CS210504B1 - Membránový kompresor se dvěma činnými ploškami - Google Patents

Abstract

Vynález se týká kompresoru pro malé tlaky a pro malá množství vzduchu. Je vytvořen ze dvou talířovitýoh pružných membrán, které jsou obráceny vydutou částí proti sobě a po obvodu jsou pevně spojeny. Ve středovém otvoru jedné membrány je připevněna sací trubka. Ve středovém otvoru druhé membrány je připevněna výtlakové trubka. Prostor uvnitř membrán tvoří diskovitou komoru, v níž jsou samočinné ventily. Jeden je umístěn na konci sací a druhý na konci výtlakové trubky. Osa samočinných ventilků je shodná s podélnou osou trubek. Sací trubka je spojena s kmitajícím pohonem a výtlakové trubka je pevně spojena se stěnou skříně kompresoru. V rytmu kmitání se objem komory zvětšuje a zmenšuje a samočinné ventily ovládají sání a výtlak. Výška zdvihu se při tom rozděluje na obě membrány. Vynálezu se využije v laboratořích a v akvarlstice. Podstatu vystihuje první bod předmětu vynálezu.

Description

(54) Membránový kompresor se dvěma činnými ploškami

Vynález se týká kompresoru pro malé tlaky a pro malá množství vzduchu. Je vytvořen ze dvou talířovitýoh pružných membrán, které jsou obráceny vydutou částí proti sobě a po obvodu jsou pevně spojeny. Ve středovém otvoru jedné membrány je připevněna sací trubka. Ve středovém otvoru druhé membrány je připevněna výtlakové trubka. Prostor uvnitř membrán tvoří diskovitou komoru, v níž jsou samočinné ventily. Jeden je umístěn na konci sací a druhý na konci výtlakové trubky. Osa samočinných ventilků je shodná s podélnou osou trubek. Sací trubka je spojena s kmitajícím pohonem a výtlakové trubka je pevně spojena se stěnou skříně kompresoru. V rytmu kmitání se objem komory zvětšuje a zmenšuje a samočinné ventily ovládají sání a výtlak. Výška zdvihu se při tom rozděluje na obě membrány. Vynálezu se využije v laboratořích a v akvarlstice. Podstatu vystihuje první bod předmětu vynálezu.

Vynález se týká membránového kompresoru se dvěma činnými ploškami a s přímočarým prouděním vzduchu pro výrobu menších množství vzduchu o malém tlaku k průmyslovým účelům i pro spotřební výrobky.

V pneumatických a hydraulických obvodech je mnohdy zapotřebí zdroje malých tlaků. Je to buá pomocný tlakový zdroj, nebo zdroj spolupracující s pneumatickým, nebo s hydraulickým přepínačem, nebo převodníkem. Existují i takové provozy, ve kterých je potřeba menšího množství vzduchu o malém tlaku, ale s trvalým pracovním režimem. Typickým příkladem jsou laboratorní provozy a různé analýzy. Podobné je tomu při provzdušňování vody; pohonu vodních filtrů atp.

V průmyslu, v laboratořích, zkušebnách, ve vodním hospodářství i v akvaristice se používá k získání menšího množství vzduchu většinou malých pístových kompresorů. Jejich účinnost je však velmi malá a pořizovací cena relativně vysoká. Pístové kompresory jsou poruchové, vyžadují častou údržbu a v neposlední řadě jsou mnohdy i nepříjemně hlučné. Jsou známé také malé vibrační kompresory, ve kterých je pohonná jednotka vytvořena jako magnetický obvod, sestávající z elektromagnetu a z pohyblivé kotvy, která kmitá v rytmu napájecího střídavého napětí na ocelové listové pružině. V jiných případech se používá k pohonu i elektromotoru a excentru. Pohybu kotvy, to je jejího zdvihu, případně pohybu excentru, se potom využívá k mechanickému pohybu membrány, které již spolu se systémem ventilků vytváří ve vhodných prostorách tlaková podmínky.

Jedná se o rozšířený systém, který má však tu nevýhodu, že membrána je namáhána relativně vysokým zdvihem, který snižuje její životnost a soustava jako celek klade zdroji pohybu vysoký odpor. Vzhledem k tomu, že kanálky, jimiž proudí vzduch, nejsou z konstrukčních důvodů přímočaré a proudící vzduch musí měnit i vícekrát svůj směr, vznikají zde ztráty v proudění, které snižují účinnost celého kompresoru.

