DE1800018C3 - Hydraulische Membranpumpe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit einem hydraulischen Verdrängerantrieb und einer einen Förderraum und einen Hydraulikraum trennenden Membran, die aus drei aneinander anliegenden Einlelniembranen besteht, von denen die mittlere mit einem oder mit mehreren Schlitzen versehen ist, wobei eine Anzeigevorrichtung für einen Bruch der beiden äußeren Membranen vorgesehen ist, die von außen mit 4s mindestens einem der Schlitze in Verbindung steht.

Membranpumpen der genannten Art haben insbesondere auf dem Gebiet der chemischen Industrie weite Verbreitung gefunden. Speziell zu Dosierungszwekken haben sich hydraulische Membranpumpen durch- ^o gesetzt, bei denen eine Membran den eigentlichen Förderraum von einem mit Hydraulikmedium gefüllten Arbeitsraum trennt und durch das von einem mechanischen Kolben verdrängte Hydraulikmedium betätigt wird. Allerdings ist hierbei die Überwachung der Brü- ss ehe oder Beschädigungen schwierig, da bei Verletzungen der Membran Förder- und Hydraulikmedium ineinander übergehen können, was einerseits nicht ohne weiteres sofoit bemerkt werden kann und andererseits auf Grund größerer übertretender Mengen an Hydrau- t\o lik- oder Fördermedium eine merkliche Verschmutzung des Förder- oder Hydraulikraumes mit sich bringt. Insbesondere bei giftigen Fördermedien muß also der Überwachung und Absicherung große Aufmerksamkeit geschenkt werden. <>s

Aus diesem Grund sind daher bei einer bekannten Membranpumpe (USA.-Patentschrift 31 31 638) mehrere, z. B. drei Membranen, aufeinanderliegend angeordnet, wobei die mittlere Membran perforiert und mit radial nach außen leitenden Schlitzen versehen ist. Einer oder mehrere der Schlitze stehen mit der Umgebung in Verbindung. Bei einem Bruch einer der beiden außenliegenden, mit dem Fördermedium bzw. dem Hydraulikmedium in Berührung stehenden Membranen wird das durch die Bruchstelle hindurchtretende Medium längs den radialen Schlitzen der mittleren Membran nach außen geleitet und kann dort einer geeigneten Überwachungseinrichtung zugeführt werden. Die übereinanderliegenden Membranen müssen, um in ihrer Gesamtheit als eine einzige Membran zu wirken, durch Kleben miteinander verbunden werden. Di.se Klebeverbindung unterliegt aber im Betrieb, insbesondere bei höheren Drücken, beträchtlichen Scherkräften, belastet beim Saughub die Membranen sehr ungünstig und beeinträchtigt deshalb die Betriebssicherheit der Anlage merklich. Außerdem hat sich herausgestellt, daß bei den erfahrungsgemäß anfangs sehr feinen Rissen in den Membranen nur sehr wenig durchtretendes Medium in die Schlitze der mittleren Membran gelai.^t, die mechanische Wirkungsweise der Gesamtanordnung jedoch auch durch diese feinen Risse so beeinträchtigt wird, daß eine weitere Membran brechen kann, bevor noch eine Anzeige nach außen erfolgt.

Aus diesem Grund ist bereits vorgeschlagen worden (deutsche Auslegeschrift 12 26 740), den Raum zwischen mindestens zwei Membranen an ein Vakuumgefäß mit einem Vakuummeter anzuschließen. Diese Ausführung erfordert jedoch zur Vermeidung des Abhebens der Membranen beim Saughub eine stete Aufrechterhaltung eines möglichst hohen Vakuums in dem Vakuumgefäß mittels einer Vakuumpumpe und ist daher relativ aufwendig. Da bei Nachlassen des Vakuums auf Grund von Störungen der Vakuumpumpe oder von Undicht iten sofort die Funktion der Membranpumpe leidet, ist diese Anlage auch nicht sehr betriebssicher.

Bei einer weiteren bekannten Membranpumpe (deutsche Patentschrift 7 10 320) sind die vorgesehenen Einzelmembranen lediglich lose aufeinandergelegt, was in bezug auf die gewünschte Betriebssicherheit noch ungünstiger ist als bei den vorerwähnten bekannten Membianpumpen.

Es ist weiterhin eine Membranpumpe bekannt (deutsche Patentschrift 9 43 739), bei der zwei Einzelmembranen vorgesehen sind, die eine Zwischenlage in Form einer Scheibe kleineren Durchmessers einschließen. Die beiden äußeren Membranen und die Zwischenlage sind lose aufeinandergelegt. Hieibei ist die Überwachungseinrichtung dieser Membranpumpe derart ausgestaltet, daß eine nach außen führende Rohrleitung, an welche die in der Membran gebildeten Hohlräume mit einem oder mehreren Durchlässen angeschlossen sind, über ein Rückschlagventil die Flüssigkeit zu einem entsprechenden Steuerorgan leitet. Jedoch läßt auch hier die Betriebssicherheit zu wünschen übrig.

\usgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Membranpumpe der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß bei geringem konstruktivem Aufwand eine sehr betriebssichere Membranpum pe geschaffen wird, die bei geringem konstruktivem Aufwand eine sichere gleichmäßige Übertragung der Pumpkräfte auf die Einzelmembranen gewährleistet und gleichzeitig ein sofortiges Anzeigen eines etwaigen Membranbruches gestattet.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Membranpumpe ergeben sich aus den Ansprüchen.

