula de entrada en la cámara de bombeo. La válvula de entrada puede disponerse en la zona inferior de la cámara de bombeo. La válvula de entrada puede disponerse más cerca de un eje central de la bomba de membrana que las válvulas de salida. En este caso, la disposición de las dos válvulas de salida y de la válvula de entrada permite una construcción sencilla de la bomba de membrana. Mediante la disposición de las dos válvulas de salida con la válvula de entrada formando un triángulo es posible que las proyecciones de una línea recta de unión de cada una de las dos válvulas de salida con la válvula de entrada de la cámara de bombeo sobre un plano de proyección transversalmente al eje longitudinal, teniendo el plano de proyección un punto en común con el eje longitudinal, presenten un ángulo diferente de 0 grados unas respecto a otras.

En el sentido de la descripción, el término "eje centrado" o "eje central" de la bomba de membrana comprende un eje que puede extenderse fundamentalmente transversal a la placa frontal, a la placa de válvula y/o a la placa final (el eje centrado o eje central puede extenderse fundamentalmente paralelo a la normal de la placa frontal, de la placa de válvula y/o de la placa final) y que puede disponerse fundamentalmente en el centro de una de las placas. En una forma de realización preferida, el eje centrado o eje central puede desarrollarse de forma centrada a través de una entrada dispuesta especialmente en el centro, especialmente en una placa frontal.

En el sentido de la descripción, el término "eje longitudinal" de la cámara de bombeo comprende un eje que se desarrolla en especial transversalmente a la placa de válvula (fundamentalmente paralelo a la normal de la placa de válvula). En este caso, el eje longitudinal se dispone fundamentalmente en el centro de la cámara de bombeo, en especial fundamentalmente en el centro de la membrana de bomba. El eje longitudinal de la cámara de bombeo se desarrolla fundamentalmente paralelo al eje central o eje centrado de la bomba de membrana.

En una forma de realización preferida, una proyección de líneas de unión rectas, que unen respectivamente entre sí válvulas de salida adyacentes, sobre un plano de proyección transversal al eje longitudinal de la cámara de bombeo está libre de puntos de intersección con válvulas de entrada. Es posible que, a pesar de preverse dos válvulas de salida por cámara de bombeo, las válvulas de salida estén dispuestas con respecto a la válvula de entrada, de manera que resulte una disposición de las válvulas de salida con respecto a la válvula de entrada que, además del vaciado residual pretendido, de la ventilación de la cámara de bombeo y de la estabilidad de bombeo, así como de la capacidad de bombeo, se pueda conseguir una estructura sencilla con respecto a la cámara de entrada o a la cámara de salida unidas durante el flujo a las válvulas de entrada y a las válvulas de salida, pudiéndose juntar las válvulas de entrada en una cámara de entrada común y/o pudiéndose juntar las válvulas de salida en una cámara de salida común.

La bomba de membrana presenta dos cámaras de bombeo y con especial preferencia tres, cuatro o más cámaras de bombeo. El volumen de estas cámaras de bombeo puede modificarse con especial preferencia cíclicamente, en especial periódicamente, mediante una fuerza externa. De forma especialmente preferible, al menos una pared del volumen de cámara está formada por una membrana fabricada preferiblemente de uno o varios materiales elásticos, por ejemplo, plástico, caucho, elastómero, silicona o un material equivalente que especialmente también puede comprender uno o varios materiales compuestos, a fin de aumentar la estabilidad y la vida útil. Si la pared formada por la membrana está diseñada de manera que pueda comprimir completamente el espacio previsto para la formación de la cámara de bombeo, la cámara de bombeo puede dimensionarse con respecto al volumen máximo de la cámara de bombeo a prever, de modo que este volumen máximo corresponda exactamente al volumen de fluido a bombear según lo previsto dentro de una carrera de bomba. Sin embargo, también son concebibles cámaras de bombeo (considerablemente) mayores que pueden, por ejemplo, mejorar el comportamiento del flujo, la eficiencia de la bomba de membrana o los costes de producción.

