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EP2085614A1 - Fördervorrichtung, insbesondere Doppel-Membran-Kolbenpumpe - Google Patents

Fördervorrichtung, insbesondere Doppel-Membran-Kolbenpumpe Download PDF

Info

Publication number
EP2085614A1
EP2085614A1 EP08001762A EP08001762A EP2085614A1 EP 2085614 A1 EP2085614 A1 EP 2085614A1 EP 08001762 A EP08001762 A EP 08001762A EP 08001762 A EP08001762 A EP 08001762A EP 2085614 A1 EP2085614 A1 EP 2085614A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conveying device
piston
pressure
housing
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP08001762A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2085614B1 (de
Inventor
Karsten Jüterbock
Daniele Foffano
Angelo Basso
Davide Galvani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
J Wagner AG
Original Assignee
J Wagner AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by J Wagner AG filed Critical J Wagner AG
Priority to DE502008002938T priority Critical patent/DE502008002938D1/de
Priority to AT08001762T priority patent/ATE503112T1/de
Priority to EP08001762A priority patent/EP2085614B1/de
Priority to ES08001762T priority patent/ES2363883T3/es
Priority to US12/319,829 priority patent/US8313313B2/en
Publication of EP2085614A1 publication Critical patent/EP2085614A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2085614B1 publication Critical patent/EP2085614B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/06—Pumps having fluid drive
    • F04B43/073—Pumps having fluid drive the actuating fluid being controlled by at least one valve
    • F04B43/0736—Pumps having fluid drive the actuating fluid being controlled by at least one valve with two or more pumping chambers in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/0009—Special features
    • F04B43/0081—Special features systems, control, safety measures
    • F04B43/009—Special features systems, control, safety measures leakage control; pump systems with two flexible members; between the actuating element and the pumped fluid

Definitions

  • the invention relates to a conveying device, by means of which stored in a reservoir fluids or free-flowing materials are metered dosed to a spray gun, according to the preamble of claim 1.
  • This membrane piston pump consists of a piston rod, at the two free ends of which a diaphragm is fixedly connected to the piston rod.
  • the outer region of the respective membrane is clamped in a housing of the conveying device, so that between the firmly clamped region and the piston rod fixed to the central region of the membrane, a flexible annular region is present, through which the axial movements of the piston rod relative to the housing are compensated.
  • a reciprocating piston is mounted, sucked by the fluid or the flowable material from the reservoir into a trapping space enclosed by the membrane and the housing and dosed out of this is expressed to a spray gun.
  • a piston is fixedly connected to the piston rod between the two diaphragms.
  • the distance between the piston and the respective membrane is sized equal.
  • the piston includes, together with a first and a second housing portion, a pressure space into which compressed air is introduced via a valve in turn, so that the piston between two dead points, which are formed essentially by the first and the second housing portion, reciprocally movable is.
  • the flexibly formed annular region of the membrane should be held out of the delivery chamber and not snap into it.
  • the flexible annular area of the membrane is also sucked into the control room and held in this area in order to prevent the ring area from snapping into the delivery space.
  • the flow of the fluid or the material is independent of the flow of the working medium for the drive of the piston is adjustable, because the control room is arranged between the delivery and the pressure chambers of the drive piston and these are therefore spatially separated from each other. As a result of this spatial separation, the operational safety of the conveyor device is advantageously increased, because leaked fluid or material can be collected by the control room without this entering the pressure chamber.
  • a conveyor device 1 can be seen, through which a stored in a reservoir 9 fluid 10 can be metered or promoted to a spray gun 11 or to a discharge pump.
  • the spray gun 11 is usually carried out as a manual working device, which manually operates a user and with this the fluid 10, for example, paints, coatings, dispersions, solvents, coating material or the like., Can be applied to a surface.
  • the adjustable conveying speed of the conveying device 1 while the flow rate of the fluid 10 is controlled.
  • the conveyor may also be used to pump materials from a low to a higher pressure level, for example, to facilitate the transport of materials over longer distances in pipelines.
  • the conveyor 1 For conveying the fluid 10 from the reservoir 9 to the spray gun 11, the conveyor 1 consists of a housing 2, which is divided in its central region in two housing sections 3 and 4. Through the housing 2, a piston rod 5 is held axially movable; the piston rod 5 thus moves back and forth between two dead centers, which are formed by the housing sections 3 and 4.
  • two pistons 7 and 8 are spaced therefrom and mounted parallel to one another.
  • the outer housing portion 3 forms together with the respective piston 7 or 8 a pressure chamber 21 and.
  • a further pressure chamber 22 or 22 ' is enclosed together with the respective pistons 7 or 8.
  • a pressure line 17 or 17 ' which is connected in each case to a switching valve 18.
  • a working fluid 19 for example hydraulic oil, a gaseous substance or a gas / liquid mixture, in the pressure chamber 21 and 21 'or 22 and 22' is pressed.
  • the two faces of the pistons 7 and 8 are therefore alternately acted upon by a compressive force, which thus acts on the pistons 7 and 8 and through which the piston rod 5 between the two enclosed by the housing sections 3 and 4 and predetermined dead points is movable.
