-
Hydraulischer Antrieb für Pumpen oder Kompressoren, insbesondere Kältekompressoren
Das Hauptpatent 673 217 bezieht sich auf einen Antrieb für Pumpen oder Kompressoren,
insbesondere Kältekompressoren, die aus einem Behälter mit beweglichen Wandungen
bestehen,- dessen .Volumen durch eine von ein-er äußeren hin und her gehenden Antriebsvorrichtung
bewegte Flüssigkeit abwechselnd vergrößert und verkleinert wird. Um bei derartigen
indirekten Flüssigkeitsantrieben die bei der Bewegung in der Flüssigkeit auftretenden
Wirbel und Strömungsverluste weitgehend zu vermeiden und diejenigen Teile des Kompressors
bzw. der Pumpe, an welche die Saug- und Druckleitung angeschlossen ist, starr mit
den äußeren Teilen der Vorrichtung verbinden zu können, ist die Antriebsvorrichtung
der Steuerflüssigkeit- beim Hauptpatent so ausgebildet, daß ein Teil der den zusammendrückbaren
Behälter umgebenden Flüssigkeit bei jedem durch den Hingang der Antriebsvorrichtung
erfolgenden Zusammendrücken des Behälters in einer Richtung ausweicht, in der sich
die beweglichen Wandungen beim Zusammendrücken bewegen, und bei jedem durch den
Rückgang der Antriebsvorrichtung erfolgenden Ausdehnen des Behälters in entgegengesetzter
Richtung wieder zurückströmt. Bei Behältern, die nur zwei einander gegenüberliegende
Wandungen besitzen, ist der Antrieb so ausgebildet, daß beim Hingang der Antriebsvorrichtung
eine bestimmte Menge der den Behälter umgebenden Flüssigkeit auf die eine bewegliche
Wandung des Behälters zugedrückt und gleichzeitig eine bestimmte kleinere Flüssigkeitsmenge
von der gegenüberliegenden Behälterwandung abgesaugt wird. Beim Rückgang der Antriebsvorrichtung
wird dann von der zuerst genannten Behälterwandung die entsprechende Flüssigkeitsmenge
abgesaugt und auf die andere Behälterwandung die zugehörige kleinere Flüssigkeitsmenge
wieder zugedrückt.
-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb der zuletzt genannten
Art. Erfindungsgemäß besitzt der Behälter der Antriebsflüssigkeit
zwei
elastisch bewegliche Wandungen, zwischen denen die Fördereinrichtung angeordnet
ist, von denen die eine mit ihrer Nabe an dem feststehenden, die Saug-und Druckleitung
aufnehmenden Halter der Fördereinrichtung befestigt ist und die andere mit ihrer
Nabe an einem Antriebsteil befestigt ist, der von der äußeren Antriebsvorrichtung
hin und her bewegt wird. Mit dieser Anordnung erhält man einen indirekten Flüssigkeitsantrieb
für Pumpen oder Kompressoren, bei denen die bei der Bewegung auftretenden Wirbel
und Strömungsverluste sich weitgehend vermeiden lassen und wobei es ferner leicht
möglich ist, diejenigen Teile des Membrankompressors, an welchen die Saug- und Druckleitung
angeschlossen ist, starr mit dem zur Aufnahme der Steuerflüssigkeit dienenden Gefäß
zu verbinden. Die besondere Ausführung des die Steuerflüssigkeit enthaltenden Behälters
aus zwei einander gegenüberliegenden elastisch beweglichen -Wandungen hat zur Folge,
daß ein Teil der Steuerflüssigkeit bei jedem durch den Druckhub der äußeren Wandung
des Flüssigkeitsbehälters erfolgenden Zusammendrücken in einer Richtung ausweicht,
in der sich die Wandungen des in den Flüssigkeitsbehälter eingebauten Kompressors
beim Zusammendrücken bewegen, und daß ein Teil der Flüssigkeit bei jedem durch den
Saughub der äußeren Wandung des Flüssigkeitsbehälters erfolgenden Ausdehnen des
Kompressors in entgegengesetzter Richtung zuströmt. Man kommt auf diese Weise zu
einer sehr gleichmäßigen Belastung der Innenmembran und erhält so ,einen indirekten
Flüssigkeitsantrieb für Metnbranpumpen oder Kompressoren, bei denen Wirbel und Strömungsverlust
weitgehend vermieden werden.
