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FLUSSIGKEITSTRANSPORTEINRICHTUNG VORZUGSWEISE 3R FARB-
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STOFFE UND CHEMIKALIEN Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitstransporteinrichtung,
die vorzugsweise als Anstreich- und Lackiereinrichtung, oder für Chemikalienbehandlung
angewendet werden kann.
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wie bekannt, werden an Pumpen zum Weiterbefördern von Lackfarbstoffen
in Anstreichbetrieben folgende Anforderungen gestellt: gleichmässige Dosierung;
Widerstandsfähigkeit gegen Verdünnungs- und Lösungsmittel, wie auch
gegen
die Verschleisswirkung der in den Lackfarbstoffen zugegenen Metalloxyd-Pigmente;
schliesslich: Selbstansaugung.
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Zu dem obigen Zweck sind verschiedenartige Einrichtungen in Gebrauch.
Es werden hierzu Zshnradpumpen benützt, mit Aussen-, oder Innen- und Aussenverzahnung.
Das Aendern der geförderten Flüssigkeitsmenge kann durch Drehzahlreglung der Zahnradpumpe
erzielt werden. Dies erfordert aber immer eine komplizierte und teure Vorrichtung,
unbeschadet dessen, ob die Drehzahlreglung mechanisch oder elektrisch erfolgt, Des
weiteren haben die Erfahrungen der Praxis gezeigt, dass die Ausgestaltung der Dichtungen
für rotierende Wellen in einer Beschaffenheit, die gegen Chemikalien, Lösungsmittel
und die Verschleisswirkung der Farbstoffe einen genügenden Widerstand zu leisten
vermag, zur Zeit noch ein ernstes Problem bedeutet, Darüber hinaus ist auch noch
der Einbau eines zusätzlichen Sicherheitsdruckbegrenzers im Druckbereich der Einrichtung
erforderlich, wodurch der Aufwand noch weiter erhöht wird, Bekannt ist ferner eine
solche Plüssigkeitsmembranpumpe, bei welcher die transportierte Flüssigkeitsmenge
von der Hublänge und der Hubzahl der Membran abhängig ist. Auch solche Membranpumpen
kommen zum Einsatz, bei denen die Menge an transportiert er Flüssigkeit durch Drehzahländerung
der betätigenden Exzenterwelle, oder durch Exzentrizitätsänderung der Betätigungswelle,
wie auch - bei konstant bleibender Wellenexzentrizität - durch Aenderung der Bewegungsfreiheit
der Membran bzw. der embranwelle, mithin durch Aenderung der Hublänge geregelt wird.
Eine solche Lösung ist z.B. in der ungarischen Patentschrift Nr. 163.547 beschrieben.
Ihr Mangel besteht darin, dass es zu komplizierte Geräte sind, ferner auch ihre
Dosiervorrichtung leicht schadhaft wird, und deshalb ihre Betriebssicherheit den
neuzeitlichen Anforderungen nicht entspricht.
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Zu Flüssigkeitstransport werden auch Druckluftgeräte angewendet.
Bei diesen wird die Menge an beförderter Flüssigkeit durch den Arbeitsdruck der
Luft, den Widerstand der Rohrleitung, sowie durch die eingebaute Drosslung bestimmt.
Ein Mangel dieses Systems besteht darin, dass es nicht selbstansaugend ist und deshalb
das Nachfüllen der Flüssigkeit nur gesondert und schuierig gelöst werden kann. Deshalb
ist die Arbeitsweise intermittierend. Bei gewissen Flüssigkeiten kann die Arbeitsluft
auch in die Lösung eintreten, was durchaus unerwünscht ist, Ziel der Erfindung ist,
durch Behebung der obigen Mängel eine verbesserte Flüssigkeitstransporteinrichtung
zu schaffen, deren Konstruktion und Bedienung einfacher ist, die Menge an transportiert
er Flüssigkeit aber stufenlos, leicht und genau reguliert werden kann.
