DE1550050A1

DE1550050A1 - Vorrichtung mit mindestens einer als Rollmembran ausgebildeten Abdichtung

Info

Publication number: DE1550050A1
Application number: DE19671550050
Authority: DE
Inventors: Van Der Aa Herman Henric Maria
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1966-03-22
Filing date: 1967-03-20
Publication date: 1969-11-06
Also published as: SE328956B; DK121413B; NO117820B; NL6603707A; DE1550050B2; NL147225B; ES338248A1; GB1183602A; CH469213A; US3547005A; DE1550050C3; BE695860A

Description

DipL-ϊηα H. ZOEPKE Patentanwalt 0 η MO

§Münolienl2-üidler8traße87 1550050

PHH 1449 Kte/FM

N. V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN, BINDHOVEN / HOLUND

"Vorrichtung »it aindcetena einer «1· Bollacsbran ausgebildeten Abdichtung."

Si· Hrfindung betrifft «in« Vorrichtung» dl« Mindestens «in· «la Holla* »bran ausgebildete Abdichtung tviaohen tttl koaxial angeordnete» geganainand·? b«t«gb«r«n ei«Mnt«n tnthllt· und di· «in«a , in dc· «icH tin 0·· und einen S*ub> ia de» «ich «enigeten· i»

Betrieb ein« Flüssigkeit befindet, voneinander trenet* «oiei die floll»eebran «it der konkaven ede« kenvesett Seite de« Oaarau« sttgt« kahr« la« und die Vorrichtung i»uej>«ittel «ntblltt u* den betreffenden

909849/01548 ■· " ^ -^

.2.

ι SW

Flflaalgkelteraua Flflaaigkait suaufflhren, und farner eina B«gelvorrichtung vorgasahen lat, ua Flflaaigkait au· da« Flflaaigkaitarauai abluführen, wann dia Uruokdlfferena über dar Bollaeabran bit unter einen gegebanonfalla einstellbaren Mlndeatvert abainkt bs*. alnaa gegebenenfalla ainatellbaren Bdohatwert uberataigt.

Bekannte Vorrichtungen der beaohrlabanaa Art aind a.B. Beisagaakolbenaaaohinen, Yerdiohter, uav.

Bei dieaan Maaohlnen lat eine BollaeabranaMiohtuag «wiaohen dem Kolben und deai Zylinder vorhanden, dta mMtai aoll da·· eineraaita gaafdralgee Mittel au· da· Arbeiter·»· vaglookt uaa «ndereraeita Verunreinigungen, wie Uohaleraittel, in dan Arbeltarau· gelangen·

Dia Bollaeabran begrenat dabei alt ihrer tob Arbeitaraua afc·- kehrten UeIte einen Flflaalgkaltarauai· 01a··· «aua kann dureh Fuapalttal Flflaaigkait augeffihrt werden, wobei eine Begelvorrlohtung dafür aorgt, dasa aovial Flflaalgkelt aua dea liaua abgefflhrt wird, daaa bei einer Bollaeabran, die dea Oaaraua ihr· konkav· Salt· sukanrt, dia Druokdifferena fiber der Bollaeabran nioht untar «inen beatiaaten Hindeuteert abalnkt, und daaa bei einer Bollaeabran, dta daa Gaaraua dia konvex· Seite sukehrt, die·· Druokdiffereas ·1η·η b«atiaaten BSohsvert nioht flbaretelgt.

Bei dieaan bekannten Torriohtungen kann d«r Fall «intraten, daaa aua irgendelnea Orund· dl· inuipaitt«l aioht g*aflf*a4i Flflsaigkelt auf Ohren. Dabei niaat Al· FlflaeigkeiUMaf· 1· Flflaaigkaltaraua dureh Leokag··*. 01·· bedeutet· da·· bei einer koakav«a Ittlna di· Druek· differena Ober der Bollaeabran auniuit uad auf «1· Baut» ·· froaa aird, daa β dl· Bollaaabran eohadhaft wird, üai «iaar konnten lUabraa dtfafan niaat dia Druokdiffarena ab, wodureh in «inea gealaaeft Außanblioa ii% Bollaeabran nioht aahr gaetre.okt lit, «aa auf FalteabildUAg, vu\a daduroh aur Sohldigung dar Bollaeabran fflhrt·

9098i5/0545 - —-

8AO ORIGINAL

-5- PHN 1449

Bei den bekannten Vorrichtung sind die Pumpmittel meistens unmittelbar mit der Welle dieser Vorrichtungen gekuppelt. Beim Utillstand der Vorrichtungen wird somit keine Flüssigkeit mehr zugeführt, ύβ leckt jedoch währenddes ^Stillstands Flüssigkeit aus dem Flüusigkeitsraum weg. Wenn die Vorrichtung wieder in Betrieb gesetzt wird, ist deshalb anfangs keine, oder nicht gonügend Flüssigkeit für die abstützung der Hollmembran vorhanden· Wenn im Arbeitsraum sofort der erwünschte Betriebedruck herrscht, bedeutet dies dass die Druckdifferenz über der Rollmembran einen unzulässigen Wert hat. Aus diesem Grunde war es bisher unmöglich, die Vorrichtung sofort mit dem erwünschten Betriebedruok in Betrieb zu setzen.

Die Erfindung bezweckt, eine, mit einer Uollmembranabdichtung versehene Vorrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, die ohne weitoreo mit dem erwünschten Betriebsdruck in Betrieb gesetzt werden kann, ohne dass dabei die Rollmembran unzulässig beansprucht wird.

Die erfinduritfitgemä'sae Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte Flüsnigkeitsraum über einen Verbindungskanal mit einem Kaum verbunden ist, in dem sich Gas und/oder Flüssigkeit befindet, woboi Vorrichtungen vorgesehen sind, um, wenn die Druckdifferenz über der Hollmembran einen gegebenenfalls einstellbaren HBchstwert übersteigt bzw. bis unter einen gegebenenfalls einstellbaren Mindestwert absinkt, Mittel aus dam erwähnten Raum in den Flüssigkeit3-raum zu bringen.

