DE2542392A1

DE2542392A1 - Hydraulically operated high pressure membrane pump - has automatically operated change over valve for alternately driving one or other membrane

Info

Publication number: DE2542392A1
Application number: DE19752542392
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Fleissner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-09-23
Filing date: 1975-09-23
Publication date: 1977-03-31

Abstract

Two chambers separated by membranes, each have a drive chamber alternately filled with drive liquid to move the membrane and an alternately delivering delivery chamber with non-return suction and delivery valves. There is a pump for the delivery and valves for control of the drive liquid, and specifically a 3/2 way valve is provided which can be controlled as a function of the motion of the membrane. A device is also provided for interrupting the delivery of drive liquid when the rated pressure is exceeded. Permits media of high viscosity, or abrasive media containing solids to be delivered constantly at high pressure with low wear.

Description

Hochdruckmembranpumpe High pressure diaphragm pump

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckmembranpumpe mit je zwei durch eine Membrane voneinander getrennten Kammern, die je eine wechselweise fördernde Förderkammer und je eine wechselweise mit Antriebs flüssigkeit zum Bewegen der Trennvorrichtung füllbare Antriebskammer aufweisen, mit saug- und druckseitig an die Förderkammer angeschlossen Rückschlagventilen und mit einer Pumpe zur Förderung und Ventilen zur Steuerung der Antriebsflüssigkeit.The invention relates to a high-pressure diaphragm pump with two through each a membrane separate chambers, each of which is alternately conveying Delivery chamber and one alternately with drive fluid for moving the separating device Have fillable drive chamber, with suction and pressure side of the delivery chamber connected check valves and with a pump for delivery and valves to control the drive fluid.

Hochdruckmembranpumpen dieser Art eignen sich insbesondere zum Fördern von Druckflüssigkeiten zum luftlosen Verspritzen mit Spritzpistolen.High pressure diaphragm pumps of this type are particularly suitable for pumping of hydraulic fluids for airless spraying with spray guns.

Bei einer aus der DT-AS 1 288 433 bekannten Hochdruckmembranpumpe erfolgt die Regelung der entnommenen Menge von Druckflüssigkeit bis zum vollständigen Abschluß der Förderleitung unter Ausnutzung des Kavitationseffekts dadurch, daß die jeweils überschüssige Menge von Antriebsflüssigkeit durch ein Druckbegrenzungsventil abgeführt und tröpfchenweise wieder zugeführt wird, so daß unter Ausnutzung des Kavitationseffekts die Antriebsflüssigkeit beim Saughub teilweise verdampft und beim folgenden Druckhub wieder kondensiert wird. Diese bekannte Hochdruckmembranpumpe hat sich zur Förderung homogener Druckflüssigkeiten gut bewährt. Zum Fördern von abrasiven Medien und Medien mit einem körnigen oder faserigen Feststoffgehalt ist sie jedoch nicht uneingeschränkt verwendbar.In a high-pressure diaphragm pump known from DT-AS 1 288 433 the amount of hydraulic fluid withdrawn is regulated until it is complete Completion of the delivery line taking advantage of the cavitation effect in that the excess amount of drive fluid through a pressure relief valve is discharged and fed back in droplets, so that taking advantage of the Cavitation effect, the drive fluid partially evaporates during the suction stroke and is condensed again on the following pressure stroke. This well-known high pressure diaphragm pump has proven itself well for pumping homogeneous hydraulic fluids. For conveying abrasive media and media with a granular or fibrous solids content however, they cannot be used without restrictions.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Hochdruckmembranpumpe zu schaffen, mit der sich auch Medien mit hoher Konsistenz, abrasive Medien sowie Medien mit Feststoffgehalt verschleißarm und stetig unter hohem Druck fördern lassen.The object of the present invention is therefore to provide a high-pressure diaphragm pump to create, with which media with high consistency, abrasive media as well Media with solids content can be conveyed with low wear and constantly under high pressure.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Hochdruckmembranpumpe der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß zur wechselweisen Einleitung der Antriebsflüssigkeit in die Antriebskammern ein 3/2-Wegeventil vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Bewegung der Trennvorrichtung umsteuerbar ist, und daß eine bei Überschreiten des Nenndrucks die Förderung der Antriebsflüssigkeit unterbrechende Einrichtung vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Hochdruckmembranpumpe vermag fließfähige Medien der verschiedensten Zusammensetzung unter hohem Druck, beispielsweise loo bis 200 bar, zu fördern. Unter fließfähig sind dabei sowohl dünnflüssige als auch zähfließende Medien, abrasive Medien und Medien mit körnigem oder fasrigem Feststoffgehalt zu verstehen. Diese Medien lassen sich mit der erfindungsgemäßen Pumpe ohne nennenswerten Verschleiß und in vergleichsweise großen Mengen fördern.According to the invention, this object is achieved with a high-pressure diaphragm pump of the type described above solved in that for alternate introduction a 3/2-way valve is provided for the drive fluid in the drive chambers, which can be reversed as a function of the movement of the separating device, and that one that interrupts the delivery of the drive fluid when the nominal pressure is exceeded Facility is provided. The high-pressure diaphragm pump according to the invention is capable of flowable Media of various compositions under high pressure, for example 100 up to 200 bar. Both low-viscosity and fluid are under flowable viscous media, abrasive media and media with grainy or to understand fibrous solids content. These media can be with the invention Pump the pump without significant wear and tear and in comparatively large quantities.

Die erfindungsgemäße Hochdruckmembranpumpe läßt sich mit besonderem Vorteil auf dem Gebiete der Oberflächenbeschichtung einsetzen. Mit ihr lassen sich beispielsweise zäh eingestellte Farben ohne Verwendung von Druckluft verspritzen. Man kann jedoch auch die Pumpe dort einsetzen, wo man das geförderte Gut mit Druckluft zerstäuben will. Während dies bei dünnflüssigen Medien nach dem Injektorprinzip geschieht, wobei der austretende Luftstrahl die Flüssigkeitströpfchen mitreißt, muß man zähflüssige Medien unter hohen Druck setzen. Sie werden erst in der Entspannungsphase zum weiteren Zerstäuben der Druckluft ausgesetzt. Geräte, mit denen sich beispielsweise Farbe sowohl mit als auch ohne Druckluft verspritzen lassen, sind bis jetzt noch nicht bekannt geworden.The high pressure diaphragm pump according to the invention can be with special Use advantage in the area of surface coating. With her you can For example, spray paints that have been set tough without using compressed air. However, the pump can also be used where the conveyed material is supplied with compressed air wants to atomize. In the case of low-viscosity media, this works according to the injector principle happens, whereby the exiting air jet entrains the liquid droplets, one must put viscous media under high pressure. You will only be in the relaxation phase exposed to further atomization of the compressed air. Devices with which, for example Spraying paint both with and without compressed air is still possible until now not known.