  • a delivery line 23 and 39 is provided, which opens on the input side into the reservoir 9 and communicates with this and the output side is connected to the spray gun 11.
  • two reciprocating pistons 25 are attached to the two free ends of the piston rod.
  • a membrane 12 or 13 is kept positioned.
  • nut 27 of the reciprocating piston 25 is clamped to this, whereby the membrane 12 or 13 is fixed.
  • the membranes 12 and 13 are divided into three areas, namely in a central region 14 which is fixedly connected to the piston rod 5, so that the of the Piston rod 5 outgoing axial movements are transmitted to the diaphragm 12 and 13, in an outer region 15 which is firmly clamped in the housing 2 and in a disposed between the central region 14 and the outer region 15 flexible annular portion 16 through which axial movements of the piston rod 5 is compensated.
  • the delivery line 23 opens into a delivery chamber 20, which is enclosed by the housing 2 and the respective membrane 12 and 13, respectively.
  • FIG. 1 illustrated operating position of the conveyor device 1 corresponds to a middle position.
  • the membrane 13 is moved away from the delivery chamber 20 so that a negative pressure is created in the delivery chamber 20, through which the fluid 10 accommodated in the storage container 9 is sucked out of this delivery chamber 20 assigned to the membrane 13.
  • the reciprocating piston 25 and the flexible annular region 16 of the membrane 12 act on the fluid 10 present in the delivery chamber 20, which is associated with this membrane 12, in such a way that an overpressure arises in the delivery chamber 20, through which the fluid 10 sucked into it is pressed by the delivery line 39 to the spray gun 11.
  • the transition regions between the delivery line 39 and the two delivery chambers 20 are each closed with a check valve 24 in order to ensure a reliable operation of the delivery device 1, ie, a backflow of the working medium 19 is to be avoided.
  • FIG. 2 the conveyor device 1 is shown in a second operating position.
  • the membrane 12 is in its upper dead center.
  • the fluid 10 sucked into the delivery chamber 20 assigned to the diaphragm 12 has been completely pressed out of it into the delivery line 39 on the delivery line and the delivery chamber 20 assigned to the diaphragm 13 is completely filled with fluid 10.
  • the switching valve 18 now the working fluid 19 is pressed into the pressure chambers 22 and 22 '; in the pressure chambers 21 and 21 'existing working fluid 19 is pressed out of these by the pressure lines 17', so that the two pistons 7 and 8 and the associated piston rod 5 are moved from the top dead center to the bottom dead center, and in the delivery chamber 20, which is associated with the membrane 13, filled fluid 10 is conveyed from this to the spray gun 11.
  • the conveying device 1 designed as a double-membrane piston pump generates a virtually continuous flow of the fluid 10.
  • a bellows 6 is provided, the first free end fixed to the housing portion 3 and the second free end to the piston rod fifth is fixed. The axial movements of the piston rod 5 are synchronously balanced by the bellows 6.
  • the control line 32 is connected to a measuring device 33, which is electrically coupled via a control line 34 to the switching valve 18. Furthermore, the measuring device 33 is associated with a suction device 37, through which the control room 31 can be evacuated via the control line 32, so that in the control room 31, a negative pressure is formed whose pressure level is set lower than the pressure level prevailing in the respective delivery chambers 20 during suction and conveying process.
  • a safety valve 35 is integrated, whose task is to open the control line 32 when exceeding a preset pressure limit to leak penetrated fluid 10 from the control room 31.
  • the safety valve 35 By the safety valve 35, the control room 31 is closed during the downtime of the suction device 37, whereby the prevailing in the control room 31 vacuum level does not escape. As soon as the conveyor device 1 is put back into operation and the suction device 37 has reached a predetermined negative pressure, the safety valve 35 opens. Consequently, the control chamber 31 does not have to be completely evacuated each time the conveyor device 1 is started. The tightness monitoring of the membranes 12 and 13 can rather be done immediately after switching on the conveyor 37.
  • control chamber 31 there is a negative pressure, through which the flexible annular region 16 of the membranes 12 and 13 is sucked in the direction of the control chamber 31, so that the annular region 16 is formed as a curvature 38, which is aligned in the direction of the control room 31. Due to the prevailing negative pressure within the control chamber 31, therefore, the curvature of the flexible annular region 16 of the membranes 12 or 13 is sucked into the control chamber 31, so that a folding of the flexible membrane 12 or 13 in the direction of the respective delivery chamber 20 is prevented.
  • the negative pressure state in the control room 31 can be permanently adjusted by the measuring device 33 and the suction device 37 cooperating therewith to the pressure conditions prevailing in the delivery chambers 20.
  • a pressure relief valve 36 opens into the control room 31. This can in particular the FIG. 3 be removed. Therefore, if an overpressure arises in the control room 31, it can escape through the pressure relief valve 36 to the outside into the environment.
