DE3906489A1 - Luftbetaetigte pumpe - Google Patents

Description

Luftbetätigte Doppelmembranpumpen sind im Stand der Technik bekannt. Derartige Pumpen sind allgemein dafür geeignet, Ma­ terial aus Fässern oder anderen Behältern herauszupumpen. Solche Pumpen sollten leicht und kostengünstig herzustellen, wartungsfreundlich und bei einer Vielzahl von Materialien verwendbar sein sowie eine lange Lebensdauer besitzen. Da die Membranen Rippen auf ihrem Material aufweisen, führt eine derartige Konstruktion zwangsläufig zu einer zunehmenden Ab­ nutzung des Materials, was jedoch im Gegensatz zur gewünsch­ ten Lebensdauer steht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Membranpumpe anzugeben, die leicht zu bedienen und kostengünstig herzustellen ist und trotzdem eine lange Betriebslebensdauer aufweist.

Eine luftbetätigte Doppelmembranpumpe ist so ausgelegt, daß sie zum größten Teil aus Kunststoff gegossen ist, wodurch man ein geringes Gewicht, chemische Kompatibilität und günstige weitere Herstellbedingungen erhält. Die Pumpe ist so konstru­ iert, daß vier Rückschlagventile leicht durch einfaches Her­ ausdrehen eines Einsatzes entfernbar sind, wobei man nach dem Herausdrehen des Einsatzes die gewünschten Teile, die zu rei­ nigen oder in anderer Weise zu warten sind, einfach heraus­ zieht. Ein entfernbarer Sitz hält eine Rückschlagkugel des Rückschlagventils und wird seinerseits durch einen Drahtkäfig in Lage gehalten, der wiederum durch den eingeschraubten Ein­ satz gehalten wird.

Das in der Pumpe vorgesehene Luftventil besitzt eine übliche Spule, die an jedem Ende Abschnitte mit einem ersten und ei­ nem zweiten Durchmesser besitzt, und einen Übergangsbereich, der beide Durchmesserbereiche verbindet. In dem Gehäuse des Luftventils ist eine U-Schalendichtung vorgesehen, deren of­ fene Fläche zu dem größeren der beiden Durchmesser weist, so daß, wenn der Übergangsbereich in Kontakt mit der Dichtung tritt, er das offene Ende des U berührt, statt des geschlos­ senen Endes, wie es üblicherweise der Fall ist.

Die Membranen, die in der Pumpe verwendet werden, können aus einem Kunststoffmaterial, wie z.B. Teflon (Warenzeichen der Fa. DuPont) gebildet sein, und besitzen allgemein eine koni­ sche Gestalt mit einem Öffnungswinkel. Eine Vielzahl von Wel­ len ist auf jeder Seite des Winkels vorgesehen, wobei die Membran aus einem Material allgemein gleichförmiger Dicke ge­ formt ist. Diese Konstruktion führt zu einer wesentlich ver­ längerten Betriebslebensdauer und verringert den Materialbe­ darf zum Gießen.

Ein Ansaugrohr erstreckt sich im wesentlichen von der Grund­ platte der Pumpe nach unten und führt durch einen Spundstop­ fen mit einer ausmittigen Öffnung. Die Öffnung dichtet das Ansaugrohr ab; durch Verdrehen des mit der ausmittigen Öffnung versehenen Spundstopfens in dem Spundloch kann die Pumpe eng gegen den Rand des Fasses oder eines beliebigen Behäl­ ters, aus dem Material ausgepumpt werden soll, angelegt wer­ den. Die Füße der Pumpe sind abgerundet, um eng und genau ge­ gen einen üblicherweise bei Fässern vorgesehenen Randsteg an­ zuliegen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Pumpe auf einem Faß montiert;

Fig. 2 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 3 eine Endansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4 ein Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3,

