DE2640239A1 - Pumpe und pumpanlage fuer oelgefuellte elektrische kabel - Google Patents
Pumpe und pumpanlage fuer oelgefuellte elektrische kabelInfo
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Description
DR. E. WIEGAND DlPL-ING. W. NIEMANN η η ι η γ q q
DR. M. KOHLER DlPL-ING. C. GERNHARDT 4-0 ^O Δ ΟΌ
TELEFON :55547ί 8000 M Ö N C H E N 2,
TELEGRAMME: KARPATENT MATH I LDENSTRASSE 12
TELEX: 5 29 068 KARP D
7. September 1976
W. 42570/76 12/ko
Industrie Pirelli S.p.A. Mailand (Italien)
Pumpe und Pumpanlage für ölgefüllte elektrische Kabel.
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei Pumpanlagen für ölgefüllte elektrische Kabel,
und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Verbesserungen bei mit Zwangsverdrängung arbeitenden
Pumpen, die in solchen Pumpanlagen verwendet werden. Bekanntlich sind den ölgefüllten elektrischen
Kabeln Pumpanlagen zugeordnet, die beispielsweise das Öl in den Kabeln verschieben bzw. bewegen,
um Wärme abzuführen und um die Bildung von Zonen örtlicher überhitzung an den Verbindungen zu ver-
d ^ e
hindern, oderfdie Volumenänderungen des Öles zufolge
hindern, oderfdie Volumenänderungen des Öles zufolge
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von Änderungen der Kabeltemperatur ausgleichen sollen.
Bei den Pumpanlagen auf dem genannten Anwendungsgebiet,
und auch allgemein auf allen Anwendungsgebieten, bei denen mit Zwangsverdrängung arbeitende
Pumpen oder Drehpumpen verwendet werden müssen, besteht der ernsthafte Nachteil der Verschmutzung oder
Verunreinigung des Öles. Eine solche Verschmutzung oder Verunreinigung ergibt sich zufolge von Verunreinigungen,
die unvermeidbar in den Zahnrädern der Drehpumpenvorhanden sind, oder zufolge von Verunreinigungen,
die sich bei den mit ZwangsVerdrängung arbeitenden Pumpen durch die kontinuierliche Reibung
des Kolbens in seinem Zylinder ergeben.
Unglücklicherweise sind diese Verunreinigungen für die Kabellebensdauer außerordentlich schädlich,
da sie eine Verschlechterung der dielektrischen Eigenschaften hervorrufen, welche das Öl haben soll,
und da sie sehr oft in unannehmbarer Weise die elektrische Isolierung des Kabels beeinträchtigen.
Um diese Nachteile zu überwinden, wurde versucht, Pumpen zu verwenden, die einen Kreislauf
haben, in welchem das Öl umlaufen kann, ohne mit mechanischen Verunreinigungen in Berührung zu kommen.
Hierfür wurden bereits vorhandene mit ZwangsVerdrängung
arbeitende Pumpen untersucht, die im wesentlichen einen Mantel, ein Gehäuse oder dgl. aufweisen, in welchem
ein Balgen so angeordnet ist, daß die Außenwand des Balgens und die Innenwand des Mantels eine Kammer
bilden, die mit der Außenseite nur über ein Saugventil und ein Druckventil in Verbindung steht.
Eine solche Pumpe weist weiterhin einei Zylinder
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mit einem zugehörigen Kolben, ein Betätigungsarbeitsmittel
in dem Balgen und eine Betätigungseinrichtung für die Bewegung des Kolbens auf.
Bei solchen Pumpen wirkt die Betätigungseinrichtung auf den Kolben, wodurch dieser in
seinem Zylinder in der einen oder in der anderen Richtung derart bewegt wird, daß zyklisch eine
Druckkraft auf das in dem Balgen befindliche Betätigungsarbeitsmittel ausgeübt wird.'Diese Druckkraft
wird von dem Betätigungsarbeitsmittel auf den Balgen übertragen, wodurch eine Ausdehnung der Wellungen
oder Falten des Balgens hervorgerufen wird, ohne daß sich irgendeine Reibung an der Innenwand
des Mantels ergibt.
Wenn der Kolben keine Druckkraft auf das Betätigungsarbeitsmittel mehr ausübt, kehrt der Balgen
in seine Ausgangsstellung zurück, und zwar entweder als Folge seiner Eigenelastizität oder
unter der Wirkung einer geeigneten zuvor zusammengedrückten Feder.
Zufolge der zyklischen Verformung des Balgens in der einen Richtung oder in der entgegengesetzten
Richtung vergrößert bzw. verkleinert sich das Innenvolumen der Kammer zunehmend, so daß ein Arbeitsmittel,
beispielsweise öl angesaugt und dann unter einemgewünschten
Druck nach außen abgegeben werden kann.
Es ist zu verstehen, daß mit einer Pumpe gemäß
vorstehender Beschreibung die in der Vergangenheit aufgetretenen Nachteile vermieden werden können,
weil die durch die Reibung des Kolbens in seinem Zylinder hervorgerufenen Verunreinigungen innerhalb
des Balgens verbleiben, ohne daß irgendeine Möglichkeit besteht, daß diese Verunreinigungen in den öl-
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kreislauf eintreten können, der außerhalb des Balgens
liegt.
Leider haben auch Pumpen dieser Art Nachteile, zufolge welcher sie für die Verwendung in Pumpänlagen
für ölgefüllte elektrische Kabel ungeeignet sind. Insbesondere arbeiten die Ventile bekannter
mit zwangsläufiger Verdrängung arbeitender Balgenpumpen unzuverlässig und nicht zufriedenstellend.
Tatsächlich ergibt sich aus der- Verwendung der üblichen Elektroventile außer den hohen Kosten
ein weiterer Nachteil, daß die Pumpe stehen-bleibt,
wenn sieh ein Versagen ihres elektrischen Teiles ergibt, beispielsweise ein Bruch einer Zuführleitung
der Erregungsspule.
Es ist leicht zu verstehen, daß ein solcher an sich geringfügiger Fehler tatsächlich zu einem
ernsthaften Nachteil führen kann, da ;die Pumpe zu dem betreffenden Zeitpunkt weder Öl ansaugen noch
öl unter Druck abgeben kann.
Allgemein wurde weiterhin festgestellt, daß alle bisher verwendeten Ventile keine regelmäßige
Bewegung zwischen den ortsfesten Teilen und den beweglichen Teilen sichergestellt haben, wenn mehrere
öffnungs- und Schließbewegungen ausgeführt werden müssen, um öl anzusaugen oder öl unter
Druck abzugeben.
Weiterhin haben die bisher verwendeten Ventile beträchtliche Trägheit gegenüber den Öffnungsund
Schließbewegangen, und dies führt zu dem Nachteil
verzögerter: Arbeitsvorgänge der Pumpe und/
oder zu dem Nachteil von Unregelmäßigkeiten beim Arbeiten der Pumpe.
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Es ist somit deutlich, daß die bekannten Balgenpumpen hinsichtlich ihrer Ventile ungeeignet
sind, um in Pumpanlagen für elektrische Kabel verwendet zu werden, die oftmals in entfernten
Zonen angeordnet sind, wo es schwierig ist, eine Wartung öfter auszuführen, und wo wegen des Mangels
an Bedienungspersonen automatisches Arbeiten
mit vollkommener Zuverlässigkeit erforderlich ist.
Weiterhin wurde festgestellt, daß die bekannten Balgenpumpen teuer sind und große Gesamtabmessungen
mit Bezug auf die begrenzten Räume haben, die nahe von Endverschlüssen der Kabel
vorhanden sind, wo eine solche Pumpanlage gewöhnlich angeordnet wird.
Unter Würdigung der vorstehenden Ausführungen bezweckt die vorliegende Erfindung, bekannte
Balgenpumpen derart zu verbessern, daß sie mit geringen Einbaukosten in Pumpanlagen für ölgefüllte
elektrische Kabel zufriedenstellend arbeiten.
Demgemäß ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Pumpe, die unter Unterdruck stehendes
öl für elektrische Kabel ansaugen und das öl unter einen vorbestimmten Druck setzen soll. Die Pumpe
umfaßt einen Mantel, ein Abgabe- oder Druckventil und ein Saugventil, die dem Mantel zugeordnet sind,
ferner einen Balgen im Inneren des Mantels und eine innere Kammer, welche zwischen dem Mantel und dem
Balgen gebildet ist und welche mit der Außenseite der Pumpe in Verbindung steht, wenn wenigstens eines
der genannten Ventile geöffnet ist. Der Balgen wird abwechselnd ausgedehnt und zusammengedrückt unter
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der Wirkung eines Betatigungsarbeitsmittels, welches
von einem Kolben gesteuert wird, der unter der Wirkung einer Betätigungseinrichtung in einem fluiddynamischen
Zylinder verschiebbar ist. Das Betätigungsarbeitsmittel befindet sich in einem geschlossenen
Raum, der durch den Balgen und den Zylinder mit seinem zugehörigen Kolben begrenzt ist. Eine solche
Pumpe ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Saugventil und das Druck- oder Abgabeventil
jeweils ein Ventilgehäuse aufweisen mit einem kegelstumpfförmigen Sitz, der zu einem mittleren
Loch konvergiert j welches für den Durchtritt des Öles vorgesehen ist. Jedes Ventil umfaßt ferner
ein Ventilglied, das einen Endteil aufweist, dessen seitliche Außenfläche eine Gestalt entsprechend der
Gestalt des Sitzes des Ventilgehäuses hat, um das mittlere Loch zu überdecken, ferner eine ringförmige
Dichtung, die in der Seitenfläche des Ventilgliedes angeordnet ist und von diesem gleichmäßig vorragt
und die aus einem Elastomeren gebildet ist, wobei wenigstens das Ventilglied des Saugventiles aus
einem Material gebildet ist mit einem spezifischen Gewicht von kleiner als 2,5 g/cm , und wobei das
Saugventil dem Pumpenmantel derart zugeordnet ist, daß sein Ventilglied nur zufolge seines Eigengewichtes
auf dem kegelstumpfförmigen Sitz des Ventilgehäuses ohne das Vorhandensein von öl in der Kammer
verbleibt, wenn die Pumpe sich im Stillstand befindet. Das Ventilglied des Saugventils wird dann durch den
Druck des Öls in der Kammer während der Kompressionsphase der Pumpe gegen den zugehörigen Sitz gedrückt
und durch kombinierte Wirkung der Druckentlastung in
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der Pumpenkammer während der Saugphase und eines vorbestimmten Wertes statischen Drucks von dem
Sitz wegbewegt, wobei dieser statische Druck durch einen entsprechenden Höhenunterschied zwischen dem
öl unter Unterdruck und dem Ventilglied hervorgerufen wird. Das Ventilglied des Abgabe- bzw. Druckventils
wird durch eine vorbestimmte Kraft gegen seinen Sitz gedrückt, und es wird während der Kompressionsphase
von dem zweiten Sitz weggeschoben, und zwar unter der Wirkung eines Druckes des Öles,
der höher als die vorbestimmte Kraft ist.
