[0001] Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe.
[0002] Die
EP 0 484 575 A1 zeigt eine Pumpe mit einer Membran, bei der sich die durch die Membran definierte
Wirkebene, die ihrerseits durch den im Membrangehäuse eingespannten Rand definiert
ist, senkrecht erstreckt.
[0003] Die
DE 12 54 968 B zeigt eine Pumpe, die keine Membran aufweist.
[0004] Auch die in der
DE 11 07 512 B gezeigte Pumpe weist keine Membran auf.
[0005] Aus der
EP 2 154 371 A1 ist eine Pumpe mit senkrechter Membran bekannt.
[0007] Die
US 4 427 350 A offenbart eine Pumpe, bei der die Membran durch einen Erhitzungs- und abkühlvorgang
bewegt wird und kein Zylinder mit einem Kolben, dessen Bewegung auf die Membran übertragbar
ist, vorgesehen ist.
[0008] Die
US 4 008 009 zeigt eine Pumpe, bei der Öffnungen in das Membrangehäuse integriert sind und kein
sich von dem Zylinder erstreckender Kanal, an dessen Flansch das die Membran aufnehmende
Membrangehäuse befestigt ist, vorgesehen ist.
[0009] Die
DE 28 55 167 A1 zeigt eine Pumpe mit einem Verdrängerkörper, der ohne einen Schräg zu einem Zylinder
verlaufenden Kanal auf eine Membran wirkt und bei der kein Arbeitsvolumen vorgesehen
ist, das teilweise von einem sich schräg von dem waagrechten Zylinder nach oben erstrteckenden
Kanal gebildet ist.
als nächstliegender Stand der Technik kann die
DE 10 61 186 angesehen werden, die eine Pumpe gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1 zeigt. Bei
der Pumpe dieser Druckschrift ist das Arbeitsvolumen nicht teilweise von einem sich
schräg von dem waagrechten Zylinder nach oben erstreckenden Kanal gebildet, an dessen
Flansch das die Membran aufnehmende Membrangehäuse befestigt ist. Diese Druckschrift
zeigt kein angeflanschtes Membrangehäuse und keinen schräg vom Zylinder nach oben
erstreckenden Kanal.
[0010] Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine derartige Pumpe mit verbesserter
Lebensdauer zu schaffen.
[0011] Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Pumpe gelöst.
[0012] Bei der erfindungsgemäßen Kolben-Membranpumpe ist die die Membran an einer von einer
Senkrechtstellung verschiedenen Lage, insbesondere um 45° bis 90°, ganz besonders
um etwa 70° angeordnet.
[0013] Die erfindungsgemäße Kolben-Membranpumpe ist - wie bei zur Förderung von Schlamm
bei Erdarbeiten vorgesehenen Kolben- Membranpumpe üblich - derart angeordnet, dass
der (oder bei Mehrfachpumpen die) Zylinder mit seiner (ihrer) Längsachse(n) waagrecht
angeordnet ist (sind). Es können also Antriebs- und Kolben/
[0014] Zylindereinheiten wie auch beim Stand der Technik Verwendung finden.
[0015] Das Arbeitsvolumen ist teilweise von einem sich schräg von dem Zylinder nach oben
erstreckenden Kanal gebildet.
[0016] Der Kanal ist gerade ausgebildet und an dem den Kanal bildenden Kanalgehäuse ist
ein senkrecht zur Längsachse des Kanals ausgerichteter Flansch vorgesehen, an welchem
eine die Membran aufnehmendes Membrangehäuse befestigt ist. Als Membran und Membrangehäuse
können somit wiederum dieselben Bauteile wie im Stand der Technik Verwendung finden,
so dass mit Hilfe der Erfindung eine wesentliche Verbesserung einer Kolben-Membranpumpe
erzielt wird, ohne dass dies mit konstruktionsbedingten Zusatzkosten verbunden wäre.
[0017] Dementsprechend ist die Membran vorzugsweise etwa kreisrund ausgebildet und weist
einen Rand auf, der in dem Membrangehäuse etwa in einer Ebene eingespannt ist, wobei
die Ebene in einer von einer Senkrechtstellung vorzugsweise um 45° bis 90°, besonders
bevorzugt um einen derartigen Winkel verschiedenen Lage angeordnet ist, so dass die
höchste Stelle des Arbeitsvolumens an einem seitlichen Randbereich gebildet ist. Ein
bei einer zum Stand der Technik gehörenden Kolben-Membranpumpe vorgesehenes, etwa
senkrecht nach oben weisendes Entlüftungsventil kann dann weiterhin zur Entlüftung
des Arbeitsvolumens Verwendung finden.