-
Der Halter, welcher die bewegliche Wandung des die Steuerflüssigkeit
enthaltenden Behälters trägt, .dient gemäß der weiteren Erfindung auch als Halter
der Fördereinrichtung und nimmt die nach außen geführte Saug-und Druckleitung der
Fördereinrichtung in sich auf. Es empfiehlt sich, die Anordnung so zu treffen, daß
die äußeren beweglichen Wandungen des Flüssigkeitsbehälters so ausgebildet sind,
daß diese im entspannten Zustand eine räumliche Form haben, derart, daß die Mitte
der Wandung sich über der Randkurve erhebt, während die beweglichen Wandungen des
innenliegenden Behälters im spannungsfreien Zustand eine ebene Fläche bilden. Man
betreibt die Fördereinrichtung dann vorzugsweise so, daß am Ende des Saughubes die
äußeren beweglichen Wandungen des Flüssigkeitsbehälters sich im spannungslosen Zustand
befinden, während die Wandungen des innenliegenden Behälters ihre größte Spannung
aufweisen, und daß am Ende des Druckhubes umgekehrt die Wandungen des Flüssigkeitsbehälters
ihre größte Spannung aufweisen bei gleichzeitig spannungslosem Zustand der Wandungen
des Innenbehälters.
-
Weitere wesentliche Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung
hervor. In Fig. i ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch ein Kompressor
dargestellt. Mit i und 2 sind die beweglichen Wandungen des den eigentlichen Kompressor
bildenden Innenbehälters bezeichnet. 1 5 und 16 sind zwei bewegliche Wandungen eines
mit einer Steuerflüssigkeit gefüllten Behälters 1q.. 5 ist ein Behälter, an dem
die Wandungen 2 und 16 befestigt und durch den die in der Figur nicht dargestellten
Saug-und Druckleitungen eingeführt sind. An der Nabe der Wandung 15 greift ein Kurbelantrieb
31 an. Würde man die Ölfüllung so wählen, daß die gezeichnete Lage erst-bei der
tiefsten Kurbelstellung eintritt, so würde bei nachfolgendem Arbeiten gegen einen
Überdruck unvermeidlich ein unerwünschter schädlicher Raum im Innenbehälter 1, 2
stehenbleiben, weil die Behälterwandungen 15, 16, da sie erfindungsgemäß elastisch
ausgeführt sind und das Öl 14 unter ,diesem Überdruck steht, nach außen nachgeben
würden. Um dies zu vermeiden, wird die .Ölfüllung so gewählt, daß die gezeichnete
Lage des Innenbehälters 1, 2 beim Arbeiten gegen Atmosphärendruck m einer Kurbellage
erreicht ist, die mit der tiefsten Stellung der Kurbel den Winkel a einschließt.
Je größer der geforderte Öldruck sein soll, um so größer muß der Winkel a gewählt
werden.