Wenn bei der erfindungsgemässen Vorrichtung die Druckdifferenz über der Rollmembran zu gross bzw. zu klein wird, wird dem Flüssigkeiteraum unter der Rollmembran zusätzliches Kittel zugeführt, so daea jederzeit eine gute Abstützung der Rollmembran erreicht wird. Dies ermöglich: ce. ,lie Vorrichtung sofort mit dem erwünschten Betriebsdruck anlaufen zu lacsen, während weiter ein ochutz vor im Betrieb auf-

909845/0545 -

BAD

-4- KUI 1449

tretenden Störungen in der Flüssigkeitszufuhr zum Flüssigkeitsraua erhalten wird, durch die in diesem Kaum ein Flüssigkeitsmangel auftreten und die Druckdifferenz über der Rollmembran zu grooe bzw. zu klein «erden könnte. Die Vorrichtungen zur Zufuhr zuaitzliohen Mittels zum Flüasigkeitsraum können bus einer Pumpe bestehen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgema'ssen Vorrichtung ist der Druck des Mittels im erwähnten Kaum stets höher als der Druck im Flüsaigkeitsraum, wobei im Verbindungekanal ein regelbares Abachlueeglied vorgesehen ist, das sich öffnet, wenn die Druckdifferenz über der Rollmembran einen gegebenenfalls einstellbaren Höchstwert übersteigt bzw. bis unter einen gegebenenfalls einstellbaren Mindestwert absinkt. Das Abaohlussglied kann dabei aus einem federbelaateten Rückschlagventil oder einem, duroh die Druckdifferenz über der Rollmembran gesteuerten Abaperrventil bestehen. Das Mittel fliesot infolge der herrschenden Druckdifferenz selbsttätig in den Flüssigkeitsraum.

Bei einer weiteren Ausführungform der Vorrichtung Remise der Erfindung steht der Flüssigkeitsraum über den Verbindungskanal in offener Verbindung mit dem erwähnten Raum, in dem sich Flüssigkeit unter einem Druck befindet, der stets nahezu gleich dem Druok im Oaeraum abzüglich bzw. zuzüglich des erwünsohten Differenzdrucke fiber der Rollmembran ist.

Bei einer zweckmässigen Aueführungeform der Vorrichtung gemüse der Erfindung, bei der die Hollmembran dem Gasraum ihre konkave beite zukehrt, echlieset eich der erwähnte, an den Flüssigkeitsraua angeaohloesene mit einem Abaohluasglied versehene Verbindungekanal am anderen linde unmittelbar an den durch die Rollmembran abgedichteten Oaeraum an. Bei dieser Vorrichtung wird, wenn die Druckdifferenz über der Rollmembran einen Höchstwert übersteigt, d.h. wenn nicht genügend

909U5/0545 I

-5- HW 1449

Flüssigkeit la Flüaaigkeitaraua vorhanden ist, seitveilig atatt einer Flüseigkeitsabetüteung «ine Qaeabsttttiung Angewandt.

ttine ««lter· vorteilhafte AuafUhrungafora der Vorrichtung g·- afaa der Erfindung, bei der die Rollaeabran dem Qasraua ihre konvexe Seite «ukehrt» ist dadurch gekennieiehnet, das· der erwlhnta, an den Flüssigkeitiraum angeeehloeeen», «it ein** Absohlussglied versehene Verbindungekanal aa anderen ünde an einen völlig »it Flüssigkeit gefüllten «eiteren Raua angeschlossen ist, der durch «ine freibewegliohe Wand oder einen freibewegllohen Wandteil voa durch die Holleoebrsn abgedichteten OaarauB getrennt ist. öoait afeht die FlUeeigkeit in. diese« ausä'taliohen Eauat unter eineia Druck« der gleich de· la abgedichteten Gaeraua herrschenden Druck iat, Venn jetst die Druokdiff«rens fber der Rollmembran den eingestellten HSohetvert übersteigt, wird am® giied in Vörbin.1ungskan*l g«5ffn*t, eo äa»o Flüssigkeit au· raum in den Flucatgkeitarauji g»urüokt wird» Auah hiur »ird «rreiobt, dass die Druckdifferenz öbfii* der RollMembran e:«ti in den ■£ 3ohranR«n bleibt«

3<ai ei««? »eiseren ««eekalatigen 4u»iu!5.i?uft|f»for» der richtung gealni? «S»r .sirfiridung^ bei d«r öl« Hai Ι·« β a bv^ a %(φ $&&**&& itesr« konvex* Salt· tukthrtn, ioiuieeut sich rt«r 9,?!»ίΐ!ί=··ΐ«, « ian g rau^s\ngeaohloa8^nei ait tit·.*·« ibeohluas^lieö Ve^aiefcs?.,* V*■?-·,:■ ins«^tkanal «si anderen &4ε β-η «in«irs Beiillter β.κ, in >'■■»· «tfth G»'a Flüeeigkeit wiitar ein*» .Draok ^9fiad«t, e«r β in α «Λ«*« ,jieiob ■'. :;a i)ruck iüt abgedichteten 0*»ί·8ΐιΐΒ »y,aü§Iich des ^i^d«>8*■*>■„IS¹ ■■;«■;

BAD ORM3INAL

-6- phi 1449

■USB, der höher ale der erwünsohte Druok in dieses Haus ist. Um da* tu erreichen, lot ge ma'β · der Erfindung ein gesonderter Behälter vorgesehen, in dem der erwünschte hohe Druck herrscht.

Uo dafür su sorgen_t dass unmittelbar nach des Oeffnen de· Absohlussgliedeu in erwähnten Verbindungskanal der Druck im Flüssigkeit »rau« den erwünsohten Wert annimmt, lot gema's· einer weiteren husführungsfura der Vorrichtung nach der Erfindung der Verbindungskanal so ausgebiäet, daes er einen geringen -strömungswiderstand hat.

Cemäas einer weiteren vorteilhaften Ausführungqfurm der erfindungsgemässen Vorrichtung, bei der eich der erwähnte, an den Vlüsoigkaitsrauffl angeschlossene Verbindungskanal an anderen Undβ an einen gasgefüllten Haus aneohlieuet, ist die erwähnte Kegeleinrichtung euch im Verbindun^skanal aufgenommen. Dies hat den Vorteil, dass das als aeitweiliges Abstützaittel benutste Gas nach der litoetriebsetzung der Pumpmittel wieder alo erste aus dem Flüssigkeitsraua abgeführt wird.