[0018] Die Erfindung soll nun anhand eines in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Querschnittsdarstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten gängigen dreifachwirkenden
Triplexpumpe;
- Fig. 2
- eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Pumpe;
- Fig. 3
- eine perspektivische Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten doppeltwirkenden
Duplexpumpe;
- Fig. 4
- eine Ansicht wie in Fig. 3, aus einer anderen Blickrichtung;
- Fig. 5
- eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Pumpeneinheit;
- Fig. 6
- eine Ansicht von der Antriebseinheit auf eine erfindungsgemäße Pumpeneinheit;
- Fig. 7
- eine Querschnittsdarstellung der erfindungsgemäßen Pumpeneinheit;
- Fig. 8
- eine Ansicht von oben auf die erfindungsgemäße Pumpeneinheit;
- Fig. 9
- eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Pumpeneinheit;
- Fig. 10
- eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe;
- Fig. 11
- eine Ansicht von oben auf die erfindungsgemäße Verdrängerpumpe;
- Fig. 12
- eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe;
- Fig. 13
- eine Querschnittsdarstellung der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe in größerem Maßstab;
- Fig. 14
- eine vergrößerte Darstellung der Fig. 4;
- Fig. 15
- den Schnitt A-A in Fig. 14.
[0019] Die in Fig. 1 gezeigte aus dem Stand der Technik bekannte gängige einfachwirkende
Triplexpumpe weist eine Antriebseinheit 1 und eine Pumpeneinheit 2 auf. Die Antriebseinheit
1 umfasst eine Antriebswelle 19, die durch einen nicht gezeigten Motor, beispielsweise
einen Elektromotor, in Drehung versetzt wird. Auf der Antriebswelle 19 ist mindestens
ein lediglich angedeutetes Zahnrad angeordnet, welches mit mindestens einem wesentlich
größeren, lediglich angedeuteten Zahnrad der Kurbelwelle 18 kämmt. Die Antriebswelle
19 steht auf beiden Seiten aus dem Gehäuse der Antriebseinheit hervor (Fig. 2). Auf
der Kurbelwelle sind relativ dicht nebeneinander drei Pleuel 18a angeordnet. Die Pleuel
sind mit Hilfe eines Pleuellagers, welches als Wälzlager ausgeführt ist, an der Kurbelwelle
gelagert. Die Pleuel übertragen ihre Bewegung jeweils mittels eines Kreuzkopfes 20
auf eine Kreuzkopfstange 21, die in eine Kolbenstange 9 übergeht. Das Kreuzkopflager
ist ebenfalls ein Wälzlager. Der Kreuzkopf umfasst zudem Gleitschuhe, welche seiner
linearen Lagerung an den Gleitlagerwandungen dienen. An der Kolbenstange 9 ist ein
Kolben 7 angeordnet, der in einem Zylinder 5 eine geradlinige hin und her Bewegung
ausführt.
[0020] An der Antriebseinheit 1 ist eine Pumpeneinheit 2 vorgesehen. Dieses stellt einen
an jeden Zylinder 5 angrenzenden Arbeitsmediumsraum 23 bereit, in dem Arbeitsmedium
22, beispielsweise Hydrauliköl, vorgesehen ist, welches die Bewegung des Kolbens 7
auf die Membran 6 überträgt. In Fig. 1 entsprechen die Positionen des Kolbens 7 und
die Membran 6 zueinander nicht dem gewöhnlichen Betrieb. Bei gewöhnlichem Betrieb
ist die Membran 6 bei der gezeigten rechten Extremstellung des Kolbens 7 nicht in
der gezeigten linken Extremstellung, sondern in der nicht dargestellten rechten Extremstellung
angeordnet. Die Membran 6 bildet zusammen mit einem Teil des Membrangehäuses 6a einen
Arbeitsraum 4. Dieser ist über Rückschlagventile 13 mit einem Druckrohr 17 und einem
in Fig. 1 nicht gezeigten Saugrohr verbunden. Das Saugrohr ist unterhalb des Saugventilgehäuses
15 angeordnet und mit diesem verbunden.
