BOMBA DE MEMBRANA.

Cabeza de bomba con múltiples componentes comprendiendo, por lo menos,

tres placas rígidas (201, 203, 205) y dos membranas (204, 202) que están posicionadas de forma elástica entre dichas placas (201, 203, 205), y en la que los planos (201, 203, 205) forman al menos dos cámaras de cierre (210, 212), particularmente con la geometría de una sección esférica, una zona esférica, un cilindro o un cono truncado, en la que cada uno tiene una abertura de entrada (240) y una abertura de salida (241) para el líquido bombeado y en la que la cámara de bombeo (211) y las cámaras de cierre (210, 212) forman, junto con un canal de entrada (207), los canales de conexión (208) y (209) y un canal de salida (206), un canal de paso, y en la que la cámara de bombeo (211) y las cámaras de cierre (210, 212) están separadas mediante las membranas (204, 202) en un compartimento de producto (230, 231, 232) y un compartimento de control (220, 221, 222) y en la que los compartimentos de control (220, 221, 212) incluyen líneas piloto (119, 120, 121) que se conectan, mediante una unidad de control (100, 115), caracterizada por el hecho de que el plano exterior (205) se forma de manera correspondiente para alojar un disco móvil, consiguiendo, de esta manera, que el compartimento de control de la cámara de bombeo sea más amplio alojando un disco (1001) que se puede desplazar de forma axial y que se inserta mediante una varilla unilateral prolongada del disco móvil que llega hasta el exterior de la cabeza de dosificación y puede controlarse desde el exterior de la bomba de forma manual (1003) desplazando, de esta forma, el disco (1003) en el interior del compartimento de control de modo axial y reduciendo o ampliando, de esta manera, el trayecto máximo predeterminado consiguiendo que el volumen de líquido dosificado se pueda ajustar por cada carrera de bombeo y que la bomba funcione sin alterar el volumen de espacio muerto en el compartimento de producto y que la superficie del disco móvil sea ligeramente inferior a la de la superficie de la membrana activa de bombeo y que la distancia entre los centros de cada entrada contigua o de la salida de cada cámara de bombeo o cierre, respectivamente, sea el doble o diez veces el diámetro hidráulico más grande de cada abertura de entrada (240) o salida (241)

Bomba de membrana.

La presente invención se refiere a una bomba de membrana basada en la patente DE-A 102 16 146, es decir, una bomba de membrana con por lo menos dos canales para el suministro y drenaje de líquidos, pero con un volumen de elevación ajustable mediante un dispositivo de dosificación en forma de cabeza de dosificación, y al uso de la bomba de membrana como válvula regulable o como válvula distribuidora regulable multivía o válvula distribuidora de múltiples componentes.

De la US-A 3 741 687 se conoce una bomba de membrana con sólo dos canales: un canal de entrada y un canal de salida.

De la DE-A 102 16 146 se conoce una bomba de membrana con un cuerpo de bomba de varios componentes y dos canales que consisten en por lo menos tres placas rígidas y por lo menos dos membranas elásticas que se extienden entre las placas y en la que las placas forman, particularmente, una cámara de bombeo y por lo menos dos cámaras de cierre, teniendo cada una de ellas una abertura de entrada y de salida para el material a transportar y en la que las cámaras de bombeo y de cierre forman - junto con un canal de entrada, los canales de conexión y un canal de salida - un canal de paso, y en la que la cámara de bombeo y las cámaras de cierre se dividen cada una en un compartimento de producto y un compartimento de control y en la que los compartimentos de control comprenden líneas piloto conectadas a la unidad de control.

Durante el uso de la bomba de membrana según la DE-A 102 16 146 se ha detectado que ésta no siempre cumple con los requisitos de precisión, particularmente cuando las sustancias presentan diferentes densidades, o también cuando se requiere una dosificación exacta de diferentes caudales volumétricos utilizando una carrera de suministro individual o cuando se quiera utilizar la bomba de membrana como válvula multivía.

Por consiguiente, la tarea es desarrollar una bomba de membrana mejorada basada en la bomba de membrana descrita en la DE-A 102 16 146 que sea capaz de bombear pequeñas cantidades volumétricas por unidad de tiempo y que tenga una alta precisión de dosificación a corto plazo, todo ello, con unas dimensiones reducidas. La bomba debe tener un buen comportamiento de succión para ser capaz de bombear incluso contra una presión elevada para que, incluso cuando la cabeza de la bomba no esté inundada, sea posible el transporte contra la presión y el funcionamiento con una carrera parcial y permita, en un momento dado y cuando se desee, tomar una muestra del material que se pretende transportar. Esta tarea se ha ampliado por el hecho que en esta bomba también es posible una dosificación en serie de distintos líquidos así como una limpieza mejorada y, al mismo tiempo, se ha optimizado el comportamiento de transporte por pulsaciones.