Eins weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgeaiseen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass, während sioh der erwähnte an den Flüssigkeitsraum angeschlossene Verbinduafakanal am anderen Ende an einen gasgefüllten Re.ua anschließet, wenigstens dann, wenn das Absohluaaglied die geöffnet« Stellung einniat, im durch die Rollmembran abgediohtet«n Oaeraujb nahs»u keine Druokeohwankungen auftreten. Weil Q&3 eine gmviau· Kcmprteäibilität hat, wird, wenn im abgedichteten Haus Druoksssih-i&nJtungen auftreten, auch das Gas im Flüssigkeitsraum abwechaelad etci'k^r oder ««giiger ctark »ueamaengedrüc^t, so dass Volumeninciär'aagen sv'ireten, durrti die die Holl&embran stärker oder *mnig9t eterk g^u^hn' »ird, -«1*9 ..&,'■*# L#b«n»dau*r beeintjiiohtig-l. Bine weiter* *v^i. '< 2hrung6i'u..r« .'·. *t erf ladung," 0«pJ«9en Vor-

BAD OROfNAL

-7- PHK 1449

Arbeitsraumea zu ändern vermag und mit der anderen Seite einen Pufferraum mit aolch einem Volumen begren-t, dass die durch die Kolbenbeßung erzeugten Volumenänderungen nahezu keine Druckanderungen in Pufferraum herbeiführen« wobei der kolbenförmige Körper mit elne.r Kolbenstange versehen ist, die durch die Wand des Pufferraums hindurchgeführt ist, und wobei sowohl zwischen dem kolbenförmigen Körper und dem Zylinder, als auch zwischen der Kolbenstange und der Wand des Pufferraums eine Abdichtung vorhanden ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass nur die Abdichtung zwischen der Kolbenstange und der Wand des Pufferraua· als eine Rollmembran ausgebildet 1st, wobei der an den Flüssigkeitsraua unter der Hollmembran angeschlossene, mit einem AbaohlusRclied versehene Verbindungekanal am anderen £nde in den Pufferraum mündet. Diese Vorrichtung kann jederzeit, auch wenn im Flüssigkeit sraum nicht genügend Flüssigkeit zur Abstützung der Uollmembran vorhanden ist, sofort mit dem erwünschten Arbeitsdruck im Arbeiteraum und im Pufferraum in Betrieb gesetzt werden. In diesem Fall öffnet sich das AbBchlussglied im Verbindungskanal und die Hollmembran wird zeitweilig durch Gas unter dem im Pufferraum herrschenden Druck abgestützt. Nach einiger Zeit haben die Pumpmittel genug Flüssigkeit zugeführt und die Hollmembran wird nun durch Flüssigkeit abgestützt.

üine weitere vorteilhafte Aueführungeform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist als eine Heissgaekolbenmaschine vom Verdrängertyp ausgebildet und enthält mindestens einen Zylinder jnit einem in ihm bewegbaren Kolben und gegebenenfalls einen Verdränger zur Aenderung der Volumina eines Kompresslons- und eines Üxpansionsraumes mit unterschiedlichen mittleren Temperaturen, die miteinander in Verbindung 3 tonen, wobei sich in dieser Verbindung ein Regenerator befindet, durch den ein Arbeitsmittel hin- und herströmen kann und der Kolben mit seiner vom Arjeit_t;.ri»»ia abgekehrten Saite einen Pufferraum mit einem

9023*»ü/Q545

derartigen Volumen begrenzt, dass die von der Kolbenbeweguag nazhei^"

F-- - V

BAD ORIGINAL

-β- mn 1449

führten Voluaenfinderungeh nahezu keine Druckänderung eur Folge haben, wobei der Kolben Alt einer durch die Wand de· Pufferrauaa· hindurohgeführten Kolbenstange und der Verdrfnger alt einer durch den Kolben und die Kolbenstend· hlndurohgeführten Verdränger·tang· verbunden ist, und «ob·! Abdichtungen cwi-eohen dem Kolben und den 2/llnder, awleohen der Kolbenstange und der Wand de· Pufferrauaes und «wisohen dem Kolben und der Vordrüngorstange vorgeMhen sind· 01··· Vorrichtung lit daduroh g·- kennteiohnet, da·· dl· Abdichtung «wieohen der Kolbenstange und der Pufferraumwand au· einer Rollmembranabdichtung beeteht, wobei die Abdlohtung ewlsohen dem Kolben und der Vardra'ngaretange aus einer nioht hermetischen Abdichtung und einer Rollmembranabdlohtung besteht« wobei der Raum twinahen diesen beiden Abdichtungen in offener Verbindung alt dem Pufferraum a.teht und wobei die beiden unter den Rollaembranen vorhandenen PlüaBigkeiteriume miteinander in offener Verbindung stehen, wobei sloh an wtnigsttne einen dieser Flüseigkeitsra'um· dt* erwlhnte mit einem Abeohlueaglled veruehene Verbindungekanal ansohlltsst, der diese RKume alt dem Pufferraum verbindet· Auf dl··· WeI·· treibt «loh •in· völlig tufrledeneteilende Abdichtung einer'Heissgaekolbenmaeohine vom Verdrängertyp, die oa· Baohteile für die Hollaembranen sofort alt dem erwttnuohten Betriebedruok in Betrieb ge··tat warden kann» wobei* wenn eioh unter den Rollaembranen nicht genügend FlÜBslgk«lt befindet, ■die·· aeitweilig vom Gae au· dam Pufferraum abgeetttttt wer'den. Well la Pufferraum nahesu keine Druokinderungen auftreten« be«lntrlohtlgt dl··· OaeabetUtBUng die Rollmembranen nioht.