  • the membrane 12 or 13 hairline cracks or other damage especially in the transition region between the housing 2 or the two concentric region 14 of the diaphragm 12 and 13 festklemmender reciprocating piston 25 flows from the corresponding delivery chamber 20 by the hairline cracks or damage air or fluid 10 in the control room 31, so that the set there vacuum state increases.
  • the measuring device 33 If the prevailing in the control room 31 vacuum state exceeds a preset limit, the measuring device 33 transmits an electrical signal to the switching valve 18 and to a present with this compressor 18 ', through which the working fluid 19 is pressed into the pressure lines 17 and 17', whereby this is switched off immediately.
  • the conveyor 1 is thus still.
  • the operator can check if the diaphragm 12 or 13 is damaged. This can also be taken from the meters 33 associated displays, which are visually read. Therefore, before impurities or mixtures between the fluid 10 and the inner portion of the housing 2 occur, it can be determined whether the membranes 12 and 13 are to be replaced due to the operating time and the associated loads. Such an exchange can be made quickly and on site, so that the downtime of the conveyor device 1 are limited to a minimum.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Bei einer Fördervorrichtung (1), mittels der in einem Vorratsbehälter (9) gelagerte Fluide (10) oder rieselfähige Materialien zu einer Spritzpistole (11) dosiert transportierbar sind, mit einer in einem Gehäuse (2) axial verschiebbar gelagerten Kolbenstange (5), an deren freiem Ende ein Hubkolben (25) angebracht ist, mit einem fest mit der Kolbenstange (5) verbundenen Kolben (7, 8), der zwischen einem ersten und einem zweiten Gehäuseabschnitt (3, 4) bewegbar ist, und durch den zusammen mit den beiden Gehäuseabschnitten (3, 4) jeweils ein erster und ein zweiter Druckraum (21, 21', 22, 22') eingeschlossen ist, mit zwei Druckleitungen (17, 17'), die in jeweils einem der beiden Gehäuseabschnitte (3, 4) derart eingearbeitet sind, dass diese in einen der beiden Druckräume (21, 21' oder 22, 22') einmünden, mit einem von einem Umschaltventil (18) durch die Druckleitungen (17, 17') wechselweise in den jeweiligen Druckraum (21, 21', 22, 22') eingepressten Arbeitsmedium (19), durch das der Kolben (7, 8) antreibbar ist, mit einer Membrane (12, 13), deren zentrischer Bereich (14) fest mit der Kolbenstange (5) und deren äußerer Bereich (15) fest mit dem Gehäuse (2) verbunden ist, und deren zwischen dem zentrischen und dem äußeren Bereich (14, 15) vorhandener flexibler Ringbereich (16) als Ausgleichs- und Dichtelement vorgesehen ist, und mit einem von der Membrane (12, 13) und dem Gehäuse (2) eingeschlossenen Förderraum (20), in den das Fluid (10) oder Material durch die axiale Bewegung des Hubkolbens (25) wechselweise eingesaugt bzw. in Richtung der Spritzpistole (11) ausgepresst ist, soll zuverlässig der Dichtigkeitszustand der in die Fördervorrichtung (1) eingesetzten Membrane (12, 12) permanent oder zumindest zeitweise feststellbar sein, um die Fördervorrichtung (1) gegebenenfalls bei Beschädigung der Membrane (12, 13) rechtzeitig abstellen zu können, um Verschmutzungen oder Verunreinigungen zwischen dem Fluid (10) bzw. Material und dem Hydrauliköl (19) zu verhindern. Dies wird dadurch erreicht, dass durch den zweiten Gehäuseabschnitt (3) und der Membrane (12, 13) ein Kontrollraum (31) gebildet ist, in dem ein Unterdruck herrscht, und dass der Unterdruckzustand des Kontrollraumes (31) von außen überwachbar ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Fördervorrichtung, mittels der in einem Vorratsbehälter gelagerte Fluide oder rieselfähige Materialien zu einer Spritzpistole dosiert transportierbar sind, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Aus der EP 1712796 A1 ist eine solche Fördervorrichtung, die als Doppel-Membran-Kolbenpumpe ausgebildet ist, zu entnehmen. Diese Membran-Kolbenpumpe besteht dabei aus einer Kolbenstange, an deren beiden freien Enden jeweils eine Membrane fest mit der Kolbenstange verbunden ist. Der äußere Bereich der jeweiligen Membrane ist in einem Gehäuse der Fördervorrichtung eingespannt, so dass zwischen dem fest eingespannten Bereich und dem an der Kolbenstange arretierten zentrischen Bereich der Membrane ein flexibler Ringbereich vorhanden ist, durch den die axialen Bewegungen der Kolbenstange gegenüber dem Gehäuse ausgeglichen werden.
  • An den beiden freien Enden der Kolbenstange ist ein Hubkolben montiert, durch den das Fluid oder das rieselfähige Material aus dem Vorratsbehälter in einen von der Membrane und dem Gehäuse eingeschlossenen Förderraum angesaugt und aus diesem dosiert zu einer Spritzpistole ausgedrückt wird. Dadurch, dass die beiden Hubkolben wechselweise einsaugen bzw. das Fluid oder das Material ausdrücken, entsteht ein nahezu kontinuierlicher Fluss des Fluids bzw. des Materiales, da der eine Hubkolben ansaugt, während der andere Hubkolben das Fluid oder Material auspresst.