Tyto nedostatky odstraňuje membránový kompresor se dvěma činnými ploškami podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že dvojice pružných membrán talířovitého tvaru je spojena na své obvodové části, takže jejich vnitřek tvoří komoru diskovítého tvaru. Každá membrána je opatřena průchozím středovým otvorem. Ve středovém otvoru první membrány je vložena sací trubka, která je s první membránou pevně spojena. V prostoru komory uvnitř membrán je ústí sací trubky opatřeno prvním samočinným ventilem. Ve druhé membráně je zahloubení a je od komory odděleno přepážkou opatřenou přepouštěcím otvorem. V přepouštěcím otvoru je ze strany zahloubení uložen druhý samočinný ventil. Ve středovém otvoru druhé membrány je vložena výtlaková trubka, která je se druhou membránou pevně spojena a dále je pevně spojena se stěnou skříně. Sací trubka je pevně spojena s volnou částí listové pružiny, která je na svém volném konci opatřena hlavou kotvy, na níž jsou upevněny permanentní magnety, které jsou součástí magnetického obvodu. Pevný-konec listové pružiny je pevně spojen se stěnou skříně. Výhodou uspořádání podle vynálezu je, že je celkový zdvih rozdělen na pohyb dvou membrán, v jejichž středech jsou současně upevněny sání a výtlak, takže vzduch proudí v jediné ose.

Individuální zdvih každé z membrán je poloviční, než je zdvih pohonu a tím je zajištěna vyšší životnost membrán. Systém jako celek má nižší tuhost a přímočará návaznost proudění vzduchu zamezí ztrátám. Veškeré dříve používané kanálky jsou nahraženy jednoduchou sací a výtlakovou trubkou a přepouštěcím otvorem.

Příklad uspořádání membránového kompresoru se dvěma činnými ploškami podle vynálezu je znázorněn schematicky v osovém řezu na výkresu.

Vlastní kompresor je vytvořen ze dvou stejných membrán 11. IZt Které mají talířovitý tvar. Membrány 11 . 12 jsou vyrobeny z pryže nebo inertní umělé hmoty na bázi PVC jako je slabostěnný silon, teflon apod. Membrány 11 . 12 mají talířovitý tvar a ve střední části druhé membrány 12 je válcovitá zahloubení, na které navazuje průchozí kruhový otvor. Obě *

membrány JJ, JJ jsou obráceny vydutou částí proti sobě a po obvodě jsou spolu vzájemně pevně spojeny. Spojené membrány JJ, J2 mají tvar disku a také vnitřní prostor uvnitř spojených membrán JJ., 12 vytváří diskovitou komoru 21. V průchozím kruhovém otvoru první membrány JJ je sací trubka 2, která je s první membránou 11 pevně spojena. Ostí sací trubky 2 je v komoře 21. ve válcovitém zahloubení první membrány JJ.. Ostí sací trubky 2 je v komoře 21 opatřeno prvním samočinným ventilem JJ. Válcovité zahloubení ve druhé membráně 12 je od komory 2J. odděleno přepážkou, která má tvar kruhové desky se středovým přepouštěcím otvorem. Přepouštěcí otvor je ze strany zahloubení opatřen druhým samočinným ventilem 18. V průchozím otvoru druhé membrány 12 je vložena výtlaková trubka 10. která ústi do prostoru zahloubení ve druhé membráně 12. a která je s ní pevně spojena.

Druhý konec výtlaková trubky 10 prochází otvorem ve stěně skříně J., v níž je celý kompresor i se svým pohéněcím zařízením uložen. Výtlaková trubka JO je s touto stěnou skříně J. pevně spojena. Poháněči zařízení kompresoru v tomto konkrétním příkladě je elektromagnetické. V elektromagnetickém poli elektromagnetického obvodu 2 jsou dva permanentní magnety J. Permanentní magnety J jsou uloženy ve vybráních na horní části hlavy J kotvy. Hlava J kotvy je vyrobena z nemagnetického materiálu a svoji spodní částí je upevněna na volném konci listové pružiny 2· Druhý, pevný konec listové pružiny 2 je připevněn spojem 6 ke stěně skříně J_. K volnému konci listové pružiny 2 pod hlavou J kotvy je připevněna sací trubka 2,. Válcové zahloubení je nutné jen u druhé membrány 12. U první membrány 11 není nutné.