Mit der erfindungsgemäßen Hochdruckmembranpumpe lassen sich auch Medien mit pastenartiger Beschaffenheit, wie Spachtelmassen aller Art, und Medien mit körnigem oder fasrigem Gehalt ohne Schwierigkeiten fördern.The high-pressure diaphragm pump according to the invention can also be used to transfer media with a paste-like texture, such as fillers of all kinds, and media with a granular or fibrous content without difficulty.

Die erfindungsgemäße Hochdruckmembranpumpe läßt sich auch in Hochdruck-Reinigungsgeräten für die Industrie, Bauwirtschaft und Landwirtschaft verwenden. Sie kann auch als Fördergerät für die genannten Medien über große Entfernungen eingesetzt werden. Die vielseitigen Verwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Hochdruckmembranpumpe ergeben sich insbesondere aus ihrem hohen erreichbaren Druck.The high-pressure diaphragm pump according to the invention can also be used in high-pressure cleaning devices use for industry, construction and agriculture. It can also be used as a Conveyor device for the media mentioned can be used over great distances. The many possible uses of the high-pressure diaphragm pump according to the invention result in particular from their high achievable pressure.

Zweckmäßigerweise sind die Membranen der beiden axial fluchtenden MeSDranpumpen durch eine abgedichtet aus dem Pumpenkammerngehäuse herausgeführte Stange miteinander verbunden, die über einen Anschlag einen das Mehrwegeventil steuernden Schalter betätigt. Durch diese Ausbildung wird nicht nur eine einfache Steuerung der Pumpe erreicht, sondern infolge der mechanischen Verbindung der beiden Membranen ist für diese keine besondere mechanische Begrenzung, beispielsweise durch eine siebförmige Anschlagfläche, erforderlich, da als Anschlagflächen abwechselnd die beiden äußeren Gehäuseschalen dienen. Damit wird eine Siebfläche vermieden, die beispielsweise eine Förderung von Medien mit einem Feststoffgehalt unmöglich machen würde.Appropriately, the membranes of the two axially aligned MeSDranpumpen through a sealed out from the pump chamber housing Rod connected to one another, which controls the multi-way valve via a stop Switch operated. This training is not just a simple control reached by the pump, but rather as a result of the mechanical connection between the two diaphragms is no particular mechanical limitation for this, for example by a sieve-shaped stop surface, required because the stop surfaces alternate serve both outer housing shells. This avoids a sieve surface that For example, make it impossible to convey media with a solid content would.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zur Umschaltung des Mehrwegeventils eine Springschaltung vorgesehen, die aus einer dessen Betätigungseinrichtung mit vorbestimmter Kraft festhaltenden Arretiereinrichtung besteht, wobei eine entsprechend dem Hub der Trenneinrichtungen beaufschlagte, auf die Betätigungseinrichtung wirkende Feder vorgesehen ist, die zur schlagartigen Ventilumschaltung die vorbestimmte Kraft der Arretiereinrichtung kurz vor oder in der Grenzstellung der Trenneinrichtungen überwindet. Durch diese Ausbildung der erfindungsgemäßen Hochdruckmembranpumpe werden sogenannte Schleichstellungen des Steuerschiebers oder -kolbens des Mehrwegeventils vermieden, so daß während der Druckphasen zur Füllung der Antriebskammern die vollen Durchtrittsquerschnitte des Mehrwegeventils zur Verfügung stehen. Dadurch werden in kleineren Ventil-Durchtrittsquerschnitten entstehende hohe Geschwindigkeiten der Antriebsflüssigkeit, die zu einem erhöhten Verschleiß im Ventil und zu einem Leistungsverlust durch Reibungs- und Strahlungsverluste führen, vermieden.In a further embodiment of the invention, the multi-way valve is switched over a jump circuit is provided, which consists of one of the actuators with There is a predetermined force retaining locking device, with a corresponding applied to the stroke of the separating devices, acting on the actuating device Spring is provided, which for sudden valve switching the predetermined force the locking device shortly before or in the limit position of the separating devices overcomes. This design of the high-pressure diaphragm pump according to the invention so-called creeping positions of the control slide or spool of the multi-way valve avoided, so that during the pressure phases to fill the drive chambers the full Passage cross-sections of the multi-way valve are available. This will be High speeds occurring in smaller valve passage cross-sections the drive fluid, which leads to increased wear in the valve and a Loss of performance due to friction and radiation losses are avoided.

Das elehrwegeventil kann mit einem hydraulisch umsteuerbaren Flach- oder Rundschieber versehen sein.The multi-way valve can be equipped with a hydraulically reversible flat or round slide.

Die Rückschlagventile bestehen zweckmäßigerweise aus Elappenventilen, deren Klappen an Blattfedern schwenkbar befestigt sind. Die Ventilsitze der Klappenventile werden zweckmäßigerweise dachförmig angeschrägt, um auch bei körnigem Fördermedium einwandfrei dichten zu können.The check valves expediently consist of elbow valves, the flaps of which are pivotably attached to leaf springs. The valve seats of the flap valves are appropriately bevelled in a roof-shaped manner, even with a granular pumped medium to be able to seal perfectly.

Statt einer mechanischen Verbindung der Membranen kann der Saughub auch von einer zwischen der beweglichen Trennvorrichtung und der Gehäusewand in der Förderkammer angeordneten Feder ausgefüilrt werden, die bein Druckhub gespannt wird.Instead of a mechanical connection between the membranes, the suction stroke also of one between the movable separating device and the housing wall in The spring arranged in the delivery chamber can be executed, which is tensioned during the pressure stroke will.