Eine Pumpe gemäß vorstehender Beschreibung wird vorteilhaft dort verwendet, wo ölgefüllte elektrische
Kabel vorhanden sind, die zu irgendeinem Zeitpunkt unmittelbares Arbeiten der Pumpe erfordern
können und die außerdem zuverlässiges automatisches Arbeiten erfordern.
Die genannten Vorteile ergeben sich deutlich aus den Eigenschaften, die bei den Pumpenventilen
in Kombination vorhanden sind. Diese Eigenschaften umfassen
a) die Schaffung von kegelstumpfförmigen
Flächen am Ventilgehäuse und am Ventilglied und die Kopplung dieser Flächen unter Zwischenanordnung
einer ringförmigen Dichtung aus elastomeren Material,
b) Anordnung der Ventile derart, daß ihr relatives Arbeiten bzw. ihra relative
Betätigung lediglich von den Arbeitskreisläufen der Pumpe und von dem statischen Druck des Öles abhängt,
welches von der Pumpe von außen nach
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innen angesaugt werden muß, und c) die Verwendung eines Ventilgliedes
für das Saugventil aus einem leichten Material, dessen spezifisches Gewicht kleiner als 2,5 g/cirr
ist.
Zufolge der ersten Eigenschaften kann eine leichte und zuverlässige Zentrierung zwischen dem Ventilgehäuse
und dem Ventilglied erhalten werden, so daß zufolge der Verformbarkeit der Dichtung aus elastomerem
Material vollkommenes Schließen der Ventile während vieler Arbeitskreisläufe der Pumpe erhalten
werden kann.
Die Dichtung aus elastomerem Material, die offensichtlich
keinerlei Verunreinigung des Öles hervorruft, beläßt ihrerseits vorteilhaft die dielektrischen
Eigenschaften des Öles unbeeinflußt.
Zufolge der zweiten Eingenschaft können die Ventile praktisch kein Versagen hervorrufen, welches
nicht mit der Pumpe im Zusammenhang stehen würde, so daß sie sich, solange die Pumpe arbeitet, zuverlässig
öffnen und schließen.
Zufolge der dritten Eigenschaft, welche das Saugventil betrifft, das aus einem Material gebildet
ist.mit einem spezifischen Gewicht von kleiner als 2,5 g/cm , ist das Ventilglied leicht und, da der
Wert des Höhenunterschiedes zwischen dem Öl.(Ölbehälter) und dem Ventilglied der erforderlich ist, um das
Ventilglied anzuheben, demgemäß verringert ist, hat die gesamte Pumpe mit dem zugehörigen Kreis für das
anzusaugende öl verkleinerte Gesamtabmessungen, so
daß bessere Möglichkeiten bestehen, die Pumpe in den
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kleinen Räumen anzuordnen, die nahe den Endverschlüssen vorhanden sind, wo die Pumpen üblicherweise angeordnet
werden.
Es ist weiterhin ersichtlich, daß, wenn die Eigenschaften einer Pumpe gemäß der Erfindung in
Kombination betrachtet werden, sie die Möglichkeit gewährleisten, daß Pumpen in Zuordnung zu elektrischen
Kabeln arbeiten unter Vermeidung irgendeines Vorhandenseins mechanischer Verunreinigung des Öles.
Andererseits ist es deutlich, daß die genannten Ergebnisse mit verringerten Kosten erhalten werden,
da die konstruktive Ausführung der Ventile einfach ist und die Kosten des Einbaus der Pumpe beträchtlich
verringert sind zufolge der kleinen Gesamtabmessungen, die sich wiederum aus dem schon
genannten kleinen Höhenunterschied bzw. der kleinen Druckhöhe des Öles auf der Saugseite der Pumpe ergeben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Ventile
ist die Pumpe dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ventilgehäuse eine äußere und eine innere Fläche aufweist,
die beide im wesentlichen zylindrisch sind, und daß der kegelstumpfförmige Sitz des Ventilgehäuses
gebildet ist durch die Innenfläche eines Einsatzteiles, der in die innere zylindrische Fläche des Ventilgehäuses
gedrückt ist, wobei die Ventilglieder außer" dem Endteil mit kegelstumpfförmiger Seitenfläche
eine Stange und Speichen aufweisen, von denen die Stange an einem Ende mit dem Endteil des Ventilgliedes,
und am anderen Ende mit den Speichen verbunden ist, die radial und in Berührung mit der inneren zylindrischen
Fläche des Ventilgehäuses derart ange-
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ordnet sind, daß das Ventilglied geführt wird, wenn es von dem kegelstumpfförmigen Sitz des Ventilgehäuses
wegbewegt wird.
Mittels der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Pumpe können zufriedenstellende Ergebnisse
erzielt werden.
Tatsächlich ermöglicht die Ausführung des Ventilgliedes mit Speichen vorteilhaft leichte überprüfung
des Ventilgliedes auf seinen Verschiebebewegungsn
innerhalb des Ventilgehäuses während des oftmaligen Öffnens und Schließens des Ventils.
Die Verwendung eines getrennt hergestellten und dann in das Ventilgehäuse gedrückten Einsatzteiles
führt zu der Möglichkeit, den kegelstumpfförmigen Sitz des Ventilgehäuses bequem und genau
zu bilden, wodurch demgemäß die Möglichkeit einer genauen Kopplung mit dem zugehörigen Ventilglied
gewährleistet ist.
Insbesondere sind die zylindrischen Flächen des Ventilgehäuses aus Metall gebildet, beispielsweise
aus rostfreiem Stahl. Der Einsatzteil ist aus Polytetrafluorethylen gebildet. Der Endteil und die
Stange des Ventilgliedes sind aus einer Aluminiumlegierung gebildet, und die Speichen des Ventilgliedes
sind aus Polytetrafluoräthylen gebildet.
Die Schaffung und die kombinierte Verwendung verschiedener Materialien mit besonderen Eigenschaften
gemäß vorstehender Beschreibung stellen eine weitere Verbesserung einer mit Zwangsverdrängung
arbeitenden Balgenpumpe dar.
Tatsächlich hat bekanntlich Polytetrafluoräthylen Antiklebeigenschaften mit Bezug auf die Gesamt-
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heit der Materialien, mit denen es in Berührung
kommen kann, so daß es nicht zu irgendeiner Hafterscheinung zwischen dem Sitz des Ventilgehäuses
und der entsprechenden Fläche des Ventilgliedes kommt sowie auch nicht zwischen der Innenfläche
des Ventilgehäuses und den FührungsSpeichen.
Weiterhin umfaßt das Ventilglied des Saugventils aus Aluminium und aus Polytetrafluoräthylen
gebildete Teile, die geringes spezifisches Gewicht haben, so daß bei gleichen Abmessungen gegenüber
anderen Materialien wie beispielsweise dem üblicherweise verwendeten Stahl das Ventilglied vorteilhaft
geringers Trägheit gegenüber den Bewegungsvorgängen hat und demgemäß dazu beiträgt, zuverlässiges Arbeiten
der Pumpe zu irgendeinem gewünschten Zeitpunkt zu gewährleisten.
Es ist auch offensichtlich, daß die Verwendung der gleichen Materialien für das Saugventil
und das Druckventil zu dem weiteren Vorteil gleicher Bearbeitung und Ausführung der Hauptbauteile der
Ventile führt, so daß in der Praxis bessere Verfügbarkeit von Austauschteilen gegeben ist.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Pumpe gemäß vorstehender Beschreibung, die dadurch
gekennzeichnet ist, daß wenigstens eines der Ventile Mittel aufweist, die es ermöglichen, das Ventilglied
von dem Sitz des Ventilgehäuses wegzubewegen, wenn die Pumpe nicht arbeitet. Diese Mittel umfassen einen
ersten und einen zweiten Teil, von denen der erste Teil sich ganz außerhalb des Ventiles befindet und
unabhängig von mechanischen Verbindungen mit dem
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Ventil ist, und von denen der zweite Teil sich ganz innerhalb des Ventilgehäuses befindet und in der
Lage ist, das Ventilglied als Folge eines Kraftfeldes zu verschieben, welches von dem ersten Teil hervorgerufen
ist.
Die oben beschriebenen Mittel ermöglichen das Öffnen eines der Ventile, wenn die Pumpe nicht arbeitet,
d.h. dann, wenn die Ventile, wenn kein Saugen undKomprimieren stattfindet, gemäß vorstehender Beschreibung
in ihrer geschlossenen Stellung verbleiben würden.
Das Öffnen eines der Ventile, wenn die Pumpe nicht arbeitet, ermöglicht das Ansaugen von in der
Kammer befindlicher Luft, wenn es erforderlich ist, großen Unterdruck in der die Pumpe umfassenden Pumpanlage
zu erzeugen, so daß während des nachfolgenden Arbeitens der Pumpe, wenn das bereits entgaste öl in
die Kammer gesaugt wird, das öl durch Luftpartikel nicht verunreinigt wird. Auf diese Weise ist es möglich,
irgendeine nachfolgende Ionisationserscheinung vollständig zu vermeiden, wenn das öl in das unter
Spannung stehende Kabel eintritt.
Bei der bevorzugten Ausführungform ist die Pumpe dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel in
der Lage sind, einen magnetischen Zustand hervorzurufen, wobei der erste Teil in der Lage ist, ein magnetisches
Kraftfeld zu erzeugen, und wobei der zweite Teil als Folge des magnetischen Kraftfeldes magnetisiert werden
kann.