  • Um die Kolbenstange zuverlässig anzutreiben, ist zwischen den beiden Membranen ein Kolben fest mit der Kolbenstange verbunden. Der Abstand zwischen dem Kolben und der jeweiligen Membrane ist dabei gleich groß bemessen. Der Kolben schließt zusammen mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseabschnitt einen Druckraum ein, in den Druckluft über ein Ventil wecheslweise eingeleitet wird, so dass der Kolben zwischen zwei Totpunkten, die im Wesentlichen von dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt gebildet sind, hin und her bewegbar ist.
  • Die durch die EP 1712796 A1 offenbarte Fördervorrichtung hat sich in der Praxis bewährt, da durch die spezielle Formgebung der Membrane eine hohe Standzeit erzielt werden kann.
  • Jedoch besteht während des Betriebes der Fördervorrichtung die Gefahr, dass in der Membrane, aufgrund der permanenten Belastungen, hervorgerufen durch die Förderschwingungen, Haarrisse oder sonstige Beschädigungen entstehen, durch die das zu fördernde Fluid oder rieselfähige Material mit dem die Membrane führende Flüssigkeit, z. B. Hydrauliköl, vermischt wird. Dies bedeutet, dass entweder das Hydrauliköl in den Förderraum durch die Membrane hindurch gelangt oder dass sogar bei größeren Beschädigungen in der Membranstruktur das zu fördernde Fluid oder Material in den Raum der Hydraulikflüssigkeit eindringt.
  • Dies führt jedoch zu erheblichen Beschädigungen innerhalb des Hydraulikölkreislaufes, denn durch die Vermischung des Fluids bzw. rieselfähigen Materiales mit Hydrauliköl entsteht eine Substanz, die aushärtet, und dadurch die Druckleitungen in dem Hydraulikölkreislauf verstopft. Die Säuberung des Hydraulikölkreislaufes bzw. des Förderraumes ist äußerst zeitaufwendig; oftmals ist die Fördervorrichtung durch diese Verunreinigungen völlig unbrauchbar und daher zu ersetzen. Dies führt jedoch zu erheblichen Stillstandszeiten, die während eines Arbeitseinsatzes der Fördervorrichtung zu vermeiden sind.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung die eingangs genannte Fördervorrichtung derart weiter zu bilden, dass zuverlässig der Dichtigkeitszustand der in die Fördervorrichtung eingesetzten Membrane permanent oder zumindest zeitweise feststellbar ist, um die Fördervorrichtung gegebenenfalls bei Beschädigung der Membrane rechtzeitig abstellen zu können, um Verschmutzungen oder Verunreinigungen zwischen dem Fluid bzw. Material und dem Hydrauliköl zu verhindern.
  • De Weiteren soll der flexibel ausgebildete Ringbereich der Membrane aus dem Förderraum gehalten sein und nicht in diesen einschnappen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Patentanspruch 1 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Dadurch, dass unmittelbar benachbart zu der Membrane ein mit Unterdruck beaufschlagter Kontrollraum innerhalb des Gehäuses der Fördervorrichtung vorgesehen ist, wird gewährleistet, dass die Dichtheit der Membrane im Bereich des sich hin und her bewegenden Ringbereiches überwacht werden kann, denn wenn die Membrane Haarrisse oder sonstige Beschädigungen aufweist, findet ein Druckausgleich in dem Kontrollraum statt, der von der Messeinrichtung festgestellt wird. Ein Anstieg des Druckniveaus innerhalb des Kontrollraumes bedeutet nämlich, dass die Membrane undicht ist und dass die Gefahr besteht, dass das zu fördernde Fluid bzw. Material durch die poröse und beschädigte Membrane in den Kontrollraum gelangt. Da die Beschädigung der Membrane schleichend erfolgen kann, sollen bereits kleinste Druckschwankungen erfasst werden, damit Vermischungen zwischen dem zu fördernden Fluid und dem Arbeitsmedium verhindert werden können.
  • Durch den in dem Kontrollraum vorhandenen Unterdruck wird zudem der flexible Ringbereich der Membrane in den Kontrollraum eingesaugt und in diesem Bereich gehalten, um ein Umschnappen des Ringbereiches in den Förderraum zu verhindern. Darüber hinaus ist besonders vorteilhaft, dass der Förderstrom des Fluids bzw. des Materials unabhängig von dem Fluss des Arbeitsmediums für den Antrieb des Kolbens einstellbar ist, denn der Kontrollraum ist zwischen dem Förder- und den Druckräumen der Antriebskolben angeordnet und diese sind folglich räumlich voneinander getrennt. Durch diese räumliche Trennung wird vorteilhafterweise die Betriebssicherheit der Fördervorrichtung erhöht, denn durch den Kontrollraum kann ausgetretenes Fluid oder Material aufgefangen werden, ohne dass dieses in den Druckraum gelangt.