Nach einem weiteren Vorschlag wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Förderung der Antriebsflüssigkeit eine Zweikolbenpumpe vorgesehen ist, wobei das Verdrängervolumen jedes Kolbens gleich dem der Membranpumpe ist. Die Hubzahl der Kolbenpumpe entspricht dann derjenigen der Membranpumpe. Eine mechanische Verbindung beider Membranen ist daher nicht erforderlich.According to a further proposal, the object set is achieved according to the invention solved in that a two-piston pump is provided to convey the drive fluid where the displacement volume of each piston is equal to that of the diaphragm pump. The number of strokes of the piston pump then corresponds to that of the diaphragm pump. A mechanical one It is therefore not necessary to connect the two membranes.

Zur Steuerung des Förderstroms der Zweikolbenpumpe kann zu deren Antrieb ein regelbarer Gleichspannungsmotor vorgesehen werden. Die Steuerung des Forderstroms der Zweikolbenpumpe kann auch über zwei übereinandergeschobene Exzenter erfolgen, von denen der eine fest mit der Antriebswelle verbunden ist, während der andere verdrehbar und feststellbar ausgebildet ist.To control the flow rate of the two-piston pump can be used to drive it a controllable DC voltage motor can be provided. The control of the conveying current the two-piston pump can also be carried out via two eccentrics pushed one on top of the other, one of which is firmly connected to the drive shaft, while the other is designed to be rotatable and lockable.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Membranpumpe in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine Springschaltung zur Steuerung des Mehrwegeventils, Fig. 3 einen Längs- und einen Querschnitt durch eine Schiebersteuerung, Fig. 4 einen Schnitt durch eine von der Zweikolbenpumpe angetriebenen Membranpumpe in schematischer Darstellung.Further advantageous refinements of the invention are given below described in more detail with reference to the drawing. In this shows Fig. 1 a longitudinal section through the diaphragm pump in a schematic representation, FIG. 2 a Spring circuit for controlling the multi-way valve, Fig. 3 a longitudinal and a Cross section through a slide control, FIG. 4 shows a section through one of the Two-piston pump driven diaphragm pump in a schematic representation.

Die Hochdruckmembranpumpenanordnung enthält zwei wechselseitig beaufschlagte Membranpumpen 1 und 2 (Fig. 1), von denen jede aus zwei Gehäuseschalen 3 und 4 aus hochfestem Werkstoff besteht, zwischen denen die Membrane 5 aus geeignetem Kunststoff eingespannt wird. Sie teilt den Pumpenraum in zwei hermetisch voneinander getrennte Räume 6 und 7, von denen der Raum 6 das Druckmittel aufnimmt, während der Raum 7 dem zu fördernden Medium vorbehalten bleibt. Dieser Raum enthält auch das Saugventil 8 und das Druckventil 9. Beide können jedoch - wie später noch gezeigt wird - auch in einem eigenen Gehäuse untergebracht werden.The high pressure diaphragm pump arrangement contains two mutually acted upon Diaphragm pumps 1 and 2 (Fig. 1), each of which consists of two housing shells 3 and 4 consists of high-strength material, between which the membrane 5 is made of suitable plastic is clamped. It divides the pump chamber into two hermetically separated ones Rooms 6 and 7, of which room 6 receives the pressure medium, while room 7 is reserved for the medium to be funded. This space also contains the suction valve 8 and the pressure valve 9. Both can, however - as will be shown later - also be housed in a separate housing.

Je nach der Art des gewählten Antriebes dieser Membranpumpen kann es zweckmäßig sein, beide miteinander durch ein Gestänge 10 zu verbinden (Fig. 1) oder nur eine hydraulische Verbindung herzustellen. Die erste Möglichkeit wird man vorzugsweise bei indirektem Pumpenantrieb benutzen, während die zweite Möglichkeit mehr den Gegebenheiten des direkten Pumpenantriebs entgegen kommt (Fig. 4).Depending on the type of drive selected, these diaphragm pumps can it may be useful to connect the two with each other by a rod 10 (Fig. 1) or just make a hydraulic connection. The first option will be one preferably use with indirect pump drive, while the second option more accommodates the conditions of the direct pump drive (Fig. 4).

Die beiden Gehäuse schalen 3 und 4 können durch Schrauben miteinander verbunden werden. Dann wird jedoch das öffnen der Pumpe, z. B. zum Zwecke der Reinigung, zu einem zeitraubenden Unterfangen, das vor allem auf Baustellen lästig ist. Es ist daher sinnvoll, wenn man diesen Vorgang dadurch erleichtert, daß man beide Gehäuseschalen durch einen Bajonettverschluß in Ringform 11 zusammenhält, der natürlich so ausgelegt sein muß, daß beim Schließvorgang die Vorspannung erzeugt wird, die erforderlich ist, um beide Schalen auch gegen den hohen Innendruck zusammenzuhalten. Mit Hilfe dieses Bajonettverschlusses läßt sich die Gehäueschale 4, die ja das Fördermedium einschließt, sehr einfach abnehmen und reinigen. Gleichzeitig kann man bei Bedarf auch die Membrane auswechseln.The two housing shells 3 and 4 can be screwed together get connected. Then, however, the opening of the pump, for. B. for cleaning purposes, a time-consuming undertaking that is particularly annoying on construction sites. It therefore makes sense if this process is facilitated by having both housing shells holds together by a bayonet lock in the form of a ring 11, which of course is so designed must be that the bias is generated during the closing process, which is required is to hold both shells together against the high internal pressure. With help this bayonet lock can be the housing shell 4, which is the delivery medium includes, very easy to take off and clean. At the same time you can if necessary also replace the membrane.

Das Öffnen und Schließen des Bajonettverschlusses kann von Hand unter Zuhilfenahme eines schweren Hammers geschehen; man kann jedoch hierzu auch doppelt wirkende Hydrozylinder benutzen, die zudem den Vorteil haben, daß die Vorspannung stets gleichmäßig ist und bei entsprechendem Anschließen des Zylinders auch die Kraft zur Verfügung steht, ein mögliches Selbsthemmen des Ringes zu überwinden.The bayonet catch can be opened and closed by hand With the help of a heavy hammer; however, you can do this twice Use acting hydraulic cylinders, which also have the advantage that the bias is always uniform and, if the cylinder is connected appropriately, also the Power is available to overcome a possible self-locking of the ring.

