DE4143371C2 - Membran für eine Membranpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Membran für eine Membran­ pumpe, insbesondere eine Doppelmembranpumpe mit zwei Mem­ branen, einem in Abhängigkeit von der Membranbewegung verschiebbaren Steuerschieber sowie einem von der Mem­ branbewegung abhängigen Betätigungselement.

Eine derartige Doppelmembranpumpe ist in der deutschen Offenlegungsschrift 33 10 131 beschrieben. Bei dieser Doppelmembranpumpe sind die beiden Membranen durch eine Koppelstange miteinander verbunden und liegen die Druck­ mittelkammern im Bereich zwischen den Membranen, während die Produktkammern außerhalb liegen.

Da sich bei der bekannten Doppelmembranpumpe bewegliche Saug- und Druckventile nur im Bereich der Produktkammern befinden, sonst aber nur statische Dichtungen vorhanden sind, ist sie wegen der geringen Gefahr des Entstehens von Abriebpartikeln gut für das Fördern von hochreinen Produkten wie Säuren, Laugen und Lösungsmitteln in der Halbleiterindustrie geeignet.

Die Membranen sind bei der bekannten Doppelmembranpumpe durch eine einfache Ringwulst abgedichtet, die sowohl eine radiale Halterung als auch eine Dichtung gewährlei­ sten soll. Dies ist unbefriedigend, da die Membran in diesem Bereich hoch beansprucht ist und der Wulst bei der Verwendung eines fließfähigen Membranwerkstoffes wie PTFE auf Dauer keine einwandfreie Halterung und Abdichtung ge­ währleistet.

Bei der in der deutschen Offenlegungsschrift 15 03 390 beschriebenen hydraulischen Membranpumpe weist die Membran ebenfalls eine einfache Ringwulst auf, die in eine Nut einer Gehäusehälfte eingreift. Im gegenüberliegenden Bereich einer zweiten Gehäusehälfte ist ein zusätzlicher, mit der Membran nicht verbundener Dichtring angeordnet. Auch hier wird daher die radiale Halterung ausschließlich durch die einfache Ringwulst gewährleistet, die durch die nachgiebige, gegenüberliegende Dichtung jedoch noch verschlechtert wird.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Mem­ bran für eine Membranpumpe, insbesondere eine Membran­ pumpe zum Fördern hochreiner Produkte zu schaffen, die eine verbesserte Halterung und Abdichtung gewährleistet.

Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird eine Membran vorgeschlagen, die erfindungsgemäß an ihrem Umfang zwei entgegengesetzt gerichtete, radial versetzte Ringwülste besitzt, von denen einer als Nutwulst ausgebildet ist und in die Nut ein Spannring eingesetzt ist.

Auf diese Weise läßt sich die produktberührte Oberfläche flach, eben und gleichförmig ausbilden und weist keine inneren Einbuchtungen auf, in denen sich Partikel abla­ gern könnten. Es ist zudem nur eine Dichtfläche zum Zen­ tralgehäuse hin vorhanden. Die Membran läßt sich dadurch zwischen dem Zentralgehäuse und dem Gehäusedeckel ein­ wandfrei abdichten und wird dabei genau lagefixiert, was insbesondere bei Verwendung von Membranen aus massivem PTFE-PFM ohne Metallkern oder Stützplatten erforderlich ist.

Vorteilhafterweise besitzt der Nutwulst einen größeren Radius als der Ringwulst und ist die Nut axial in Richtung des Ringwulstes offen. In die Nut wird ein Spannring eingelegt, der vorzugsweise aus einem Elastomer hoher Shore-Härte besteht, wobei die Ringwülste vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt aufweisen können. Der Spannring kann eine axiale Höhe entsprechend der Tiefe der Nut in dem Nutwulst und der Höhe des Ringwulstes aufweisen, wobei der Ringwulst und der Spannring nebeneinander in derselben Ringnut des Gehäuses angeordnet sein können.

Durch den Spannring wird die Membran ständig gegen das Zentralgehäuse gedrückt. Zwei der drei Oberflächen arbei­ ten radial; sie sind unabhängig vom Spannungsgrad der Zuganker, und eine wirkt axial für eine größtmögliche Sicherheit. Bei einer Demontage der Gehäusedeckel bleiben die Membranen im Zentralgehäuse fest und abdichtend sitzen und schützen so das geförderte Produkt.

Auf diese Weise werden die Aufgaben Lagefixierung und Ab­ dichtung getrennt, und die diese Aufgaben übernehmenden Elemente lassen sich jeweils optimal ausbilden. Die Ab­ dichtung geschieht mit dem in die Nut eingelegten Spann­ ring und die beiden großen konzentrischen Ringflächen der Membranen zum Gehäuse. Diese Ringflächen werden durch den zwischen ihnen angeordneten Spannring unabhängig von der axialen Vorspannung der Pumpe immer gleichbleibend ange­ preßt. Selbst ein axialer Spalt zwischen den Gehäusetei­ len von bis zu einem Millimeter führt nicht zu Undichtig­ keiten oder einem Ausreißen der Membranen. Die Wartung und Überwachung der axialen Vorspannung entfällt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren er­ läutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine vergrößerte ausschnittsweise Darstellung ei­ ner Membran mit Ringwülsten,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Membran mit Ringwülsten.

Am äußeren Umfang einer Membran 7 sind Ringwülste 9, 10 angeordnet, die radial zueinander versetzt sind. Der Ringwulst 9 liegt in einer entsprechenden Ringnut eines Gehäusedeckels 12, während der Ringwulst 10 in einer entsprechenden Ringnut in einem Zentralgehäuse 1 angeord­ net ist und eine umlaufende, axial zur Ringwulst 9 hin gerichtete offene Nut aufweist, in die ein Spannring 11 aus einem Elastomer hoher Shore-Härte eingelegt ist. Die Gehäusedeckel 12 sind gegen das Zentralgehäuse 1 mittels nicht dargestellter Zuganker und Muttern verspannt.

Die erfindungsgemäß gestalteten Membranen 7, lassen sich in jeder Doppelmembranpumpe mit entsprechend gestalteten Nuten zur Aufnahme der Ringwülste verwenden.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Membran 7 ist nur der Spannring 11a verändert. Seine axiale Höhe ist gleich der Summe der Tiefe der Nut im Nutwulst 10 und der Ringwulst 9. Die Nut im Gehäuse 12 nimmt dementsprechend den Ring­ wulst 9 und den Spannring 11a nebeneinanderliegend auf, wodurch sowohl produktkammerseitig als auch druckmedium­ seitig eine rein radiale Abdichtung gegeben ist.

Claims (6)

1. Membran für eine Membranpumpe, insbesondere eine Dop­ pelmembranpumpe zum Fördern hochreiner Produkte mit

• - am Umfang angeordneten, entgegengesetzt gerichte­ ten, radial versetzten Ringwülsten (9, 10), wovon
• - einer als Nutwulst ausgebildet ist, und mit
• - einem in die Nut eingesetzten Spannring (11).

2. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutwulst (10) einen größeren Radius als der Ringwulst (9) besitzt und die Nut axial in Richtung des Ringwulstes offen ist.

3. Membran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwülste (9, 10) einen rechteckigen Querschnitt besitzen.

4. Membran nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (11) aus einem Elastomer hoher Shore-Härte besteht.

5. Membran nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (11a) eine axiale Höhe entsprechend der Tiefe der Nut in dem Nutwulst (10) und der Höhe des Ringwulstes (9) aufweist.

6. Membran nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringwulst (9) und der Spannring (11a) nebeneinander in derselben Ringnut des Gehäuses (12) angeordnet sind.