Un cuerpo de válvula en el marco de la descripción puede estar formado especialmente por una membrana elástica que, en caso de aplicación de una diferencia de presión adecuada, generalmente libera al menos parcialmente el orificio de válvula asignado al cuerpo de válvula. Los materiales para el cuerpo de válvula también pueden ser, por ejemplo, metales, pero especialmente también plástico, caucho, elastómero, silicona o un material equivalente que especialmente también puede presentar uno o varios materiales compuestos o estar formado por éstos. Al aplicarse una diferencia de presión en la dirección opuesta, el cuerpo de válvula cierra el orificio de válvula y/o se prevé un elemento tensor que actúa sobre el cuerpo de válvula y, si se encuentra fuera de la posición cerrada, lo pretensa en la posición cerrada en la que el cuerpo de válvula cierra el orificio de válvula. Por una membrana se entiende aquí especialmente una placa que normalmente presenta propiedades elásticas y/o de resorte, pudiendo estas propiedades elásticas y/o de resorte estar también presentes sólo en secciones, por ejemplo, en la zona marginal. La membrana puede ser plana por secciones, pero en una forma de realización preferida se ha realizado curvada en las secciones en las que impermeabiliza una cámara de bombeo, pudiendo así la sección realizada de forma curvada adaptarse a la carrera. Además, un control de válvula puede controlar la apertura y el cierre de las válvulas o influir en una optimización del proceso de bombeo.

Especialmente, la válvula de entrada y/o la válvula de salida son preferiblemente una válvula de paraguas. Por una válvula de paraguas se entiende una válvula en la que el cuerpo de válvula está formado por un paraguas.

En el marco de la descripción, la mención de un número incluye la previsión de exactamente el número de elementos indicado por el número, aunque no se excluyen otros elementos idénticos o similares. Por ejemplo, si la descripción indica que una cámara de bombeo presenta dos válvulas de salida, la cámara de bombeo puede presentar exactamente dos, pero también tres, cuatro o más válvulas de salida. Lo mismo se aplica a la válvula de entrada. Una cámara de bombeo puede presentar exactamente una válvula de entrada, dos, pero también tres, cuatro o más válvulas de entrada. Es posible que las cámaras de bombeo presenten un número diferente de válvulas de entrada y/o de salida.

Una cámara de entrada en el marco de la descripción funciona para mantener listo el fluido a bombear. El orificio de entrada puede configurarse directamente en una pared de la cámara de entrada. Así es posible una estructura compacta de la bomba de membrana, especialmente si, en una forma de realización preferida adicional, el orificio de entrada se abre directamente en la cámara de bombeo. Cabe la posibilidad de prever entre la cámara de entrada y la cámara de bombeo un canal de entrada que conecta la cámara de entrada con la cámara de bombeo. Esta opción permite configurar más libremente la posición de la cámara de entrada dentro de la bomba de membrana relativamente con respecto a la cámara de bombeo. En una forma de realización especialmente preferida, la cámara de entrada está conectada directamente a la cámara de bombeo a través del orificio de entrada sin la interposición de un canal de entrada, por lo que se puede prescindir de una configuración adicional de un canal de entrada.

Una cámara de salida en el marco de la descripción sirve para recoger y agrupar el fluido bombeado, especialmente para hacerlo pasar a una salida central de la bomba de membrana, especialmente en caso de varias cámaras de bombeo y/o válvulas de salida. El orificio de salida puede configurarse directamente en una pared de la cámara de salida. De este modo es posible un diseño compacto de la bomba de membrana, especialmente si, en otra forma de realización preferida, el orificio de salida se abre directamente en la cámara de bombeo. Cabe la posibilidad de prever entre la cámara de salida y la cámara de bombeo un canal de salida que conecta la cámara de salida con la cámara de bombeo. Así es posible configurar más libremente la posición de la cámara de salida dentro de la bomba de membrana relativamente con respecto a la cámara de bombeo. En una forma de realización especialmente preferida, la cámara de salida está conectada directamente a la cámara de bombeo a través del orificio de salida sin la interposición de un canal de salida, pudiéndose así simplificar la construcción de la bomba de membrana.