Die Arbeitsweise des Systems sei anhand eines Beispieles mit indirektem Antrieb nach Fig. 1 erläutert. Wird der Membranpumpe 1 aus der gezeigten Mittelstellung Druckmittel zugeführt, so wölbt sich die Membrane nach links aus und verdrängt damit das im Raum 7 befindliche Medium. Durch diese Bewegung entsteht im Raum 7' der Pumpe 2 ein Unterdruck, der das Fördermittel durch öffnen des Ventils 8' ansaugt. Das geht infolge des Gestänges 10 so lange, bis die Membrane der Pumpe 2 an der Gehäuseschale 3' anliegt. In diesem Augenblick schaltet das Wegeventil 12 um, so daß das Druckmittel nunmehr der rechten Pumpe 3 zugeführt wird mit der Folge, daß jetzt das Fördermittel aus der Pumpe 2 herausgepreßt wird, während die Pumpe 1 das Fördermittel ansaugt. Dieser Vorgang währt so lange, bis die Membran 5 der Pumpe 1 an der Wand 3 anliegt und gleichzeitig das Ventil 12 wieder zurückschaltet, womit sich der Vorgang wiederholt.The mode of operation of the system is based on an example with indirect Drive according to Fig. 1 explained. If the diaphragm pump 1 is out of the middle position shown If pressure medium is supplied, the membrane bulges out to the left and is thus displaced the medium in room 7. This movement creates the pump in space 7 ' 2 a negative pressure which sucks in the conveying medium by opening the valve 8 '. That goes as a result of the linkage 10 until the membrane of the pump 2 on the housing shell 3 'is applied. At this moment the directional control valve 12 switches over, so that the pressure medium now the right pump 3 is supplied with the result that now the funding is squeezed out of the pump 2, while the pump 1 is the funding sucks. This process lasts until the membrane 5 of the pump 1 on the wall 3 is applied and at the same time the valve 12 switches back, whereby the process repeated.

Infolge der mechanischen Verbindung beider Membranen ist für diese keine besondere mechanische Begrenzung (z. B. durch eine siebförmige Anlagefläche) erforderlich, da diese Funktion abwechselnd von den beiden Gehäuseschalen wahrgenommen wird. Für Medien mit Feststoffgehalt wäre eine solche Siebfläche auch unmöglich.As a result of the mechanical connection of the two membranes is for this no special mechanical limitation (e.g. by a sieve-shaped contact surface) required because this function is performed alternately by the two housing shells will. Such a sieve surface would also be impossible for media with a solid content.

Unterbleibt die mechanische Verbindung, was im Prinzip möglich ist, so muß an ihre Stelle eine Feder in dem Medienraum 7 und 7' treten, die die Membrane 5 nach Druckentlastung des Raumes 6 zurückschiebt und so im Raum 7 den für das Ansaugen des zu fördernden Mediums notwendigen Unterdruck erzeugt. Gleichzeitig muß dabei das im Raum 6 befindliche Druckmittel in den Behälter zurückgedrückt werden. Sobald die Membrane an der Gehäuseschale 3 anliegt, muß ein wegabhängiges Signal den Druckmittelstrom wieder auf die Pumpe 1 schalten.If the mechanical connection is not made, which is possible in principle, it must be replaced by a spring in the media space 7 and 7 ', which forms the membrane 5 pushes back after pressure relief of space 6 and so in space 7 for the suction generated the necessary negative pressure of the medium to be conveyed. At the same time must be the pressure medium located in space 6 is pushed back into the container. As soon the membrane rests on the housing shell 3, a path-dependent signal must indicate the pressure medium flow Switch back to pump 1.

Die Steuerung des Druckmittels wird, wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, von Wegeventilen ausgeübt, die entweder elektromagnetisch oder mechanisch betätigt werden. Bei dem Einsatz eines Magnetventils wird der Schaltimpuls am Ende der Membranbewegung durch einen Nocken 13 ausgelöst, der auf der Verbindungswelle 10 der beiden Membranen verstellbar angeordnet wird und der einen Grenztaster 14 betätigt, der z. B. mit einer Winkelgabelausgerüstet sein kann. Man kann hier natürlich auch mit zwei Grenztastern arbeiten.The control of the pressure medium is, as can be seen from Fig. 1 and 2, exercised by directional control valves that are operated either electromagnetically or mechanically will. When using a solenoid valve, the switching pulse is released at the end of the diaphragm movement triggered by a cam 13 on the connecting shaft 10 of the two membranes is arranged adjustable and actuates a limit switch 14 which z. B. with can be equipped with an angle fork. You can of course also use two limit switches here work.

Wenn man eine mechanische Betätigung vorzieht, die bei der großen Zahl von Schitspielen sicher Vorteile hat, ist es emPfehlenswert, das Wegeventil mit einer sogenannten Springschaltung zu betätigen (Fig. 2), die keine Schleichstellung des Steuerkolbens zuläßt, da sonst ein vorzeitiger Verschleiß im Ventil zu erwarten ist. Wird ein Wegeventil direkt von dem zu steuernden Gerät (hier der Membranpumpe) betätigt, so hört die öffnungsbewegung des Steuerkolbens in dem Augenblick auf, in dem der frei gewordene Querschnitt eben groß genug ist, einen zum Umschalten ausreichenden Druckmittelstrom hindurch zu lassen.If you prefer mechanical actuation, which is the case with the large one Number of Schitspiele certainly has advantages, it is recommended to use the directional control valve to operate with a so-called jumping circuit (Fig. 2), which does not have creeping action of the control piston, otherwise premature wear in the valve is to be expected is. If a directional valve is used directly by the device to be controlled (here the diaphragm pump) actuated, the opening movement of the control piston stops at the moment in which the cross-section that has become free is just big enough, one to switch over to let sufficient pressure medium flow through.