-
In Fig. 2 sind mit i und 2 die beiden be--weglichen Wandungen des
Kompressors einer Kältemaschine bezeichnet. Diese beiden Wandungen sind durch ein
Randblech 3 nach außen hin abgedichtet und umschließen einen Arbeitsraum 13, der
durch die Bewegungen der beiden Wandungen i und 2 abwechselnd vergrößert und verkleinert
wird. Der untere Nabenrand q. der Wandung 2 ist gegen einen rohrförmigen Halter
5 abgestützt. Dieser rohrförmige Halter besitzt zu diesem Zweck am oberen Rande
eine flanschartige Erweiterung 6. Der Halter 5 ist mit Innengewinde 7 versehen,
in das eine Platte 8 eingeschraubt ist. Diese Platte 8 trägt das Druckventil 9 und
das Saugventil 1o. An die entsprechenden Ventile sind die Druckleitung i i und die
Saugleitung 12 angeschlossen. Die Bewegungen des Kompressors 1, 2 werden hervorgerufen
durch eine Steuerflüssigkeit 14., die in einen Behälter eingefüllt ist, der aus
zwei
elastisch beweglichen Wandungen 15, 16 und einem Rand 17 besteht.
Der untere Nabenrand 18 der Wandung 16 ist zwischen zwei Druckstücke i9 und 2o eingeklemmt.
Diese Druckstücke legen sich gegen die Kompressorgrundplatte 21. Mit 22 ist eihe
Befestigungsmutter bezeichnet, die auf das entsprechende Außengewinde des rohrförmigen
Halters aufgeschraubt wird. Durch diese Befestigungsmutter wird der Innenkompressor
1', 2 und der Behälter der Steuerflüssigkeit 15, 16, 17 fest mit der Grundplatte
verbunden. An der oberen Nabe der beweglichen Wand 15 greift ein Antriebsstempel
23 an, der von einem nicht dargestellten äußeren Antriebsmotor in der Pfeilrichtung
auf und ab bewegt wird. Auf diese Weise entstehen im Flüssigkeitsbehälter 15, 16,
17 Druckschwankungen, die sich auf den eingebauten Kompressor 1, 2 übertragen und
dort die gewünschte Saug-und Druckwirkung hervorrufen.
-
Die gezeichnete Anordnung hat insbesondere auch den Vorteil, daß störende
Wirbelbildungen innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 15, 16, 17 vermieden werden.
Beim Druckhub gibt hier nämlich die, unterhalb der Wand 2 des Kompressors befindliche
Flüssigkeit nach unten nach, weil die untere bewegliche Wand 16 des Flüssigkeitsbehälters
beim Druckhub nach unten hin federt. In entsprechender Weise wie beim Hauptpatent
weicht also hier bei jedem durch den Hingang der Antriebsvorrichtung erfolgenden
Zusammendrücken des Kompressors 1, 2 die Flüssigkeit in einer Richtung aus, in der
sich die Wandungen 1, 2 beim Zusammendrücken bewegen. Beim Saughub federt die untere
bewegliche Wand 16 des Flüssigkeitsbehälters wieder nach oben hin. Sie drückt daher
die Flüssigkeit in Richtung auf die Wand 2 des Kompressors zu. Auch bei diesem Arbeitshub
entspricht also die Arbeitsweise der im Hauptpatent behandelten Anordnung, da beim
Rückgang der Antriebsvorrichtung die Flüssigkeit in einer Richtung wieder zuströmt,
die der Fortströmrichtung beim Druckhub entgegengesetzt ist. Wirbelbildungen, insbesondere
in den Randzonen des Kompressors 1, 2, lassen sich hierbei Zweitgehend vermeiden,
da man die Anordnung leicht so bemessen kann, daß eine Flüssigkeitsbewegung aus
dem unterhalb der Wand 2 befindlichen Teil des Flüssigkeitsbehälters in den oberhalb
der Wand i befindlichen Teil des Flüssigkeitsbehälters nicht stattfindet.
-
Die elastisch beweglichen Wände a, 2 und 15, 16 können verschiedene
Grundrißformen haben. Man kann hierfür z. B. Bleche mit kreisförmigem Grundriß verwenden.
Besonders geeignet sind auch solche an sich bekannten sternförmigen Grundrißformen
bzw. Raumformen, bei denen durch die besondere Formgebung dafür gesorgt ist, daß
Ringspannungen in den Wandungen beim Bewegungsvorgang weitgehend vermieden werden.