Die eine magnetische Wirkung habenden Mittel haben keinerlei mechanische Verbindung zwischen dem Inneren
und dem Äußeren des Ventilgehäuses, so daß mög-
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liehe Ursachen für das Eindringen von Luft zufolge unzureichender Abdichtung des Ventilgehäuses zur
Außenseite der Pumpe vorteilhaft beseitigt sind.
Insbesondere umfassen die genannten Mittel einenr.ersten Teil, der aus einem Magneten gebildet
iöt, und einen zweiten Teil, der. aus einer Hülse aus magnetisierbarem Material gebildet ist. Die Hülse
und der Magnet sind durch das aus nicht magnetischem Material bestehende Ventilgehäuse getrennt.
Die Hülse kann in dem Ventilgehäuse verschoben werden, wenn der Magnet in Richtung der Achse des kegelstumpfförmigen
Sitzes in einer Richtung entgegengesetzt zur Spitze des Kegels bewegt wird. Die Hülse
kann mit geeigneten radialen Vorsprüngen des Ventilgliedes zusammenarbeiten, um eine Bewegung des Ventilgliedes
von dem Sitz des Ventilgehäuses weg hervorzurufen.
Ein noch weiterer Segenstand der Erfindung ist eine Pumpanlage für ölgefüllte elektrische Kabel,
die wenigstens eine Pumpe gemäß vorstehender Beschreibung aufweist. Eine solche Anlage ist gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein erster Behälter vorgesehen ist, der unter Unterdruck stehendes
Öl enthält. Weiterhin sind vorgesehen ein zweiter Behälter, der Öl aufnehmen und es unter dem gewünschten
Druck halten kann, eine erste und eine zweite Leitung, um den ersten Behälter mit dem Saugventil und den
zweiten Behälter mit dem Druckventil der Pumpe zu verbinden, wobei der erste Behälter relativ zu dem
Ventilglied des Saugventiles auf einer vorbestimmten Höhe angeordnet ist derart, daß die Druckhöhe des Öles
wenigstens 40 cm beträgt, bei welchem Wert bei regel-
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mäßigem Arbeiten der Pumpe das Ventilglied des Saugventiles von seinem Sitz bewegt wird.
In ihrer bevorzugten Ausführungsform ist
die Pumpanlage dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mehrzahl von Pumpen und eine erste und eine
zweite Verteilerleitung aufweist, wobei die Achsen der Pumpen waagerecht in der gleichen Ebene angeordnet
sind, die Achsen der Ventile der Pumpen rechtwinklig zu der genannten Ebene verlaufen,
die Saug- und die Druckventile über die erste bzw. die zweite Verteilerleitung hydraulisch miteinander
verbunden sind, die erste Verteilerleitung mit der dem ersten Behälter zugeordneten Leitung
verbunden ist, und wobei die zweite Verteilerleitung mit der dem zweiten Behälter zugeordneten Leitung
verbunden ist.
Vorzugsweise ist die Mehrzahl von Pumpen so angeordnet, daß die Achsen der Pumpen radial gerichtet
sind, und die Kolben der Pumpen werden durch geeignete Federn in Richtung gegen eine einzige
Betätigungseinrichtung gedrückt.
Die Pumpanlage gemäß der Erfindung ist insbesondere dazu vorgesehen, einen Behälter zu speisen,
der öl für elektrische Kabel enthalten soll, insbesondere beispielsweise einen Behälter zum Unterdrucksetzen
des Öls, wobei der Behälter mit Leitungen verbunden ist, die zu den ölkanälen des Kabels oder der
Kabel laufen.
■ Ein Vorteil einer Pumpanlage gemäß der Erfindung liegt in dem Merkmal, daß eine Mehrzahl von Pumpen
vorhanden ist, die alle bei gleicher Druckhöhe des Öles ansaugen, wobei diese Druckhöhe gegenüber
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den Saugventilen einen kleinen Wert hat. Dieses
Merkmal ermöglicht es, die Pumpanlage in einer einzigen Hauptstation zusammenzufassen, die
kleine Abmessungen hat, wie es oben erwähnt ist, und die nur geringe Installationskosten benötigt.
Ein noch weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betätigen einer Pumpanlage
gemäß vorstehender Beschreibung. Ein solches Verfahren ist gekennzeichnet durch die folgenden Arbeitsschritte:
a) Außerhalb eines der Ventile wird ein Kraftfeld erzeugt, auf welches das
Ventilglied anspricht, und durch dieses Kraftfeld wird das Ventilglied von dem kegelstumpfförmigen Sitz des
Ventilgehäuses abgehoben,
b) an Stellen der ersten und der zweiten Leitung wird in dem ersten und in dem
zweiten Behälter und in der ersten und in der zweiten Leitung vorhandene Luft abgezogen,
c) das gemäß dem Arbeitsschritt a) angelegte Kraftfeld wird aufgehoben, um
das Ventil zu schließen,
d) es wird Öl für elektrische Kabel in den ersten Behälter eingelassen, und
e) die Pumpe wird betätigt, um das öl mit dem gewünschten Druck aus dem
ersten in den zweiten Behälter abzugeben.
Vorzugsweise ist ein solches Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß das außerhalb der Pumpe angelegte
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Kraftfeld ein magnetisches Kraftfeld ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht einer
Pumpe gemäß der Erfindung. Fig. 2 zeigt eine Pumpanlage mit einer
Pumpe gemäß Fig. 1. Fig. 3 ist eine Längsschnxttansicht
einer abgewandelten Ausführungsform einer Pumpe gemäß der Erfindung.
Fig^ 4 ist eine schaubildliche Ansicht
einiger Teile der Pumpe gemäß Fig. 3.
Fig. 5 zeigt eine Pumpanlage mit einer
Fig. 5 zeigt eine Pumpanlage mit einer
Mehrzahl von Pumpen.
Fig. 6 zeigt eine Betätigungseinrichtung für die Mehrzahl der Pumpen
gemäß Fig. 5.
Die in Fig. 1 dargestellte Pumpe weist einen zylindrischen Mantel 2 auf, dessen Längsachse waagerecht
verläuft. Weiterhin umfaßt die Pumpe 1 ein Saugventil 35 ein Abgabe- bzw. Druckventil 4, die
beide an dem Mantel 2 mit zur Längsachse des Mantels 2 rechtwinkliger Achse angeordnet sind, einen Balgen
5 innerhalb des Mantels 2, einen Kolben 6, der in einem fluiddynamischen Zylinder 7 verschiebbar ist,
der innerhalb des Balgens 5 angeordnet ist, eine nicht dargestellte Betätigungseinrichtung für die
Bewegung des Kolbens 6, ein Betatigungsarbeitsmittel
innerhalb des Balgens 5, das den Balgen 5 in Übereinstimmung mit den Bewegungen des Kolbens 6 verformen
kann, und ein Gehäuse 8, welches in seinem Inneren die in das Betätigungsarbeitsmittel eingetauchte Be-
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tätigungseinrichtung enthält. Das Betätigungsarbeitsmittel
steht unter Atmosphärendruck.
Der Mantel 2 ist an einem Ende durch eine kreisförmige Wand 9 verschlossen, während am anderen Ende
10 seine Kreiskante an einem kreisförmigen Plansch 11 des fluiddynamischen Zylinders 7 derart dicht angeordnet
ist, daß das Eindringen von Luft in das Innere des Mantels 2 verhindert ist.
Der Balgen 5 ist gleichachsig zu dem Mantel 2 angeordnet, und ein Ende 12 ist an dem kreisförmigen
Flansch 11 des fluiddynamischen Zylinders 7 dicht festgelegt.
Bei der oben beschriebenen Ausführung und Anordnung der Pumpenteile ist eine Kammer 13 zwischen dem
Mantel 2 und dem Balgen 5 geschaffen, und diese Kammer 13 ist von dem Raum 14 innerhalb des Balgens 5
vollständig getrennt.
Die Kammer 13 ist vollständig geschlossen und sie steht mit der Außenseite nur über das Saugventil
3 und das Druckventil H in Verbindung.
Der Raum 14 enthält Betätigungsarbeitsmittel,
welches dem Arbeiten des Kolbens 6 unterworfen ist.
Der Kolben 6 weist außen eine zylindrische Fläche 15 auf, die sich in Berührung mit der Innenwand
des fluiddynamischen Zylinders 7 verschieben kann, und innen weist der Kolben 6 eine rohrförmige Fläche
16 auf, die an einem Ende durch den Γ<den l8 des Kolbens
6 verschlossen ist.
Der fluiddynamische Zylinder 7 weist an der dem kreisförmigen Flansch 11 gegenüberliegenden Seite
einen Teil 19 kreisförmiger Gestalt auf, der mit einer mittleren Führung 20 versehen ist zur Aufnahme eines
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Stößels 21, der einen Teil der balgenförmigen Membran
darstellt. Löcher 22 und 23 sind kreisförmig rund um die Führung 20 angeordnet, um den Durchtritt
von Betätigungsarbeitsmittel zwischen der Innenseite der rohrförmigen Fläche 16 des Kolbens 6 und dem
übrigen Teil des Raumes 14 zu ermöglichen. Zwischen dem Teil 19 des Zylinders 7 und dem Boden 18 des
Kolbens 6 ist eine Schraubenfeder 24 angeordnet, welche die Aufgabe hat, den Kolben 6 in Berührung
mit der nicht dargestellten Betätigungseinrichtung zu halten.
Die balgenförmige Membran weist eine kreisförmige Platte 25 auf, die mit dem Stößel 21 verbunden
ist, der sich über die Länge der Innenseite der rohrförmigen Fläche 16 des Kolbens 6 erstreckt, und sie
weist weiterhin eine Haube 26 mit einem kreisförmigen Flansch 27 auf, die mit der Platte 25 verbunden
ist.
Zwischen der Endwand 9 des Mantels 2 und dem kreisförmigen Flansch 27 der Haube 26 befindet sich
eine Schraubenfeder 28, die den Balgen 5 zusammendrückt, wenn die Pumpe saugt.
Das Saugventil 3 weist ein Ventilgehäuse, welches
aus einem Zylinder 29 und einem Einsatzteil 30 besteht, und ein Ventilglied 31 zum öffnen und Schliessen
des Ventils 3 auf.