Fig. 5 ein Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 2,

Fig. 6 ein Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 3,

Fig. 7 ein Schnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 6, und

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Spundstopfens der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Pumpe 10 in perspektivischer Ansicht auf einem Faß 12 montiert dargestellt. Das Faß 12 hat einen Rand­ steg 14 und ein Spundloch 16. Ein Spundstopfen 16, der eben­ falls Teil der Erfindung ist, kann in die Öffnung des Spundl­ ochs 16 eingeschraubt sein und weist eine ausmittige Öffnung 20 mit Dichtmitteln 22 in Form von federnden Lippen auf, die ein Ansaugrohr 24 umgreifen, das sich von der Pumpe 10 nach unten erstreckt. Durch Verdrehen des Spundstopfens 18 in der Spundöffnung 16 kann die Pumpe 10 gegen den Randsteg 14 posi­ tioniert werden, so daß Füße 26 eng gegen den Randsteg 14 an­ liegen und auf diese Weise die Pumpe 10 bezüglich des Fasses 12 sicher gehalten wird. Diese Anordnung ist ebenfalls in den Fig. 6 und 7 dargestellt, während das Detail des Spundstop­ fens in Fig. 8 gezeigt ist.

Allgemein weist die Doppelmembranpumpe 10 einen konventionel­ len Aufbau auf und ist mit Ausnahme der Merkmale, die im fol­ genden näher erläutert werden, bekannt. Die Pumpe ist so aus­ gelegt, daß sie besonders geeignet ist, aus einem Kunststoff­ guß hergestellt zu werden. Diesbezüglich sind besondere Merk­ male vorgesehen. Es wird hier insbesondere auf die Rück­ schlagventile 28 verwiesen, die im Detail in den Fig. 4 und 6 dargestellt sind und im folgenden näher erläutert werden.

Die Pumpe 10 weist ein Gehäuse 38 auf, in dem ein erster Ka­ nal 30 einen Anschluß an eine Pumpenkammer 32 herstellt. In dem ersten Kanal 30 ist ein Kugelkäfig 34 angeordnet, der auf einer im Kanal 30 umlaufenden Schulter 36 sitzt. Der Käfig 34 weist eine Innenbohrung auf, die so bemessen ist, daß die Rückschlagkugel 40 des Rückschlagventils aufgenommen werden kann. Dichtungen 42 stellen sicher, daß um die Rückschlagven­ tilanordnung 28 herum kein Leck auftreten kann. Oben auf dem Kugelkäfig 34 liegt eine perforierte Platte 44 auf und hält die Rückschlagkugel 40 in Position. Ein zweiter Kanal 46 schneidet den ersten Kanal 30, wobei am Ort des Schnitts ein Käfigteil 48 einen Fluiddurchgang zwischen den beiden Kanälen sicherstellt und die Halterung der perforierten Platte 44 und des Kugelkäfigs 34 sicherstellt. Der Käfig 48 wird durch einen Schraubeinsatz 50, der in einer Ausgangsöffnung des Ka­ nals 30 aus dem Gehäuse 38 eingeschraubt ist, in Lage gehal­ ten. Wenn es gewünscht wird, die Rückschlagventilanordnung 28 zu warten oder auszuwechseln, wird der Einsatz 50 einfach herausgeschraubt, der Käfig 48, die perforierte Platte 44 und der Käfig 34 zusammen mit der Rückschlagkugel 40 entfernt. Falls erforderlich, können die Komponenten ersetzt, gesäubert oder in anderer Weise gewartet werden. Dies unterscheidet sich von den bekannten Membranpumpen, die im wesentlichen eine vollständige Demontage der Pumpe erfordern, um Zugang zu den Rückschlagventilen zu erhalten. Der Zusammenbau erfolgt in der umgekehrten Reihenfolge.

Es wird nun auf Fig. 6 bezug genommen. Die in dieser Figur dargestellte Membran 54 weist allgemein eine konische Gestalt auf und besitzt einen Hubwinkel α sowie auf jeder Seite eine Vielzahl von Wellungen 56. Die Membran 54 wird von einem all­ gemein ebenen Materialbogen gebildet, der im wesentlichen über die gesamte Oberfläche eine gleiche Dicke besitzt.