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Um die gestellte Aufgabe zu lösen, gingen wir von einer solchen Flüssigkeitstransporteinrichtung
aus, die eine pneumatisch betätigte, den Arbeitsraum wenigstens teilweise begrenzende
Membran besitzt. Die Fortentwicklung, d.h. das weisen der Erfindung besteht nun
darin, dass die Vorrichtung wenigstens zwei, miteinander mechanisch zwangsverbundene
Membranen besitzt, deren abgedichtet--getrennt betätigte Lufträume mit einem, das
abwechselnde Betätigen der Membranen ermöglichenden Umschaltventil in Verbindung
stehen; das Umschaltventil zuei Steuerstellungen hat, in denen eine Speiseluftquelle
über eine regulierbare Drosslung in der ersten Steuerstellung den Luftraum der einen
Membran anfüllt, den Luftraum der anderen Membran aber entlüftet, während in der
zweiten Steuerstellung der Luftraum der anderen Membran angefüllt, zugleich aber
der Luftraum der einen Membran entlüftet wird.
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Zweckmässig ist eine solche Ausführungsart, bei der das Umschaltventil
als ein solches pneumatisch gesteuertes Ventil auegestaltet ist, bei dem die Steueranschlüsse
über Luftrohre mit einem Ventil verbunden sind, das die Extremstellungen der Membranen
abzufühlen, bzw, zu signalisieren vermag.
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Die Einrichtung hat vorteilhaft zwei Membranen, die in ihrem Mittelbereich
beidseitig von je zwei Scheiben eingefasst sind; demzufolge sie an der abgedichteten,
in einer Bohrung des Pumpengehäuses axial verschiebbaren Welle befestigt sind, Um
das Neuanlassen der Einrichtung zu erleichtern, kann das eine Steuerluftrohr mit
einer solchen Neuanlasseinrichtung versehen werden, die aus einem pneumatischen
Ventil, einem mit diesem in Reihe geschalteten Verzögerungsraum, sowie einer Drosslung
besteht.
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Auch die Steuerluftrohre können mit je einer Drosslung versehen werden,
wozu zweckmässig fixe Drosslungen gewählt werden.
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Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnung in ihren
Einzelheiten näher erläutert werden, wobei die Zeichnung nur skizzenhaft das Arbeitsprinzip
der erfindungsgemässen Einrichtung als eines der möglichen Ausführungsbeispiele
darstellt.
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Nie in der Zeichnung zu ersehen, ist in einem Pumpengehäuse 1, an
dessen beiden gegenüber liegenden Enden, zwischen den dort vorgesehenen Deckeln
2 und 3 die im vorliegenden pille aus biegsamen Kunststoffplatten gefertigten Membranen
4 und 5, z.B. durch Verschraubung eingespannt. Die Membranen 4 und 5 sind beidseitig
von Scheiben 6, 7 bzw. 8, 9 eingefasst, welche mit Schrauben 10
bzw.
11 an einer, durch eine zentrale Bohrung 1A des Pumpengehäuses 1 geführten, mit
Dichtungen 13 versehenen Welle 12 befestigt sind. Die Dichtungen 13 haben die Aufgabe,
die durch die Aussparungen des Pumpengehäuses 1, bzw. durch die Membranen 4 bzw.
5 umgrenzten Lufträume 14 und 15 abdichtend voneinander zu trennen, In dem Deckel
2 ist ein Saugventil 16 und ein Druckventil 17, im Deckel 3 aber ein Saugventil
18 und ein Druckventil 19 vorgesehen. Diese sind im vorliegenden Palle Kugelventile
(Rückschlagventile), welche das Strömen nur in einer Richtung gestatten. Vor den
Saugventilen 16 und 18 sind Saugrohre 20, nach den Druckventilen 17 und 19 aber
Druckrohre 21 in der dargestellten Weise angeschlossen, die mit dem gemeinsamen
Saug-bzw. Druckraum (nicht eingezeichnet) in Verbindung stehen.