Der Zylinder 29 des Ventilgehäuses hat einen Boden 32 mit einer mittleren öffnung 33, und der
Einsatzteil 30 hat eine Innenfläche 34 k^gelstumpfförmiger
Gestalt, die zu einem mittleren Loch 35 konvergiert.
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Pür den Zusammenbau wird der Einsatzteil 30
unter Anlegen von Kraft in den Zylinder 29 soweit eingesetzt, daß er mit dem Zylinderboden 32 in Berührung
tritt. In dieser Stellung steht das Loch 35 in Verbindung mit der mittleren öffnung 33 des
Zylinders 29, so daß ein Durchtritt für Arbeitsmittel zwischen der Außenseite und der Innenseite des
Ventils 3 geschaffen ist. Dichtungen 36 schaffen die erforderliche Dichtheit.
Das Ventilglied 31 weist einen Endteil 37
auf, dessen seitliche Außenfläche eine Gestalt hat entsprechend der Gestalt des kegelstumpfförmigen
Sitzes 34 des Einsatzteiles 30. In dieser kegelstumpfförmigen Fläche ist eine ringförmige
Dichtung 38 angeordnet, die aus einem Material gebildet ist, welches das Öl nicht verunreinigt.
Beispielsweise besteht die Dichtung 38 aus einem Fluorelastomeren, welches unter dem Handelsnamen
"Viton" bekannt ist. Das Ventilglied 31 umfaßt weiterhin
eine zylindrische Stange 39 sowie radiale Speichen, von denen die in Fig. 1 sichtbaren Speichen
mit 40 und 4l bezeichnet sind.
Beim Zusammenbau wird die ringförmige Dichtung 38 in einem Sitz 42 in dem Endteil 37 so angeordnet,
daß sie von diesem gleichmäßig vorragt, und die Stange 39 wird mit der Mitte des Endteiles 37
verbunden. Die Speichen 40 und 4l werden rund um das Ende 43 der Stange 39 und in Berührung mit der
Innenfläche des Zylinders 29 angeordnet.
Für die Anbringung des Saugventiles 3 wird das Ventilgehäuse am unteren Teil des Mantels 2 angebracht,
und der Raum innerhalb des Zylinders 29
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steht dann mit der Kammer 13 der Pumpe über einen
Durchgang 44 in Verbindung, der in dem Mantel 2 gebildet
ist.
Der Endteil 37 und die Stange 39 des Ventilgliedes 31 bestehen aus Aluminium, die Speichen 40
und 4l aus Polytetrafluoräthylen, und die ringförmige
Dichtung 38 aus einem Fluorelastomeren. Der
Zylinder 29 des Ventilgehäuses besteht aus rostfreiem
Stahl, und der Einsatzteil 30 aus Polytetrafluoräthylen.
Das Ventilglied 31, welches mit der aus Fig. 1 ersichtlichen Gestalt gebildet ist, hat ein Gewicht, das
kleiner als das Gewicht ist, welches es haben müßte, damit es zum öffnen des Saugventiles 3 von dem kegelstumpfförmigen
Sitz 34 des Einsatzteiles 30 zufolge der kombinierten Wirkung der Druckentlastung in der Pumpenkammer 13 und des
minimalen Höhenunterschiedes (40 cm) zwischen dem Ölspiegel und dem Ventilglied 31 abgehoben werden kann.
Während des Ansaugens der Pumpe ist der Bewegungshub des Ventilgliedes 31 durch das Vorhandensein
eines Anschlagringes 45 am Ende des Zylinders 29 des Ventilgehäuses begrenzt.
Das Druckventil 4 weist wie das Saugventil 3 einr.Ventilgehäuse und ein Ventilglied 46 auf.
Das Ventilgehäuse des Druckventiles 4 ist durch einen Zylinder 47 gebildet, der einen Boden
48 hat, welcher mit einer mittleren Öffnung 49 versehen
ist. In d^rn Zylinder 47 ist ein Einsatzteil
50 angeordnet sowie das Ventilglied 46. Der Einsatz-
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teil 50 hat eine Innenfläche in Gestalt eines kegelstumpf
förmigen Sitzes 51, der in einem mittleren Loch
52 endet.
Das Ventilglied 46 weist einen Endteil 53 auf, dessen seitliche Außenfläche 54 eine Gestalt entsprechend
der Gestalt des kegelstumpfförmigen Sitzes 51 hat. Das Ventilglied 46 umfaßt weiterhin eine ringförmige
Dichtung 55 aus einem Elastomeren, welches mit Bezug auf das öl nicht verschmutzende-Eigenschaften hat,
und die Dichtung 55 ist in einem in dem Endteil 53 gebildeten Sitz 56 angeordnet.und ragt von dem Endteil
53 gleichmäßig vor. Weiterhin weist das Ventilglied 46 eine zylindrische Stange 57, die mit dem Endteil
53 verbunden ist, und radiale Speichen 58 und 59 auf, die rund um das freie Ende 6O der Stange 57 angeordnet
sind und mit der Innenfläche des Zylinders 47 in Berührung treten.
Das Ventilglied 46 ist unter einer vorbestimmten
Kraft gegen die Schließstellung geschoben, und diese Kraft ist von einer Feder 61 geliefert, die zwischen
einer Fläche 62 des Endteiles 53 und einem geeigneten Sitz 63 angeordnet ist, der über einen Flansch an der
Innenwand des Zylinders 47 befestigt ist.
Das Druckventil 4 ist, wenn die Pumpe nicht arbeitet, zufolge der Wirkung der Feder 6l geschlossen,
und es wird geöffnet, wenn der in der Kammer 13 herrschende Öldruck die Kraft der Feder 6l überwindet.
Das Ventilgehäuse des Druckventiles 4 ist am oberen Teil des Mantels 2 angebracht und es steht mit
dem Inneren der Pumpe über das mittlere Loch 52 des Einsatzteiles 50 in Verbindung, welches mit einem Durch-
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gang 52' ausgerichtet ist, der in dem Mantel 2 gebildet
ist. Mit der Außenseite steht das Ventilgehäuse über die mittlere Öffnung 49 in Verbindung.
Die Bauteile des Druckventils 4 sind jeweils aus den gleichen Materialien gebildet, wie sie für
das Saugventil 3 verwendet sind. Insbesondere besteht der Zylinder 47 des Ventilgehäuses aus einem
nicht magnetischen Material.
Die Pumpe umfaßt magnetische Mittel, die dem Druckventil 4 zugeordnet sind, um dieses öffnen zu
können, wenn die Pumpe nicht arbeitet. Diese Mittel umfassen einen ersten Teil, der außerhalb des Ventils
angeordnet ist und durch einen nicht dargestellten Magneten gebildet ist, sowie einen zweiten Teil, der im
Inneren des Ventils angeordnet ist und eines Hülse 65 aufweist, die aus magnetisierbarer! Material, beispielsweise
aus Weicheisen, besteht. Die Hülse 65 befindet sich mit einem Ende mit dem Flansch 64, und mit ihrer Außenfläche
mit dem Zylinder 47 in Berührung. Wie oben bereits erwähnt, ist der Zylinder 47 aus nicht magnetischem
Material gebildet, um nicht die Hülse 65 magnetisch abzuschirmen.
Die Pumpe umfaßt weiterhin eine erste und eine zweite Einrichtung 68 bzw. 69, um das Fließen des Betatigungsarbeitsmittels
zwischen der Fläche des Zylinders 7 und der Fläche 15 des Kolbens 6 auszugleichen,
und um den Druck des Betatigungsarbeitsmittels innerhalb des Balgens 5 innerhalb von Sicherheitsgrenzen
zu halten, wie sie sich zufolge der Pumpenausführung ergeben.
Die beiden Einrichtungen 68, 69 umfassen im wesentlichen jeweils Teile, die auf den Unterschied
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zwischen dem Druck des Betätigungsarbeitsmxttels
innerhalb des Balgens 5 und dem Atmosphärendruck des Betätigungsarbeitsinittels außerhalb der Pumpe
ansprechen, sowie Teile, die auf einen Grenzwert des Drucks innerhalb des Balgens 5 ansprechen.
Der Ansprechteil der ersten Einrichtung 68 umfaßt eine zylindrische Feder 68a und eine Kugel
70, die in einem Hohlraum 71 aufgenommen ist, der im wesentlichen zylindrische Gestalt hat. Die erste
Einrichtung 68 weist außer dem Ansprechteil ein Anschlagelement 72 auf, um aus später zu erläuternden
Gründen vollständiges Zusammendrücken des Balgens 5 während der Saugphase der Pumpe zu verhindern.
Der Hohlraum 71 ist im Boden 18 des Kolbens 6 gebildet und seine Längsachse ersteckt sich in einer
Richtung parallel zur Achse des Mantels 2. An jedem Ende hat er ein Loch 73 bzw. 71I9 das mit demjenigen
Teil des Raumes I1J, der innerhalb der rohrförmigen
Fläche 16 des Kolbens 6 Hegt, bzw. mit einem Kanal in Verbindung steht, der in nicht dargestellter Weise
bis zum Inneren des Gehäuses 8 der Pumpe verlängert ist.
Wenn die Pumpe nicht arbeitet3 wird die Kugel
70 von der Feder 68a derart gedrückt, daß das Loch "Jk vollständig geschlossen ist.
Das Anschlagelement 72 ist an dem mittleren Teil 19 des Zylinders 7 angeordnet und es hat ringförmige
Gestalt.
Die zweite Einrichtung 69 umfaßt eine Feder und zweite Kugel 77.» die beide in einem zylindrischen
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Hohlraum 78 aufgenommen sind, der in dem Boden 18
des Kolbens 6 gebildet ist und dessen Längsachse sich in einer Richtung parallel zur Achse des Mantels 2 erstreckt.
Der Hohlraum 78 weist an jedem Ende ein Loch
79 bzw. 8O aufj das mit dem Raum 14 innerhalb der
rohrförmigen Fläche 16 des Kolbens 6 bzw. mit der Außenseite der Pumpe in Verbindung steht.