18 OO 018

Bei der erfindungsgemäßen Membranpumpe sind die Membranen einwandfrei hydraulisch gekoppelt und dadurch sowohl beim Saughub als auch beim Druckhub optimal belastet. Da zur sicheren Aufrechterhaltung dieser hydraulischen Kopplung lediglich der mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte äußere Vorratsbehälter vorgesehen sein muß, ergibt sich ein minimaler apparativer Aufwand. Die Membranen bilden funktionsmäßig eine geschlossene Einheit und ermöglichen trotzdem ihre einwandfreie Überwachung auf Membranbrüche. Tritt ein Membranbruch der mit dem Fördermedium in Berührung stehenden Membran ein, so dringt auf Grund der geringen Größe des zwischen den Membranen liegenden Raumes auch nur eine geringe Menge an Hydraulikflüssigkeit in den Förderraum ein.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung naher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 schemalisch einen Querschnitt durch die Membranpumpe gemäß der Erfindung und

F i g. 2 in Draufsicht eine als Zwischenmembran ausgebildete Einzelmembran der Membranpumpe.

Zwischen einem Zylinderdeckel 1 und einem Hydraulikzylinder 2 ist eine aus mehreren Einzelmembranen 3;}, 3b. 3c bestehende Membran 3 in bekannter Weise eingespannt. Im Zylinderdeckel 1 befinden sich Zu- und Abströmventile 4 und 4' für das Fördermedium. Im Hydraulikzylinder 2 arbeitet ein mechanischer Verdrängerkolben 6 in einem Hydraulikraum 7, in dem in bekannter Weise eine Lochplatte 8 angeordnet ist, auf der sich beim Saughub die Membran 3 /ur Verhinderung einer unzulässigen Verformung abstützt.

Die Membranen 3.i, 3b 3c sind übereinundergelegt und können beispielsweise zur Erleichterung des Einbaues an ihren Außenrändern verklebt odei verschweiß¹, sein. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, besitzt die Zwischenmembran 36 eine Anzahl radialer Schliize. von denen einer in diametral gegenüberliegenden Fahnen 9 ausläuft. Die die Zwischenmembran 3b umschließenden Membranen 3a und 3c sind dichte Membranen von vollkommen analoger Form. An den seitlichen Fahnen 9 befinden sich Anschlüsse 10 und 11. Der Anschluß 11 ist verschließoar; d:r AnschluU 10 steht über ein leicht federbelastetes Rückschlagventil 12 mit einem Vorratsbehälter 13 für das Hydraulikmedium in Verbindung.

Vor dem Einbau wird der zwischen den Membranen 3a, 3b und 3c und dem Rückschlagventil 12 liegende Raum 5 über die Anschlüsse 10, 11 mit geeigneter Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Dies erfolgt zweckmäßigerweise durch Einsaugen von Flüssigkeit über eine Vakuumpumpe. Anschließend wird der Anschluß 11 geschlossen. Der Behälter 13 bleibt teilweise gefüllt, so da!' die Membranen einwandfrei hydraulisch gekoppelt sind und sich beim Saughub nicht voneinander abheben können.

Das Saugvermögen dieser so ausgestatteten Membranpumpe ist bei Verwendung eines geeigneten Hydraulikmediums in keiner Weise eingeschränkt. Das Rückschlagventil 12 verhindert das Einströmen von Flüssigkeit aus dem Behälter 13. 1st eine der Membranen 3ii, 3b. 3c beschädigt oder gebrochen, so gelangt entweder Förder- oder Hydraulikmedium über das Rückschlagventil 12 in den Behälter 13. sobald der Förderdruck höher ist als die Federbelastung. Der Membranbruch kann dann durch bekannte Signaleinrichtungen (kapazitiv, induktiv, radioaktiv) gemeldet werden.

Die Zwischenmembran 3b kann wegfallen und durch einen den Außenrand der beiden anderen Membranen 3.i und 3c verbindenden Zwischenring ersetzt werden. Ebenso ist es möglich, zum Zweck einer selektiven Membranbruchsignalisierung in bereits bekannter Weise eine Fünflagenmembran zu verwenden, bei der jeweils zwischen der äußeren und der mittleren dichten Membran eine durchlässige Membran, z. B. gemäß F i g. 2, angeordnet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

18 OO Patentansprüche:

1. Membranpumpe mit einem hydraulischen Verdrängerantrieb und einer einen Förderraum und einen Hydraulikraum trennenden Membran, die aus drei aneinander anliegenden Einzeimembranen besteht, von denen die mittlere mit einem oder mit mehreren Schlitzen versehen ist, wobei eine Anzeigevorrichtung für einen Bruch der beiden äußeren Membranen vorgesehen ist, die von außen mit mindestens einem der Schlitze in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Einzelmembranen (3a, 3b. 3c) durch ein den oder die Schlitze der mittleren Membran (36) vollständig ausfüllendes Hydraulikmedium hydraulisch gekoppelt sind und daß der oder die Schlitze über ein Rückschlagventil (12) mit einem äußeren Vorratsbehälter (13) für das Hydraulikmedium verbunden sind, über welches bei einem Membranbruch das Medium aus dem Förderraum oder aus dem Hydraulikraum in den Vorratsbehälter (13) einströmt und die Anzeigevorrichtung auslöst.

2. Membranpumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen (3a. 3b, 3c) seitliche Fahnen (9) mit Anschlüssen (10. U) besitzen, von denen der eine (11) von außen verschließbar ist. während der andere (10) mit dem federbelasteten Rückschlagventil (12) in Verbindung steht.

3. Membranpumpe gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein/elmembranen (3a, ib, 3c) an ihren Außenrändern miteinander verklebt oder verschweißt sind.