  • In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Fördervorrichtung dargestellt, die nachfolgend näher erläutert wird. Im Einzelnen zeigt:
    • Figur 1
    eine ersten Betriebsstellung der Fördervorrichtung, die mit zwei auf einer Kolbenstange fest angebrachten Kolben, Hubkolben und Membranen ausgestattet ist, durch die ein Fluid von einem Vorratsbehälter zu einer Spritzpistole dosiert gefördert wird,
    Figur 2
    die Fördervorrichtung gemäß Figur 1 in einer zweiten Betriebsstellung und
    Figur 3
    die Fördervorrichtung gemäß Figur 1 in einem vergrößerten Ausschnitt.
  • Aus Figur 1 ist eine Fördervorrichtung 1 zu entnehmen, durch die ein in einem Vorratsbehälter 9 gelagertes Fluid 10 dosiert bzw. zu einer Spritzpistole 11 oder zu einer Austragpumpe gefördert werden kann. Die Spritzpistole 11 wird üblicherweise als Handarbeitsgerät ausgeführt, das ein Benutzer manuell bedient und mit dieser das Fluid 10, beispielsweise Farben, Lacke, Dispersionen, Lösemittel, Beschichtungsmaterial oder dgl., auf eine Oberfläche auftragen kann. Durch die einstellbare Fördergeschwindigkeit der Fördervorrichtung 1 wird dabei die Durchflussmenge des Fluids 10 geregelt.
  • Die Fördervorrichtung kann aber auch zum Pumpen von Materialien von einem niedrigen auf ein höheres Druckniveau eingesetzt werden, um beispielsweise den Transport von Materialien über längere Distanzen in Rohrleitungen zu ermöglichen.
  • Zur Förderung des Fluids 10 aus dem Vorratsbehälter 9 zu der Spritzpistole 11 besteht die Fördervorrichtung 1 aus einem Gehäuse 2, das in seinem zentrischen Bereich in zwei Gehäuseabschnitte 3 und 4 unterteilt ist. Durch das Gehäuse 2 wird eine Kolbenstange 5 axial beweglich gehalten; die Kolbenstange 5 bewegt sich somit zwischen zwei Todpunkten hin und her, die von den Gehäuseabschnitten 3 und 4 gebildet sind.
  • Um die Kolbenstange 5 anzutreiben, sind an dieser zwei Kolben 7 und 8 beabstandet und parallel zueinander verlaufend angebracht. Der äußere Gehäuseabschnitt 3 bildet zusammen mit dem jeweiligen Kolben 7 oder 8 einen Druckraum 21 und. Durch den Gehäuseabschnitt 4 wird zusammen mit den jeweiligen Kolben 7 oder 8 ein weiterer Druckraum 22 oder 22' eingeschlossen. In jeden der derart geschaffenen Druckräume 21, 21' und 22, 22' mündet jeweils eine Druckleitung 17 oder 17', die jeweils an einem Umschaltventil 18 angeschlossen ist. Über das Umschaltventil 18 wird wechselweise ein Arbeitsmedium 19, beispielsweise Hydrauliköl, eine gasförmige Substanz oder ein Gas/Flüssigkeitsgemisch, in den Druckraum 21 und 21'oder 22 und 22' eingepresst. Die beiden Stirnflächen der Kolben 7 und 8 werden daher abwechselnd mit einer Druckkraft beaufschlagt, die somit auf die Kolben 7 und 8 einwirkt und durch die die Kolbenstange 5 zwischen den beiden von den Gehäuseabschnitten 3 und 4 eingeschlossenen und vorgegebenen Todpunkten bewegbar ist.
  • Im äußeren Bereich des Gehäuses 2 ist eine Förderleitung 23 bzw. 39 vorgesehen, die eingangsseitig in den Vorratsbehälter 9 einmündet und mit diesem kommuniziert und ausgangsseitig an die Spritzpistole 11 angeschlossen ist. Zur Förderung des Fluids 10 aus dem Vorratsbehälter 9 zu der Spritzpistole 11 sind an den beiden freien Enden der Kolbenstange 5 zwei Hubkolben 25 angebracht. Durch den zweiteilig ausgestalteten Hubkolben 25 wird jeweils eine Membrane 12 oder 13 positioniert gehalten. Mittels einer an der Kolbenstange 5 eingedrehten Mutter 27 wird der Hubkolben 25 an diesen verspannt, wodurch die Membrane 12 oder 13 fixiert ist.
  • Die Membranen 12 und 13 sind in drei Bereiche aufgeteilt, nämlich in einen zentrischen Bereich 14, der fest mit der Kolbenstange 5 verbunden ist, sodass die von der Kolbenstange 5 ausgehenden axialen Bewegungen auf die Membrane 12 bzw. 13 übertragen werden, in einen äußeren Bereich 15, der fest in dem Gehäuse 2 eingespannt ist und in einen zwischen dem zentrischen Bereich 14 und dem äußeren Bereich 15 angeordneten flexiblen Ringbereich 16, durch den die axialen Bewegungen der Kolbenstange 5 ausgleichbar ist.