Wenn die Pumpe nicht arbeitet, und wenn der Druck des Betätigungsarbextsmittels sich unterhalb
eines vorbestimmten Grenzwertes befindet, wird die Kugel 77 von der Feder 76 derart gedrückt, daß sie
das dritte Loch 79 vollständig absperrt.
Der Hauptvorteil der oben beschriebenen Pumpe
besteht darin, daß die Hauptteile, d.h. der fluiddynamische
Zylinder 7 und der Balgen 5 rund umeinander angeordnet sind, wie es aus Fig. 1 ersichtlich
ist. Dies ermöglicht eine beträchtliche Verringerung der Länge der Pumpe mit einer Einsparung an Gestaltungskosten.
Weiterhin ergibt sich eine größere Möglichkeit des Einbaus der Pumpe selbst in außerordentlich
kleinen Räumen.
Weiterhin arbeiten die oben genannten beiden Einrichtungen 68, 69 in relevanter Weise zusammen,
um die Balgenpumpe mit Zwangsverdrängung zu verbessern.
Tatsächlich haben die beiden Einrichtungen 68, 69) die vollständig innerhalb des Balgens 5 angeordnet
und in das Betätigungsarbeitsmittel eingetaucht
sind, ein viel unmittelbareres bzw. schnelleres Ansprechen.
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Weiterhin ist diese Ausführung vorteilhaft kompakt und sie umfaßt keine empfindlichen Teile, die von dem
Pumpenmantel 2 vorragen.
Es ist weiterhin ersichtlich, daß, da die oben genannten Einrichtungen 68 und 69 innerhalb des Balgens
5 angeordnet sind, sie zu keinen Problemen führen betreffend die Dichtheit zur Pumpenaußenseite.
Dieses Merkmal ermöglicht es, wirksamere Dichtheit unter Vakuum zu erhalten, was außerordentlich wichtig
ist, und weiterhin ermöglicht es, die Kosten für die Ausführung der Pumpe gemäß der Erfindung zu verringern.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der soweit beschriebenen Pumpe bei ihrer Verwendung in einer Pumpanlage
(Fig. 2) beschrieben. Die Pumpanlage umfaßt einen ersten Behälter 81, der Öl unter Vakuum bzw. Unterdruck
enthält, welches zur Verwendung in elektrischen Kabeln geeignet ist, eine Verbindungsleitung 82
zwischen dem Boden 82" des ersten Behälters 81 und dem Saugventil 33 einen zweiten Behälter 83, der unter
Druck stehendes Öl aufnehmen und speichern kann, eine Verbindungsleitung 84 zwischen dem Druckventil
H und dem zweiten Behälter 83, ein elektrisches Kabel mit einem einzigen Kern und mit einem ölkanal 85,
und eine Leitung 86 zwischen dem Endverschluß 87 des Kabels und dem zweiten Behälter 83.
In der» Zeichnung ist das Saugventil 3 unterhalb des
Druckventiles 4 dargestellt. Es ist jedoch zu verstehen,
daß die· Lage der Ventile 3, 4 irgendeine andere Lage mit
Bezug auf das Pumpengehäuse sein kann.
Der erste Behälter 81, der unter einem Unterdruck von weniger als 10~2 Torr steht, ist mit Bezug auf die
Pumpe auf einer solchen Höhe angeordnet, daß die minimale ölhöhe H in dem ersten Behälter 81 gegenüber der Höhe des
Ventilgliedes 31 des Saugventils 3 nicht kleiner als 40 cm ist, um regelmäßiges Arbeiten zu ermöglichen.
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Der zweite Behälter 83 ist von irgendeiner bekannten Ausführung, die in der Lage ist, Öl unter
einem gewünschten Druck zu halten. Beispielsweise ist es ein Behälter, wie er in der italienischen
Patentschrift 893 462 beschrieben ist.
Der Behälter 83 ist im wesentlichen aus einer elastischen Kammer gebildet, die das entgaste öl
unter einem vorbestimmten Druck enthalten soll, und er weist einen die Kammer umgebenden Raum auf, der
Gas unter gleichem Druck enthält, wie es in der genannten italienischen Patentschrift beschrieben ist.
In dem Behälter 83 ist die elastische Kammer mit dem Ölkanal 85 des Kabels verbunden, so daß irgendeine
Änderung des ölvolumens in dem Kabelkanal 85 durch Öl aus der elastischen Kammer ausgeglichen wird.
In der beschriebenen Pumpanlage ist der Kolben 6 der Pumpe mit irgendeiner Betätigungseinrichtung
verbunden, die in der Lage ist, zyklisch eine Schubkraft auf den Kolben auszuüben. Die Betätigungseinrichtung
ist beispielsweise eine Einrichtung mit Kurbel und hin- und hergehender Stange, oder noch
einfacher, eine Einrichtung mit Exzenter C, der von einem Motor M angetrieben ist, wie es in Fig. 2
schematisch dargestellt ist.
Die Pumpanlage hat die Aufgabe, unter Vakuum stehendes Öl aus dem Behälter 8l zu saugen und es
über die Pumpe und mit dem für das Kabel vorgesehenen Druck in den Behälter 83 abzugeben, um öl verfügbar
zu haben, welches über die Leitung 86 irgendeine Änderung des ölvolumens in dem ölkanal 85 des Kabels
ausgleichen kann.
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Die Pumpanlage arbeitet ohne Luft in den Behältern 81, 83, den Leitungen 82, 84 und 86 und im
Inneren der Pumpe. Die Beseitigung von Luft wird in einem Arbeitsschritt ausgeführt, der dem Arbeitsschritt des Zulassens von öl in den Behälter 8l vorangeht,
und dieser Arbeitsschritt wird ausgeführt, indem das Saugventil 3 geschlossen gehalten wird, das
Druckventil 4 geöffnet wird und geeignete Vakuumpumpen an geeigneten Stellen der Leitung.82 und der
Leitung 84 angeordnet werden.
Das Druckventil 4 wird geöffnet, indem mit Hilfe eines Magneten das Ende 66 (Fig. 1) der Hülse
65 derart verschoben wird, daß auf die Speichen 58 und 59 eine nach oben gerichtete Schubkraft ausgeübt
wird derart, daß die Kraft der Feder 61 überwunden wird. Durch die Wirkung des Magneten wird das Ventilglied
46 von dem kegelstumpfförmigen Sitz 51 abgehoben und in der abgehobenen Stellung gehalten, bis die an eine Stelle
der Leitung 84 (Fig. 2) angeschlossene Vakuumpumpe die Luft aus der Kammer 13 (Fig. 1), dem Behälter 83
und der Leitung 84 (Fig. 2) gesaugt hat.
In einem nachfolgenden Arbeitsschritt wird eine
Vakuumpumpe an eine Stelle der Leitung 82 angeschlossen, und die in dem Behälter 81 und in der Leitung
enthaltene Luft wird mit dieser Vakuumpumpe abgesaugt.
Die Arbeitsweise der Pumpe in der Pumpanlage ist wie folgt:
Der Kolben 6, der der Wirkung des Exzenters C (Fig. 2) unterworfen ist, bewegt sich abwechselnd in
der einen und in der anderen Richtung, wobei er sich in dem fluiddynamischen Zylinder 7 (Fig. 1) verschiebt
und mit seinem Böden 18 immer in Berührung mit dem Ex-
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zenter C verbleibt, und zwar unter der Wirkung der Feder 24.
Während der Bewegung des Kolbens 6 gemäß Fig. 1 von rechts nach links wird das in dem Zylinder 7
befindliche Betätigungsarbeitsmittel von dem Kolben 6 gegen die mittlere Platte 25 des Balgens 5 gedrückt,
wodurch eine Ausdehnung der zugehörigen Balgenwellungen an der Innenseite der Kammer 13 hervorgerufen wird
und wodurch die entgegenwirkende Sehraabenfeder 28 zusammengedrückt
wird. Demgemäß wird das bereits vorher angesaugte Öl komprimiert und durch das Loch 52 hindurch
gegen das Ventilglied 46 des Druckventils 4 gedrückt .
Sobald der Druck des Öles die Kraft der Feder 6l überwindet, die dem öffnen des Druckventils 4 entgegenwirkt,
hebt sich das Ventilglied 46 von dem Sitz des Einsatzteiles 50 ab und das öl erreicht durch die
Öffnung 49 und die Leitung 84 hindurch den Behälter 83 unter dem gewünschten Druck.
Während des soweit beschriebenen Arbeitens der Pumpe bleibt das Saugventil 3 geschlossen, weil der
Druck des Öles, welches das Ventilglied 31 gegen den kegelstumpfförmigen Sitz 34 des Einsatzteiles 30
drückt, eine Verformung der Dichtung 38 derart hervorruft, daß jedwede 'Verbindung zwischen dem Behälter
81 und dem Inneren der Kammer 13 hydraulisch geschlossen ist.
Wenn der Kolben 6 sich gemäß Fig. 1 von links nach rechts bewegt, bringt die zuvor zusammengedrückte
Feder 28 den Balgen 5 allmählich in seine Ausgangsstellung zurück, wodurch eine Druckentlastung in der
Kammer 13 hervorgerufen wird. Während dieses Schrittes
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schließt sich das Druckventil 4 unter der Wirkung der auf das Ventilglied .46 wirkenden Feder 6l, und
das Saugventil 3 öffnet sich, so daß öl in die Kammer 13 eintreten kann als Folge der kombinierten
Wirkung der Druckverringerung, die durch die Bewegung des Balgens 5 hervorgerufen ist, und der Ölhöhe
in dem Behälter 81. Noch während dieses Schrittes ist während einer gewissen Zeit das Betatigungsarbeitsmittel
in einem nahezu konstanten Raum enthalten, da das von dem Kolben 6 erzeugte Volumen
dem Volumen entspricht, welches in der gleichen Richtung durch den Balgen 5 unter der Wirkung der
Feder 28 erzeugt ist. Jedoch gelangt zu einem gewissen Zeitpunkt die mittlere Platte 25 des Balgens
5 in Anlage an dem Anschlagelement 72 des Zylinders 7, und der Balgen wird nicht weiter zusammengedrückt,
während der Kolben 6 seine Bewegung in Richtung gegen seine Ausgangsstellung fortsetzt. Daher wird unter
diesen Bedingungen der für das Betätigungsarbeitsmittel verfügbare Raum größer, so daß eine
Druckverringerung im Inneren des Balgens 5 stattfindet. Daraus ergibt sich, daß die Kugel 70, die
sich zwischen dem Betätigungsarbeitsmittel, welches im Gehäuse 8 unter Atmosphärendruck enthalten ist,
und dem Betätigungsarbeitsmittel innerhalb des Balgens 5 befindet, das sich auf einem niedrigeren Druck
befindet, für eine vorbestimmte geeignete Einstellung der Feder 68a aus ihrer Ruhestellung bewegt wird, so
daß neues Arbeitsmittel durch die Löcher 73 und 74 und
den Hohlraum 71 hindurch ins Innere des Balgens 5 eintritt.