[0021] Eine Drehbewegung der Kurbelwelle 18 führt dazu, dass Arbeitsmedium 22 in dem Arbeitsmediumsraum
23 hin und her bewegt wird und die Membran 6, 6' damit abwechselnd nach rechts und
links auslenkt. Eine Auslenkung nach links führt zu einem Schließen des Auslassrückschlagsventils
bzw. Druckventils in dem Druckventilgehäuse 14 und zu einem Ansaugen von Fördermedium
durch das geöffnete Einlass-Rückschlagsventil bzw. Saugventil in dem Saugventilgehäuse
15. Die anschließende Verlagerung des Kolbens gemäß Fig. 1 nach rechts führt zu einem
Schließen des Einlass-Rückschlagventils und einer Abgabe eines dem Hubraum bzw. verdrängten
Kolbenvolumens entsprechenden Volumens an Fördervolumen über das nun geöffnete Auslass-Rückschlagsventil
unter Verlagerung der Membran bezogen auf Fig. 1 nach rechts.
[0022] Die Figuren 3 und 4 zeigen eine aus dem Stand der Technik bekannte Duplexpumpe, also
eine Pumpe mit zwei Pleuel, Kolbenstangen, Kolben und Zylindern. Diese ist doppeltwirkend.
Sie weist vier Membrangehäuse 6a, 6a' auf und wird insbesondere für größere Volumenströme
verwendet.
[0023] Die Figuren 5 bis 9 zeigen die Pumpeneinheit 2 einer erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe.
Diese ist eine Kolbenmembranpumpe. Die Verdrängerelemente 3, 3' sind also Membranen
6, 6'. Das gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pumpe ist als Ganzes
mit 100 bezeichnet (Figuren 10 bis 13). Es ist erkennbar, dass es sich bei der gezeigten
erfindungsgemäßen Pumpe 100 um eine Drillingspumpe beziehungsweise Triplexpumpe handelt.
Es sind also drei Pleuel 18a vorhanden, die mit drei sich in drei Zylindern 5 bewegenden
Kolben 7 zusammenwirken.
[0024] Die Antriebseinheit 1 der gezeigten erfindungsgemäßen Pumpe stimmt im Wesentlichen
mit der Antriebseinheit 1 der aus dem Stand der Technik bekannten einfachwirkenden
Triplexpumpe (Figuren 1 und 2) überein. Wie ein Vergleich insbesondere der Figuren
1 und 13 zeigt, übernehmen der bisherige Kolben 7 und der bisherige Zylinder 5 (Fig.
1) nunmehr zumindest auch Führungsaufgaben. An dem bisherigen Kolben ist rechts (bezogen
auf Fig. 1) eine Verlängerung der Kolbenstange 9 angeordnet, an der nunmehr der Kolben
7 befestigt ist. Der Kolben 7 trennt den Zylinder 5 in einem Bereich, der mit einem
zur Antriebseinheit geneigten Arbeitsmediumsraum 23 verbunden ist und einen Bereich,
der mit einem von der Antriebseinheit weg geneigten Arbeitsmediumsraum 23' kommuniziert.
In den Arbeitsmediumsräumen 23, 23' ist Arbeits- bzw. Übertragungsmedium 22, 22' angeordnet,
bei dem es sich beispielsweise um Hydrauliköl handeln kann.
[0025] Bei einer nach rechts Bewegung des Kolbens 7 (bezogen auf Fig. 13) verdrängt dieser
das in dem rechten Arbeitsmediumsraum 23' befindliche Arbeitsmedium, welches die rechte
Membran 6 in den rechten Arbeitsraum 4 drückt (jeweils bezogen auf Fig. 13). Die rechts
dargestellte Membran 6 ist unter üblichen Betriebsbedingungen nicht in ihrer gezeigten
unteren Extremposition, sondern in ihrer oberen Extremposition angeordnet, wenn der
Kolben 7, wie in Fig. 13 gezeigt, in seiner rechten Extremposition ist. Bei einer
nach links Bewegung des Kolbens 7 strömt ihm das in dem rechten Arbeitsmediumsraum
23' angeordnete Arbeitsmedium 22' nach und saugt die rechte Membran 6 nach unten.
