DE2640575B2

DE2640575B2 - Membranpumpe

Info

Publication number: DE2640575B2
Application number: DE2640575A
Authority: DE
Inventors: Rex C. Hacienda Heights Calif. Cooprider; Richard P. Ontario Calif. Grogan
Original assignee: Diamond International Corp
Current assignee: Silgan Dispensing Systems Corp
Priority date: 1975-09-12
Filing date: 1976-09-09
Publication date: 1981-06-11
Also published as: DK148888B; DK148888C; DE2640575A1; AU1674576A; JPS5651826B2; CA1034096A; DK412876A; BE845701A; JPS5238607A; FR2323899B1; GB1540410A; AU504633B2; IE43177B1; NL7609790A; FR2323899A1; DE2640575C3; IE43177L; US3995774A; LU75704A1; IT1066354B

Description

Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Pumpe ist aus der GB-PS 13 86 464 bekannt, die eine Membran besitzt, die etwa trichterförmig ausgebildet ist und eine in einen Flüssigkeitsvorrat eingetauchte Zuführleitung mit einem Ende umfaßt und dort ein Kugelventil als Einlaßventil für die Pumpenkammer aufweist. Die Membran ist ferner zwischen zwei Gehäuseteilen der Pumpe mit Hilfe eines Randflansches eingeklemmt und besitzt zusätzlich einen einstückig daran angeformten Abschnitt, der ringförmig ausgebildet ist und eine Art Ring- oder Lamellenventil als Auslaßventil der Pumpenlkammer bildet, das sich in geschlossenem Zustand gegen einen entsprechenden ringförmigen Abschnitt des benachbarten Gehäuseteils anlegt. Die Membran ist mit Hilfe eines am Pumpengehäuse angelenkten Hebels deformierbar. Der Aufbau der Membran einer derartigen Pumpe ist aufgrund der verwendeten Ventile relativ aufwendig und kompliziert, insbesondere um die Kugel für das Kugelventil aufnehmen und die zugehörigen Sitze bilden zu können.

Ferner ist aus der DE-OS 16 53 620 eine Membran bekannt, bei der die Ventile mit Hilfe der Membran gebildet werden, jedoch wird dort die Auslaßleitung durch die Deformation der Membran selbst freigegeben, d. h. nicht durch eine Druckdifferenz an beiden Seiten eines Ventils, sondern vielmehr durch manuelle Deformierung der Membran mit Hilfe eines Druckknopfes. Das Einlaßventil wird hierbei durch eine umlaufende Stirnlippe gebildet, die sich aufgrund einer Druckdifferenz an beiden Seiten hiervon von ihrem Sitz abhebt. Diese Membranpumpe ist von anderer Wirkungsweise und anderer Konstruktion als diejenige nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ermöglicht nur kleine Hübe und relativ unbequeme Betätigung.

Dies gilt auch für die aius der AT-PS 2 84 633 bekannte Membranpumpe, bei der die Membran in drei Kammern geteilt ist, wobei die beiden Trennwände deformierbar sind und als Ventile wirken. Hierbei wird eine Trennwand durch Ausüben eines Fingerdrucks auf die Membran von außen zwangsweise deformiert und damit die Austrittsleitung freigegeben, während die zweite Trennwand aufgrund der an beiden Seiten von dieser herrschenden Druckdifferenz deformiert wird, so daß ein Auffüllen der Pumpenkammer nach Freigeben

lu der Membran bewirkt wird. Abgesehen davon, daß der Aufbau der Membran selbst durch die Trennwände kompliziert ist, können auch hier nur kleine Flüssigkeitsmengen abgegeben werden und die Handhabung ist unbequem.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Membranpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die mit einer Membran einer vereinfachten Konstruktion ebenso wie mit einer vereinfachten Ventilkonstruktion auskommt.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, eine Membran zu verwenden, die lediglich aus einem gewölbten Teil und einem damit verbundenen Randflansch besteht. Die Ventile werden durch Einschnitte in den Randflansch selbst, und zwar als Klappenventile gebildet, getrennte Ventilteile sind nicht erforderlich.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

to Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

F i g. 1 zeigt teilweise im Schnitt eine Membranpumpe in Verbindung mit einem Behälter für zu spendende