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Demgemäß ergibt sich während jeder Saugphase
zyklisch ein Ausgleich hinsichtlich der Menge an Betätigungsarbeitsmittel, welches bei den wiederholten
und zahlreichen Arbeitsvorgängen der Pumpe in Richtung gegen das Gehäuse 8 fliessenJ-.kann und zwischen
dem Zylinder 7 und der Fläche 15 des Kolbens 6 hindurchtreten kann. Dieser Ölfluß, der sehr gering ist,
hat den Zweck, die Metallwände des Zylinders 7 und des Kolbens 6, die sich in Berührung miteinander befinden3
zu schmieren. Tatsächlich sind, um größere Widerstandsfähigkeit der Pumpe zu schaffen, die empfindlichen
Dichtheitsteile, die verwendet werden
müssen, beispielsweise Dichtungen, zwischen dem Kolben 6 und dem Zylinder 7 fortgelassen, so daß in diesem
Fall die Dichtheit direkt zwischen den Metallflächen geschaffen ist.
Wie bereits gesagt, weist die Pumpe eine zweite Einrichtung 69 auf, die in der Lage ist, den Druck
des Betätigungsarbeitsmittels innerhalb von Werten zu halten, die mit der Pumpenausführung verträglich
sind.
Die Verwendung der zweiten Einrichtung 69 kann beispielsweise erforderlich sein, wenn aus irgendeinem
Grunde der Balgen 5 sich nicht regelmäßig ausdehnt, sondern an einer Zwischenstellung seiner an sich vorgesehenen
Ausdehnung stehendleibt. Es ist zu verstehhen,
daß in diesem Fall zufolge der fortgesetzten Bewegung des Kolbens 6 und dem Anhalten des Balgens 5
und demgemäß seiner mittleren Platte 25 .'-druckwerte des
Arbeitsmittels erreicht werden könnten, die für die Pumpenausführung nicht zulässig wären. Um diesen möglichen
Grund für ein Versagen zu beseitigen, ist die
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Peder 76 der zweiten Einrichtung 69 derart ausgeführt, daß ihre Kraft von dem Druck des Arbeitsmittels innerhalb
des Balgens 5 nur dann überwunden werden kann, wenn eine gewisse Sicherheitsgrenze überschritten
wird. Wenn dieser Grenzwert erreicht ist, verschiebt das Arbeitsmittel die Kugel 77 und fließt durch die
Löcher 79 und 80 hindurch zur Außenseite der Pumpe, wodurch irgendeine Zerstörung der Pumpe verhindert
wird und irgendwelche Vorgänge ausgeführt werden können, um das richtige Arbeiten wieder herzustellen.
Die Erfindung schafft eine weitere bevorzugte Ausführungsform der in Pig. I dargestellten Pumpe,
wie sie in der oben beschriebenen Pumpanlage verwendet wird.
Die Pumpe ist im wesentlichen bereits beschrieben und sie hat eine besondere Anordnung and Ausführung
ihrer inneren Teile. Nachstehend wird die abgewandelte Ausführungsform der Pumpe beschrieben unter Verwendung
der gleichen Bezugs zeichen für diejenigen Teile, die bereits bei der Pumpe gemäß Pig. I vorhanden sind.
Bei der abgewandelten bevorzugten Ausführungsform (Fig. 3 und k) umfaßt der fluiddynamische Zylinder
7 an dem seinem kreisförmigen Flansch 11 gegenüberliegenden Ende vier Vorsprünge 88, die sich in Richtung
der Achse des Zylinders 7 erstrecken und in sol- . chen Abständen zueinander angeordnet sind, daß Hohlräume
89 gebildet sind, die zwischen dem inneren Raum und dem äußeren Raum hindurchgehen, der von der seitlichen
Fläche des fluiddynamisehen Zylinders 7 bestimmt
ist.
Die Innenfläche des fluiddynamischen Zylinders 7 umfaßt einen kreisförmigen Flansch 90 (Fig. 3), der
ein Ende der Feder 2k abstützt.
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Die Pumpe umfaßt weiterhin die Feder 28 (Pig. 3 und 4), welche die gleiche Funktion hat,
wie sie oben erläutert ist, und ein zylindrisches Gehäuse 91 mit einem Innendurchmesser, der im wesentlichen
gleich dem Außendurchmesser des fluiddynamischen Zylinders 7 ist. Das Gehäuse 91 weist
an einem Ende einen kreisförmigen Flansch 92 auf, der sich nach außen erstreckt, und am gegenüberliegenden
Ende weist es radiale Verlängerungen 93 (Fig. 4) auf, die an ihrer Mitte in Richtung gegen
ein· Gewindeloch 94 zusammenlaufen.
Die radialen Verlängerungen 93 sind so ausgeführt, daß ein Hohlraum 95 (Fig. 4) zwischen ihnen
belassen ist, der eine Fläche hat, die größer als der maximale Querschnitt der Vorsprünge 88 ist,
damit die letzteren und Betätigungsarbextsmittel durch den Hohlraum 95 hindurchgehen können.
Das Gehäuse 91 ist um den Zylinder 7 herum
so eingesetzt, daß die radialen Verlängerungen 93 in den Hohlräumen 89 liegen, und es ist mit der
mittleren Platte 25 des Balgens 5 mittels eines Bolzens 97 verbunden, der in das Gewindeloch 94
eingeschraubt ist (Fig. 3).
Der Kopf des Bolzens 97 ist von einem Gehäuse 99 umgeben, dessen Basis 100 an der kreisförmigen
Platte 25 des Balgens 5 dicht befestigt ist.
Die Schraubenfeder 28 ist rund um die Außenfläche des zylindrischen Gehäuses 91 angeordnet und
zwischen dem kreisförmigen Flansch 92 und einem weiteren
Flansch 101 zusammengedrückt, der mittels Schrauben 102.(Fig, 4) mit dem Ende der Vorsprünge 88 verbunden
ist.
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Die Arbeitsweise der abgewandelten Ausführungsform der Pumpe unterscheidet sich nicht von der Arbeitsweise,
wie sie zuvor für die Pumpe in der Pumpanlage gemäß Fig. 2 beschrieben ist. Daher erfolgt
zwecks Vereinfachung keine erneute Besehreibung.
Der Hauptvorteil der abgewandelten Ausführungsform der Pumpe liegt darin, daß die Feder 28 innerhalb
des Balgens 5 angeordnet ist. Tatsächlich ist es für verschiedene Arten und Größen von Balgenpumpen
nicht immer möglich, einen Raum zwischen dem Balgen und dem Mantel zu belassen, der ausreichend groß ist,
um eine Schraubenfeder aufzunehmen ohne die Gefahr, daß die Windungen der Feder an der Innenwand des Mantels
reiben, wodurch mechanische Verunreinigungen gebildet werden, die für das öl schädlich sind. Diese
Gefahr ist beseitigt, wenn die Feder 28 innerhalb des Balgens 5 angeordnet ist, wobei dann unveränderte Zuverlässigkeit
der Pumpe und absolutes Fehlen von Verunreinigungen des von der Pumpe angesaugten Öles gewährleistet
sind.
Ein weiterer Vorteil der Pumpe gemäß den Fig. 3 und 4 liegt in der offensichtlichen Einfachheit und
der Leichtigkeit des Zusammenbaus der verschiedenen Teile.
Bisher erfolgte eine Beschreibung von Pumpen gemäß der Erfindung als einzige Pumpeinheit bei der Pumpanlage
gemäß Fig. 2. Nachstehend wird eine weitere Pumpanlage beschrieben mit sechs Pumpen 103 (Fig. 5),
von denen jede Pumpe im wesentlichen von einer Ausführung ist, wie sie in Fig. 1 oder in den Fig. 3 und 4
beschrieben ist.
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Die Pumpen sind mit waagerechter Achse angeordnet, und diese Achsen erstrecken sich radial in
der gleichen Ebene. Jede Pumpe 103 umfaßt ein Saugventil 104 und ein Druckventil 105 3 deren Achsen rechtwinklig
zu der Ebene verlaufen, in der die Achsen der sechs Pumpen 103 liegen. Die Pumpanlage umfaßt weiterhin
eine Verteilerleitung 106 und eine Verteilerleitung 107 für die Verbindung der Saugventile 104 bzw. der
Druckventile 105 miteinander. Weiterhin umfaßt die Pumpanlage einen ersten Behälter 108 und einen zweiten
Behälter 109, welche die gleiche Punktion und Stellung haben, wie die Behälter 81 und 83 bei der Ausführung
gemäß Fig. 2, ferner eine Leitung 110 und eine Leitung 111 für Verbindung des ersten Behälters 108 mit der Verteilerleitung
106 bzw. des zweiten Behälters 109 mit der Verteilerleitung 107, sowie eine einzige Betätigungseinrichtung
112 für alle sechs Pumpen 103 (Fjg. 5, 6).
Die Betätigungseinrichtung weist einen Motor 113 (Fig. 5) für Betätigung einer Welle 114 (Fig. 5, 6)auf,
die rechtwinklig zu der waagerechten Ebene angeordnet ist, in welcher die Achsen der Pumpen 103 liegen. Die
Betätigungseinrichtung umfaßt weiterhin einen Exzenter 115 (Fig. 6), der mit der Welle 114 verbunden ist, einen
prismatischen massiven Körper 116 mit sechs Flächen 117, und sechs Gruppen von Rollenlagern 118, die mit ihrer
Achse parallel zur Achse der Welle Il4 angeordnet und den Flächen 117 des massiven Körpers 116 zugeordnet sind,
wie es aus Fig. 6 ersichtlich ist.