Gleichzeitig verdrängt die linke Fläche 10' des Kolbens das in dem linken Arbeitsmediumsraum
23 angeordnete Arbeitsmedium 22, welches zu einem nach oben Drücken der linken Membran
6' führt. Sowohl bei seiner nach rechts Bewegung, als auch bei seiner nach links Bewegung
bewirkt der Kolben 7 also eine Beaufschlagung einer der beiden Membranen 6, 6' mit
Druck.
[0026] Die Membranen bilden zusammen mit einem Teil der Membrangehäuse 6a, 6a' jeweils einen
Arbeitsraum 4, 4'. Wie insbesondere Fig. 7 zeigt, sind die Arbeitsräume 4, 4' jeweils
über ein Druckventil in einem Druckventilgehäuse 14, 14' mit einem Druckrohr 17, 17'
und über ein Saugventil in einem Saugventilgehäuse 15 mit einem Saugrohr 16 verbunden.
Fig. 9 zeigt, dass pro Membran 6 genau ein Saugventil und genau ein Druckventil vorgesehen
sind. Die Saugventile wirken auf ein einziges Saugrohr 16, während sich die Druckventile
auf zwei Druckrohre 17, 17' verteilen.
[0027] Die technischen Daten der in Figur 1 und 2 gezeigten einfachwirkenden Triplexpumpe
(TPM-2200 der Firma Aker Wirth) können wie folgt lauten: Kolbendurchmesser: 310 mm,
Kolbenhub: 508 mm, Volumenstrom (Design normal) 351 m
3/h, maximaler Volumenstrom 385 m
3/h, theoretische Fördermenge pro Kurbelwellendrehung: 115,0 I, volumetrischer Wirkungsgrad:
0,94, normale Hubzahl: 54,1 min
-1, maximale Hubzahl: 59,3 min
-1, normaler Förderdruck: 80,0 bar, maximaler Förderdruck: 96,0 bar, Übersetzungsverhältnis
der innen liegenden Zahnräder ("Internal gear ratio"): 3,8077, Kolbenstangenbelastung
bei normalem Förderdruck: 604 kN, Kolbenstangenbelastung bei maximalem Förderdruck:
725 kN, Lagerlebensdauer bei Betrieb mit Maximallast: 69.100 h, Lagerlebensdauer bei
Normalbetrieb: 126.800 h, verdrängtes Kolbenvolumen: 38,3 l, benötigte Membransorte
in Liter: 60 I.
[0028] Die technischen Daten des gezeigten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe
lauten wie folgt: Kolbendurchmesser: 275 mm, Kolbenhub: 508 mm, Volumenstrom (Design
normal) 351 m
3/h, maximaler Volumenstrom 385 m
3/h, theoretische Fördermenge pro Kurbelwellendrehung: 173,4 l, volumetrischer Wirkungsgrad:
0,94, normale Hubzahl: 35,9 min
-1, maximale Hubzahl: 39,4 min
-1, normaler Förderdruck: 80,0 bar, maximaler Förderdruck: 96,0 bar, Übersetzungsverhältnis
der innen liegenden Zahnräder ("Internal gear ratio"): 3,8077, Kolbenstangenbelastung
bei normalem Förderdruck: 475 kN, Kolbenstangenbelastung bei maximalem Förderdruck:
570 kN, Lagerlebensdauer bei Betrieb mit Maximallast: 445.700 h, Lagerlebensdauer
bei Normalbetrieb: 810.500 h, verdrängtes Kolbenvolumen Vorderseite: 30,2 l, verdrängtes
Kolbenvolumen Rückseite: 27,6 l, benötigte Membransorte in Litern: 47 I.
[0029] Hinsichtlich der Membran ergeben sich folgende Unterschiede: die in Figur 1 und 2
gezeigte einfachwirkende Triplexpumpe benötigt drei Membranen, deren Größe ist auf
60 I ausgelegt, die Betriebsstunden der Membran sind mit 3.000 angesetzt, die Zahl
der Membranwechsel pro Jahr (8.000 h) beträgt 2,67.
