Bomba de aspiración de membrana de varias etapas.

Bomba de aspiración de membrana (10) de varias etapas con al menos dos cámaras (1,

2, 3, 4) de bomba quepresentan, respectivamente, una membrana accionada por una biela de un mecanismo de biela y manivela querueda en una pared de cámara de bomba y que tienen, respectivamente, una entrada de fluido (6) que presenta al menos una válvula de entrada y una salida de fluido (7) que presenta al menos una válvula de salida, así como conun conducto de aspiración que conecta las entradas de fluido (6) de las cámaras (1, 2, 3, 4) de bomba, en la que lascámaras (1,2,3,4) de bomba sucesivas están conectadas entre sí en cada caso a través de al menos un conducto deunión (8, 9, 11), de tal manera que la bomba de membrana (10) cuando se alcanza/excede una presión diferencialen el conducto de aspiración pasa de un modo de funcionamiento en paralelo de sus cámaras (1, 2, 3, 4) de bombaa un modo de funcionamiento de estas cámaras de bomba al menos también en serie, y en la que en la zona deentrada de flujo y la zona de salida de flujo del al menos un conducto de unión (8, 9, 11) está intercalada,respectivamente, al menos una válvula de retención que se abre hacia la siguiente etapa de bomba, caracterizadapor que en al menos una cámara (1, 2, 3, 4) de bomba el orificio (12) del lado de aspiración del al menos unconducto de unión (8, 9, 11), para mejorar la presión de aspiración, o bien el orificio (13) del lado de presión del almenos un conducto de unión (8, 9, 11), para mejorar la capacidad de aspiración, están dispuestos desplazadosdesde el plano central longitudinal de la bomba al hemisferio de la cámara (1, 2, 3, 4) de bomba en la que rueda enprimer lugar la membrana asociada a dicha cámara de bomba durante un ciclo de bomba.

Bomba de aspiración de membrana de varias etapas.

La invención se refiere a una bomba de aspiración de membrana de varias etapas con al menos dos cámaras de bomba que presentan, respectivamente, una membrana accionada por una biela de un mecanismo de biela y manivela que rueda en una pared de cámara de bomba, y que tienen, respectivamente, una entrada de fluido que presenta al menos una válvula de entrada y una salida de fluido que presenta al menos una válvula de salida, así como con un conducto de aspiración que conecta las entradas de fluido de las cámaras de bomba, en la que las cámaras de bomba sucesivas están conectadas entre sí en cada caso a través de al menos un conducto de unión, de tal manera que la bomba de membrana, cuando se alcanza/excede una presión diferencial en el conducto de aspiración, pasa de un modo de funcionamiento de sus cámaras de bomba en paralelo a un modo de funcionamiento de estas cámaras de bomba al menos también en serie, en la que en la zona de entrada de flujo y en la zona de salida de flujo del al menos un conducto de unión, está intercalada, respectivamente, al menos una válvula de retención que se abre hacia la siguiente etapa de bomba.

Durante la evacuación por ejemplo de un autoclave es deseable, por una parte, una capacidad de transporte grande y, por otra parte, un vacío final bueno. La capacidad de transporte grande se consigue por la conexión en paralelo de los cabezales; la buena evacuación final se consigue a través de la operación de varias etapas, es decir, a través de la conexión en serie. En muchas aplicaciones, sobre todo en el ámbito del laboratorio, se requiere una presión final baja, que solamente se puede conseguir con una disposición de varias etapas.

Por el documento WO 2004/088138 es ya conocida una micro-bomba de vacío que tiene dos cámaras de bomba delimitadas en cada caso por una membrana de bomba oscilante. Cada una de estas cámaras de bomba tiene una entrada de fluido que presenta una válvula de entrada y una salida de fluido que presenta una válvula de salida, estando previsto un conducto de aspiración, que une las entradas de fluido de las cámaras de la bomba y un conducto de presión que une las salidas de fluido. Las cámaras de bomba están unidas entre sí a través de un conducto de unión, de manera que la micro-bomba de vacío conocida anteriormente, cuando se alcanza y excede una presión diferencial determinada en el conducto de aspiración, pasa desde un modo de funcionamiento de sus cámaras de bomba en paralelo a un modo de funcionamiento en serie de estas cámaras de bomba. Tanto en la zona de entrada de flujo como en la zona de salida de flujo del conducto de unión está intercalada en cada caso una válvula de retención que se abre hacia la siguiente etapa de bomba. Para reducir el gasto que supone la fabricación de la bomba de aspiración de membrana conocida anteriormente, las válvulas de retención intercaladas en el conducto de unión presentan un tamaño comparable al de las válvulas de entrada y salida de las dos cámaras de la bomba. De acuerdo con ello, también el sector del conducto de unión previsto entre una de las válvulas de retención, por una parte, y la cámara de bomba colindante, por otra parte, tienen unas dimensiones de tamaño comparable. No obstante, para en la fase inicial de un proceso de bombeo poder conducir la corriente de fluido en primer lugar sobre las válvulas de entrada y de salida conectadas en paralelo, en el conducto de unión está intercalado un estrangulamiento que solamente pierde su acción de estrangulamiento cuando se alcanza una presión diferencial correspondiente y una potencia reducida de la bomba.