Aue vorstehendem let ersichtlich, da·· dl· mrflndung ·· auf •ehr einfache Weise ermSglloht, Vorrichtungen« die dureh Fltteeiglteit a·· geettttBte Rollmeabranabdlohtungen enthalten, eof ort alt den »rwansehUn Betriebsdrücken in Betrieb tu ««taen, wShrend dl··· Maesnaha· la Betrieb bela Auftreten von BtÖrungen in der üufuhr von Fltte»lgk«lt in d«n

90Ö8A5/05A5

-9- PHN 1449

unter den Hollmembranen als Sicherung wirkt, so dass diese itollmembranen nicht einer übermässigen Druckdifferenz ausgesetzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen durgeatellt \\nd werden im folgenden näher be&chriebtm· λο zeigen

Fig.*"!, 2 und 3 achematisoh im Schnitt drei Auaführungsformen von Vorrichtungen, die mit durch Flüssigkeit abgestützten Rollmembranftbd ich tunken versei.en ;;ind, -wobei jewoila die Rolteabran dem abgedientuten Gusruum ihre konkave Seite zukehrt,

Fit;« 4 und ^lj schematisch im uchnitt zwei .luef ührungsformen von Vorrichtungen, die mit durch Flüauigkeit abgeatütiton Rollmembranabdiuhtungcn vergehen sind, wobei Jeweils die iiollmembran dem Gasrau«· ihre konvexe Seite zukehrt,

Fig. 6 sohematisoh eine mit einer Rollmembranabdichtung veraehene Vorrichtung , bei der, wenn die druckdifferenz über der Rollmembran unter einem bestimmten Wert absinkt, mit Hilfe einer zusätzlichen Pumpe dem Haum unter der Rollmembran Flüssigkeit zugeführt wird,

Fig. 7 und θ schema tisch und nicht massetabgereoht zwei Ausführungsfurmen von ileissgaskolbenmaschinen voa Verdränger typ, die mit einem Pufferraum unter dem Kolben versehen sind und bei denen durch Flüssigkeit abgestützte Hollmembranabdichtungen Verwundung finden.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Zylinder, in dem ein Kolben-2, der über eine Kolbenstange 3 Bit einem nicht dargestellten Triebwerk verbunden ist, bewegbar ist. Bei seiner Bewegung ändert der Kolben 2 mit der Oberseite das Volumen eines Arbeiterauaes 4» ^ia dem aioh Oa* befindet. Die Abdichtung »sisoher. Kolben 2 und ayllnast 1 L*it#bt aus einer Hollmembran 5, die wenigstens la normalen Betrieb durch «ine Flüssigkeit abgestützt wird, dl· sich in einem f lü&sigkel **yauJi 6

unter oer Rollmembran befindet. Der F-lueelgkaltaraus: 6 in* *n der

90S845/0S4S ^

-10. PBH 1449

Oberseite durch die Hollmembran und an der Unterseite durch die beiden Ringflachen 7 und θ mit gleichem Fläohenttialt begrenzt, :io dass bei der Bewegung dee Kolbens das Volumen des Räume« 6 konstant bleibt* Der Kolben 2 trägt weiter einen OeJ.pumpring 9, der auf der Zylinderwand befindliches ochmieröl in den Kaum 6 pumpt. Zur Aufrechterhaltung einer . konstanten Druckdifferenz über der Rollmembran 5 ist eine Regelvorrichtung 10 vorgesehen. Diese besteht aus einem Gehäuse 11, das durch eine Membran 12 in zwei Teile geteilt ist. Der Veil 13 steht über eine Leitung 14 mit dem Flüssigkeitsraum 6 und der Teil 13 Ober eine Leitung 16 mit dem Gaaraum 4 in Verbindung. An den Teil 13 schliesst sich w**ter eine Flüssigkeitsabfuhrleitung 17 an, die durch ein mit der Membran 12 verbundenes Ventil 18 abgeschlossen werden kann. Die Membran 12 trfigt weiter ein Gleitstflok 19, das in der Leitung 16 bewegbar ist und dabei je nach der Lage der Membran 12 eine Leitung 20 entweder abschliessen oder öffnen kann.

Die wirkungsweise dieser Vorrichtung iut wie folgt. Bei normalem Betrieb führt der OeIpumpring 9 dem Flüeeigkeitsraum 6 OeI zu. Dadurch nimmt das Volumen des im Raus 6 befindlichen OeIs zu, was zur Folge haben würde, dass die Druckdifferenz über der Rollmembran 5 abnehmen würde. Die Membran 12 in der Regeleinrichtung 10 steht unter der Einwirkung einer Druckfeder 22-, die so eingestellt iat, dass das Ventil 1Θ die Flüssigkeitsableitung 17 freigibt, wenn die Iiruokdifferens zwischen dem Gas im Raun 4 und der Flüssigkeit im Raum 6 einen bestimmten Wert, z.B. 3 atm. erreicht hat. Das dann nooh vom Pumpring 9 zugeführte OeI verschwindet uomit βofort durch die Gelableitung 17 aus dem Hauo 6. Diese sogenannte Durchspülung des OeIs im Kaum 6 hat dtn Vorteil, dass etwaiges durch die Rollmembran hindurohdlffundiertea Gas mit dem abgeführten OeI aus dom Raum 6 verschwinde*, se dass keine Gefahr besteht, dass zu einem bee ti a* ten Seitpunkt das diff<as3<Sieyte OeI die SIt-

8Q$84S/Ö54S _λ

8AD ORK3/NAL

-11- PHN 1449

titfunflSkonzentration überschreitet, woduroh Dampfblasen gebildet werden wurden, wat die Abstützung der Rollmeffibran 5 etwus nachgiebig machen würde, auf diese Weite wird verhütet, dass die Druckdifferenz über der · UoI!membran 5 kleiner alu tin eingestellter Mindestert wird.