Der prismatische massive Körper 116 enthält in seinem Inneren öen Exzenter 115 und er ist zwischen den
sechs Pumpen 103 derart angeordnet, daß er sich in einer
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Ruhestellung befindet und in dem Raum gehalten ist zufolge der Schubkraft, die jeder Kolben 6 über seine
Feder 24 auf die betreffende Körperfläche 117 ausübt.
Bezüglich der Pumpanlage gemäß Fig. 5 ist festzustellen, daß sie sich von der vorhergehend beschriebenen
Pumpanlage nicht wesentlich unterscheidet mit der Ausnahme der Ausführung der Betätigungseinrichtung
und des Vorhandenseins von sechs Pumpen 103, deren Arbeiten nachstehend beschrieben wird, wobei zu
dem Zeitpunkt begonnen wird, zu welchem der Motor 113 die Welle 114 und mit dieser den Exzenter 115 in Drehung
versetzt.
Unter der genannten Bedingung bzw. zu dem genannten Zeitpunkt ist jede Fläche 117 des prismatischen Körpers
Il6 zwei Schubkräften unterworfen, und zwar einer Schubkraft von der Außenseite in Richtung zur Innenseite
des Körpers 116 zufolge der Wirkung, die jede Feder auf ihren zugehörigen Kolben 6 ausübt, und einer anderen
Schubkraft, die zyklisch und zeitweilig von der Innenseite des Körpers 116 nach außen über die Berührung des
sieh drehenden Exzenters 115 wirkt.
Daraus folgt, daß der prismatische Körper 116, der der von dem Exzenter 115 ausgeübten Schubkraft unterworfen
ist, die größer als die von der Feder 24 ausgeübte Schubkraft ist, an jeder Fläche 117 einer ersten
Kraftkomponente in Richtung der Pumpenachse und einer
zweiten Kraftkomponente unterworfen ist, die waagerecht
und senkrecht zu der ersten Kraftkomponente verläuft.
Die erste Kraftkomponente übt ihrerseits eine Schubkraft auf den Kolben 6 aus, wodurch die entgegenwirkende
Kraft der Feder 24 überwunden und die bereitserläuterte Kompressionsphase der Pumpe hervorgerufen
wird.
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Die zweite Kraftkomponente ist für die Wirkung der Kompressionsphase der Pumpe unwirksam und sie bestimmt
lediglich das Rollen der Lager 118, die vorteilhaft Gleitreibung zwischen dem Boden 18 des Kolbens
6 und der zugehörigen Fläche 117 des prismatischen Körpers Il6 verhindern.
Sobald der Exzenter 115 die betrachtete Fläche 117 des prismatischen Körpers 116 in Richtung gegen
die Achse der Welle 114 bewegt, führt die Pumpe den Saugvorgang aus, während welchem der Balgen 5 in die
Ruhestellung zurückkehrt, und zwar zufolge der Elastizität der Feder 28 (Fig. 1) der Pumpe, wobei diese
Feder bei der vorhergehenden Kompressionsphase zusammengedrückt worden ist.
Während der Kompressionsphase und der Saugphase der Pumpe bleibt der Kolben 6 dauernd in Berührung
mit der zugehörigen Fläche 117 des prismatischen Körpers Il6, und zwar zufolge des Vorhandenseins der
Feder 24.
Die oben beschriebene Pumpanlage ist besonders dafür geeignet, verwendet zu werden, wenn es gewünscht
wird, diskontinuierliche Strömung zu verhindern, wie sie sich bei Verwendung von nur einer Pumpe ergeben
würde, und wenn es gewünscht wird, eine beträchtliche Strömungsmenge zu erhalten.
Ein weiterer Vorteil einer solchen Pumpanlage liegt in der langen Lebensdauer der Balgen, d.h. derjenigen
Teile, die traditionell einem Reißen unterworfen sind.
Tatsächlich ist es bekannt, daß, je langer bzw. größer die Ausdehnung des Balgens, desto kürzer seine
Lebensdauer. Daher kann bei Aufrechterhaltung der ge-
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wünschten Kapazität einer gewissen Pumpanlage gemäß
der Erfindung die Ausdehnung des Balgens verringert werden, indem die Anzahl der Pumpen erhöht wird, ohne
daß jedoch die Gesamtgröße übermäßig zunimmt. Dieses Ergebnis wird erhalten durch die beschriebene erfinderische
Anordnung der Pumpen 103, bei der es überdies möglich ist, nur eine einzige mittlere Betätigungseinrichtung
zu verwenden.
Zur Vervollständigung der Beschreibung der Erfindung wird festgestellt, daß die Verbesserungen,
die sich für Pumpen mit Zwangsverdrängung und für die mit Betätigungsarbeitsmittel betätigten Balgen
erhalten werden, auch bei Pumpen mit Zwangsverdrängung erhalten werden können, bei denen die mittlere
Platte 25 des Balgens 5 direkt mit dem Kolben 6 verbungen ist, d.h. mechanisch bewegt wird ohne die
Verwendung von Betätigungsarbeitsmittel. Solche Pumpen können Anwendung finden in Pumpanlagen, in denen
das Öl einen Druck haben muß, der niedriger als 15
2
kg/cm ist. Bei solchen Anwendungen ist festgestellt worden, daß, selbst wenn die Dicke der Balgenwand innerhalb normaler Grenzen liegt, der Druckunter-
kg/cm ist. Bei solchen Anwendungen ist festgestellt worden, daß, selbst wenn die Dicke der Balgenwand innerhalb normaler Grenzen liegt, der Druckunter-
2 schied der zwischen dem Druck von 15 kg/cm des Öls
in der Pumpenkammer und dem Atmosphärendruck innerhalb des Balgens auftreten kann, nicht derart hoch ist,
daß die Balgenwand in unzulässiger Weise beansprucht wird. ·
Es ist daher ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt ist, und daß verschiedene Änderungen im Rahmen der Erfindung möglich sind.
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Claims (16)
1. Pumpe zum Ansaugen von Öl unter Vakuum für elektrische Kabel und zum Komprimieren des Öls auf
einen vorbestimmten Druck, mit einem Mantel, dem ein Saugventil und ein Druckventil zugeordnet sind, einem
Balgen innerhalb des Mantels, wobei eine innere Kammer zwischen dem Mantel und dem Balgen erzeugt ist, die
mit der Außenseite der Pumpe in Verbindung steht, wenn wenigstens eines der Ventile offen ist, wobei
der Balgen abwechselnd ausgedehnt und zusammengedrückt wird mittels eines Betatigungsarbeitsmittels, welches
von einem Kolben gesteuert ist, der in einem fluiddynamischen Zylinder unter der Wirkung einer Betätigungseinrichtung
verschiebbar ist, und wobei das Betätigungsarbeitsmittel in einem geschlossenen Raum enthalten
ist, der durch den Balgen und den Zylinder mit seinem zugehörigen Kolben begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Saugventil (3) und das Druckventil (H) jeweils ein Ventilgehäuse (29, 30 bzw. 47, 50),in welchem
jeweils ein kegelstumpfförmiger Sitz (34 bzw. 51) gebildet
ist, der in ein mittleres Loch (33 bzw. 52) für den Durchtritt von Öl übergeht, und ein Ventilglied (31 bzw.
46) aufweisen, deren jedes wenigstens einen Endteil (37 bzw. 53)hat, dessen seitliche Außenfläche eine Gestalt
entsprechend der Gestalt des Sitzes des Ventilgehäuses hat, um das mittlere Loch abzudecken, jeweils eine ringförmige
Dichtung (38 bzw. 55) vorgesehen ist, die an der seitlichen Außenfläche des Ventilgliedes angeordnet ist,
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von einem geeigneten Sitz gleichmäßig vorragt und aus einem Elastomeren gebildet ist, wenigstens das
Ventilglied (31) des Saugventils (3) aus einem Material gebildet ist mit einem spezifischen Gewicht
von geringer als 2,5 g/cm , das Saugventil an dein Pumpenmantel (2) derart angebracht ist, daß sein
Ventilglied (31) bei NichtVorhandensein von öl in der inneren Kammer (I3)j wenn die Pumpe sich im
Stillstand befindet, nur durch sein Eigengewicht auf dem zugehörigen kegelstumpfförmigen Sitz (34)
sitzt und während der Kompressionsphase der Pumpe durch den Druck des in der inneren Kammer befindlichen
Öles gegen den kegelstumpfförmigen Sitz gedrückt ist sowie von dem Sitz wegbewegt wird unter der kombinierten
Wirkung der Druckentlastung in der inneren Kammer während der Saugphase der Pumpe und von vorbestimmten
Werten statischen Drucks, die hervorgerufen sind durch entsprechende Höhenunterschiede
des Öles unter Vakuum mit Bezug auf das Ventilglied, und daß das Ventilglied (46) des Druckventils (4) durch
eine vorbestimmte Kraft (Feder'Si) gegen den zugehörigen kegelstumpfförmigen Sitz (51) gedrückt und während
der Kompressionsphase der Pumpe von diesem Sitz weggedrückt wird unter der Wirkung eines Öldrucks, der höher
als die vorbestimmte Kraft ist.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ventilgehäuse (29, 30 bzw. 4?, 50) eine
Außenfläche und eine Innenfläche aufweist, die beide im wesentlichen zylindrisch sind, der kegelstumpfförmige
Sitz (34 bz-.:. 51) des Ventilgehäuses durch die Innenfläche eines Einsatzteiles (30 bzw. 50) gebildet
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ist, der in die innere zylindrische Fläche des Ventilgehäuses
gedrückt ist, die Ventilglieder (31 und 46) außer dem Endteil (31 bzw. 53) mit der kegelstumpf
förmigen seitlichen Außenfläche eine Stange (39 bzw. 57) und Speichen (40, 4l bzw. 58, 59) aufweisen,
von denen die Stange an einem Ende an dem Endteil und am anderen Ende an den Speichen angebracht
ist, die radial und in Berührung mit der inneren zylindrischen Fläche des Ventilgehäuses derart
angeordnet sind, daß sie das Ventilglied führen, wenn es von dem kegelstumpfförmigen Sitz des Ventilgehäuses
weg und in Richtung gegen diesen bewegt wird.
