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Membranpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine Membranpumpe, insbesondere
zur Förderung von dickflüssigen und chemisch oder mechanisch aggressiven Medien,
wie Mörtel u. ä., bei welcher eine Membran auf an sich bekannte Weise durch einen
Kolben und eine Zwischenflüssigkeit angetrieben wird und der Zulaufbehälter mit
möglichst geringer Einfüllhöhe unter Vermeidung einer Saugleitung direkt über der
Pumpe angeordnet ist.
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Es sind viele Pumpen dieser Art bekannt, welche in der Regel vertikal
arbeiten, d. h., das Fördergut strömt durch das untenliegende Saugventil an der
Membran vorbei nach oben durch das Druckventil in die Förderleitung. Diese Pumpen
haben den Nachteil, daß eine Saugleitung entlüftet werden muß und daß diese Saugleitung
im Betrieb verhältnismäßig hohe Unterdrücke erzeugt infolge des zähen Fördergutes.
Außerdem treten an dieser Stelle häufig Verstopfungen und Undichtigkeiten auf, welche
zum Versagen der Pumpen führen.
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Unter Vermeidung der Saugleitung wurden Membranpumpen bekannt, bei
denen .der Zulauftrichter direkt über der Pumpe angeordnet wird. Hierbei wird das
Fördergut mit verhältnismäßig geringem Druckverlust durch das Saugventil nach unten
in die Pumpe gesaugt und durch das meist horizontal liegende Druckventil in die
Förderleitung gedrückt.: Bei diesen Pumpen ist die Membran senkrecht angeordnet.
Als Folge davon ergibt sich für das Saugventil und den Einfülltrichter eine große
Bauhöhe, so daß diese Puin-. pen nicht mehr aus einem normalen kleinen Mörtelmischer
beschickt werden müssen, sondern durch eine besondere Arbeitskraft von Hand beschickt
werden.
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Außerdem tritt bei diesen bekannten Membranpumpen der Nachteil auf,
daß die Ventile in bezug auf die Membran zum Teil exzentrisch angeordnet sind, so
daß die Membran bei dem Druckgefälle, welches beim Saugen bzw. Drücken entsteht
und über die Flächenerstreckung der Membran zur Wirkung kommt, relativ stark beansprucht
wird.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Membranpumpe zu schaffen,
welche den Anforderungen der Bauwirtschaft hinsichtlich Betriebssicherheit, geringer
Einfüllhöhe und Lebensdauer der Membran besser entspricht als die bekannten Membranpumpen.
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Dieses Ziel wird gemäß vorliegender Erfindung dadurch erreicht, daß
die Membran geneigt angeordnet wird und die Saug- bzw. Druckventile relativ nahe
zur verlängerten Membranmittelachse angeordnet werden.
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Eine solche Pumpe ist in der Abbildung dargestellt. Hier wird der
Kolben durch ein Kurbeltriebwerk 4 in hin- und hergehende Bewegung versetzt. Die
Zwischenflüssigkeit 3, welche sich ohne --Lufteinschlüsse zwischen Kolben 2 und
Membran 1 befindet; überträgt die Verdrängerarbeit des Kolbens 2 auf die an ihrem
Außenrand eingespannte Membran 1. Diese ihrerseits erzeugt beim Rückwärtshub des
Kolbens ein Vakuum im Förderraum 5, wodurch infolge des atmosphärischen Druckes
das -zähflüssige Fördergut durch das Saugventil 6 in den. Pumpraum gedrückt bzw.
gesaugt wird. Beim Vorwärtshub des Kolbens 2 wird. die Membran 1_-nach vorn gedrückt
uüd schiebt somit das Fördergut durch das nunmehr -sich öffnende Druckventil 7 in
die Druckförderleitung B.
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Da wegen der erforderlichen Selbstentlüftung der Pumpe das Saugventil
immer an der höchsten Stelle der Membran angeordnet werden muß, ist es leicht ersichtlich,
daß durch die vorliegende schräge Anordnung der Membran eine bedeutende Erniedrigung
der Pumpenbauhöhe erzielt wird. Die erfindungsgemäße Anordnung führt auch zwangläufig
dazu, daß die beiden Ventile näher zur Membranmittelachse 13 rücken. Bei der in
der Abbildung dargestellten Pumpe liegt das Saugventil ziemlich genau in der Mittelachse
der Membran. Hierdurch wird erreicht, daß beim Saughub der Pumpe die Einströmung
des Fördergutes zentrisch auf die Membran zu erfolgt. Die Membran liegt somit beim
Saugen etwa in einer der Potentiallinien, welche zentrisch um das Saugventil verlaufen.