Bei« Stillttand der Vorrichtung leckt die Flüsnigkelt aus dem liaum 6 langsam wag· Wenn nachher die Vorrichtung dennoch sofort mit dta erwünschten Arbeitsdruck im Raum 4 in Betrieb geatzt werden toll, itt für die Abstützung der Rollmembran 5 keine Flüssigkeit vorhanden, to dann Über der Rollmembran eine sehr gross· Druckdifferenz auftritt. Dies wird bei der Vorrichtung nach Ffe 1 dadurch verhindert, da··,' wann die Druckdifferenz über der Membran 12 in der Vorrichtung 10 eJmn bestimmten Wert übersteigt, diese Membran soweit heruntergedrückt wird, dass der lichitber 19 die Leitung 20 freigibt, wodurch Oat aus dem Kaum 4 über die Leitungen 16 und 20 in die Ra'ume 6 und 13 gelangt. Infolgedeßsen wird die Rollmembran 5 zeitweilig durch Gas abgestützt. Dies wirkt sioh für die Rollmembran nicht sohüdlioh aus sofern im Raum 4 keine odor nahezu keine Druokaohwankungen auftreten. Uo wird die Kollmembran dennoch in richtiger Weise abgestützt und gestreckt gehalten, und die Vorrichtung kann in diesem l'a 11 ohne weiteres bei erwünschten üetriobadruok im itaum 4 anlaufen. Es ist erwünscht, dass die Leitungen 16, 20 und 14 bei dieser Vorrichtung einen geringen Strömungswiderstand haben, so da·· das Sa· aua dem Raum 4 oh» Verzögerung in den Raum 6 tin treten kann. Die Leitung 20 mündet in unmittelbarer Mühe der Ableitung 17· so dass da· aus dem Raum 4 in den Raum unter der Hollmembran gelangte Gas bei Zufuhr von Flüssigkeit duroh die Pumpe 9 möglichst schnell aus dem Flüssigkeitsraum verschwinden'kann.

Fig. 2 zeigt tint Vorrichtung, die ia grosstn und ganzen der , Vorrichtung ;i*oh Fig. 1 entspricht. Dtr Flüssigkeitsraum 6 tteht Jedoch bei dieser Vorrichtung nicht mit dta Arbeitsraum 4· sondern über

909845/0545

BAU 0RK3INAU

-12- J-HiI 1449

einen Vorbindungskanul 25 mit einem Flüssigkeitsbehälter 26 in Verbindung. Der Flüssigkeitsbehälter 26 ist oben durch «inen frei bewegbaren kolbenförmigen Körper 27 abgedichtet, der Kaum 26 von et»η Raue 28 abgrenzt, der in offener Verbindung mit dem Oaβraum 4 steht. Die bedeutet, duos die Flüssigkeit im Kaum 26 stets unter dem Druck steht, 4er im Raum 4 herrecht. Wenn jetzt belspielofteise beim Anlauf im Rau· keine oder nicht genügend Flüssigkeit vorhanden ist, wird die Membran 12 der Regeleinrichtung 10 wfederum soweit heruntergedrückt, dass das Abuperrventil 29 geöffnet wird, wodurch Flüssigkeit aus dem Raun 26 in den Raum 6 gedruckt wird. Auch hier ist ein niedriger Strömungswiderstand der Leitung 25 erforderlich, so dass der Zeitraum zwisohen dem Zeitpurkt, zu dem das Absperrventil 29 geöffnet wird, und dem Zeitpunkt, zu dem Flüsigkeit aus dem Raum 26 den Kaum 6 füllt, gering ist. Bei dieser Vorrichtung wird die Rollmembran 5 iouter durch Flüssigkeit abgestützt, was diese Vorrichtung au-ch ohne weiteres für schwankend« Drücke im Gaoraum 4 geeignet macht.

Fig. 3 stellt eine Vorrichtung dar, die den Vorrichtungen naoh den vorangehenden Figuren entspricht. Bei dieser Vorrichtung ist dit Regeleinrichtung 10 grosser ausgebildet, ευ dass im Raum 13 eine erheblich gröüuere Flü^uigkeitsmenge vorhanden ist. Der Kaum 13 steht über einen offenen Vorbindungskanal 14 mit dem Flüsoigkeiteraum 6 in Verbindung. Der Raum 13 wird durch einen frei bewegbaren kolbenförmigen Körper 30 vom Raum 15 getrennt, der mit dem Gasraum 4 in offener Verbindung steht.

Am Kolbenkörper 30 greift eine Feder 31 mit flacher Kennlinie an. Dadurch ist der Druck in der Flüssigkeit stets um einen bestimmten Botrag niedriger als der Gasdruck im Raum 15 bzw. 4. Hit dem kolbenförmigen Körper 30 sind Führungeglieder 32 verbunden, die eine Platte 33 führen können, mit der der Ventilschaft eines Ventile 34 verbunden

909845/0545 bad orwmnal

-13- KIM 1449

Pie Wirkungsweiue dieser Vorrichtung iet »ie folgt. ·

Voa Puapring 9 wird des Hau» 6 Flüssigkeit zugeführt. Wenn eioh in den Räumen 6 und 13 eöviel flüssigkeit befindet» dass der Flüssig-keitsdruok gleich dea Caadruok in den llä'umon 15 und 4 abzüglich einea Druok· iet, der der von der Feder 31 auf den Kolben 30 ausgeübten Kraft entuprioht, wird bei weiterer Flüssigkeitszufuhr das Ventil 34 angehoben, 00 daas Flüssigkeit aua dea liaum 13 abgeführt wird.

Wenn aus irgendeinen Grunde ungenügend Flüssigkeit in den lia'umen 6 und 13 vorhandun ist, aorgt der Gasdruck in Haua 15 dafür j daas dor Kolben 30 heruntergedrückt wird. Dadurch wird aunüchat das Ventil auf seinen Sitz und dann Flüssigkeit aus dea Haua 13 in den Raua 6 gedrückt, so dass die Hollneabran gut durch Flüssigkeit abgestütit bleibt.