Eine weitere öffnung ist nicht mehr möglich, da ja die gesteuerte Membrane bereits umkehrt und damit auch der Schaltnocken. In diesem Minimal-Querschnitt entsteht eine sehr hohe Geschwindigkeit des Druckmittels, die einen erhöhten Verschleiß im Ventil und einen relativ großen Leistungsverlust durch Reibungs- und Strahlverluste bedingt.A further opening is no longer possible because the controlled one Membrane already reverses and with it the switch cam. In this minimal cross-section creates a very high speed of the pressure medium, which increases wear in the valve and a relatively large loss of power due to friction and jet losses conditional.

Dies kann man nur umgehen, wenn man dafür sorgt, daß der Steuerkolben des Wegeventils schlagartig von der einen in die andere Schaltstellung fährt. Das ist z. B. möglich durch Verwendung einer Feder, die jedoch, um im obigen Sinn wirken zu können, mit einer Rastung des Steuerkolbens im Ventil verbunden sein muß. Nunmehr kann durch den Betätigungshebel 15 (der auf dem Verbindungsgestänge 1o befestigt wird) die Feder 16 so lange vorgespannt werden, bis ihre Vorspannkraft größer wird als die Rastkraft. In diesem Moment wird die Rastung überwunden und die Feder beschleunigt den Steuerkolben so, daß er in Millisekunden in seine andere Schaltstellung fährt. Im gleichen Augenblick wird die Membrane in Bewegung versetzt und die Verbindungsstange lo fährt mit dem Betätigungshebel 16 in die andere Richtung, wodurch die Feder 16 in'der anderen Richtung wiederum so lange vorgespannt wird, bis die andere Rastung überwunden wird. Eine der Voraussetzungen für diese Arbeitsweise ist, daß die beiden Federteller 17 und 18 frei beweglich auf dem verlängerten Steuerkolben des Ventils angebracht sind, wobei einstellbare Anschläge 19 und 20 als Gegenlager dienen.This can only be avoided if you make sure that the control piston of the directional valve suddenly moves from one switching position to the other. That is z. B. possible by using a spring, which, however, to act in the above sense to be able to be connected with a detent of the control piston in the valve. Now can by the operating lever 15 (which is attached to the connecting rod 1o is) the spring 16 be biased until its biasing force is greater than the locking force. At this moment the detent is overcome and the spring accelerates the control piston so that it moves into its other switching position in milliseconds. At the same time the membrane is set in motion and the connecting rod lo moves with the actuating lever 16 in the other direction, whereby the spring 16 in the other direction is again biased until the other detent is overcome. One of the prerequisites for this way of working is that the two Spring plates 17 and 18 can move freely on the extended control piston of the valve are attached, adjustable stops 19 and 20 serve as counter bearings.

Eine so funktionierende Springschaltung an dem Wegeventil hat hier auch eine vorteilhafte Auswirkung auf die Bewegungsvorgänge des Fördermediums. Während des Ausbauchens der Membrane wird dieses Medium mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch die Leitungen und die Spritzdüse gefördert. Im Augenblick des Umschaltens und damit der Bewegungsurnkehr der Membrane kommt das Medium in den Leitungen so lange zum Stillstand, bis die andere Membrane zu pumpen anfängt. Diese Stillstandszeit ist bei kleinen Schaltspielen deutlich an der Spritzdüse als Unterbrechung des Förderstrahles erkennbar. Je kürzer nun bei gleicher Hubzahl der Membrane die Unterbrechungszeit ist, desto kleiner wird auch die Stillstandszeit, so daß diese Springschaltung ein sehr wichtiger Bestandteil des Membranpumpensystems dieser vorliegenden Erfindung ist.Such a functioning spring circuit on the directional control valve has here also has a beneficial effect on the movement processes of the conveying medium. While The bulging of the membrane causes this medium to flow at a certain speed conveyed through the lines and the spray nozzle. At the moment of switching and with it the reversal of movement of the membrane, the medium comes in the lines like this stand still for a long time until the other membrane starts pumping. This downtime is clearly visible on the spray nozzle as an interruption in the delivery jet during small switching cycles recognizable. The shorter the interruption time with the same number of strokes of the diaphragm is, the shorter the downtime, so that this jumping circuit is a very important part of the diaphragm pump system of this present invention is.

Sehr wichtig für das Funktionieren des Membranpumpensystems sind die Ein- und Auslaßventile. Hier gibt es zwei Möglichkeiten, nämlich selbststeuernde und zwangsgesteuerte Ventile.They are very important for the functioning of the diaphragm pump system Inlet and outlet valves. There are two options here, namely self-steering and positive-action valves.

Die erstere Gruppe umfaßt getrennte Ein- und Auslaßventile, die orzugstwewse als Regel, Kugel- oder Plattenventile ausgeführt werden. In allen Fällen wird das Ventil durch eine Federkraft geschlossen und gegen diese Federkraft geöffnet.The first group includes separate inlet and outlet valves, the orzugstwewse be designed as rule, ball or plate valves. In all cases it will Valve closed by a spring force and opened against this spring force.

Bei Kegel- und Kugelventilen heben die Schließelemente senkrecht zur Dichtfläche ab. Dabei ist in der Regel eine Spiralfeder zum Schließen erforderlich, die bei dünnflüssigen Medien, wie z. B. Hydraulikölen oder auch dünnen Farblösungen keineswegs stört. Wenn man jedoch zähflüssige oder Feststoffe enthaltende Medien fördern will, treten bei Spiralfedern häufig Schwierigkeiten sowohl bei der Funktion als auch bei der Reinigung auf.In the case of cone and ball valves, the closing elements lift perpendicular to the Sealing surface. A spiral spring is usually required for closing, in the case of low-viscosity media, such as. B. hydraulic oils or thin color solutions in no way bothers you. However, if you use viscous media or media containing solids wants to promote, coil springs often experience difficulties both in terms of their function as well as during cleaning.

Bei Plattenventilen können die Platten auch senkrecht zur Sitzfläche öffnen und benützen dann meist ebenfalls Spiralfedern.With plate valves, the plates can also be perpendicular to the seat open and then usually use spiral springs as well.