J5 Flüssigkeit,

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht einer Membran für die Pumpe von Fig. I,

Fig.3 zeigt eine Draufsicht auf ein Gehäuseteil der Pumpe von Fig. 1,

F i g. 4 zeigt einen Schnitt der Pumpe von F i g. 1 mit weggebrochenen Teilen und in einer Position gegen Ende eines Kompressionshubes,

Fig. 5 zeigt einen Schnitt ähnlich Fig.4, jedoch in einer Zwischenposition während des Saughubes,

Fig. 6 zeigt eine Ansicht von unten auf ein Gehäuseteil der Pumpe von Fig. 1.

Die Membranpumpe ρ ist so ausgebildet, daß sie auf einem konventionellen Behälter angebracht werden kann, der hier als Kunststoffflasche Cdargestellt ist, die einen Vorrat der zu versprühenden Flüssigkeit enthält. Der Behälter weist einen mit Außengewinde versehenen Hals N auf, welcher die Füll- und Abgabeöffnung umschließt.

Die Pumpe umfaßt ein oberes und ein unteres Gehäuseteil 10 bzw. 12, die miteinander flüssigkeitsdicht etwa durch Schrauben 14 verbunden sind, die sich durch fluchtende Löcher in dem unteren und oberen Gehäuseteil 10,12 erstrecken und festgeschraubt sind.

Um die Pumpe auf dem Behälter zu sichern, erstreckt sich ein nach unten ragender Stopfen 16, der einstückig mit dem unteren Gehäuseteil 12 ausgebildet ist, in den Hals N durch eine Öffnung in einer mit Gewinde versehenen Verschlußkappe 17. Der Stopfen 16 wird gegen Axialbewegung durch einen Umfangsflansch 18 gesichert, der auf der Stirnseite der Verschlußkapp" 17 aufliegt, und durch eine Muffe 19, die reibungsschlussig auf den Stopfen 16 unterhalb der Verschlußkappe 17 aufgeschoben oder in anderer Weise dort befestigt ist

und vorzugsweise eine Umfangsdichtung 20 aufweist, die auf der Stirnfläche des Halses N ruht und zwischen dem Hals und der Unterseite der Verschlußkappe 17 flüssigkeitsdicht eingeklemmt ist, wenn die Verschlußkappe 17 auf den Hals Ngeschraubt ist. i

Die Flüssigkeitszufuhr zur Pumpe umfaßt eine Einlaßöffnung 21 und eine Einlaßbohr;ng 22, die sich beide durch den Stopfen 16 erstrecken, sowie ein Ansaugröhrchen 23, das in das untere Ende der Einlaßbohrung 22 eingepaßt ist und in den unteren Endabschnin des Behälters ragt