Fig. 4 >«igt eine Vorrichtung, bei der die ilollaeabran S *·■ Gaaraua 4 ihre konvexe Ueite sukehrt. Dieo bedeutet, dass, soll die Rollmembran richtig abgeotütst und geatreckt gehalten werden, der Druok in der Flüesigkoit la Raum 6 immer ua einen gewisaen Botrag höher ala der Druok dea Uaaea ia Raua 4 »«in muss. Dies wird dadurch erreioht, da·· die Feder 22 in der Regeleinrichtung 10 oberhalb der Membran 12 angeordnet wird. Wenn der Druok der Flüssigkeit im Baue 6 au hoch wird, d.h. wenn die Üruokdifferen» über der Rollmembran einen gewissen Wert überschreitet, wird da· Ventil 18 angehoben, so dass durch dl· Ableitung 0*1 aus dea Raun 6 abgeführt werden kann* Der FlÜBSigkeitsraum 6 steht über eine Leitung 3? ·!* geringea Strömungswiderstand alt einea Behälter 36 in Verbindung, in dea sloh ein Oaa oder ein· flüssigkeit unter einea Druok befindet, der mindestens gleich dea Druok .la Oa·raua 4 Buaüglloh der erwünschten Druokdifferena Über der Rollmembran 5 istt In der Leitung 35 befindet eioh ein Absperrventil 37, da· in Abhängigkeit von der Bewegung der Meabran 12 g«Sffnet und geschlossen wird« f«mi au·

9098*5/0545. "rad c

BAU Ur,)O

irgendeinem Grund nicht genügend Flüssigkeit la Hau* 6 vorhanden iet, «as s.B. bei der Inbetriebsetzung der Vorrichtung der Fall sein kann, nimmt die Membran 12 eine solche Lage ein, daee daa Absperrventil 37 §·* öffnet wird, sqoass Mittel aus dem Boha'lter 96 über dl· Leitung 35 in den Raum unter der liollmembran gelangt. Durch diese· MIttel wird die Hollmembran dann abgestützt. Wenn im Kaum 4 keine oder nahezu keine l>ruckeohwunkun₍;en auf treten, kann das Mittel im Behälter 36 ein Gas sein. Anderenfalls ist es erwünscht, als Mittel eine Flüssigkeit zu benutzen. Auf diese Weise wird wiederum erreicht, daos zu den Zeitpunkten, zu denen der Pumpring 9 nicht genügend Flüssigkeit liefert oder noch nicht hat liefern können, zeitweilig einer anderen Quelle Abstützung·- mittel entnommen wird. Bei der Vorrichtung nach Fig. 4 wird zeitweilig einem zusätzlichen Hochdruckbehälter 36 Abstützungsmittel entnommen.

Auch die Vorrichtung nach Fig. 5 enthält eine Rollmembran 5, die dem Casraum 4 ihre konvexe Seite zukehrt. Dies bedeutet, dass tür eine gute Abstützung der Hollmembran der Flüssigkeitsdruck im Haum 6 immer um einen bestimmten Betrag höh« r al· der Gasdruck sein muss. Dies wird dadurch erreicht, dass die Feder 31 oberhalb de· Kolben· ΊΚ) angeordnet iat, so dass am Kolben zur Flüssigkeit hin-geriohtete Federkräfte angreifen. Weiter entsprochen der Bau und die wirkungsweise diener Vorrichtung denen der in Flg. 3 dargestellten Vorrichtung.

Selbstverständlich müssen in den Villen, in denen während der Anlaufseit eine Flüssigkeit oder ein Oa* au· einem zusätzlichen Behälter unter die Rollmembran gebracht wird, im Betrieb dl··· zusftzllohen Behälter wieder mit der erforderlichen Flüssigkeit bsw« dem erforderlichen Gaa versehen werden. Dies kann mit einer Fump· oder einem Verdichter erfolgen, die bzw. der mit der Welle der Vorrichtung gekuppelt ist.

Flg. 6 leArtQ^VsVff^ii¹^¹¹** ^di" ^ie β*⁰⁰⁸*¹¹ "Β* ganzen den-

BAD 0RK3JNAL

-15- PHN 1449

jonifjen der vorhergehenden Figuren entspricht. Bei dieser Vorrichtung steht der Flüsnigkeitsraum 6 übor eine Leitung 4^ mit einem Flüssigkeitnbehältor 41 in Verbindung. In der Leitung 4O i"t eine Pumpe 42 angebracht, die Flüssigkeit aus dem Kaum 4I zum Flü:jsi{:kritaraum 6 1*ürdern 1 und in der lioiteinheit mehr Flüssigkeit als der Oelpumpring liefern .kann. Die liege lung der Flüssigkeitszufuhr zum Kaum 6 kann in zweierlei «oii-.e erfolgen, iärstonr. kann die Pumpe 42 schrittweise angetrieben worden in dum !Sinne, dass in Abhängigkeit von der Lage der Membran 12 die .legeiung 43 den antrieb ein- oder ausschaltet. Zweiten« kann die Pumpe 42 kontinuierlich im Betrieb nein, wobei in der Leitung 40 ein regelbares Abuperrventil 44 angebracht und zudem eine die Pumpe 4<i überbrückende Uebenleitung 45 vorgesehen ist. Das regelbare Absperrventil wird dabei in Abhängigkeit von der Lage der Membran 12 durch die Regeleinrichtung 43 betätigt. Wenn nicht genug Flüssigkeit im Kaum 6 vorhanden iet, wird dieser Mangel sehr nchnoll durch die Pumpe 42 behoben.

Fig. 7 zeigt eine Heiasguskolbenmaüchine vom VerdrSngertyp schematisch und nicht maßsatabgerecht. Dieue kaschine enthält einen ü/linder 70» in dem eich ein Kolben 72 und ein Verdränger 73 bewegen können. Der Kolben 72 und der Verdränger 73 sind durch eine Kolbenstange 74 bzw. einer Verdrängerstange 75 mit einem nicht dargestellten Triebwerk verbunden, das diese Körper mit der erwünschten Phasendifferenz bewegen kann. Der Kolben 72 begrenzt mit der Oberseite einen Kompressionaraum 76_f während der Verdränger 73 »it der Oberseite eien iäxpansionsram 77 begrenzt. Der Kompresuionsraum 76 und der Kxpansionsrau.ii 77 stellen über einen Kühler 78, einen Regenerator 79 und einen erhitzer 80 miteinander in Verbindung. Unter dem Kolben 72 befindet sich ear Puf.f3rru.um 81 mit einem derartigen Volumen, dasö die durch die Bewegung det. Kcluenß 72 bewirkten Vulumenänderungen in diesem