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In dem Pumpengehäuse 1, parallel zur Welle 12 sind Signalsendeventile
22 bzw. 23 eingebaut. Von diesen Fühlorganen wird die seitliche Endstellung der
Membranen 4 und 5 im Pumpengehäuse 1 so wahrgenommen, dass die Scheiben 8 bzw. 7
eine Welle 26 bzw. 27 der Signalsender 22 bzw. 23 hineindrücken. Hierauf öffnen
die Ventile 22 bzw, 23 und verbinden jeweils ein Steuerluftrohr 24 bzw, 25 (gestrichelte
Linie) mit dem betreffenden Luftraum 14 bzw, 15. Bei Grundstellung halten Federn
28 bzw, 29 die Signalsendeventile 22 bzw. 23 in geschlossener Stellung.
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Bei der erfindungegemässen Zweimembranpumpe müssen die Lufträume
14 bzw, 15 zu ihrer Betätigung abwechselnd auf Püllen, mithin auf Pressluft geschaltet,
alternativ der Auspuff mit der Aussenatmosphäre in Verbindung gebracht werden.
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Diese Aufgabe wird von einem pneumatisch betätigten, als Zweiwegehahn
ausgestalteten Umschaltventil 30 versehen, dessen mit ttAt bezeichneter Anschluss
mit dem einen Luftraum 15, der mit tBt bezeichnete Anschluss mit dem anderen Luftraum
14, der tPAt Steueranschluss mit dem Steuerluftrohr 24, der Anschluss PBtt aber
mit dem Steuerluftrohr 25 verbunden wird.
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Das Ausströmen der Pressluft ins Freie erfolgt im vorliegenden Fall
über einen, an den Anschluss R" des Umschlagventils 30 gelegten Schalldämpfer 31,
Die Betätigungspressluft trifft am Anschluss "P" des Umschaltventils 30 über eine
regulierbare Drosslung 32 ein. Die stufenlose Regulierung der Hubzahl der Membranpumpe,
d.h. der beförderten Flüssigkeitsmenge erfolgt mit dieser regelbaren Drosslung 32.
Die pressluft gelangt in die sogenannten "Steuerräume" der Luftrohre 24 und 25 über
die Drosslungen 33 bzw. 34, Diese haben die Aufgabe, das Anfühlen der Steuerräume
zu verzögern. Das Steuerluftrohr 25 ist ferner mit einem Anschluss "C" eines pneumatisch
gesteuerten Ventils 35 verbunden. Ein mit tDe bezeichnete Auspuffanschluss des Ventils
35 führt ins Freie.
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Am Steueranschluss tEtt des Ventils 35 ist über eine Drosslung 36
ein Verzögerungsraum 37 angeschlossen, über den ihm die Betätigungspressluft zugeführt
wird.
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Bei jedem Neuanlassen der Membranpumpe, also bei jedem Einschalten
der Pressluft sichert das Ventil 35 die gewünschte Positionstellung des Umschaltventils
30. Dies besagt, dass es das Membranpaar aus der Mittelstellung fortbewegt, und
die Pumpe dadurch in Gang setzt, dass es - zusammenarbeitend mit der Feder 38 -
das Steuerluftrohr 25 solange auf Freiluft schaltet,
bis über die
Drosslung 36 und den Verzögerungsraum 37 der Pressluftdruck am Steueranschluss ttEtt
des Ventils 35 jenen Wert erreicht hat, der genügt um die Gegenkraft der Feder zu
überwinden, und dadurch das Ventil 35 zu schliessen, d.h. den Auspuff des Steuerluftrohrs
25 abzustellen.
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Das manuelle oder automatische Ein- und Ausschalten der Membranpumpe
erfolgt mit einem, in das Speiseluftrohr 39 eingebauten Ventil 40. Es ist zweckmässig
den Pressluftdruck durch Regulieren auf konstantem zuwert zu halten, was mit einem
in die Speiseluftleitung 39 eingebauten Druckregler 41 von ans ich bekannter Bauart
erreicht werden kann.