3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere zylindrische Fläche Jedes Ventilgehäuses
(29 bzw. 47) aus Metall gebildet ist, der
kegelstumpfförmige Sitz (34 bzw. 51) aus Polytetrafluoräthylen
gebildet ist, der Endteil (31 bzw. 51) und die Stange (39 bzw. 57) jedes Ventilgliedes (31
bzw. 46) aus einer Aluminiumlegierung, und die Speichen (40, 4l bzw. 58, 59) aus Polytetrafluoräthylen
gebildet s ind.
4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der τ'βπ-tile
(z.B. Druckventil 4) eine Einrichtung aufwei t, die in der Lage ist,das Ventilglied von dem Sitz des
Ventilgehäuses wegzubewegen, wenn die Pumpe nicht arbeitet, diese Einrichtung einen ersten und einen zweiten
Teil aufweist, von denen der erste Teil außerhalb des Ventilgehäuses und ohne mechanische Verbindung
mit dem Ventil angeordnet ist, und von denen der zweite
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Teil innerhalb des Ventilgehäuses angeordnet ist und
das Ventilglied als Folge eines Kraftfeldes verschieben kann, welches von dem ersten Teil hervorgerufen
ist.
5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung einen magnetischen Zustand
hervorrufen kann, der erste Teil ein magnetisches Kraftfeld erzeugen kann, und der zweite Teil als Folge des
magnetischen Kraftfeldes magnetisiert, werden kann.
6. Pumpe nach Anspruch 4 oder 53 dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Teil der genannten Einrichtung ein Magnet ist, und der zweite Teil eine Hülse (66) aus
magnetisierbarer^ Material aufweist, die Hülse und der Magnet durch das aus nicht magnetischem Material bestehende
Ventilgehäuse (47, 50) getrennt sind, die Hülse in dem Ventilgehäuse verschiebbar ist, wenn der Magnet
in Richtung der Achse des kegelstumpfförmigen Sitzes
(51) in einer Richtung entgegengesetzt zu der Spitze
des Kegels bewegt wird, und daß die Hülse mit radialen Vorsprüngen (58, 59) des Ventilgliedes (46) in Eingriff
treten kann, um das Ventilglied von dem Sitz des Ventilgehäuses wegzubewegen.
7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei an sich bekannte Einrichtungen
(68, 69) vorgesehen sind, die Teile, welche auf den Unterschied zwischen dem Druck des Betätigungsarbeitsmittels
innerhalb des Balgens (5) und dem Atmosphärendruck des Betätigungsarbeitsmittels außerhalb der Pumpe ansprechen,
und Teile aufweisen, die auf einen Grenzwert des Drucks des Betätigungsarbeitsmittels innerhalb des
Balgens ansprechen, die Einrichtung"jeweils in der Lage
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sind, das Fließen des Betatigungsarbeitsmittels zwischen dem Zylinder (7) und dem Kolben (6) in
Richtung zur Außenseite der Pumpe auszugleichen und den Druck des Betatigungsarbeitsmittels innerhalb
des Balgens innerhalb von Sicherheitsgrenzen zu halten, und daß die Ansprechteile der Einrichtung
an dem Kolben der Pumpe gebildet sind.
8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der fluiddynamische
Zylinder (7) an einem Ende einen kreisförmigen Flansch (11) aufweist, der sich radial nach außen
erstreckt, der Balgen (5) gleichachsig und rund um den Zylinder angeordnet ist, ein Ende des Balgens
an dem kreisförmigen Flansch des Zylinders dicht angebracht, und das andere Ende des Balgens
an einer mittleren Platte (25) angebracht ist, die innerhalb des Mantels (2) bewegbar ist und die so
angetrieben ist, daß ihr Mittelpunkt mit der Achse des Zylinders ausgerichtet ist, und daß der Bewegung
der Platte durch eine Feder (28) entgegengewirkt wird, wenn der Balgen sich ausdehnt-, und
der Mantel um den Balgen herum angeordnet und an dem Flansch des fluiddynamisehen Zylinders dicht
angebracht ist.
9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der fluiddynamische Zylinder (7) an seinem
dem kreisförmigen Flansch (11) gegenüberliegenden Ende eine Mehrzahl von Vorsprüngen (88) aufweist,
die sich in Richtung der Achse des Zylinders erstrecken und die so ausgeführt sind, daß sie durchgehende
Hohlräume (89) zwischen dem inneren und dem
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äußeren Raum bilden, die durch die Seitenfläche des Zylinders gebildet sind, die Pumpe ein zylindrisches
Gehäuse (91) aufweist, dessen Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Zylinders
ist und das an einem Ende einen Plansch (92)3
der sich radial nach außen erstreckt, und an seinem anderen. Ende radiale Verlängerungen (93) aufweist,
die in Richtung zur Mitte des Gehäuses+und in einer gerichtet
Anzahl vorgesehen sind ,gleich der Anzahl der durchgehenden Hohlräume (89), die radialen Verlängerungen
derart gebildet sind, daß sie zwischen sich Räume (95)
bestimmen, die eine Fläche haben, die größer als der maximale Querschnitt der Vorsprünge (88) ist, das Gehäuse
rund um den fluiddynamischen Zylinder angeordnet ist derart, daß die Verlängerungen sich zwischen
den Hohlräumen befinden, die der Ausdehnung des Balgens (5) entgegenwirkende Feder (28) zwischen dem
Gehäuseflansch (92) und einem weiteren Flansch (101)
angeordnet ist, der rund um die VorSprünge (88) des fluiddynamischen Zylinders angebracht ist, und daß die ■-radialen
Verlängerungen des Gehäuses zu einer Stelle an der Mitte der mittleren Platte (25) des Balgens
zusammenlaufen.
10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) in dem Zylinder
(7) ohne Zviischenanordnung irgendeiner Dichtung zwischen Zylinder und Kolben verschiebbar angeordnet
ist, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um Schmieröl zwischen den Kolben und den Zylinder fließen zu lassen.
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11. Pumpanlage für ölgefüllte elektrische Kabel, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine Pumpe
gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 aufweist, ferner einen ersten Behälter (8l) zur Aufnahme
von Öl unter Vakuum, einen zweiten Behälter (83) zur Aufnahme und zum Halten von Öl unter dem gewünschten
Druck, und eine Leitung (82), um den Behälter (8l) mit dem Saugventil (3) und eine Leitung (84), um den
Behälter (83) mit dem Druckventil (4).der Pumpe zu verbinden,und daß der erste Behälter auf einer vorbestimmten
Höhe mit Bezug auf das Ventilglied (31) des Saugventils (3) derart angeordnet ist, daß Höhenunterschiede
zwischen dem öl und diesem Ventilglied bei regelmäßigem Arbeiten bis zu minimal 40 cm möglich sind,
um das Ventilglied (31) des Saugventils (3) von seinem Sitz abzuheben.
12. Pumpanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Pumpen (103) vorgesehen
ist sowie eine erste Verteilerleitung (106) und eine zweite Verteilerleitung (107), die Achsen der Pumpen
waagerecht in der gleichen Ebene angeordnet sind, die Ventile (104)und 105) der Pumpen mit ihrer Achse
rechtwinklig zu der genannten Ebene angeordnet sind, die Saugventile einerseits und die Druckventile andererseits
über die erste bzw. die zweite Verteilerleitung hydraulisch miteinander verbunden sind, und daß
die erste Verteilerleitung mit der Leitung (110), die mit dem ersten Behälter (IO8) verbunden ist, und die
zweite Verteilerleitung mit der Leitung (111) verbunden ist, die ihrerseits mit dem zweiten behälter (109)
verbunden ist.
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13. Pumpanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen mit ihrer Achse radial gerichtet
angeordnet sind, und daß die Kolben (6) der Pumpen (103) durch eine Feder (24) in Richtung gegen eine einzige
mittlere Betätigungseinrichtung gedrückt sind.
14. Pumpanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die einzige Betätigungseinrichtung einen
Motor (113) mit einer Antriebswelle (Il4), einen Exzenter
(115)3 der an der Welle angebracht ist, einen prismatischen
massiven Körper (116), der so viele Seitenflächen (117) aufweist wie Pumpen (103) vorhanden sind,
und Gruppen von zylindrischen Lagern (118) aufweist, die in einer Anzahl vorhanden sind gleich der Anzahl
der Flächen des massiven Körpers, die Antriebswelle mit ihrer Achse rechtwinklig zu der Ebene, welche die
Achsen der Pumpen enthält, angeordnet ist, der Exzenter im Inneren des prismatischen massiven Körpers
derart angeordnet ist, daß jede Körperfläche zyklisch verschoben wird, wenn die Antriebswelle sich dreht, die
Lager an jeder Fläche des massiven Körpers so angeordnet sind, daß ihre Achsen parallel zur Achse der Antriebswelle
verlaufen, und daß die Kolben der Pumpen durch die entsprechenden Federn (24) gegen die Flächen des prismatischen
massiven Körpers derart gedrückt sind, daß der Exzenter, wenn er sich dreht, jede Fläche des massiven
Körpers verschiebt und eine Schubkraft auf den Kolben, der an der betreffenden Fläche wirkt, ausübt und einen
Druck im Inneren des entsprechenden fluiddynamischen Zylinders hervorruft.
15. Verfahren zum Betätigen einer Pumpanlage für ölgefüllte elektrische Kabel nach einem der Ansprüche
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bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
a) mit einem außerhalb eines der Ventile angelegten Kraftfeldes, auf welches das Ventilglied
anspricht, ein Vorgang hervorgerufen wird, um das Ventilglied von dem kegelstumpfförmigen
Sitz des Ventilgehäuses abzuheben,
b) an Stellen der beiden Leitungen Luft abgezogen wird, die in dem ersten und in dem
zweiten Behälter und in den beiden Leitungen enthalten ist,
c) das Kraftfeld aufgehoben wird, um das Ventil zu schließen,
d) Öl für elektrische Kabel in den ersten Behälter eingelassen wird, und daß
e) die Pumpe betätigt wird, um das Öl unter dem gewünschten Druck von dem ersten zu dem zweiten
Behälter fließen zu lassen.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß als außerhalb der Pumpe angelegtes Kraftfeld ein magnetisches Kraftfeld verwendet wird.
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