9C:ö45/0545

bad original

-16- PHM 1449

Raum nahezu keine üruckändcrungen zar Folge haben. Die Abdichtung zwischen dem Kolben 72 und dem Zylinder 70 besteht aus einer Rollmembran 82, w/inrend die Abdichtung zwischen dem Kolben J2 und der Verdra'ngerstange 75 aus einer Kollmembran 83 beeteht. Unter der Kollmembran Θ2 befindet such ein FlüasickeitBraum 84, dem durch einen Pumpring Bi) Flüssigkeit zugeführt werden kann. Unter der Kollmembran 05 befindet uich oin FlÜHoigkeiteraum 86, dem durch ein Pumpring 87 Flüssigkeit zugeführt werden kann. Der Kaum 84 ißt durch eine Leitung 90 mit einer Kegeleinrichtung 10 vom gleichen Bau wie die in Fig. 1 dargestellte Regeleinrichtung verbunden. Diese Regeleinrichtung ist weiter über die Leitung 91 ^mit dem Kompreeeion6raum 76 verbunden. Die Wirkungswciso dieser Regelung ist völlig identisch mit der der Regelung nach Fig. 1 und wird nicht näher erla'utert.

Der Flüusigkeiteraum 86 steht über eine Leitung 92, in der ein federbelaatetes Rückschlagventil 93 vorgesehen ißt, mit dem Kompresaionsraum 76 in Verbindung. Weiter befindet sich,in der Wand des FlüsoigkeitsruumeB 86 eine üeffnung 94, durch die Flüssigkeit aus dem itaum 86 abgeführt werden kann, wenn die Druckdifferenz über der Hollmembran 83 zu klein wird. Wird die Druckdifferenz über der Rollmembran 83 dagegen zu gross, so öffnet aich das Rückschlagventil 93t »oduroh Gas aus dem Kompreesioneraum 76 in den Raum 86 unter der Rollmembran eintreten kann.

Wenn die Ileisugaskolbenmaechine eine gewisce Üeit auaser Betrieb gewesen ist, ist die Flüssigkeit aus den Räumen 84 und 86 «eggeleckt. Bei der Inbetriebsetzung der Vorrichtung wird das Absperrventil 96 in einer Leitung 97 geöffnet, wodurch der Arbeitsraum mit einem Raum in Verbindung gebracht wird, in dem der gleiche mittlere Druck herrscht wie im Arbeitsraum. Danach kann der erwünschte Betriebsdruck im Arbeitsraum erzeugt werden, wobei sich, weil sich noch keine Flvissigkeit in den Räumen 84 und 86 befindet, da.¹) Rückschlagventil 93 und

909845/0545 bad ordinal

-17- PHN 1449

das Ventil 95 öffnen, so da es auch ga.sf ürmigeo Mittel in die Uäume 84 und 86 eingelaaaen wird, wodurch bei der Inbetriebsetzung, wenigstens anfangs, die Hollmembranen 82 und 83 durch Gas abgestützt werden. Dies ist hier jedoch sehr gut müglich, weil dadurch, dass der Arbeitsraum mit einem anderen Haura in Verbindung steht, während der Anlaufzeit keine Drucka'nderungen auftreten, so dass die Gasabetützung für die Kollmembranen genügt.

Fig. 8 zeigt eine andere Aueführungsform der in Fig. 7 dargestellten Heiasgaskolbenmaschine. Bei dieser Maschine besteht die

Abdichtung zwischen dem Kolben 72 und dem Zylinder 70 aus Kolbenringen 100. Die Abdichtung «wischen dem Kolben 72 und der Verdrängerstange 73 besteht aus Kolbenringen 101. Die Abdichtung zwischen der Kolbenstange 74 und der Wand des Pufferraumes 81_besteht aus einer •rtollmembran 102, während die Abdichtung zwischen der Verdrängerstange 75 und der Kolbenstange 74 aus einer lullmembran 103 besteht. Unter der Hollmembran 102 befindet sich ein Flüssigkeitsraum IO4» dem durch einen Pumpring 105 Flüssigkeit zugeführt werderjicann. Unter der Hollmembran 103 befindet sich ein Flüaaigkeitsraum 106, de» duroh einen Pumpring 107 Flüssigkeit zugeführt werden kann. Ueber der Roll· membran 102 befindet sioh der Pufferraum 81, während über der Rollmembran 103 ein Kaum 108 vorhanden ist, der duroh eine Ueffnung I09 mit dem Pufferraum 81 in offener Verbindung steht, so dass sowohl über der Rollmembran 102 als auoh über der Rollmembran I03 keine Drucks oh wankungen auftreten können. Die Fluss igkeitsra'ume 104 und 106 stehen durch eine Oeffnung 110 in offener Verbindung miteinander und diese beiden miteinander in offener Verbindung stehenden Rüume stehen über eine Leitung 111, in der ein unter Federspannung stehende· Rückschlagventil 112 aufgenommen ist, mit dem Pufferraum 81 in Verbindung. Au· den beiden Flüssigkeitsrluaen 104

90984 5/054$ bad original

-10- PHN 1449

und 1ü6 kann Flüssigkeit durch eine üeffnung 113 abgeführt werden, die durch die Rollmembran 102 freigegeben bzw. abgeschlossen «erden kann. Aue vorstehendem geht hervor, dass auch diese Heissgaskolbenmanchine unabhängig von der Tatsache, ob sich genügend Flüssigkeit unter den beiden Rolloembranen befindet, sofort mit dem erwünschten Uetriebedruck in Betrieb gesetzt werden kann. Wenn unter der Rollmembran nicht genügend Flüusigkeit vorhanden ist, wird der Mangel an Abstützungsmittel zeitweilig durch Mitlei aus dem Pufferraum 81 behoben, weil bei einer zu grossen Druckdifferenz das Rückschlagventil 112 geöffnet wird und Gas aus dem Raum Θ1 in den Flüaaigkeitsraum treten kann.

Es ist ersichtlich, dass ausaer bei der Inbetriebsetzung dl· erfindungsgeme'sse Uassnahme auch bei im Betrieb auftretenden störungen in der Flüosigkeitezufuhr zu den Fl flüsigkeit era'urne η von Nutzen ist. Auch in dienern Fall wird na'mlich der Mangel an Flüssigkeit mit einem Mittel, entweder Oaa oder Flüssigkeit, das einer anderen Quelle entnommen wird, behoben.