Das untere Gehäuseteil 12 besitzt eine Ausnehmung 24, in der sich ein deformierbarer Abschnitt 25a einer federnden Membran 25 befindet und zugänglich ist, damit auch Deformation des Abschnitts 25a der Pumpvorgang erfolgen kann. Die Membran 2.') umfaßt außerdem einen umfänglichen Randflansch 256, der zwischen einander gegenüberliegenden KJeminflächen 10a bzw. 106 der miteinander verbundenen Gehäuseteile 10 bzw. 12 geklemmt ist. Um die richtige Ausrichtung der Membran 25 zu erleichtern und auch ihre Deformation beim Zusammenklemmen der Gehäusetei-Ie 10,12 zu begrenzen, ist der Randflansch 256 teilweise in eine komplementär geformte Einsenkung 26 in der Oberseite dec unteren Gehäuseteils 12 eingelassen, wie man in Fig.3 erkennt Der flache Boden dieser Einsenkung 26 dient als flache Klemmfläche, die mit dem in Ausfluchtung liegenden Abschnitt der üb värtsgerichteten Oberfläche 10a des oberen Gehäuseteils 10 zusammenwirkt, so daß der Randflansch 256 vollständig rings um den Abschnitt 256der Membran 25 abdichtend zwischen den Flächen festgeklemmt wird. Die nach unten vorstehende konvexe Seite des Abschnittes 25a ragt durch die zentrale Ausnehmung 24 im unteren Gehäuseteil 12 und ist durch diese Ausnehmung 24 J5 hindurch zwecks Deformation zugänglich, hier durch einen Hebel 28, der bei 29 an das untere Gehäuseteil 12 angelenkt ist, so daß sein freier Endabscimitt 30 in Wirkverbindung mit dem Abschnitt 25a der Membran derart gelangt, daß durch Ziehen an dem nach unten ragenden Betätigungsabschnitt des Hebels 28 im Gegenuhrzeigersinn (gemäß F i g. 1 und 4) die Membran 25 deformiert und damit das Volumen de·- Pumpenkammer 31 verringert wird, die von der Membran 25 und dem oberen Gehäuseteil 10 begrenzt wird.

Wegen der federnden Eigenschaft der Membran 25 kehrt diese in ihren normalen entspannten Zustand gemäß Fig.l zurück, wenn der Auslösearm den Hebels 28 losgelassen wird, nachdem er gezogen wordin ist, um die Membran 25 beim Kompressionshub der Pumpe zu betätigen; bei der Entspannung der Membran .15 kehrt gleichzeitig der Betätigungsarm des Hebels 28 in seine normale Ausgangsstellung zurück, so daß die Notwendigkeit für eine Rückstellfeder entfällt.

Im Ausführungsbeispiel sind die Membran 25 und ihr Umfangsflansch 256 im Grundriß oval, wobei die einander gegenüberliegenden Endabschnitte des Randflansches 256 vorzugsweise etwas größere Breile haben als die übrigen Teile hiervon, um die noch zu beschreibenden Ventilfunktionen besser ausführen zu eo können.

Die aufwärtsgerichtete Einlaßöffnung 21 endet direkt unterhalb eines verbreiterten Endabschnittes des R.indflansches 256, wo letzterer sich normalerweise über die Einlaßöffnung 21 erstreckt und diese t>5 verschließt. Durch den Randflansch 25Λ hindurch ist eine öffnung 32 ausgebildet, die sich auf einer Seite der Einlaßöffnung 21 befindet und vorzugsweise scilitzförmig ist, um ein Einlaßklappenventil 23 in Form eines lokal deformierbaren Abschnitts des Randflansches 256 zu definieren, der sich normalerweise über die Einlaßöffnung 21 setzt und diese verschließt, jedoch durch Flüssigkeitsdruck unter dem Abschnitt 33 abgehoben werden kann. Das Klappenventil 33 ermöglicht das Ausströmen von Flüssigkeit aus der Einlaßbohrung 22 durch den Schlitz oder die öffnung 32 und danach in eine Ausnehmung 34 an der Unterseite des oberen Gehäuseteils 10. Die Ausnehmung 34 befindet sich über und im wesentlichen ausgefluchtet mit dem Klappenventil 33 und gestattet ein Abheben und Öffnen des Klappenventils 33 bei jedem Saughub der Membran 25. Verbindungskanäle 36' führen von der Ausnehmung 35 in die Pumpenkammer 31.

Der Auslaß aus der Pumpenkammer 31 wird in ähnlicher Weise durch ein Auslaßklappenventil 35 gesteuert, das durch eine entsprechend angeordnete öffnung oder einen bogenförmigen Schlitz 36 im gegenüberliegenden Endabschnitt des Randflansches 256 gebildet wird.