In Fig. 5 ist ein Luftventil 58 mit einer Spule 80 im Detail dargestellt. Zunächst wird das Luftventil 58 durch ein nicht dargestelltes Pilotventil betätigt. Solch ein Pilotventil kann bekannter konventioneller Art sein; es stellt durch die Piloteingänge 60 im Gehäuse 62 Signale bereit. Das Gehäuse 62 ist ebenfalls mit Eingängen 64, 66, 68, 70 und 72 ausgestat­ tet. Der Eingang 68 ist mit einer Quelle unter Druck stehen­ der Luftströmung verbunden, welche die Pumpe betätigt. Die Eingänge 64 und 72 sind beide mit einem Auslaß verbunden, bei dem es sich um einen Schalldämpfer handeln kann, beispiels­ weise mit 74 in Fig. 3 dargestellt. Die Eingänge 66 und 70 sind jeweils auf der Luftseite A und B der Membranen 54 mit den Luftkammern 76 und 78 verbunden. Somit steht, wie in Fig. 5 dargestellt, Anschluß 70 mit Anschluß 72 in Verbindung, wo­ bei die B-Seite 78 der Pumpe 10 ausgeblasen wird. Ähnlich ist die A-Seite 76 über den Eingang 66 durch Druckluft aus dem Kanal 68 druckbeaufschlagt. Wenn die Spule 60 aus der in Fig. 5 dargestellten Position sich nach unten schiebt, wird eine umgekehrte Verbindung hergestellt, nämlich die Einlässe 68 und 70 sowie die Einlässe 64 und 66 miteinander verbunden. Die Spule 60 besitzt an zwei Stellen einen ersten größeren Durchmesser 62 und einen zweiten kleineren Durchmesser 84, welche Bereiche durch einen Übergangsbereich 86 miteinander verbunden sind. U-Schalenförmige Dichtungen sind in dem Ge­ häuse 62 angeordnet und gegen den Mitteleinlaß 68 des Luft­ ventils 58 gerichtet. Dadurch weist jede Dichtung 88 mit der Öffnung des U, wenn sie in Kontakt mit dem Übergangsbereich 86 tritt, zum ersten großen Durchmesser 82 hin. Diese Anord­ nung stellt einen wirksamen Dichtungsmechanismus mit langer Lebensdauer sicher und steht im Gegensatz zu der Norm, die im Stand der Technik verwendet wird, bei welcher derartige Dich­ tungen allgemein in der zur dargestellten entgegengesetzten Richtung angeordnet sind.

Es können verschiedene Änderungen und Varianten an der Mem­ branpumpe durchgeführt werden, ohne den Schutzbereich der Er­ findung, wie er durch die Ansprüche definiert ist, zu verlas­ sen.

Die Doppelmembranpumpe 10 ist ausgelegt, nahezu vollständig aus Kunststoff gegossen zu werden. Sie ist mit von außen zu­ gänglichen und von außen zu wartenden Rückschlagventilen 28 ausgerüstet, die keine wesentliche Demontage der Pumpe selber erfordern. Die Pumpe ist mit Membranen 54 ausgestattet, die aus einem Material gleichförmiger Dicke gebildet ist und Wel­ len aufweist, die auf jeder Seite des Erhebungswinkels der unbelasteten Membran gleichmäßig verteilt sind. Die Pumpe ist dazu ausgelegt, auf ein Faß montiert zu werden, und besitzt einen Satz abgerundeter Füße, um eng an einen umlaufenden Steg des Fasses anzuliegen. Die Pumpe ist mit einem Ansaug­ rohr versehen, das in einen Spundstopfen mit einer exzentri­ schen Öffnung eingepaßt ist, wobei die Öffnung das Ansaugrohr ergreift und hält und wobei der Stopfen gedreht werden kann, um die Pumpe eng gegen den Randsteg des Fasses anzulegen. Ein in dem Gehäuse aufgenommenes Luftventil der Pumpe ist mit einer U-Schalendichtung ausgerüstet. Die Spule des Luftventils der Pumpe bewegt sich derart, daß ein Übergangsbereich zwischen zwei Steuerabschnitten der Spule, d.h. zwischen einer geöffne­ ten und einer geschlossenen Stellung, das offene Ende der U- Schalendichtung kontaktiert, anstelle des geschlossenen En­ des, wie es üblicherweise der Fall ist.