[0030] Dagegen benötigt die gezeigte erfindungsgemäße Verdrängerpumpe sechs Membranen, deren
Größe ist auf 47 l ausgelegt, die Betriebsstunden sind mit 4.500 angesetzt, es werden
bis zu 8.000 Betriebsstunden bei möglicher Neuentwicklung der Membranen erwartet,
die Zahl der Membranwechsel pro Jahr beträgt 1,78, bzw. die Zahl der erwarteten Membranwechsel
pro Jahr beträgt 1.
[0031] Hinsichtlich der Ventile ergibt sich die folgende Situation: Die in Fig. 1 gezeigte
einfachwirkende Triplexpumpe benötigt sechs Ventile der Größe API 13, mit 1.200 Betriebsstunden.
Die Durchschnittsgeschwindigkeit (velocity) der Ventile beträgt 1,72 und die Zahl
der Ventilwechsel pro Jahr (8.000 h) beträgt 6,67.
[0032] Dagegen benötigt das gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe
12 Ventile, ebenfalls der Größe API 13, mit 1.800 Betriebsstunden. Die Durchschnittsgeschwindigkeit
(average velocity) beträgt 1,29, die erwarteten Betriebsstunden betragen aufgrund
der reduzierten Geschwindigkeit (velocitiy) 2.160, die Ventilwechsel pro Jahr betragen
4,44 und die erwarteten Ventilwechsel pro Jahr betragen 3,7.
[0033] Es lassen sich also insbesondere folgende Vorteile des gezeigten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe verglichen mit der in Fig. 1 gezeigten, gängigen
einfachwirkenden Triplexpumpe ausmachen: Reduzierte Kolbenstangenbelastung um mehr
als 20 %, reduzierte Belastung der Kurbelwelle aufgrund des doppelten Wirkens, Reduktion
der Kolbengeschwindigkeit um 33 %, verlängerte Betriebslebensdauer der Lager und aller
Pumpenantriebseinheitskomponenten bis hin zur vollen angesetzten Betriebslebensdauer
von 30 Jahren, geringere Abnutzung und erhöhte Lebensdauer der Pumpeneinheitskomponenten
um mindestens 25 %, mindestens die doppelte Membranlebensdauer, höhere Pumpeffizienz,
einen prinzipiell möglichen höheren Volumenstrom bei geringerer Kolbenstangenbelastung,
geringere Wartungskosten aufgrund von weniger Wartungszyklen pro Jahr, weniger Produktionsausfälle
und reduzierte Haltedruckhöhe (NPSHr), der Pumpe.
[0034] Fig. 13 zeigt auch, dass die Membranen 6, 6' nicht senkrecht stehen, sondern aus
der Senkrechten S um einen Winkel α geneigt sind. Der Winkel α kann zwischen 1° und
90°, insbesondere 60° und 80° liegen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt er
etwa 70°. Der Arbeitsmediumsraum 23, 23' ist in seinem an das Membrangehäuse 6a, 6a'
angrenzende Bereich zylindrisch ausgeformt. Die Zylinderachse steht senkrecht zur
Membran (in deren Neutralstellung). Der zylindrische Bereich des Arbeitsmediumsraums
23, 23' ist also um einen Winkel β aus der senkrechten geneigt. Dieser Winkel kann
0° bis 89° betragen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt er etwa 20°. Die Winkel
α und β ergeben aus Symmetriegründen zusammengenommen stets 90°.
[0035] Durch das Schrägstellen der Membranen 6, 6', also deren Neigung aus der Senkrechten,
werden mehrere Vorteile erreicht. Zum einen wird die Platz sparende Anordnung der
Membrangehäuse an den kompakt nebeneinander parallel verlaufenden Zylindern 5 erreicht,
was den Aufbau einer kompakten doppelt wirkenden Triplexpumpe mit eng nebeneinander
verlaufenden Zylindern ermöglicht. Zum anderen ergibt sich verglichen mit einer senkrecht
stehenden Membran eine Verringerung der ungleichmäßig auf die Membran wirkenden hydraulischen
Druckkomponente. Dies führt zu einer erhöhten Lebensdauer der Membran. Auch der die
Membranlebensdauer herabsetzende Einfluss von möglichem Gasvorkommen in dem Fördermedium
24, 24', möglicherweise hervorgerufen oder verstärkt durch Kavitation, wird verringert.
Die zur Schrägstellung der Membranen getroffenen Maßnahmen und Wirkungen sollen nun
im Detail unter Bezugnahme auf Fig. 14 und Fig. 15 erläutert werden.