Bekanntlich tritt beim Fließen sehr zäher Fördermedien mit hoher innerer Reibung
ein großer innerer Druckverlust auf, welcher sich so auswirkt, daß die kreisförmig
um die Quelle verlaufenden Potentiallinien verhältnismäßig eng beieinander liegen.
Die Membran soll in diesem Fall möglichst in einer Potentiallinie bzw. Potentialfläche
liegen. Ist dies nicht der Fall, d. h. schneidet die Membran einige Potentialflächen,
so wird sie mit verschiedenem Druck über ihre Flächenerstreckung belastet und wird
sich entsprechend ungünstig verformen und abnutzen.
Bei der gezeichneten
Pumpe ist bezüglich des Druckventils die Auslegung nicht so günstig wie bezüglich
des Saugventils, d. h., beim Druckhub der Pumpe besteht in der Nähe des Druckventils,
d. h. am unteren Teil der Membran, ein niederer Druck als am oberen Teil der Membran.
Als Folge davon wird sich die Membran beim Saughub zunächst auf der unteren Hälfte
nach vorn ausbauchen und erst allmählich, nachdem sie auf der Unterseite bereits
gespannt ist, oben nachfolgen. Doch ergeben sich immer noch günstigere Verhältnisse
als bei herkömmlichen Membranpumpen, wo die Ventile zum Teil direkt am Rand der
Membran angebaut sind.
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Bei diesen durch die vorliegende Erfindung überholten Pumpen war es
beispielsweise erforderlich, daß zur Vermeidung der erwähnten unsymmetrischen Verformungen
der Membran spezielle Membranabstützungen im Fördergutraum angeordnet werden mußten.
Diese Membranabstützungen haben sich jedoch bei Förderung von Mörtel und ähnlichen
Fördergütern, bei denen scharfkantige und abrasive Bestandteile mitgeführt werden,
als unbrauchbar erwiesen, weil sich die Membran beim Anlegen an die Abstützungen
hierdurch aufscheuerte.
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Bei der vorliegenden Pumpe wurden normale Kugelventile ohne Federbelastung
verwendet. Ein bedeutender Vorteil dieser Anordnung ist, daß die Pumpe hierdurch
von selbst mit der Förderung aussetzt, sobald z. B. durch Leerpumpen des Saugtrichters
Luft angesaugt wird. Durch die in den Pumpraum eintretende Luft wird das Saugventil
6 beim Druckhub der Membran nicht auf seinen Sitz zurückgeschoben, so daß die angesaugte
Luft wieder zurück in den Saugtrichter geschoben wird. Die Pumpe fördert erst dann
weiter, wenn der Saugtrichter erneut mit Fördergut beschickt wird.
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Bei Förderung von scharfem Zementmörtel oder Feinbeton, welcher sich
oft innerhalb des Pumpraumes entmischt und Ansätze bildet, ist es von Vorteil, das
gesamte Pumpgehäuse mitsamt Saugtrichter mit wenigen Handgriffen nach vorn abklappen
und reinigen zu können. Zu diesem Zweck kann z. B. auf der Unterseite des Gehäuses
ein Gelenk 12 angeordnet werden, welches das Pumpgehäuse mit dem Gehäuse des Triebwerkes
verbindet und um welches der vordere Teil nach Lösen weniger Schrauben 14 oder nach
Lösen eines Schnellverschlusses nach vorn aufgeklappt werden kann. Hierdurch wird
die gesamte Membran freigelegt und das Pumpeninnere zur Reinigung zugänglich.
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Weiter ist es von Vorteil, das Gehäuse, welches das Druckventil 7
enthält, mittels Schnellverschlüssen am Pumpengehäuse zu befestigen. Durch Lösen
dieser Verschlüsse wird das Druckventil und das Pumpeninnere 5 schnell zur Reinigung
und Kontrolle zugänglich.