  • Die Förderleitung 23 mündet in einen Förderraum 20, der von dem Gehäuse 2 und der jeweiligen Membrane 12 bzw. 13 eingeschlossen ist. Die in Figur 1 abgebildete Betriebsstellung der Fördervorrichtung 1 entspricht dabei einer Mittelstellung. Die Membrane 13 wird von dem Förderraum 20 weg bewegt, so dass in dem Förderraum 20 ein Unterdruck entsteht, durch den das in dem Vorratsbehälter 9 untergebrachte Fluid 10 aus diesem in den der Membrane 13 zugeordneten Förderraum 20 eingesaugt wird. Gleichzeitig wirkt der Hubkolben 25 und der flexible Ringbereich 16 der Membrane 12 auf das in dem Förderraum 20, der dieser Membrane 12 zugeordnet ist, vorhandene Fluid 10 derart ein, dass in dem Förderraum 20 ein Überdruck entsteht, durch den das in diesem eingesaugte Fluid 10 durch die Förderleitung 39 zu der Spritzpistole 11 ausgepresst wird. Die Übergangsbereiche zwischen der Förderleitung 39 und den beiden Förderräumen 20 sind jeweils mit einem Rückschlagventil 24 verschlossen, um eine zuverlässige Funktionsweise der Fördervorrichtung 1 zu gewährleisten, d.h. ein rückströmen des Arbeitsmediums 19 ist zu vermeiden.
  • In Figur 2 ist die Fördervorrichtung 1 in einer zweiten Betriebsstellung abgebildet. Die Membrane 12 befindet sich dabei in ihrem oberen Todpunkt. Das in dem der Membrane 12 zugeordneten Förderraum 20 eingesaugte Fluid 10 ist vollständig aus diesem in die Förderleitung 39 ausgangsseitig ausgepresst worden und der der Membrane 13 zugeordnete Förderraum 20 ist vollständig mit Fluid 10 angefüllt. Über das Umschaltventil 18 wird nunmehr das Arbeitsmedium 19 in die Druckräume 22 und 22' gepresst; das in den Druckräumen 21 und 21' vorhandene Arbeitsmedium 19 wird aus diesen durch die Druckleitungen 17' ausgepresst, so dass die beiden Kolben 7 und 8 und die mit diesen verbundene Kolbenstange 5 von dem oberen Todpunkt zu dem unteren Todpunkt bewegt werden, und das in dem Förderraum 20, der der Membrane 13 zugeordnet ist, eingefüllte Fluid 10 aus diesem zu der Spritzpistole 11 gefördert wird.
  • Die als Doppelmembran-Kolbenpumpe ausgebildete Fördervorrichtung 1 erzeugt demnach einen nahezu kontinuierlichen Fluss des Fluids 10. Es ist jedoch auch ohne weiteres vorstellbar, die Fördervorrichtung 1 lediglich mit einer Membrane 12 auszurüsten und das Fluid 10 stoßweise aus dem Vorratsbehälter 9 zu der Spritzpistole 11 zu fördern.
  • Es ist auch denkbar, an der Kolbenstange 5 lediglich einen der beiden Kolben 7 oder 8 anzubringen, oder dass an der Kolbenstange 5 eine Vielzahl von Kolben 7 bzw. 8 fixiert sind, durch die jeweils zusammen mit den Gehäuseabschnitten 3 und 4 eine Vielzahl von Druckräumen 21 und 22 eingeschlossen sind.
  • Da es sich im Einsatz solcher Fördervorrichtungen 1 herausgestellt hat, dass aufgrund der Schwingungen und der damit verbundenen Belastungen, die auf die Membranen 12 bzw. 13 einwirken, bei diesen zu Beschädigungen, insbesondere im Ringbereich 16, kommen kann und sich das zu fördernde Fluid 10 mit dem Arbeitsmedium 19 dann vermischt und dies zu Beschädigungen oftmals sogar zu einer Verstopfung der Förderleitung 23 und 39, der Druckräume 21 oder 22 bzw. des Förderraumes 20 kommt, soll die Struktur der Membranen 12 und 13 vor und während des Betriebes der Fördervorrichtung 1 permanent oder zumindest zeitweise kontrolliert werden. Dies erfolgt dadurch, dass der Förderraum 20 und die in diesen einmündenden Förderleitungen 23 und 39 räumlich von den Druckräumen 21 und 22 getrennt sind. Zwischen diesen ist nämlich ein Kontrollraum 31 in das Gehäuse 2 eingearbeitet, der von den Membranen 12 bzw. 13 in Richtung des jeweiligen Förderraumes 20 abgetrennt ist. In den Kontrollraum 31 mündet eine Kontrollleitung 32, durch die der Kontrollraum 31 nach außen evakuierbar ist.
  • Da die Kolbenstange 5 den Kontrollraum 31 durchdringt, ist es erforderlich, den Übergangsbereich zwischen der Kolbenstange 5 und dem Gehäuseabschnitt 3 luftdicht zu verschließen. Hierfür ist ein Faltenbalg 6 vorgesehen, dessen erstes freies Ende fest mit dem Gehäuseabschnitt 3 und dessen zweites freie Ende mit der Kolbenstange 5 fixiert ist. Die axialen Bewegungen der Kolbenstange 5 werden von dem Faltenbalg 6 synchron ausgeglichen.