La solución de la tarea y el objeto de la presente invención consiste en una cabeza de bomba modular con forma de laminilla operada de forma electroneumática (según la fig. 1 o la fig. 2), respectivamente, que consiste en varias partes y en por lo menos tres placas rígidas (laminillas) (201, 203, 205) y en por lo menos dos membranas elásticas (204, 202) que se encuentran entre dichas placas y en la que la placas (201, 203, 205) forman al menos una cámara de bombeo (211) y por lo menos dos cámaras de cierre (210, 212) que particularmente presentan la geometría de un sector esférico, una zona esférica, un cilindro o un cono truncado y una abertura de entrada (240) y una abertura de salida (241) para el material que se pretende transportar y en la que la cámara de bombeo (211) y las cámaras de cierre (210, 212) forman, junto con el canal de entrada (207), los canales de conexión (208) y (209) y el canal de salida (206), un canal de paso, y en la que la cámara de bombeo (211) y las cámaras de cierre (210, 212) están divididas, mediante las membranas (204, 202), en un compartimento de producto (230, 231, 232) y un compartimento de control (220, 221, 222), y en la que los compartimentos de control (220, 221, 222) comprenden líneas piloto (119, 120, 121) conectadas a una unidad de control (100, 115), caracterizada por el hecho de que la placa exterior (205) se construye de modo que aloje el disco móvil y así agrande el compartimento de control de la cámara de bombeo colocándose, en su interior, un disco con desplazamiento axial (1001) con una varilla prolongada insertada en un lado (1002) hasta el exterior de la cabeza de dosificación y que puede ajustarse desde el exterior de la bomba (1003) moviendo, de esta manera, el disco (1001) en el interior del compartimento de control, reduciendo o agrandando, respectivamente, el recorrido posible de la membrana en el interior de la cámara de bombeo para poder variar el volumen de líquido en cada carrera de bombeo de material, y por el hecho de que la bomba trabaja en un modo de carrera parcial sin que el volumen del espacio muerto en el compartimento de producto se altere, y por el hecho de que la superficie del disco móvil es ligeramente inferior a la superficie activa de la membrana de bombeo y la distancia del centro de cada entrada contigua o de la salida de cada cámara de bombeo o cierre, respectivamente, es dos o diez veces superior al diámetro hidráulico de cada abertura de entrada (240) o salida (241).

En una forma de realización preferida de la invención, la bomba de membrana comprende una unidad de control descentralizada electroneumática (100, 115) con generador de depresión para la activación de la cabeza de la bomba y donde la distancia del centro de cada una de las entradas y salidas de las respectivas cámaras de bombeo y cierre es de dos a diez veces superior al diámetro hidráulico de cada abertura de entrada (240) o salida (241).

La bomba de membrana según la invención se construye preferentemente de tal manera que la cámara de bombeo (211) y las cámaras de cierre (210, 212) se cierren herméticamente en el lado de los bordes mediante las membranas (204, 202).

La placa exterior (205) se forma de tal modo que aloje preferentemente el disco móvil y la varilla con la posibilidad de un ajuste externo. Esto requiere que la placa externa sea, en la mayoría de los casos, más gruesa y fuerte que las placas (201) ó (203).

La membrana elástica que se extiende tensada entre las placas, se tensa y relaja de forma neumática por la propulsión (unidad de control) de modo que la superficie de la membrana activa se deforme, en el estado de funcionamiento cerrado por la presión de control, hacia la pared delimitadora de la cámara de bombeo y de cierre en el lado del producto, y en el estado de funcionamiento abierto o relajado, por la propia elasticidad del material de la membrana y por la depresión hasta la pared delimitadora del compartimento de control.

De este modo, el esfuerzo de desplazamiento más alto es compensado por el recorrido más grande de la deformación de la membrana. La fuerza aplicada para los movimientos de transporte y cierre de las membranas, respectivamente, por consiguiente, es mayor que la fuerza aplicada para la vuelta de las membranas a su posición inicial.

Debido a las geometrías preferidas y el efecto de fuerza preferido, la carga de la membrana y la deformación de la membrana son simétricas, aumentando así la precisión de dosificación y la vida útil de la membrana.

La bomba de membrana según la invención, que consiste en una cabeza de bomba según la invención y una unidad de control descentralizada posibilita el transporte de pequeñas cantidades de volumen por unidad de tiempo, presenta una alta precisión de dosificación a corto plazo con respecto a la carrera por dosificación, demuestra un excelente comportamiento de succión y es capaz de transportar el material contra la presión incluso cuando la cabeza de bomba no se encuentre inundada y, además, facilita el funcionamiento con una carrera parcial en todo momento. La bomba de membrana según la invención facilita, en sus distintas aplicaciones, el transporte de líquidos con una gama de viscosidad entre 0,001 Pas hasta 10 Pas, preferentemente entre 0,001 hasta 5 Pas, y particularmente preferido de líquidos con una viscosidad de 0,001 a 2 Pas.