Sie können jedoch als sogenannte Nappenventile auch um eine Achse drehbar ausgeführt werden, ozu sie in der Regel mit einem Scharnier versehen werden. Diese Scharniere lassen, da sie nicht geschmiert und nicht gewartet werden können, bei den hier zu fördernden Medien beachtliche Schwierigkeiten erwarten.However, they can also be used as so-called snap valves around an axis are designed to be rotatable, ozu they are usually provided with a hinge. These hinges, since they cannot be lubricated and cannot be serviced, expect considerable difficulties in the media to be promoted here.

Bei den Membranpumpen gemäß vorliegender Erfindung werden die Klappenventile daher mit einer Blattfeder 21 ausgerüstet, die so ausgeführt und angeordnet wird, daß sie zugleich Schließfeder und verschleißfreie Klappenlagerung darstellt. Der Ventilsitz wird vorteilhaft aus verschleißfestem Material, wie Hartmetall hergestellt und an seinem, der Ventilplatte zugewandtem Ende dachförmig angeschrägt, um auch bei körnigem Fördergut die erforderliche Dichtheit sicherzustellen.In the diaphragm pumps according to the present invention, the flap valves therefore equipped with a leaf spring 21, which is designed and arranged in such a way that that it is both a closing spring and a wear-free flap mounting. Of the The valve seat is advantageously made of wear-resistant material such as hard metal and at its end facing the valve plate, beveled in a roof shape, to also ensure the required tightness in the case of granular material to be conveyed.

Es ist denkbar, daß auch Medien zu fördern sind, die eine ordnungsgemäße Funktion solcher Klappenventile nicht mehr zulassen. In diesen Fällen wird man zweckmäßig zu zwangsgesteuerten Ventilen übergehen, die in Aufbau und Funktion den 3/2-Wegeventilen der Hydraulik ähneln. Sie können auch hier als Rund- oder Flachschieberventile ausgebildet werden. Dabei ist vor allem bei Medien mit Feststoffgehalt der Rundschieber im Nachteil, da hier das Eindringen von Feststoffen in den Gleitspalt schwieriger zu verhindern ist.It is conceivable that media are also to be promoted that are properly organized No longer allow the function of such flap valves. In these cases one becomes expedient Switch to positively controlled valves, which are similar in structure and function to 3/2-way valves resemble hydraulics. They can also be designed as round or flat slide valves will. The rotary valve is at a disadvantage, especially with media with a solid content, since it is more difficult to prevent solids from penetrating into the sliding gap is.

An einem Flachschieber nach Fig. 3 lassen sich dagegen im Gehäuse 22 Abstreifringe 23 anbringen, die aus verschleißfestem Material, z. B. Hartmetall hergestellt werden können. Zur Erhöhung ihrer Wirksamkeit können sie auch durch eine Feder auf den Flachschieber gedrückt werden.On a flat slide according to FIG. 3, however, in the housing Attach 22 scraper rings 23 made of wear-resistant material, e.g. B. Carbide can be produced. To increase their effectiveness, you can also use them a spring can be pressed onto the slide valve.

Die Zwangssteuerung dieser Ventile geschieht über den Hydraulikkreislauf des Membranpumpensystems in der Weise, daß die eine Schaltrichtung durch Beaufschlagung eines Zylinders 24 mit einem Kolben 25 eingenommen wird, wobei eine Feder 26 gespannt wird, die nach Entlasten des Kolbens den Schieber in die entgegengesetzte Schaltrichtung schiebt. Be- und Entlastung des Betätigungszylinders geschieht mittels einer entsprechenden Schaltung über das 4/2-Wegeventil 12.The forced control of these valves takes place via the hydraulic circuit of the diaphragm pump system in such a way that one switching direction is activated a cylinder 24 is occupied with a piston 25, a spring 26 being tensioned which, after releasing the piston, moves the slide in the opposite switching direction pushes. The actuating cylinder is loaded and unloaded by means of a corresponding one Switching via the 4/2-way valve 12.

Membranpumpen sind passive Elemente, die einen Antrieb von außen benötigen. Man kann dazuitechanische Mittel, wie Gestänge oder Gliedertriebe einsetzen; man kann jedoch auch fluidische Energie in Form von Druckmitteln einsetzen, die der mechanischen Energie gegenüber vor allem den Vorteil besitzen, daß die Krafteinleitung in die Membrane gleichmäßiger und somit für die Lebensdauer der Pumpe günstiger erfolgt. Als fluidische Druckmittel können Druckluft oder Druckflüssigkeit benutzt werden. Dabei liegt es in der Wirkungsweise einer Membranpumpe, daß sie nur als Druckmittelwandler wirkt, d. h. der Druck ist auf beiden Seiten der Membrane immer gleich groß.Diaphragm pumps are passive elements that require an external drive. You can use mechanical means such as linkage or link drives; man can, however, also use fluidic energy in the form of pressure media that the mechanical energy have the advantage above all that the introduction of force into the diaphragm more evenly and thus more favorable for the service life of the pump he follows. Compressed air or hydraulic fluid can be used as the fluidic pressure medium will. It is in the way a diaphragm pump works that it is only used as a Pressure medium converter acts, d. H. the pressure is always on both sides of the membrane same size.

Membranpumpen mit Druckluftantrieb, wie sie bekannt geworden sind, können jedoch wegen des niedrigen Luftdruckes von max. 12 bar praktisch nur zum Transport von Fördermedien eingesetzt werden, nicht dagegen für Einsatzfälle, in denen ein hoher Druck im Fördermedium benötigt wird. Hier ist Druckflüssigkeit wegen der höheren möglichen Drücke das geeignetere Druckmittel. Das Membranpumpensystem gemäß vorliegender Erfindung wird daher mit Druckflüssigkeit, vorzugsweise mit Hydrauliköl, angetrieben. Dazu stehen zwei Methoden zur Verfügung, nämlich ein indirekter und ein direkter Antrieb.Air-driven diaphragm pumps, as they have become known, However, due to the low air pressure of max. 12 bar, they can practically only be used for Transport of conveyed media are used, but not for applications in which require a high pressure in the pumped medium. Hydraulic fluid is due here the higher possible pressures the more suitable pressure medium. The diaphragm pump system according to the present invention is therefore with pressure fluid, preferably with hydraulic oil, driven. There are two methods available for this, namely an indirect and a direct drive.