En una forma de realización preferida, una válvula de salida se dispone en una zona marginal de la cámara de bombeo y una válvula de salida se dispone en la zona marginal opuesta de la cámara de bombeo. Esta colocación permite posicionar eficazmente las válvulas de salida, a fin de conseguir un mejor vaciado residual del fluido y una mejor ventilación. Una de las zonas marginales puede ser una "zona superior" de la cámara de bombeo y la otra zona marginal puede ser una "zona inferior" de la cámara de bombeo. En el marco de la descripción, los términos "zona superior" y "zona inferior" comprenden dos zonas de la cámara de bombeo presentes en zonas marginales opuestas de la cámara de bombeo. El término "zona superior" comprende la colocación de la válvula de salida funcionalmente de manera que se prevea al menos un orificio de salida dispuesto lo más cerca posible del borde superior de la cámara de bombeo. La indicación de dirección "arriba" o "superior" se refiere a la dirección de aceleración de gravedad cuando la bomba de membrana está instalada y en posición de funcionamiento. La indicación de dirección zona "superior" describe una zona marginal de la cámara de bombeo que está más alejada en la dirección de aceleración de gravedad que la zona "inferior". La disposición de las válvulas de salida en la zona superior o inferior comprende un posicionamiento tal que uno o varios orificios de salida asignados a la válvula de salida se disponen en la zona marginal superior o inferior de la cámara de bombeo.

En una forma de realización preferida, la válvula de entrada se dispone más cerca del eje central de la bomba de membrana que las dos válvulas de salida. Como consecuencia, la cámara de entrada puede disponerse de forma centrada y rodeada por la cámara de salida, con lo que es posible disponer la cámara de salida por debajo de la cámara de entrada con respecto a la dirección de aceleración de gravedad, pudiéndose así mejorar aún más el vaciado residual de toda la bomba de membrana.

En una forma de realización preferida se prevén para la cámara de bombeo dos válvulas de salida desplazadas una respecto a otra en dirección vertical. De este modo se puede lograr una variabilidad en la disposición de la válvula de salida y de la válvula de entrada, lo que tiene un efecto beneficioso en el vaciado residual, la ventilación y la estabilidad de bombeo, así como en la capacidad de bombeo, dando también lugar a un diseño más sencillo de la bomba de membrana. En el marco de la invención, una línea vertical describe una línea que se desarrolla transversalmente al eje central de la bomba de membrana o transversalmente al eje longitudinal de la cámara de bombeo, pudiendo en especial la línea vertical desarrollarse paralela al eje de aceleración de gravedad, considerándose la bomba de membrana en estado montado y listo para el funcionamiento.

En una forma de realización preferida, la válvula de entrada de la cámara de bombeo se dispone de forma excéntrica en la sección transversal de la cámara de bombeo. Esta disposición permite un desplazamiento de la válvula de entrada que puede crear una elección lo más libre posible para la disposición de las dos válvulas de salida. Fundamentalmente, la válvula de entrada puede desplazarse en una zona de la cámara de bombeo, de manera que las válvulas de salida puedan posicionarse mejor y, al mismo tiempo, mejorar una unión de la cámara de bombeo a la cámara de entrada y a la cámara de salida mediante las válvulas de salida y la válvula de entrada. En el sentido de la descripción, el término "excéntrico" comprende una indicación de posición que corresponde fundamentalmente al centro de la sección transversal y/o al centro de gravedad de la sección transversal, considerándose a lo largo del eje longitudinal de la bomba de membrana y describiéndose en este sentido que la válvula de entrada no está situada en un eje a través del centro de la sección transversal o en un eje a través del centro de gravedad de la sección transversal.

En una forma de realización preferida, las válvulas de salida se disponen en forma circular o en forma de segmento circular. Las válvulas de salida pueden disponerse en una placa de válvula de forma fundamentalmente circular o de segmento circular, lo que simplifica la fabricación de la bomba de membrana. En una forma de realización especialmente preferida, las válvulas de salida se disponen de forma circular o de segmento circular alrededor de un eje central de la bomba de membrana. La disposición circular o de segmento circular de las válvulas de salida puede dar lugar a una cámara de salida con una configuración menos compleja. Gracias a una configuración de forma circular (de segmento circular), la cámara de salida puede presentar una invariancia rotacional.