Obgleich in den Zeichnungen als Plüeeigkeitszufuhreittel stets OeI pumpende Kolbenrings csrgesteilt worden sind, kann offensichtlich statt dieser Puapringe auoh «ins übliche mit dsr Welle der Vorrichtung gekuppelte üelpuepe Anwendung finden.

909845/0545

Claims

-19- PHN 1449

1. Vorricnturitf, die mindestem} eine al8 Kollmembran ausgebildete Abdichtung zwischen zwei koaxial ungeordneten gegeneinander bewegbaren Elementen enthält, welche Abdichtung einen Raum, in dem eich ein' Gas befindet, und einen Raun, in dem sich wenigstens im normalen Bütricib eine Flüuaigkeit befindet, voneinander trennt, wobei die Rollmembran mit ihrer konkaven oder konvexen üeite dem Gaeraum zugekehrt iat und wobei dio Vorrichtung Pumpmittel enthält, um dem betreffenden Flüusigkeitsruum Flüssigkeit zuzuführen, und wobei weiter eine Regeleinrichtung vorgesehen i3t, um Flüssigkeit aus dem F1Ü8-sigkeitaraum abzuführen, wenn die Druckdifferenz über der Rollmembran bis unter einen gegebenenfalls einstellbaren Mindeetr.ert absinkt bzw. einen gegebenenfalls einstellbaren Höchstwert übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daee der erwähnte Flüsüigkeitsraum über einen Verbindungskanal mit einem Raum verbunden ist, in dem Gas und/ oder Flüssigkeit vorhanden ist, wobei Vorrichtungen vorgesehen sind, um, wenn die Druckdifferenz über der Rollmembran einen gegebenenfalls einstellbaren Höchstert übersteigt bzw. biß unter einen gegebenenfallB einstellbaren Mindestwert absinkt, Mittel aus dem erwähnten Raum in den Flüssigkeitsraum zu bringen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch'gekennzeichnet, dass der Druck des Mittels Id erwähnten Raum stets höher als der Druck im Flüssigkeitsraum ist und dass im Verbindungekanal ein regelbares Abachlussglied vorhanden ist, das sich öffnet, wenn die Druckdifferenz über der Rollmembran einen gegebenenfalls einstellbaren Höchstwert übersteigt bzw. bis unter einen gegebenenfalls einstellbaren Mindestwert absinkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daee der Flüssigkeitaraum über den erwähnten Verbindungakanal eteta mit

9098A5/0545 ^ _

BAD

-20- PHN 1449

dem erwähnten Raum in offener Verbindung steht, wobei eich in diesem Kaum eine Flüssigkeit unter einem Druck befindet, der stete nahezu gleich dem Druck im Gaeraum abzüglich bzw. zuzüglich des ezwä-hnten Differenzdrucka über der Kollmembran ist.

4· Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Hollinembran dem Gasraum ihre konkuve Jeite zukehrt, dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte an den Flüssigkeit Braun angeschlosuene Verbindungskanal am anderen jcinde unmittelbar an den durch die Rollmembran abgedichteten Gasraum angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2,b«i<fa:die Hollmembran dem Gaeraum ihre konkave Üeite zukehrt, dadurch gekennzeichnet, daee der erwähnte

an den Flü33igkt;i t3raum angeschlossene Verbindungskanul am anderen .Linde an einen völlig niit Flüssigkeit gefüll ten/reiteren Kaum angeschlossen iüt, der durch eine frei bewegliche Wand oder einen frei beweglichen Wandteil vom durch die Hollmembran abgedichteten Gaeraum getrennt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Kollmembran den Gasraum ihre konvexe Seite zukehrt, dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte an den Flüesigkeituraum angeschlueeene Verbindungekanal am anderen linde an einen Behälter angeschlosaen ist, in dem eich ein Gas und/oder eine Flüsuigkeit unter einem Jruck befindet, der mindestens gleich dem Druck im abgedichteten Gasraum zuzüglich des mindestzuläßüigen Differenzdrucku über der rtollmembran ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte, an den Flüssigkeiteraum angeschlossene Verbindungskanal einen geringen Strömungswiderstand hat.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte, an den Flüssigkeitsraum angeschlossene Verbindungakanal am anderen rinde an einen gasgefüllten Kaum ange-

909845/0545

BAD

-21- PHN 1449

schloiiaen ist, wobei die erwähnte Hegeleinrichtung mit im Verbindun^ekanal aufgenommen ist«

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, während der erwähnte an den Flüssigkeitsruum ungeachlouaene Verbindungnkanal am anderen Ende an. einen gasgefüllten Kaum angeschlossen ist, wenigstens dann, wenn das Abschlussglied die geöffnete Lage einnimmt, int durch die Rollmembran abgedichteten Gaeraum nahezu keine Druckschwankung auftritt.

10. Vorrichtung nach Anspruch ¹J, die mindestens einen Zylinder mit einem in ihm bewegbaren kolbenfUrmigen Körper enthält, der mit einer Seite das Volumen eines Arbeitsraumea zu ä'niern vermag und mit der anderen üeit.e oinen Pufferraura mit einem derartigen Volumen begrenzt, dass die durch die Kolbenbewegung verursachten Volumenändarungen nahezu keine Druckänderungen in diesem Pufferraum zur Folge haben, und der kolbenförmige Körper mit einer Kolbenstange versehen ist, die durch die Wand des Pul'ferraumu hindurchgeführt ist, und wobei sowohl zwischen dem kolbenförmigen Körper und dem Zylinder als auch zwisohen der Kolbenstange und der Wand des Fufferraums eine Abdichtung vorgesehen ist, daduroh gekennzeichnet, dass nur die Abdichtung zwischen der Kolbenstange und der Wand des Pufferrauma ale Rollmembran auegebildet ist, wobei der an den Flüssigkeitsraua unter der Rollmembran angeschlossene Verbindungskanal an anderen linde in den Pufferrau» mündet.

_6AD 9098A5/05A5

Le e rs e i t