Bei indirektem hydraulischen Antrieb benutzt man eine normale Hydropumpe 27, die einen kontinuierlichen Förderstrom zur Verfügung stellt, der über das Wegeventil 12 wechselweise den beiden Memranpumpen zugeführt wird. Die damit zusammenhängenden Voraussetzungen und Randbedingungen wurden vorstehend schon erläutert.With an indirect hydraulic drive, a normal hydraulic pump is used 27, which makes a continuous flow available, which is via the directional control valve 12 is alternately fed to the two diaphragm pumps. The related Prerequisites and boundary conditions have already been explained above.

Wenn man den Strom des zu fördernden Mediums verändern will, um ihn an den jeweiligen Bedarf anzupassen, ist es zweckmäßig, die Hydropumpe mit einer Vorrichtung für veränderlichen Förderstrom auszurüsten. Dabei genügt es in den meisten Fällen, wenn die Verstellung von außen mit Handrad möglich ist.If you want to change the flow of the medium to be conveyed, around it to adapt to the respective needs, it is advisable to use the hydraulic pump with a To equip device for variable flow rate. It is sufficient in most of them Cases when adjustment from the outside with a handwheel is possible.

Wenn man die Abnahme des Fördermittels unterbricht, weil man z. B. die S-tzdüse schließt, wird die Membrane blockiert, während die Hydropumpe weiter fördert. Dadurch steigt der Druck im Druckmittel auf den am Druckbegrenzungsventil 28 eingestellten Wert (Nenndruck) an. Da nun der hydraulische Förderstrom unter diesem Druck abströmen muß, tritt ein erheblicher Leistungsverlust ein, der voll in Wärme umgewandelt wird. Um dies zu vermeiden, ist es zweckmäßig, zwischen Hydropumpe und Antriebsmotor eine elektromagnetische Kupplung anzuordnen, die die Pumpe abschaltet, sobald der Nenndruck erreicht ist.If you interrupt the acceptance of the funding, because you z. B. the set nozzle closes, the diaphragm is blocked while the hydraulic pump continues promotes. This increases the pressure in the pressure medium to that of the pressure relief valve 28 set value (nominal pressure). Since now the hydraulic flow is below this pressure has to flow away, there is a considerable loss of performance, which is fully is converted into heat. To avoid this, it is advisable to switch between hydraulic pumps and drive motor to arrange an electromagnetic clutch that switches off the pump, as soon as the nominal pressure is reached.

In allen Fällen, in denen man den Strom des zu fördernden Mediums abhängig von seinem Druck wünscht, kann eine Hydropumpe mit Druckregler gewählt werden. Dann wird die Kupplung überflüssig.In all cases where the flow of the medium to be conveyed is used depending on its pressure, a hydraulic pump with pressure regulator can be chosen will. Then the clutch becomes superfluous.

Neben diesem indirekten Antrieb kann das Membranpumpensystem gemäß vorliegender Erfindung auch direkt angetrieben werden.In addition to this indirect drive, the diaphragm pump system can according to The present invention can also be driven directly.

Man benutzt dazu eine Zweikolbenpumpe, von der jeder Kolben ein Verdrängervolumen aufweist, das dem einer Membranpumpe entspricht. Ein Schema dieser Anordnung ist in Fig. 4 enthalten. Die Menmranpumpen 29 und 30 sind im Prinzip gleich aufgebaut wie die Membranpumpen 1 und 2 in Fig. 1. Allerdings wird hier eine mechanische Verbindung der beiden Membranen überflüssig, da ja jeder Druckmittelraum direkt, also ohne zwischengeschaltetes Ventil, mit dem Verdrängerraum eines der beiden Pumpenkolben 31 und 32 verbunden ist. Dadurch wird das Druckmittel im Saughub der Kolbenpumpe jeweils aus dem Druckmittelraum der Iembranpumpe abgesaugt. Die Membrane folgt durch das entstehende Vakuum dem abfließenden Druckmittel, was wiederum im Fördermedienraum den erforderlichen Ansaug-Unterdruck erzeugt.A two-piston pump is used for this, each piston of which has a displacement volume has, which corresponds to that of a diaphragm pump. A scheme of this arrangement is included in FIG. The Menmran pumps 29 and 30 are in principle the same structure as the diaphragm pumps 1 and 2 in Fig. 1. However, here is a mechanical connection of the two diaphragms superfluous, since every pressure medium space directly, i.e. without an interposed valve, with the displacement chamber of one of the two pump pistons 31 and 32 is connected. As a result, the pressure medium is in the suction stroke the piston pump is sucked out of the pressure medium space of the membrane pump. the Due to the resulting vacuum, the membrane follows the draining pressure medium, which in turn Generates the required suction vacuum in the fluid space.

Das Verdrängervolumen eines Pumpenkolbens ist hier, wie schon dargelegt, gleich demjenigen der dazugehörigen Membranpumpe. Damit ist auch die Hubzahl der Kolbenpumpe mit der der Membranpumpe identisch. Es sind dazu keine Steuerventile erforderlich Soll hier auch der Strom des zu fördernden Mediums verändert werden können, so gibt es dafür zwei Wege: Entweder man benutzt einen regelbaren elektrischen Gleichspannungsmotor (z. B. mit Thyristorsteuerung) oder man macht den Hub der Kolben veränderlich, indem man z. B. als Antrieb eine Exzenterwelle 33 wählt, auf die ein loser Exzenter 34 geschoben wird. In der in Fig. 4 gezeigten Stellung hat die Pumpe ihren größten Hub. Dreht man den losen Exzenter um 18o0, so erhält man die Stellung des geringsten Hubes, die bei gleicher Exzentrizität beider Exzenter den Hub Null ergibt.The displacement volume of a pump piston is here, as already explained, same as that of the associated diaphragm pump. This means that the number of strokes is also the Piston pump identical to that of the diaphragm pump. There are no control valves for this required Should the flow of the medium to be conveyed also be changed here there are two ways to do this: Either you use an adjustable electrical one DC motor (e.g. with thyristor control) or you make the piston stroke changeable by z. B. selects an eccentric shaft 33 as the drive on which a loose eccentric 34 is pushed. In the position shown in Fig. 4, the pump their greatest hub. If you turn the loose eccentric by 18o0, you get the position of the smallest stroke, the stroke zero with the same eccentricity of both eccentrics results.