En una forma de realización preferida, la bomba de membrana presenta más de una cámara de bombeo, presentando la disposición de la válvula de entrada y de las dos válvulas de salida de las cámaras de bombeo fundamentalmente una invariancia rotacional con respecto a un ángulo de menos de 360° sobre el eje central de la bomba de membrana. Si se utilizan varias cámaras de bombeo puede crearse una invariancia rotacional que, además de una estructura simple o una construcción sencilla, permita una manipulación sencilla o un montaje sencillo de la bomba de membrana. Por ejemplo, puede preverse que sea posible alcanzar una invariancia rotacional de 360°/número de cámaras de bombeo.

En una forma de realización preferida se prevé una cámara de salida de configuración anular. De este modo cabe la posibilidad de construir una bomba de membrana simple, pudiendo especialmente la cámara de salida rodear la cámara de entrada y pudiendo la impermeabilización de la cámara de salida limitarse, si es posible, a una sola cámara. Especialmente en caso de dos o más cámaras de bombeo puede preverse una cámara de salida común y una cámara de entrada común, rodeando la cámara de salida a la cámara de entrada y no disponiéndose ninguna zona de la cámara de salida entre dos cámaras de entrada. La forma de la cámara de salida y/o de la cámara de entrada puede ser una forma simple.

En una forma de realización preferida, la sección transversal de la cámara de bombeo presenta al menos una sección recta en una pared lateral. Así se puede ampliar la cámara de bombeo con respecto a una pared lateral completamente curvada. Una pared lateral completamente curvada en la zona superior o inferior permite colocaciones directas de las válvulas de salida, posicionándose una válvula de entrada en el punto más alto y la otra válvula de salida en el punto más bajo de la cámara de bombeo; aquí el aire queda atrapado o el fluido fluye, pero la ventilación o el vaciado residual también pueden conseguirse en caso de secciones rectas. A pesar de la forma impuesta de una pared lateral completamente curvada, se ha comprobado que con la disposición escalonada también se puede lograr una ampliación de la cámara de bombeo mediante una previsión de secciones rectas de la pared lateral, especialmente en la zona superior y/o inferior.

En una forma de realización preferida se prevén varias cámaras de bombeo y las cámaras de bombeo se disponen en una retícula de columnas y filas. En este caso, las cámaras de bombeo también pueden realizarse en diferentes planos. Mediante la disposición a modo de retícula de las cámaras de bombeo fundamentalmente unas encima de otras y unas debajo de otras se puede crear una disposición en la que una zona central puede desplazar la válvula de entrada, a fin de posicionar eficazmente las dos válvulas de salida.

La invención también propone un dispositivo para bombear fluidos con una bomba de membrana descrita en la descripción y/o en las reivindicaciones, previéndose una cabeza de bomba con una cámara de accionamiento y con un accionamiento e impermeabilizándose la cámara de bombeo con respecto a la cámara de accionamiento por medio de una membrana de bomba. Si se prevén dos o más cámaras de bombeo, las cámaras de bombeo pueden impermeabilizarse con respecto a la cámara de accionamiento respectivamente mediante una membrana de bomba. En una forma de realización preferida, la membrana de bomba puede desplazarse en un movimiento de bombeo axial periódico por medio de un elemento de bombeo asignado.

En el marco de la presente descripción, el término "orificio de salida" describe no sólo un único orificio, sino que también se utiliza para representar una suma de orificios individuales limitados entre sí. Según una forma de realización preferida, el orificio de salida está segmentado en varias secciones de orificio de salida separadas unas de otras transversalmente al eje longitudinal de la cámara de bombeo con respecto al plano de proyección. Las secciones de orificio de salida de una válvula de salida pueden ser preferiblemente circulares o en forma de segmento circular. En una forma de realización preferida, la pertenencia de las secciones de orificio de salida a una válvula de salida se consigue gracias a que las secciones de orificio de salida están cerradas por un cuerpo de válvula común. El orificio de salida o las secciones de orificio de salida pueden extenderse en una dirección, de manera que la extensión del orificio de salida o de la zona en la que están presentes las secciones de orificio de salida de una válvula de salida corresponda fundamentalmente a 1/5 hasta 1/3 de la anchura y/o altura de la cámara de bombeo. Así es posible conseguir un alto rendimiento de la bomba.