  • Die Kontrollleitung 32 ist an eine Messeinrichtung 33 angeschlossen, die elektrisch über eine Steuerleitung 34 mit dem Umschaltventil 18 gekoppelt ist. Des Weiteren ist der Messeinrichtung 33 eine Saugeinrichtung 37 zugeordnet, durch die der Kontrollraum 31 über die Kontrollleitung 32 evakuierbar ist, so dass in dem Kontrollraum 31 ein Unterdruck entsteht, dessen Druckniveau niedriger bemessen ist als das in den jeweiligen Förderräumen 20 vorherrschende Druckniveau während des Saug- und Fördervorganges. In der Kontrollleitung 32 ist zwischen deren Einmündung in den Kontrollraum 31 und der Messeinrichtung 33 ein Sicherheitsventil 35 integriert, dessen Aufgabe darin besteht, die Kontrollleitung 32 bei Überschreiten eines voreingestellten Druckgrenzwertes zu öffnen, um eingedrungenes Fluid 10 aus dem Kontrollraum 31 austreten zu lassen.
  • Durch das Sicherheitsventil 35 wird der Kontrollraum 31 während der Stillstandszeit der Saugeinrichtung 37 verschlossen, wodurch das in dem Kontrollraum 31 vorherrschende Unterdruckniveau nicht entweicht. Sobald die Fördervorrichtung 1 wieder in Betrieb gesetzt wird und die Saugeinrichtung 37 einen vorbestimmten Unterdruck erreicht hat, öffnet sich das Sicherheitsventil 35. Folglich muß der Kontrollraum 31 nicht jedes Mal beim Start der Fördervorrichtung 1 vollständig evakuiert werden. Die Dichtigkeitsüberwachung der Membranen 12 und 13 kann vielmehr bereits unmittelbar nach dem Einschalten der Fördervorrichtung 37 erfolgen.
  • In dem Kontrollraum 31 herrscht ein Unterdruck, durch den der flexible Ringbereich 16 der Membranen 12 bzw. 13 in Richtung des Kontrollraumes 31 eingesaugt wird, so dass der Ringbereich 16 als Wölbung 38 ausgebildet ist, die in Richtung des Kontrollraumes 31 ausgerichtet ist. Durch den vorherrschenden Unterdruck innerhalb des Kontrollraumes 31 wird demnach die Wölbung des flexiblen Ringbereiches 16 der Membranen 12 bzw. 13 in den Kontrollraum 31 eingesaugt, so dass ein Umschlagen der biegsamen Membrane 12 bzw. 13 in Richtung des jeweiligen Förderraumes 20 verhindert ist.
  • Der Unterdruckzustand in dem Kontrollraum 31 kann durch die Messeinrichtung 33 und die mit dieser zusammenwirkenden Saugeinrichtung 37 permanent an die in den Förderräumen 20 vorherrschenden Druckzustände angepasst werden.
  • Des Weiteren mündet ein Überdruckventil 36 in den Kontrollraum 31. Dies kann insbesondere der Figur 3 entnommen werden. Wenn daher in dem Kontrollraum 31 ein Überdruck entsteht, kann dieser durch das Überdruckventil 36 nach außen in die Umgebung entweichen.
  • Wenn die Membrane 12 oder 13 Haarrisse oder sonstige Beschädigungen, insbesondere im Übergangsbereich zwischen dem Gehäuse 2 oder den beiden den zentrischen Bereich 14 der Membrane 12 bzw. 13 festklemmender Hubkolben 25 aufweist, strömt von dem entsprechenden Förderraum 20 durch die Haarrisse oder Beschädigungen Luft oder Fluid 10 in den Kontrollraum 31, so dass der dort eingestellte Unterdruckzustand ansteigt. Dies wird von der Messeinrichtung 33 festgestellt. Wenn der in dem Kontrollraum 31 vorherrschende Unterdruckzustand einen voreingestellten Grenzwert überschreitet, übermittelt die Messeinrichtung 33 ein elektrisches Signal an das Umschaltventil 18 und an einen mit dieser vorhandenen Kompressor 18', durch den das Arbeitsmedium 19 in die Druckleitungen 17 bzw. 17' eingepresst wird, wodurch dieses unverzüglich abgeschaltet wird. Die Fördervorrichtung 1 steht somit still.
  • Das Bedienpersonal kann überprüfen, ob die Membrane 12 oder 13 beschädigt ist. Dies kann auch den der Messeinrichtung 33 zugeordneten Anzeigen, die visuell ablesbar sind, entnommen werden. Bevor daher Verunreinigungen oder Vermischungen zwischen dem Fluid 10 und dem inneren Bereich des Gehäuses 2 auftreten, kann festgestellt werden, ob die Membranen 12 bzw. 13 aufgrund der Betriebsdauer und der damit einhergehenden Belastungen auszutauschen sind. Ein solcher Austausch kann zügig und vor Ort vorgenommen werden, so dass die Stillstandszeiten der Fördervorrichtung 1 auf ein Minimum begrenzt sind.