Al comienzo del proceso de aspiración, la micro-bomba de vacío conocida anteriormente adopta una configuración de trabajo en paralelo de sus cámaras de bomba, porque el estrangulamiento previsto en el conducto de unión hace que el sistema, debido a la todavía falta de impedimentos en la circulación del aire, se pueda configurar de manera que trabaje inicialmente más fácilmente en paralelo. Tan pronto como esta configuración de trabajo en paralelo llega a la zona del vacío final y, por tanto, la presión diferencial en el conducto de aspiración alcanza un máximo, el fluido puede circular mucho más fácilmente a través del estrangulamiento que se encuentra en el conducto de unión, de manera que al mismo tiempo también es configurado en un modo de funcionamiento en serie de sus cámaras de bomba para conseguir ahora el vacío final más alto posible.

No obstante, es un inconveniente que las válvulas de retención de la bomba de membrana conocida anteriormente presentan un tamaño comparable al de las válvulas de entrada y de salida y que los sectores de conducto de unión previstos entre las válvulas de retención tienen una sección transversal interior correspondientemente grande, de manera que en estos sectores de conducto resulta un espacio perjudicial correspondientemente grande que afecta al vacío final alcanzable en la bomba de aspiración de membrana conocida anteriormente e influye negativamente sobre el punto de conmutación entre los modos de funcionamiento en paralelo y en serie.

Para conseguir un vacio final lo más alto posible en el menor tiempo posible y para acercarse al punto de conmutación óptimo entre el modo de funcionamiento en paralelo y en serie, se ha conseguido ya también una bomba de membrana de varias etapas en la que las válvulas de retención previstas en la zona de entrada de flujo y en la zona de salida de flujo del (de los) conducto (s) de unión están realizadas más pequeñas que las válvulas de entrada y salida de las cámaras de bomba, y de modo que a estas válvulas de retención está asignado, respectivamente, un sector del conducto de unión abierto hacia la cámara de bomba colindante con una sección transversal interior menor que la de las válvulas de entrada y salida (véase el documento DE 10 2007 057 945 A1) . De la comparación de las figuras 1 y 2 y de la representación en sección transversal de la Fig. 4 del documento DE 10 2007 057 945 A1 se deduce claramente que también en esta bomba de membrana conocida anteriormente los orificios de entrada y salida de los conductos de unión están dispuestos en el plano del eje de manivela. Esta bomba de membrana conocida anteriormente presenta en el al menos un conducto de unión que conecta entre sí a sus cámaras de válvula, válvulas de retención tanto del lado de entrada de flujo como del salida de flujo, que en comparación con las válvulas de entrada y salida de estas cámaras de bomba tienen dimensiones esencialmente menores. Puesto que los cuerpos de válvula móviles de estas válvulas de retención presentan, por tanto, también 5 masas móviles menores y, por consiguiente, pueden reaccionar más rápidamente, se favorece esencialmente una aproximación al punto de conmutación óptimo entre el modo de funcionamiento en paralelo y en serie. Puesto que el conducto de unión no es activo antes de la zona del punto de conmutación óptimo y puesto que los conductos de unión en esta fase de bomba solo tienen que manejar cantidades de transporte relativamente pequeñas, la sección transversal interior de los conductos de unión puede ser realizada relativamente pequeña en comparación con el conducto de aspiración y presión. Esto permite también realizar las válvulas de retención previstas en el al menos un conducto de unión con una sección transversal de flujo muy pequeña en comparación con las válvulas de aspiración y presión y con un diámetro correspondientemente pequeño. Así, las válvulas de retención, debido a la baja masa de su cuerpo de válvula o bloqueo móvil, pueden reaccionar rápidamente durante el cierre de las válvulas de aspiración y presión y con ello evitar que la bomba de membrana conocida anteriormente por el documento DE 10 2007 057

945 A1 no transporte o lo haga solo de forma insuficiente en una zona de transferencia de las diferencias de presión. Puesto que a las válvulas de retención está asociado, respectivamente, un sector de conducto que lleva a la cámara de bomba colindante, que tiene una sección transversal interior esencialmente menor que la de las válvulas de entrada y salida, puede mantenerse pequeño el espacio perjudicial que queda entre una válvula de retención, por una parte, y la cámara de bomba colindante, por otra parte, de manera que también sea posible la generación de un vacio final muy bajo. La bomba de membrana conocida anteriormente por el documento DE 10 2007 057 945 A1 permite, por tanto, con medios técnicos relativamente simples la generación del vacío final mínimo posible en el menor tiempo posible.