[0036] Die in Fig. 14 und 15 als Ganzes mit 200 bezeichnete Kolben-Membranpumpe ist - wie
in Fig. 14 erkennbar ist - wiederum als Drei-Kolben-Membranpumpe ausgebildet.
[0037] Fig. 15 zeigt einen Längsschnitt durch den mittleren Pumpenteil. Die beiden weiteren
Pumpenteile sind entsprechend ausgebildet.
[0038] Die dargestellte Kolben-Membranpumpe 200 umfasst eine motorisch angetriebene Kurbelwelle
10, auf deren mittleren Kurbelzapfen 102 ein Pleuel 103 mit Hilfe eines Pleuellagers
104 gelagert ist. An dem anderen Ende des Pleuels 103 ist ein Kreuzkopf 105 über ein
Kreuzkopflager 106 gelagert. Der Kreuzkopf 105 umfasst Gleitschuhe 107, welche seiner
linearen Lagerung an Gleitlagerwandungen 108 dienen.
[0039] An dem Kreuzkopf 105 ist eine Kolbenstange 109 einenends befestigt. Das andere Ende
der Kolbenstange 109 trägt einen Kolben 110, der als doppelt wirkender Kolben ausgebildet
ist und in einem Zylinder 111 arbeitet. In Fig. 2 ist der rechte Todpunkt dargestellt.
[0040] Der Zylinder 111 ist innerhalb eines Arbeitsvolumens angeordnet, welches von dem
Kolben 110 in zwei Arbeitsteilvolumina 112a, 112b unterteilt ist. Das in Fig. 2 rechte
Ende des Arbeitsteilvolumens 112b ist mit Hilfe eines Deckels 113 verschlossen. An
dem linken Ende des Arbeitsvolumens 12a ist ebenfalls ein Deckel 114 angebracht, der
jedoch mit einer zentralen Öffnung 115 zum Durchtritt der Kolbenstange 109 versehen
ist. An dem Deckel 114 ist eine Dichtungsanordnung 116 vorgesehen, welches die Kolbenstange
109 gegenüber dem Deckel 114 gegen ein Austreten von Arbeitsflüssigkeit aus dem Arbeitsteilvolumen
112 abdichtet.
[0041] Die in der Zeichnung nicht dargestellte Arbeitsflüssigkeit - meist Hydrauliköl, daher
auch Ölvorlage genannt - füllt das Arbeitsvolumen 112a, 112b bis zu zwei Membranen
117a, 117b, die in Fig. 15 (in Bezug auf die Todpunktstellung des Kolbens 110 unzutreffenderweise)
in ihrer Mittellage dargestellt sind. In der Realität wäre die links dargestellte
Membran aufgrund der im Wesentlichen Konstanz des Arbeitsflüssigkeitsvolumens auf
beiden Seiten des doppelt wirkenden Kolbens 110 nach unten durchgebogen, die Membran
117b dementsprechend nach oben, wie qualitativ in Fig. 15 gestrichelt eingezeichnet
ist.
[0042] Die Membranen 117a, 117b sind in Membrangehäusen 118a, 118b angeordnet und trennen
Membrankammern 119a, 119b von der im Arbeitsvolumen 112a, 112b befindlichen Ölvorlage.
[0043] Die Membrangehäuse 118a, 118b sind an Flanschen 120a, 120b von Kanalgehäusen 121a,
121b befestigt. Die Kanalgehäuse 121a, 121b umfassen Kanäle 122a, 122b, welche Teile
des Arbeitsvolumens 112a, 112b bilden. Die beiden Kanalgehäuse 121a, 121b, die im
Wesentlichen gerade ausgebildet sind, schließen zur Senkrechten jeweils einen Winkel
von etwa 20° ein, dergestalt, dass sich der Abstand der beiden Kanalgehäuse 121a,
121b nach oben hin vergrößert. Die Membrangehäuse 118a, 118b, in denen die Membranen
117a, 117b mit ihren ebenen Randbereichen 123a, 123b eingeklemmt sind, sind derart
an den Flanschen 120a, 120b befestigt, dass sich die Membranen 117a, 117b in ihrer
ebenen Mittelstellung senkrecht zur Längsachse des jeweiligen Kanals 122a, 122b erstrecken.