Kompresor pracuje taktoi V počátečním stavu je volný konec listové pružiny 2 v neutrální, tj. ve svislé poloze a oba samočinné ventily JJ, 18 jsou uzavřeny. Když se přivede na svorky magnetického obvodu 2 napětí, vytvoří se magnetické pole, které přitáhne jeden z elektromagnetů J a tím celá hlava J kotvy vykývne. Ve směru výkyvu se pohybuje také volný konec listové pružiny 2» který přenáší kmitavý pohyb 22 na sací trubku 2i a na obě membrány 11. 12. Jestliže výkyv probíhá ve směru hodinových ručiček, potom se zvětšuje objem komory 21 uvnitř membrán 11. 12 a v komoře 21 vzniká podtlak. Vlivem atmosférického tlaku se otevře první samočinný ventil 17 na sací trubce 2» ěímž se spojí prostor komory 21 s atmosférou a atmosférický vzduch proudí přes vstup 2 sací trubkou 2 do zvětšující se komory 21. Druhý samočinný ventil 18 je stále uzavřen a doléhá na přepouštěcí otvor 19 a uzavírá prostor mezi komorou 21 a výtlakovou trubkou 10. Proudění vzduchu z okolní atmosféry sací trubkou 2 éo zvětšující se komory 21 probíhá po celou dobu, kdy se hlava J kotvy a spolu s ní volný konec listové pružiny 2 sací trubka 2 ^a obě membrány JJ., 12 pohybují proti směru hodinových ručiček. Když dosáhne celý tento systém své levé krajní polohy, je objem komory 21 největší a tlak v komoře 21 se vyrovnává s atmosférickým tlakem. Jakmile se vlivem změny magnetického pole začně pohybovat hlava J kotvy na opačnou stranu, tj. ve směru hodinových ručiček, začne se objem komory 21 zmenšovat a tlak v ní roste. Když je tlak v komoře 21 větší, než je atmosférický tlak v sací trubce 2, uzavře se první samočinný ventil JJ.

Se zmenšujícím se objemem komory 21 zvětšuje se v jejím prostoru neustále tlak. Když je tlak v komoře 21 větší než tlak ve výtlakové trubce JJ, otevře se druhý samočinný ventil 18 a vzduch z komory 21 proudí přepouštěcím otvorem 19 do výtlakové trubky 10 a k výstupu 8.

Toto proudění trvá tak dlouho, pokud je v komoře 21 větší tlak než ve výtlakové trubce 10. Při zpětném pohybu hlavy J kotvy se objem komory 21 opět začne zvětšovat a tlak v ní klesá. Přetlakem ve výtlakové trubce 10 se uzavře druhý samočinný ventil 18 a přetlakem atmosférického vzduchu se otevře první samočinný ventil JJ. Atmosférický vzduch opět proudí sací trubkou 2 ® vyplňuje zvětšující se objem komory 21. Tento postup se neustále opakuje v souladu s kmitáním hlavy J kotvy, která kmitá v rytmu napájecího napětí magnetického obvodu 2. Osa 20 proudění vzduchu od vstupu 2 přes sací trubku 2> přes komoru 21 a přepouštěcí otvor 19 do výtlakové trubky 10 a k výstupu 8 je přímočaré. V příkladě konkrétního provedení pohání kompresor magnetický obvod 2 s hlavou J kotvy a permanentními magnety 4, na listové pružině 2· Pohon kompresoru je možno provést také vačkou, výstředníkem, ojnicí nebo jiným známým obdobným zařízením.

Vynálezu se využije u kompresorů pro malé tlaky s trvalým pracovním režimem v laboratořích, v průmyslu i v akvaristice.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Membránový kompresor se dvěma činnými ploškami, vyznačující se tím, že sestává z dvojice pružných membrán (11, 12) talířovitého tvaru, tvořících činné plošky, která je spojena na své obvodové části tak, že jejich vnitřek tvoří komoru (21) diskovitého tvaru, kde každá membrána (11, 12) je opatřena průchozím středovým otvorem, v němž je v první membráně (11) vložena sací trubka (9), která je s první membránou (11) pevně spojena a v komoře (21) uvnitř membrán (11, 12) je ústi sací trubky (9) opatřeno prvním samočinným ventilem (17), zatímco ve druhé membráně (12) je zahloubení oddělené od komory (21) přepážkou opatřenou přepouštěcím otvorem (19), ve kterém je ze strany zahloubeni druhý samočinný ventil (18) a ve středovém otvoru druhé membrány (12) je vložena výtlaková trubka (10), která je s druhou membránou (12) pevně spojena a dále je pevně spojena se stěnou skříně (1), přičemž saci trubka (9) je pevně spojena s volnou částí listové pružiny (5), která je na svém volném konci opatřena hlavou (3) kotvy, na níž jsou upevněny permanentní magnety (4), které jsou součástí magnetického obvodu (2), zatímco pevný konec listové pružiny (5) je pevně spojen se stěnou skříně (1). .