En el marco de la descripción, el término "orificio de entrada" no sólo comprende un único orificio, sino que el orificio de entrada puede estar formado por secciones de orificio de entrada limitadas entre sí. De acuerdo con una forma de realización preferida, el orificio de entrada está segmentado en varias secciones de orificio de entrada separadas unas de otras transversalmente al eje longitudinal de la cámara de bombeo en relación con el plano de proyección. Las secciones de orificio de entrada pueden disponerse preferiblemente en forma de círculo o de segmento circular en un plano de proyección transversalmente al eje longitudinal de la cámara de bombeo. En una forma de realización preferida, la pertenencia de las secciones de orificio de entrada a una válvula de entrada se consigue gracias a que las secciones de orificio de entrada se cierran mediante un cuerpo de válvula común.

Según una forma de realización preferida, la cámara de entrada presenta en su extremo inferior en la dirección vertical una pared configurada de manera que la pared termine fundamentalmente a ras con la parte inferior del orificio de entrada de al menos una válvula de entrada. Especialmente, una o varias válvulas de entrada situadas en la parte más inferior se transforman con su respectiva zona inferior de su respectivo orificio de entrada en la pared de la cámara de entrada, de manera que la cámara de entrada pueda vaciarse completamente a través de las válvulas de entrada y el fluido residual se transporte desde la cámara de entrada a la cámara de salida durante el proceso de bombeo.

Según una forma de realización preferida, la cámara de salida presenta en su zona inferior en la dirección vertical una pared configurada de manera que la pared termine fundamentalmente a ras con la parte inferior del orificio de salida de al menos una válvula de salida. Especialmente, una o varias válvulas de salida situadas en el punto más inferior se transforman con su respectiva zona inferior de su respectivo orificio de salida en la pared de la cámara de salida, de manera que la cámara de salida pueda vaciarse completamente a través de las válvulas de salida y el fluido residual se transporte durante el proceso de bombeo desde la cámara de salida fuera de la bomba de membrana.

En una forma de realización preferida, varias, especialmente todas, las válvulas de salida de la bomba de membrana se configuran del mismo modo y con especial preferencia presentan la misma forma del orificio de salida y/o la misma forma del cuerpo de válvula. En una forma de realización preferida, varias, especialmente todas, las válvulas de entrada de la bomba de membrana se configuran del mismo modo y presentan con especial preferencia la misma forma del orificio de entrada y/o la misma forma del cuerpo de válvula.

En una forma de realización preferida se prevé una placa de válvula de entrada dentro de la cual o en la cual las válvulas de entrada se disponen separadas espacialmente. En una forma de realización especialmente preferida, la bomba de membrana presenta cuatro cámaras de bombeo. En una realización preferida, la placa de válvula de entrada presenta cuatro válvulas de entrada separadas espacialmente. En una forma de realización muy especialmente preferida, la placa de válvula de entrada presenta cuatro válvulas de entrada separadas espacialmente y dispuestas a modo de anillo.

En una forma de realización preferida se prevé una placa de válvula de salida dentro de la cual o en la cual las válvulas de salida se disponen separadas espacialmente. En una forma de realización preferida, la bomba de membrana presenta cuatro cámaras de bombeo. En una forma de realización preferida, la placa de válvula de salida presenta ocho válvulas de salida separadas espacialmente. En una forma de realización muy especialmente preferida, la placa de válvula de salida presenta ocho válvulas de salida separadas espacialmente y dispuestas a modo de anillo.

En una forma de realización especialmente preferida se prevé una placa de válvula dentro de la cual o en la cual se realizan tanto las válvulas de entrada, como también las válvulas de salida.