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Die Arbeitsweise der in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel dargestellten
Membranpumpe gemäss der Erfindung ist folgende: Nach Einschalten des Ventils 40
wird der Innenraum (Steuerraum) des Luftrohrs 24 über die Drosslung 33 mit Pressluft
von am Druckregler 41 eingestelltem Druckwert angefüllt und das Umschaltventil 30
wird durch seinen hier angeschalteten Steueranschluss ttPAtt in die Stellung I gebracht,
Zugleich damit wird das Luftrohr 25 und der hier vorgesehene Steueranschluss rtPBIt
vom Ventil 35 auf Freiluft geschaltet. Die Pressluft füllt nun über die regulierbare
Drosslung 32, sowie über die Anschlüsse "p" und Iia den Luftraum 15 der Membran
4.
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Durch die Pressluft wird die elastische Membran 4 in die gestrichelt
eingezeichnete Stellung gebracht, die deshalb im Arbeitsraum einen Druckhub verrichtet.
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Die Membran 4 nimmt die mit ihr verbundene Membran 5 mit, welch' letztere
dabei im Arbeitsraum Y einen Saughub verrichtet,
Nach Verstreichen
einer gewissen, von der Drosslung 36 und dem Verzögerungsraum 37 bestimmten Zeit
wird das Ventil 35 schalten, d.h, den Auspuff des Luftrohrs 25 abstellen, wonach
sich das Luftrohr 25 wieder mit Pressluft füllt, Am Ende des Saughubes betätigt
die Scheibe 7 der Membran 5 das Signalsendeventil 22, indem es das Luftrohr 24 und
den Luftraum 14 über die Anschlüsse tBt und ((R" des Umschaltventils 30 und des
Schalldämpfers 31 auf Freiluft schaltet, Dies hat zur Folge, dass der Innendruck
des Luftrohrs 25 des Umschaltventils 30 in die Position II umschaltet. Hierbei füllt
sich nun der Luftraum 14 der Membran 5 über die Anschlüsse ttpft und "B" des Umschaltventils
30 mit Pressluft, Zugleich schaltet das Umschaltventil 30 auch den Luftraum 15 der
Membran 4 auf Auspuff. Die Membran 5 wird also im Arbeitsraum Y einen Druckhub,
die Membran 4 aber im Arbeitsraum X 90-lange einen Saughub verrichten, bis die Scheibe
8 der Membran 4 - in der Innenextremstellung der Membran -das Signalsendeventil
23 nicht betätigt, Dadurch gelangt aber das Umschaltventil 30 in die Position I
zurück, und der Prozess kann sich selbstregelnd zyklisch wiederholen.
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Einer der uichtigsten Vor züge der Einrichtung gemäss der Erfindung
besteht darin, dass mit ihr der Flüssigkeitsstrom nahezu kontinuierlich gestaltet
werden kann. Dann aber genügt auch ein viel kleinerer Luftkessel im pneumatischen
System, als zu den bisher be'kann ten Einrichtungen. Ferner erfolgt hier die Ansaugung
zaangsläufig, und erfordert deshalb keinen zusätzlichen Energieakkumulator für die
Einrichtung, beispielsweise eine Feder. Die Saughöhe kann hier auch wesentlich vergrössert
werden. Durch Absperren der Druckleitung kann
die Einrichtung einfach,
ohne ein zusätzliches Sicherheitsventil ausser Betrieb gesetzt werden. Die zu fördernde
Flüssigkeitsmenge kann an der regulierbaren Drosslung einfach und genau eingestellt
werden. Nach den bisherigen Versuchserfahrungen ist eine solche Pumpe - bei relativ
kleinem Aufwand - sehr betriebssicher, und bedeutet für das Bedienungspersonal hinsichtlich
Bedienung, Wartung und Instandhaltung nur eine sehr kleine Belastung.
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Schliesslich sei noch erwähnt, dass die Druckrohre und/oder saugrohre
21 bzw. 20 auch für sich, an getrennten Flüssigkeitsräumen angeschlossen werden
können. Als "Steuerraum" wurde von uns im Fall der als Beispiel erörterten.Ausführungsform
das Innenvolumen der Luftrohre 24 und 25 in Betracht gezogen. Es ist aber auch eine
solche Ausführung möglich, bei der die Luftrohre 24 und 25 mit einem zusätzlichen
Steuerraum in Verbindung stehen,