Claims (8)

1. Pumpe mit mindestens einer Membran, zum Einsatz auf ei­ nem mit einem Randsteg und einer Öffnung versehenen Faß, ge­ kennzeichnet durch
ein Gehäuse,
zumindest zwei von dem Gehäuse nach unten abstehenden Füßen (26) mit Abmessungen, um sicher mit dem Randsteg (26) zusam­ menzuwirken,
eine von dem Gehäuse nach unten herabhängenden Ansaugrohr (24) und
ein in eine Spundöffnung (16) im Faß einschraubbaren und mit einer ausmittigen Öffnungen (20) versehenen Spundstopfen (18), wobei die Öffnung (20) Mittel aufweist, um das Ansaug­ rohr (24) zu greifen und abzudichten, und die Pumpe durch Verdrehen des Spundstopfens sicher gegen den Randsteg so ge­ halten werden kann, daß die Füße fest gegen diesen Randsteg drücken.

2. Membranpumpe, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Membran (54) im wesentlichen von koni­ scher Gestalt ist und eine Vielzahl von konzentrischen Wellen (56) aufweist, die auf jeder Seite der konischen Gestalt al­ ternieren, wobei die Membran aus einem Material im wesentli­ chen gleichförmiger Dicke hergestellt ist.

3. Pumpe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit mindestens einem Rückschlagventil (28), dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rückschlagventil (28) von außen zugänglich ist.

4. Pumpe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch:

• - einen ersten Kanal (30) im Gehäuse (38), der mit einem Ende zu einer Außenöffnung (52) führt,
• - einen in dem ersten Kanal (30) angeordneten Sitz (36),
• - einen zweiten Kanal (46), der den ersten Kanal (30) in der Mitte zwischen der Außenöffnung (52) und dem Sitz (36) schneidet,
• - einen am Ende des ersten Kanals (30) angeordneten entfern­ baren Einsatz (50),
• - eine in dem ersten Kanal (30) zwischen dem Einsatz (50) und dem Sitz (36) angeordnete Rückschlagkugel (40) und
• - Mittel zum Halten der Rückschlagkugel (40) in dem ersten Kanal (30), wobei der Sitz (36), die Rückschlagkugel (40) und die Rückhaltemittel aus dem ersten Kanal (30) durch die Außenöffnung entfernbar sind.

5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Kanal (30) eine Schulter oder ein Absatz vorgese­ hen ist, auf der der Sitz (36) angeordnet ist.

6. Pumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal (30) im wesentlichen geradlinig verläuft.

7. Pumpe nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Haltemittel einen Käfig (48) umfassen, der zwischen dem Einsatz (50) und dem Sitz (36) an­ geordnet ist und einen Durchfluß zum zweiten Kanal (46) er­ möglicht.

8. Pumpe, insbesondere wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 beschrieben, mit einem Luftventil, gekennzeichnet durch:

• - ein Gehäuse (62) mit einem ersten und zweiten Ende,
• - eine in dem Gehäuse angeordnete hin- und herbewegbare Spule (80) mit Bereichen unterschiedlichen Durchmessers, z.B. einem ersten und einem zweiten Durchmesser (82; 84) und einem glat­ ten Übergangsbereich (86) zwischen den Bereichen unterschied­ lichen Durchmessers, wobei der erste Durchmesser größer ist als der zweite Durchmesser, und
• - eine U-Schalendichtung (88) in dem Gehäuse, wobei das U der Dichtung in Richtung des ersten Durchmessers weist, wenn der Übergangsbereich (86) in Kontakt mit der Dichtung tritt.