Bei dem in Fig. 15 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Membranen 117a,
117b somit um etwa 70° aus der Senkrechten geneigt angeordnet.
[0044] Jede Membrankammer umfasst einen Einlass 124a, 124b, an den jeweils ein Einlass-Rückschlagventil
125a, 125b (s. Fig. 14) angeflanscht ist.
[0045] Auf der den Einlässen 124a, 124b gegenüberliegenden Seiten umfassen die Membrankammern
119a, 119b Auslässe 126a, 126b, an welchen jeweils ein Auslassrückschlagventil 127a,
127b angeflanscht ist.
[0046] Eine Drehbetätigung der Kurbelwelle 101 führt dazu, dass die Arbeitsflüssigkeit in
dem Arbeitsflüssigkeitsvolumen 112a, 112b und die Membranen 117a, 117b zwischen den
gestrichelt dargestellten Extremauslenkungen hin und her bewegt werden. Dabei führt
eine Auslenkung jeweils nach unten zu einem Ansaugen von Schlamm durch das jeweils
geöffnete Einlass-Rückschlagventil. Diese Pumpphase ist als Saugtakt bezeichnet. Die
anschließende Verlagerung des Kolbens führt zu einem Schließen des zuvor geöffneten
Einlass-Rückschlagventils und einer Abgabe des dem Hubraum entsprechenden Volumens
an Schlamm über das nun geöffnete Auslass-Rückschlagventil unter Verlagerung der Membran
in die nach oben gewölbte, in Fig. 15 gestrichelt dargestellte Extremstellung.
[0047] Um eventuell in dem Arbeitsvolumen 112a, 112b befindliches, sich in dem Bereich unterhalb
einer Membran angelagertes Gas - insbesondere Luft - ablassen zu können, sind die
beiden Membrangehäuse im höchstliegenden Randbereich der Membranen 117a, 117b, in
der Zeichnung mit 128a, 128b gekennzeichnet, mit nicht dargestellten Entlüftungsventilen
versehen.
Bezugszeichenliste:
[0048]
- 100
- Verdrängerpumpe
- 1
- Antriebseinheit
- 2
- Pumpeneinheit
- 3, 3'
- Verdrängerelemente
- 4, 4'
- Arbeitsräume
- 5
- Zylinder
- 5a
- Zylindergehäuse
- 6, 6'
- Membranen
- 6a, 6a'
- Membrangehäuse
- 7
- Kolben
- 8
- frei
- 9
- Kolbenstange
- 10, 10'
- Kolbenflächen
- 11
- Einlass
- 12
- Auslass
- 13
- Rückschlagventil
- 14, 14'
- Druckventilgehäuse
- 15
- Saugventilgehäuse
- 16
- Saugrohr
- 17, 17'
- Druckrohr
- 18
- Kurbelwelle
- 18a
- Pleuel
- 19
- Antriebswelle
- 20
- Kreuzkopf
- 21
- Kreuzkopfstange
- 22, 22'
- Arbeits- bzw. Übertragungsmedium
- 23, 23,
- Arbeitsmediumsraum
- 24, 24'
- Fördermedium
- S
- Senkrechte
- α, β
- Winkel
- 200
- Kolben-Membranpumpe
- 101
- Kurbelwelle
- 102
- Kurbelzapfen
- 103
- Pleuel
- 104
- Pleuellager
- 105
- Kreuzkopf
- 106
- Kreuzkopflager
- 107
- Gleitschuhe
- 108
- Gleitlagerwandung
- 109
- Kolbenstange
- 110
- Kolben
- 111
- Zylinder
- 112a, 112b
- Arbeitsteilvolumina, Zusammen Arbeitsvolumen
- 113
- Deckel
- 114
- Deckel
- 115
- Öffnung
- 116
- Dichtungsanordnung
- 117a, 117b
- Membranen
- 118a, 118b
- Membrangehäuse
- 119a, 119b
- Membrankammern
- 120a, 120b
- Flansche
- 121a, 121b
- Kanalgehäuse
- 122a, 122b
- Kanäle
- 123a, 123b
- Randbereiche
- 124a, 124b
- Einlässe
- 125a, 125b
- Einlass-Rückschlagventile
- 126a, 126b
- Auslässe
- 127a, 127b
- Auslass-Rückschlagventile
- 128a, 128b
- Bereiche