An der S'elle des Klappenventils 35 bildet das obere Gehäuseteil 10 eine Auslaßöffnung 38, die hier in Form einer Nut an der Unterseite des oberen Gehäuseteils 10 ausgebildet ist, die mit der Pumpenkammer 31 in Verbindung steht und sich nach außen erstreckt, wobei das äußere Ende normalerweise durch das Klappenventil 35 geschlossen ist, wenn dieses an der Unterseite des oberen Gehäuseteils 10 anliegt.

Um das Anliegen des Klappenventils 35 infolge seiner ihm innev/ohnenden Federkraft zu verbessern, ist die Unterseite des oberen Gehäuseteils 10 zweckmäßigerweise mit einer etwas vorstehenden bogenförmigen Rippe 39 (F i g. 6) zum abdichtenden Anliegen an der ähnlich bogenförmigen Kante des Klappenventils

35 versehen. Vorzugsweise gehen die beiden Enden der Rippe 39 allmählich in die abwärtsgekehrte flache Oberfläche des oberen Gehäuseteils 10 über, um die Entstehung eines Spalts oder Zwischenraumes zu verhindern, der sonst das dichte Anliegen des Klappenventils 35 beeinträchtigen würde.

Unterhalb des Klappenventils 35 ist das untere Gehäuseteil 12 mit einer Ausnehmung 40 versehen, in die sich das Klappenventil 35 unter dem Druck der Flüssigkeit öffnen kann, die sich innerhalb der Pumpenkammer 31 befindet, und zwar bei jedem Kompressionshub der Pumpe. Ein solches öffnen oder Abheben des Klappenventils 35 stellt über die Öffnung

36 zwischen der Auslaßöffnung 38 und der Ausnehmung 40 eine Verbindung her, die ihrerseits über einen Durchlaß 41 mit einer Düse 42 in Verbindung steht, durch welche die Flüssigkeit aus der Pumpenkammer 31 in die Atmosphäre abgegeben wird.

Ein Belüftungskanal 44 erstreckt sich durch den Stopfen 16 in den Behälter C und endet nach oben in einem Ventilsitz 45, der nach Form und Position so ausgebildet ist, daß er von der konvexen Unterseite des Abschnitts 25a abgesperrt werden kann, wenn der letztere sich in der normalen vollständig entspannten Form befindet. Demgemäß dient der Abschnitt 25a, wenn er nicht deformiert ist, zugleich als Ventil und sitzt auf dem Belüftungskanal 44 und verschließt diesen, um ein Lecken von Behälterinhalt beim Versand und bei der Lagerung zu unterbinden. Immer dann jedoch, wenn der Betätigungsarm des Hebels 28 betätigt wird, um den Abschnitt 25a bei einem Saughub zu deformieren, hebt sich der Abschnitt 25a automatisch von der Mündung des Belüftungskanals 44 ab und gestattet somit einen

Ausgleich des Luftdruckes innerhalb und außerhalb des Behälters. Darüber hinaus wird der Abschnitt 25a automalisch durch einen etwaigen Überdruck innerhalb des Behälters, hervorgerufen durch Änderungen der Temperatur oder der barometrischen Höhe, zwecks Druckausgleich abgehoben.

Um ferner die Orientierung der Einzelteile beim Zusammenbau zu erleichtern, weist das obere Gehäuseteil 10 einen abwärtsgerichteten Vorsprung 46 auf, der im Grundriß ähnlich der Innengrundrißform des ovalen Abschnittes 25a ist, um in diesen eingepreßt zu werden. Wie am besten in F i g. 4 erkennbar, ist die Unterseite des Vorsprungs 46 vorzugsweise so geformt, daß sie teilweise an der Innenseite des Abschnittes 25a in dessen deformiertem Zustand anliegt, wenn dieser am Ende jedes Kompressionshubes vollständig eingedrückt ist und im wesentlichen parallel oder äquidistant von der benachbarten Oberfläche des freien Hebelendes 30 angeordnet ist, um so den Hebeldruck über einen großen Bereich zu verteilen und damit ein Durchschneiden oder Verschleißen des Abschnitts 25a zu verhindern.