Según una forma de realización preferida se prevén una placa frontal, también denominada carcasa de bomba, y una placa de válvula. La placa de válvula puede disponerse entre, por un lado, la placa frontal y, por el otro lado, una parte de soporte de membrana que soporta la membrana de bomba, por ejemplo, una cubierta de carcasa de membrana. La cámara de entrada o las cámaras de entrada puede/pueden configurarse, al menos parcialmente, en la placa frontal. La cámara de entrada o las cámaras de entrada puede/pueden están formadas por el contacto entre la placa frontal y la placa de válvula, cubriendo la placa de válvula por el lado trasero las escotaduras formadas en la placa frontal. La cámara de salida puede configurarse, al menos parcialmente, en la placa frontal. La cámara de salida o las cámaras de salida están formadas por el contacto entre la placa frontal y la placa de válvula, cubriendo la placa de válvula por el lado trasero las escotaduras formadas en la placa frontal. La válvula de entrada o las válvulas de entrada y las válvulas de salida pueden disponerse en la placa de válvula. La cámara de bombeo o las cámaras de bombeo pueden configurarse, al menos parcialmente, en la placa de válvula. Para una fabricación sencilla y económica, la placa de válvula puede configurarse fundamentalmente plana. Puede preverse un perfilado por el lado de los bordes, especialmente para interactuar con un perfilado correspondiente en la placa frontal.

La invención se explica a continuación más detalladamente a la vista de los dibujos que representan dos ejemplos de realización de la invención. Se muestra en la:

Figura 1 una vista frontal de una cabeza de bomba de una bomba de membrana según la invención (sin accionamiento);

Figura 2 una vista lateral en sección a lo largo de la línea A-A de la figura 1;

Figura 3 una vista trasera de una placa de válvula de la bomba de membrana;

Figura 4 una vista trasera de una placa de válvula seccionada a lo largo de la línea A-A en la figura 4; y

Figura 5 un dispositivo para transportar un fluido.

La figura 1 muestra la cabeza de bomba 2 de una bomba de membrana 1. La bomba de membrana 1 forma una parte de un dispositivo para el transporte de un fluido.

Como puede verse en la figura 2, la cabeza de bomba 2 presenta una placa frontal 3, también denominada carcasa de cámara, una placa de válvula 4, así como una placa final 5, también denominada soporte de membrana, con membranas de bombeo 6 unidas mediante elementos de bombeo a un disco oscilante no representado en la figura 2.

En esta forma de realización se prevé en la placa frontal 3 una entrada central 7 que desemboca en una cámara de entrada central 8. En la placa frontal 3 se prevé una salida 9 unida a una cámara de salida 10 que, en esta forma de realización, rodea a modo de anillo la cámara de entrada 8.

La placa de válvula 4 se dispone entre la placa frontal 3 y la placa final 5. La placa de válvula 4 presenta cuatro cámaras de bombeo 12 en su lado trasero 11 orientado hacia la placa final 5. Las cámaras de bombeo 12, abiertas hacia la placa final 5, están cerradas o limitadas respectivamente por una membrana de bomba 6. Las membranas de bomba 6 se disponen entre la placa final 5 y la placa de válvula 4. Un reborde 13 de la membrana de bomba 6, que en esta forma de realización se configura anular, se dispone en una ranura 14 de la placa de válvula 4 dispuesta alrededor de la cámara de bombeo 12.

La placa de válvula 4 cierra la cámara de entrada 8 de la placa frontal 3, así como la cámara de salida 10 de la placa frontal 3. La placa de válvula 4 presenta cuatro válvulas de entrada 15 configuradas como válvulas de paraguas. La cámara de entrada 8 está unida a la cámara de bombeo 12 por medio de un orificio de entrada 16 asignado a la válvula de entrada 15. El orificio de entrada 16 está segmentado y presenta varias secciones de orificio de entrada 16a.

La placa de válvula 4 impermeabiliza la cámara de salida anular 10 de la placa frontal 3. La placa de válvula 4 se configura fundamentalmente plana y presenta ocho válvulas de salida 17 correspondientes a la cámara de salida 10 y configuradas también como válvulas de paraguas. El orificio de salida 18 de la válvula de salida 17 está formado por secciones de orificio de salida 19.