Claims (11)

  1. Fördervorrichtung (1), mittels der in einem Vorratsbehälter (9) gelagerte Fluide (10) oder rieselfähige Materialien zu einer Spritzpistole (11) dosiert transportierbar sind,
    - mit einer in einem Gehäuse (2) axial verschiebbar gelagerten Kolbenstange (5), an deren freiem Ende ein Hubkolben (25) angebracht ist,
    - mit einem fest mit der Kolbenstange (5) verbundenen Kolben (7, 8), der zwischen einem ersten und einem zweiten Gehäuseabschnitt (3, 4) bewegbar ist, und durch den zusammen mit den beiden Gehäuseabschnitten (3, 4) jeweils ein erster und ein zweiter Druckraum (21, 21', 22, 22') eingeschlossen ist,
    - mit zwei Druckleitungen (17, 17'), die in jeweils einem der beiden Gehäuseabschnitte (3, 4) derart eingearbeitet sind, dass diese in einen der beiden Druckräume (21, 21' oder 22, 22') einmünden,
    - mit einem von einem Umschaltventil (18) durch die Druckleitungen (17, 17') wechselweise in den jeweiligen Druckraum (21, 21', 22, 22') eingepressten Arbeitsmedium (19), durch das der Kolben (7, 8) antreibbar ist,
    - mit einer Membrane (12, 13), deren zentrischer Bereich (14) fest mit der Kolbenstange (5) und deren äußerer Bereich (15) fest mit dem Gehäuse (2) verbunden ist, und deren zwischen dem zentrischen und dem äußeren Bereich (14, 15) vorhandener flexibler Ringbereich (16) als Ausgleichs- und Dichtelement vorgesehen ist,
    - und mit einem von der Membrane (12, 13) und dem Gehäuse (2) eingeschlossenen Förderraum (20), in den das Fluid (10) oder Material durch die axiale Bewegung des Hubkolbens (25) wechselweise eingesaugt bzw. in Richtung der Spritzpistole (11) ausgepresst ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch den zweiten Gehäuseabschnitt (3) und der Membrane (12, 13) ein Kontrollraum (31) gebildet ist, in dem ein Unterdruck herrscht, und dass der Unterdruckzustand des Kontrollraumes (31) von außen überwachbar ist.
  2. Fördervorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in den Kontrollraum (31) eine Kontrollleitung (32) einmündet und dass diese an einer Messeinrichtung (33) angeschlossen ist und mit dieser derart kommuniziert, dass durch die Messeinrichtung (33) der Unterdruckzustand in dem Kontrollraum (31) ermittelbar ist.
  3. Fördervorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Messeinrichtung (33) mit dem Umschaltventil (18) über eine Steuerleitung (34) elektrisch gekoppelt ist, und dass durch die Messeinrichtung (33) bei Überschreiten eines voreingestellten Unterdruckgrenzwertes das Umschaltventil (18) abstellbar ist.
  4. Fördervorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Messeinrichtung (33) eine Anzeige aufweist, durch die der Unterdruckzustand in dem Kontrollraum (31) visualisiert ist.
  5. Fördervorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kontrollraum (31) über die Kontrollleitung (32) mit einer Saugreinrichtung (37) zeitweise oder permanent verbunden ist, und dass durch die Saugeinrichtung (37) der Kontrollraum (31) evakuierbar ist, und dass die Saugeinrichtung (37) mit der Messeinrichtung (33) elektrisch verbunden und durch diese steuerbar ist.
  6. Fördervorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Kontrollleitung (32) ein Sicherheitsventil (35) eingesetzt ist, durch das der Kontrollraum (31) nach außen zur Beibehaltung des Unterdruckzustandes verschließbar ist.
  7. Fördervorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an den beiden freien Ende der Kolbenstange (5) jeweils eine der Membrane (12, 13) angeordnet ist.
  8. Fördervorrichtung nach Anspruch 6
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an der Kolbenstange (5) mindestens zwei Kolben (7, 8) angebracht sind, die
    zueinander beabstandet sind.
  9. Fördervorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der flexible Ringbereich (16) der Membrane (12, 13) durch den in dem Kontrollraum (31) vorherrschenden Unterdruck in diesen eingesaugt ist und eine in Richtung des Kontrollraums (31) ausgebildete Wölbung (38) aufweist.
  10. Fördervorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als den oder die Kolben (7, 8) antreibende Arbeitsmedien (19) eine gasförmige oder flüssige Substanz, vorzugsweise Druckluft bzw. Hydrauliköl, einsetzbar ist.
  11. Fördervorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in dem Kontrollraum (31) eine gasförmige oder flüssige Substanz eingefüllt ist, deren Druckniveau geringer ist als das in dem Förderraum (20) sich ausbildende Druckniveau, das während der Bewegung des Hubkolbens (25) entsteht.
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