In der Ruhestellung der Pumpe gemäß Fig. 1 sind sowohl die Ventile 33 und 35 als auch der Belüftungskanal 44 geschlossen und der Abschnitt 25a und die Pumpenkammer 31 sind vollständig expandiert und mit Flüssigkeit noch von der vorherigen Benutzung gefüllt. Der Behälter wird von der Hand des Benutzers umgriffen, wobei ein oder mehrere Finger auf dem Betätigungsarm des Hebels 28 aufliegen. Durch Niederdrücken des Hebels 28, so daß er im Gegenuhrzeigersinne zum Behälter Chin verschwenkt wird, wird das freie Hebelende 30 nach oben im wesentlichen in die Position gemäß F i g. 4 geschwenkt, wobei der Abschnitt 25a durch den Kompressionshub verformt wird. Der resultierende Druck auf die Flüssigkeit in der Pumpenkammer 31 hält das Einiaßklappenventil 33 auf seinem -, Sitz und verhindert damit den Rückfluß der Flüssigkeit von der Pumpenkammer 31 in den Behälter, während gleichzeitig das Auslaßklappenventil 35 geöffnet und die unter Druck gesetzte Flüssigkeit durch die Auslaßöffnung 38, die Ausnehmung 40, den Auslaß 41 und die

in Düse 42 bis in die Atmosphäre herausgedrückt wird. Der Belüftungskanal 44 wird kurz nach Beginn des Kompressionshubs durch Deformation des Abschnitts 25a peöffnet. Beim Loslassen des Betätigungsarmes des Hebels 28 führt die Expansion des Abschnittes 25a

ι·; infolge der ihm innewohnenden Federkraft zu dem Saughub der Pumpe, wobei auch der Betätigungsarm des Hebels 28 in die entspannte Position nach Fig. 1 zurückgeführt wird. Eine solche Expansion des Abschnittes 25a mit resultierender Verringerung des

in Innendrucks führt zu einer Aufwärtsbewegung des Auslaßklappenventils 35 nach eben in Abdichtsitz gegen das obere Gehäuseteil 10, während das Einlaßklappenventil 33 abgehoben und Flüssigkeit aus dem Behälter C nach oben in die Pumpenkammer 31 gesaugt wird. Die

2-, Deformation des Abschnittes 25a hält den Belüftungskanal 44 normalerweise offen, bis der Saughub nahezu abgeschlossen und die Rückstellbewegung bis etwas über die Position nach F i g. 5 hinaus fortgeschritten ist, so daß Luft frei in den Behälter C eingesogen werden

jo kann, um je nach Bedarf Flüssigkeit zu ersetzen, die beim vorhergehenden Kompressionshub der Pumpe abgegeben worden war.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Membranpumpe mit einem Einlaß- und einem Auslaßventil für die Einlaß- bzw. Auslaßleitung bezüglich der durch die Membran gebildeten Pumpenkammer, wobei die Membran einen einstükkig damit ausgebildeten, als Auslaßventil dienenden Abschnitt aufweist durch einen am Pumpengehäuse angelenkten Hebel deformierbar und zwischen einander zugekehrten Teilen des Pumpengehäuses mit einem Randflansch eingeklemmt ist, während die Auslaßleitung in einer Düse mündet, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaß- uad Auslaßventil als Klappenventile (33,35) in dem Randflansch (25b) ausgebildet sind, wobei in dem die Ventilsitze bildenden Pumpengehäuse Ausnehmungen (34, 40) vorgesehen sind, die unter der Wirkung des Flüssigkeküdruckes in stromabwärtiger Richtung ein Abheben der Klappenventile (33,35) ermöglichen.

2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappenventile (33, 35) durch schlitzförmige gebogene Einschnitte (32,36) in dem Randflansch (25b) gebildet sind.

3. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine sich zu den Enden hin in der Höhe bis auf Null abnehmende Rippe (39) als Anschlag für das Klappenventil (35) in die Ausnehmung (40) vorspringend vorgesehen ist.