Por el documento DE 10 2006 043 159 B3 es también ya conocida una bomba de... [Seguir leyendo]

1. Bomba de aspiración de membrana (10) de varias etapas con al menos dos cámaras (1, 2, 3, 4) de bomba que presentan, respectivamente, una membrana accionada por una biela de un mecanismo de biela y manivela que rueda en una pared de cámara de bomba y que tienen, respectivamente, una entrada de fluido (6) que presenta al menos una válvula de entrada y una salida de fluido (7) que presenta al menos una válvula de salida, así como con un conducto de aspiración que conecta las entradas de fluido (6) de las cámaras (1, 2, 3, 4) de bomba, en la que las cámaras (1, 2, 3, 4) de bomba sucesivas están conectadas entre sí en cada caso a través de al menos un conducto de unión (8, 9, 11) , de tal manera que la bomba de membrana (10) cuando se alcanza/excede una presión diferencial en el conducto de aspiración pasa de un modo de funcionamiento en paralelo de sus cámaras (1, 2, 3, 4) de bomba a un modo de funcionamiento de estas cámaras de bomba al menos también en serie, y en la que en la zona de entrada de flujo y la zona de salida de flujo del al menos un conducto de unión (8, 9, 11) está intercalada, respectivamente, al menos una válvula de retención que se abre hacia la siguiente etapa de bomba, caracterizada por que en al menos una cámara (1, 2, 3, 4) de bomba el orificio (12) del lado de aspiración del al menos un conducto de unión (8, 9, 11) , para mejorar la presión de aspiración, o bien el orificio (13) del lado de presión del al menos un conducto de unión (8, 9, 11) , para mejorar la capacidad de aspiración, están dispuestos desplazados desde el plano central longitudinal de la bomba al hemisferio de la cámara (1, 2, 3, 4) de bomba en la que rueda en primer lugar la membrana asociada a dicha cámara de bomba durante un ciclo de bomba.

2. Bomba de aspiración de membrana según la reivindicación 1, caracterizada por que a cada cámara (1, 2, 3, 4) de bomba de la bomba de membrana (10) está asociada una biela basculante en un plano de oscilación de biela y por que al menos en una cámara (1, 2, 3, 4) de bomba el orificio (12, 13) del lado de aspiración o del lado de presión de al menos un conducto de unión (8, 9, 11) está previsto en el plano de oscilación de la biela.

3. Bomba de aspiración de membrana según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por que el orificio (12, 13) del lado de aspiración o del lado de presión del al menos un conducto de unión (8, 9, 11) está dispuesto en la zona marginal de la cámara (1, 2, 3, 4) de bomba colindante a la zona de sujeción de la membrana.

4. Bomba de aspiración de membrana según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que al menos en una cámara (1, 2, 3, 4) de bomba el orificio (12, 13) del lado de aspiración o del lado de presión del al menos un conducto de unión (8, 9, 11) y la válvula de aspiración están dispuestos aproximadamente sobre una línea que discurre perpendicular al plano de oscilación de la biela.

5. Bomba de aspiración de membrana según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que para mejorar la presión de aspiración, al menos en la cámara (2) de bomba de la segunda etapa de bomba en la dirección de transporte, el orificio (12) del lado de aspiración del al menos un conducto de unión está dispuesto en la zona de la cámara (2) de bomba en la que rueda en primer lugar la membrana asociada a esta cámara de bomba durante un ciclo de bomba o en las proximidades de esta región.

6. Bomba de aspiración de membrana según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que al menos en la cámara (1) de bomba de la primera etapa de bomba en la dirección de transporte, para mejorar la capacidad de aspiración, el orificio (13) del lado de presión del al menos un conducto de unión está dispuesto en la zona de la cámara (1) de bomba en la que la membrana asociada a dicha cámara de bomba rueda en primer lugar durante un ciclo de bomba.

7. Bomba de aspiración de membrana según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que al menos un conducto de unión (8, 9, 11) , en particular entre cámaras (1, 2, 3, 4) de bomba sucesivas, tiene un curso de conducto descendente y por que para ello el sector de conducto del lado de entrada de flujo de dicho al menos un conducto de unión (8, 9, 11) está dispuesto más alto en comparación con el sector de conducto del lado de salida de flujo.

8. Bomba de aspiración de membrana según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que las etapas (1, 2, 3, 4) de bomba de la bomba de membrana (10, 100) de varias etapas están dispuestas por pares en disposición antagónica.

9. Bomba de aspiración de membrana según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que el orificio (12) del lado de aspiración del conducto de unión (9) previsto en la segunda etapa (2) de bomba está dispuesto por encima del eje de manivela y/o el orificio (13) del lado de presión del conducto de unión previsto en la tercera etapa

(3) de bomba está dispuesto por debajo del eje de manivela.

10. Bomba de aspiración de membrana según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que los conductos de unión (8, 9, 11) tienen un diámetro de conducto que es menor o igual que la mitad de la sección transversal interior de los conductos de presión o aspiración que llevan a las válvulas de presión o aspiración.

11. Bomba de aspiración de membrana según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por que la bomba de aspiración de membrana (10, 100) tiene cuatro cámaras (1, 2, 3, 4) de bomba.

12. Bomba de aspiración de membrana según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada por que en la primera y en la última cámara (1, 4) de bomba de las cámaras (1, 2, 3, 4) de bomba sucesivas está previsto al menos un orificio del lado de aspiración o presión de un conducto de unión y en las cámaras (2, 3) de bomba dispuestas entremedias están previstos al menos un orificio del lado de aspiración y al menos un orificio del lado de presión de los conductos de unión.