El disco móvil (1001) que se desplaza mediante el movimiento de rotación y de la carrera en dirección axial al compartimento de control de la cámara de bombeo (211) facilita que cambie el recorrido de carrera de la membrana de la bomba transportadora (204), de modo que el bombeo pueda llevarse a cabo mediante el funcionamiento con carrera parcial. Además, se consigue una reducción adicional de la carga de la membrana, ya que, dependiendo...

1. Cabeza de bomba con múltiples componentes comprendiendo, por lo menos, tres placas rígidas (201, 203, 205) y dos membranas (204, 202) que están posicionadas de forma elástica entre dichas placas (201, 203, 205), y en la que los planos (201, 203, 205) forman al menos dos cámaras de cierre (210, 212), particularmente con la geometría de una sección esférica, una zona esférica, un cilindro o un cono truncado, en la que cada uno tiene una abertura de entrada (240) y una abertura de salida (241) para el líquido bombeado y en la que la cámara de bombeo (211) y las cámaras de cierre (210, 212) forman, junto con un canal de entrada (207), los canales de conexión (208) y (209) y un canal de salida (206), un canal de paso, y en la que la cámara de bombeo (211) y las cámaras de cierre (210, 212) están separadas mediante las membranas (204, 202) en un compartimento de producto (230, 231, 232) y un compartimento de control (220, 221, 222) y en la que los compartimentos de control (220, 221, 212) incluyen líneas piloto (119, 120, 121) que se conectan, mediante una unidad de control (100, 115), caracterizada por el hecho de que el plano exterior (205) se forma de manera correspondiente para alojar un disco móvil, consiguiendo, de esta manera, que el compartimento de control de la cámara de bombeo sea más amplio alojando un disco (1001) que se puede desplazar de forma axial y que se inserta mediante una varilla unilateral prolongada del disco móvil que llega hasta el exterior de la cabeza de dosificación y puede controlarse desde el exterior de la bomba de forma manual (1003) desplazando, de esta forma, el disco (1003) en el interior del compartimento de control de modo axial y reduciendo o ampliando, de esta manera, el trayecto máximo predeterminado consiguiendo que el volumen de líquido dosificado se pueda ajustar por cada carrera de bombeo y que la bomba funcione sin alterar el volumen de espacio muerto en el compartimento de producto y que la superficie del disco móvil sea ligeramente inferior a la de la superficie de la membrana activa de bombeo y que la distancia entre los centros de cada entrada contigua o de la salida de cada cámara de bombeo o cierre, respectivamente, sea el doble o diez veces el diámetro hidráulico más grande de cada abertura de entrada (240) o salida (241).

2. Bomba de membrana según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que se trata de una bomba de membrana doble consistente en tres placas y de que las cámaras de bombeo y de cierre se encuentran en la placa intermedia.

3. Bomba de membrana según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que en la placa mediana se asignan por lo menos tres y preferentemente cuatro cámaras de cierre (1200, 1201, 1202, 1203) a una cámara de membrana de bombeo (1205).

4. Bomba de membrana según una o más de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por el hecho de que el disco móvil (1001) comprende una varilla prolongada (1002) con un accionamiento piezo, neumático, eléctrico o hidráulico adaptado para un ajuste remoto automatizado de la carrera parcial mediante un movimiento giratorio o de bombeo.

5. Bomba de membrana según una o más de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por el hecho de que los sectores de conexión o parciales de los canales de entrada y salida se colocan de forma oblicua.

6. Bomba de membrana según una o más de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por el hecho de que los canales de entrada y salida con cámaras de cierre se asignan a una cámara de bombeo y comprenden, por lo menos en un canal de salida, una cámara de mezclado para absorber una parte de la muestra y de que a esta cámara de mezcla se asigna una segunda cámara de bombeo con varios canales de entrada y salida y cámaras de cierre para poder bombear dicha parte de la muestra recogida por la cámara de mezcla para que, al introducir un disolvente separado en la cámara de mezcla, la muestra dentro de la cámara se disuelva o se mezcle para poder, después del mezclado, tomar y analizar una muestra diluida mediante el bombeo.

7. Bomba de membrana según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por el hecho de que ésta consiste en 3 placas y puede usarse como válvula distribuidora multivía.

8. Uso de la bomba de membrana según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7 como dispositivo de bombeo o sistema de toma de muestras o para dispositivos o instalaciones de llenado.

9. Uso de la bomba de membrana según la reivindicación 8 como válvula distribuidora multivía, caracterizada por el hecho de que se compone de un canal de entrada de producto (1308') con una cámara distribuidora (1310') y una pluralidad de canales de conexión (1312') con sus cámaras de cierre (1314') correspondientes y los posteriores canales de salida (1316').

10. Uso de una bomba de membrana según la reivindicación 9, caracterizada por el hecho de que las cámaras comprenden cavidades del mismo tamaño cada una y se pueden controlar por separado para tener que abrir simultáneamente, para el paso del producto, por lo menos dos cámaras en la dirección de paso deseado y para controlar todas las cámaras mediante una unidad de control descentralizada.