Der lose Exzenter muß in der gewählten Stellung gegenüber der Exzenterwelle fixiert werden. Dies kann durch einen einfachen Fixierring geschehen, wie es bei gewissen Exzenterpressen bekannt geworden ist, der in einer Keilverzahnung auf der Welle verschiebbar ist und mit einer Stirnverzahnung in den losen Exzenter eingreift. Mit dieser Vorrichtung kann der Gesamthub der Exzenterwelle nur im Stillstand verändert werden.The loose eccentric must be in the selected position in relation to the eccentric shaft be fixed. This can be done by a simple fixing ring, as is the case with certain eccentric presses has become known in a spline on the Shaft is displaceable and engages with a spur toothing in the loose eccentric. With this device, the total stroke of the eccentric shaft can only be changed at a standstill will.

Soll diese Veränderung auch während des Laufens der Kolbenpumpe und damit auch während der Förderung der Membranpumpen erfolgen, so kann man z. B. die Exzenterwelle mit einem Steilgewinde versehen, während der lose Exzenter in eine Spindelmutter mit dem gleichen Steilgewinde ausläuft. Durch Verschieben der Mutter in axialer Richtung mit Hilfe eines Hebels und eines Handrades erreicht man gleichzeitig eine Drehung des losen Exzenters.Should this change also occur while the piston pump is running and so that also take place during the promotion of the diaphragm pumps, so you can z. B. the Eccentric shaft provided with a steep thread, while the loose eccentric is in a Spindle nut runs out with the same high helix thread. By moving the mother in the axial direction with the help of a lever and a handwheel can be reached at the same time one rotation of the loose eccentric.

Für das reibungslose Zusammenwirken des Membranpumpensystems mit der gesamten Anlage ist ein glatter, fließtechnisch günstig gestalteter Zufluß- (Ansaug-) Kanal 35 und 36 wichtig. Da andererseits der Materialbehälter 37 zur besseren Reinigungsmöglichkeit kippbar sein sollte, ist es erforderlich, den Ausgang des Behälters verschließbar zu machen. Dies kann durch ein federbelastetes Kugelventil geschenen, dessen öffnungswiderstand allerdings den nutzbaren Ansaugdruck verringern würde.For the smooth interaction of the diaphragm pump system with the entire system is a smooth, technically favorably designed inflow (suction) Channel 35 and 36 important. On the other hand, there is the material container 37 for easier cleaning If it should be tiltable, the exit of the container must be closable close. This can be done by a spring-loaded ball valve, its opening resistance however, would reduce the usable suction pressure.

Praktisch ohne Verlust wirkt dagegen ein Flachschieber 38, der durch waagrechte Bewegung eines Handgriffs 39 in öffnungs-oder Schließstellung gebracht wird. Eingelegte Dichtringe 40 sorgen für eine Abdichtung in beiden Stellungen.On the other hand, a flat slide 38 which acts through practically without loss horizontal movement of a handle 39 brought into the open or closed position will. Inserted sealing rings 40 ensure a seal in both positions.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. High pressure diaphragm pump with two each Rammers separated from one another by membranes, each of which is alternately conveying Delivery chamber and one alternately with drive fluid to move the diaphragms Have fillable drive chamber, with suction and pressure side to the delivery chambers connected back pressure valves and with a pump for delivery and valves for controlling the drive fluid, characterized in that to alternate introducing the drive fluid into the drive chambers, a 3/2-way valve is provided is that is reversible in A depending on the movement of the membranes, and that one that interrupts the delivery of the drive fluid when the nominal pressure is exceeded Flinrichtung is provided.

2. Pump according to claim 1, characterized in that the Membranon of the two axially aligned diaphragm pumps sealed by one of the pump chamber housings led out rod are connected to each other via a stop a the switch controlling the multi-way valve is actuated.

3. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that a Device for sudden switching of the multi-way valve is provided.

4. Vorricatung according to claim 3, characterized in that for switching of the ilehrwegeventils a spring circuit is provided, which consists of one of the actuating device there is a locking device holding a predetermined force, one correspondingly the stroke of the diaphragms acted on the spring acting on the actuating device is provided that the predetermined force of the sudden valve switching Overcomes locking device shortly before or in the limit position of the separating devices.

5. Pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the check valves consist of flap valves, the flaps of which are attached to leaf springs are pivotably mounted.

6. Pump according to claim 5, characterized in that the valve seats the flap valves are bevelled in a roof shape.

7. Pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the {directional valve with a hydraulically reversible flat or round slide is provided.

8. Pump according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the flow rate of the pump conveying the hydraulic fluid is adjustable.

9. Pump according to claim 1, characterized in that the suction stroke of one arranged between the membrane and the housing wall in the delivery chamber Spring is executed, which is tensioned during the pressure stroke.

10. High pressure diaphragm pump with two diaphragms from each other separate Kaxners, each with an alternating conveying chamber and one each Drive chamber that can be filled alternately with drive fluid to move the membranes with check valves connected to the delivery chambers on the suction and pressure sides and with a pump for conveying the drive fluid, characterized in that, that a two-piston pump is provided for conveying the drive fluid, wherein the displacement volume of each piston is equal to that of a diaphragm pump chamber.

11. Pump according to claim 10, characterized in that the two-piston pump is driven by an adjustable DC motor.

12. Pump according to claim 10, characterized in that the drive the piston of the two-piston pump is carried out by two eccentrics pushed one above the other, one of which is firmly connected to the drive shaft, while the other is designed to be rotatable and lockable.

13. Pump according to claim 12, characterized in that the rotatable Eccentric can be rotated and locked via a spindle with spindle nut with high helix thread is.

14. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that that the diaphragms clamping the pump housing shells by an annular Bayonet lock can be clamped against each other.

15. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that that the pump conveying the pressure medium when the nominal pressure is exceeded by a electromagnetic uiplung can be switched off.

16. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that that the insides of the supply lines and those with the conveyed medium in contact Coming housing damage with polytetrafluoroethylene or polytetrafluoroethylene compound are coated.