Se prevé una válvula de entrada 15 para cada cámara de bombeo 12. Cada cámara de bombeo 12 presenta dos válvulas de salida 17.

Como se representa en la figura 3, las dos válvulas de salida 17 y la válvula de entrada 15 forman un triángulo en una proyección, sobre un plano de proyección transversalmente al eje longitudinal L de la cámara de bombeo 12, que se desarrolla fundamentalmente paralela a un eje central M de la bomba de membrana 1.

En la figura 3 también puede verse que las válvulas de salida 17 adyacentes en la placa de válvula 4 pueden unirse a líneas de unión rectas, estando una proyección de éstas, sobre un plano de proyección transversalmente al eje longitudinal L de la cámara de bombeo 12, libre de puntos de intersección con las válvulas de entrada 15.

Las dos válvulas de salida 17 de una cámara de bombeo se disponen en zonas marginales opuestas de la cámara de bombeo 12. Una de las dos válvulas de salida 17 se dispone en una zona superior de la cámara de bombeo 12, mientras que la otra de las dos válvulas de salida 17 se dispone en una zona inferior de la cámara de bombeo 12. Por medio de la válvula de salida superior de las dos válvulas de salida 17 es posible una ventilación de la cámara de bombeo 12. Por medio de la válvula de salida inferior de las dos válvulas de salida 17 es posible un vaciado residual. La válvula de entrada 15 de una cámara de bombeo 12 se dispone desplazada lateralmente con respecto a una de las dos válvulas de salida 17. En este caso, las válvulas de entrada 15 se disponen más cerca del eje central M de la bomba de membrana 1 que las válvulas de salida 17 de las cámaras de bombeo 12.

Las dos válvulas de salida 17 de una cámara de bombeo 12 se disponen desplazadas entre sí con respecto a una vertical que se desarrolla fundamentalmente a lo largo de la sección A-A o paralelamente a la misma. La válvula de entrada 15 se dispone excéntricamente con respecto a la sección transversal de la cámara de bombeo 12.

Las válvulas de salida 17 de la bomba de membrana 1 se disponen en círculo alrededor del eje central M de la bomba de membrana 1.

Con respecto a la placa de válvula 4, existe una invariancia rotacional de 90° alrededor del eje central M de la bomba de membrana 1. Como también puede verse en la figura 3, las cuatro cámaras de bombeo 12 están dispuestas en una retícula de columnas y filas, disponiéndose las cámaras de bombeo 12 unas encima de otras y unas al lado de otras.

En la figura 4 se puede ver una sección transversal de las cámaras de bombeo 12 para otro ejemplo de realización de la bomba de membrana 1 cuya configuración difiere de la mostrada en la figura 3. A excepción de la sección transversal de las cámaras de bombeo 12, las formas de realización son por lo demás idénticas y corresponden unas a otras, por lo que aquí no es necesaria una repetición. En el ejemplo de realización representado en la figura 4, la sección transversal de la cámara de bombeo 12 presenta secciones rectas 20 en la pared lateral de la cámara de bombeo 12 que tiene un punto de intersección con la vertical y/u horizontal de una sección transversal de la cámara de bombeo 12.

El disco oscilante 21 representado en la figura 5 está unido a un pivote 23 de un árbol de accionamiento 24 a través de un rodamiento de bolas 22. En este caso, el pivote 23 está inclinado con respecto al eje longitudinal 25 del árbol de accionamiento 24, a fin de generar un movimiento oscilante del disco oscilante 21. La unión entre el eje de accionamiento y el disco oscilante 21 se dispone en la zona de una cámara de accionamiento 26 prevista delante de la placa final 5. La cámara de entrada 8 se impermeabiliza con respecto a la cámara de salida 10 mediante una junta 27 configurada en el ejemplo como un anillo obturador de cordón. El límite exterior de la cámara de salida 10 se impermeabiliza mediante una junta 28 también configurada en el ejemplo como un anillo obturador de cordón.

Al girar el árbol de accionamiento 24 alrededor de su eje longitudinal 25, los discos oscilantes 21 realizan un movimiento oscilante giratorio, debido a la inclinación del pivote 23, sin girar con el árbol de accionamiento 24. El movimiento oscilante del disco oscilante 21 provoca un movimiento de bombeo axial periódico de las membranas de bomba 6 que genera una presión negativa en las cámaras de bombeo 12 alternativamente en el ciclo de succión mediante el movimiento en la dirección de la cámara de accionamiento 26 y una sobrepresión en el ciclo de descarga mediante un movimiento en la dirección de la placa frontal 3.

Como consecuencia de la respectiva disposición en la parte inferior del paraguas de válvula de la válvula de entrada 15, la válvula de entrada 15 se abre y la correspondiente válvula de salida 17 se cierra automáticamente cuando hay una presión negativa en la cámara de bombeo 12 asignada. En caso de sobrepresión en la cámara de bombeo 12, la válvula de entrada 15 asignada se cierra y la válvula de salida 17 correspondiente se abre automáticamente. De este modo, el medio bombeado se transporta fuera de la cámara de bombeo 12 a través de la cámara de salida 10 hasta la salida 9.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Bomba de membrana (1) con al menos dos cámaras de bombeo (12), estando las cámaras de bombeo (12) unidas respectivamente mediante una válvula de entrada (15) a una cámara de entrada común (8) y estando unidas respectivamente mediante dos válvulas de salida (17) a una cámara de salida (10), presentando la válvula de entrada (15) un orificio de entrada (16) que se puede cerrar por medio de un cuerpo de válvula de entrada y presentando cada válvula de salida (17) un orificio de salida (18) que se puede cerrar por medio de un cuerpo de válvula de salida respectivo.

2. Bomba de membrana (1) según la reivindicación 1, formando las dos válvulas de salida (17) y la válvula de entrada (15) un triángulo en una proyección sobre un plano de proyección transversalmente al eje longitudinal (L) de la cámara de bombeo (12).

3. Bomba de membrana (1) según la reivindicación 1 o 2, estando una proyección de líneas de unión rectas que unen válvulas de salida (17) adyacentes, sobre un plano de proyección transversalmente al eje longitudinal (L) de la cámara de bombeo (12), libre de puntos de intersección con válvulas de entrada (15).

4. Bomba de membrana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, disponiéndose una válvula de salida (17) en una zona marginal de la cámara de bombeo (12) y disponiéndose una válvula de salida (17) en la zona marginal opuesta de la cámara de bombeo (12).

5. Bomba de membrana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, disponiéndose la válvula de entrada (15) más cerca del eje central (M) de la bomba de membrana (1) que las dos válvulas de salida (17).

6. Bomba de membrana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, configurándose la cámara de entrada (8) y la cámara de salida (10), al menos parcialmente, en una placa frontal (3).

7. Bomba de membrana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, presentando las cámaras de bombeo (12) respectivamente una válvula de entrada (15) dispuesta excéntricamente en la sección transversal de la respectiva cámara de bombeo (12).

8. Bomba de membrana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 7, presentando la disposición de la respectiva válvula de entrada (15) y de las respectivas dos válvulas de salida (17) de las respectivas cámaras de bombeo (12) fundamentalmente una invariancia rotacional con respecto a un ángulo inferior a 360° alrededor del eje central (M).

9. Bomba de membrana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 8, configurándose una cámara de salida (10) a modo de anillo.

10. Bomba de membrana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 9, presentando la sección transversal de la cámara de bombeo (12) al menos una sección fundamentalmente recta en una pared lateral.

11. Bomba de membrana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10, disponiéndose las cámaras de bombeo (12) en una retícula de columnas y filas.

12. Dispositivo para transportar fluidos con una bomba de membrana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 11, previéndose una cabeza de bomba (2) con una cámara de accionamiento (26) y con un accionamiento, estando la cámara de bombeo (12) impermeabilizada con respecto a la cámara de accionamiento (26) por medio de una membrana de bomba (6).