DE900895C

DE900895C - Durch eine Membran in zwei Raeume unterteilter Hohlkoerper

Info

Publication number: DE900895C
Application number: DEN5932A
Authority: DE
Inventors: Jacob Ridderikhof
Original assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Current assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Priority date: 1951-08-16
Filing date: 1952-08-15
Publication date: 1954-02-01

Description

Durch eine Membran in zwei Räume unterteilter Hohlkörper Die Erfindung bezieht sich auf einen durch eine Membran in zwei Räume unterteilten Hohlkörper, insbesondere auf einen Hohlkörper, der einem hohen Innendruck unterworfen ist.
Ein ähnlicher Körper ist bereits bekannt, z. B. durch das britische Patent 575 456, bei dem der Hohlkörper die Aufgabe eines Drucksammlers erfüllt und aus zwei Halbkugelschalen besteht, zwischen denen eine Membran eingeklemmt ist. Ferner wird in dem deutschen Patent 904498 eine Membranpumpe beschrieben, die aus einem durch eine Membran in zwei Räume unterteilten Hohlkörper besteht, von denen der eine durch eine Hilfsflüssigkeit unter einen wechselnden Druck gesetzt wird, während der andere Raum die zu pumpende Flüssigkeit - abwechselnd ansaugt und weiterfördert. Diese Pumpe kann besonders für die Förderung von Flüssigkeiten verwendet werden, die korrodierende und feste Teilchenenthalten. Die Verbindung zwischen der Membran und dem Hohlkörper ist von größter Wichtigkeit, besonders wenn der Rand der Membran einer radialen Zugspannung unterworfen ist.
Bei dem britischen Patent 575 456 ist der Rand der Membran zwischen den zwei durch Schrauben miteinander verbundenen halbkugelförmigen Körpern festgeklemmt. Diese Konstruktion ist im Falle großer Halbkugeln sehr schwer zu verwirklichen.
Bei dem deutschen Patent 904498 sind diese Halbkugelkörper mit aneinander befestigten Flanschen versehen. Für hohe- Drücke müssen diese Flansche im Hinblick auf die vorkommenden hohen Biegemomente sehr massiv ausgeführt werden.
Wenn bei hohen Drücken und mit großen Abmessungen gearbeitet wird, bereitet die Befestigung der Membran bei beiden Bauarten konstruktive Schwierigkeiten.
Zweck der Erfindung ist es, eine Membranbefestigung einfacher Form zu schaffen.
Nach der Erfindung ist die Membran mit ihrem Rand mittels eines hohlen, schmiegsamen Ringes, der im Innern mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit gefüllt ist, in einer inneren Umfangsnut des Körpers befestigt.
Der Innenraum des schmiegsamen Ringes kann mit nach außen führenden Öffnungen versehen sein, welche dazu dienen, die Flüssigkeit unter Druck zu setzen.
Die Membran und der schmiegsame Ring können aus einem Stück angefertigt sein oder, wenn die Teile getrennt hergestellt worden sind, können Membran und Ring miteinander verbunden sein, z. B. durch Vulkanisieren, wenn die Teile aus Gummi hergestellt sind. Eine gemeinsame Verbindung zwischen Membran und Ring ist nicht wesentlich, da der mit einer Flüssigkeit unter- Druck gefüllte nachgiebige Ring eine genügende Klemmkraft ausüben kann, um die Membran dicht in der Nut festzuklemmen. Diese Klemmwirkung läßt sich noch weiter erhöhen, wenn der Rand der Membran mit einem oder mehreren Vorsprüngen versehen wird-.
Der Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, daß der Hohlkörper in einem Stück hergestellt werden kann, da die Notwendigkeit, den Hohlkörper zwecks Festklemmens der Membran in zwei Teilen herzustellen, nicht mehr besteht. Folglich brauchen Flansche, Schraubverbindungen u. dgl. nicht mehr verwendet zu werden, wodurch eine einfache Konstruktion und ein verhältnismäßig geringes Körpergewicht erhalten wird, besonders wenn dieser Hohlkörper für hohe Drücke verwendet wird.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. i ist ein Schnitt durch Hohlkörper und Membran; Fig. 2 bis 7 zeigen verschiedene Nutenformen und Befestigungsarten für Membran und Ring. Das Gehäuse i, das aus einem Stück (Fig. i, linke Seite) oder aus zwei Teilen i' und i" (Fig. i, rechte Seite) hergestellt sein kann, bildet den durch eine Membran 2 in zwei Räume unterteilten Hohlkörper. Diese Membran enthält einen verdickten Mittelteil 13, in dem eine Verstärkung in der Weise angebracht ist, daß dieser Mittelteil in den extremen Lagen der Membran wie ein Ventil wirken kann zum Abdichten der Leitungsöffnungen, von denen eine bei 12 gezeigt ist, die in die zwei Räume des Gehäuses i führen.
Die Membran 2 ist mittels eines schmiegsamen, mit Flüssigkeit gefüllten Ringes 3 in der Nut 4 des 4 Gehäuses i befestigt. Die Flüssigkeit wird durch mit dem Innern. des Ringes 3 in Verbindung stehende Ventile 5 in den Ring ein- und aus ihm herausgeführt.
Wenn die am Rand der Membran auftretende und durch das Deformieren der Membran hervorgerufene radiale Zugspannung nicht allzu groß ist, kann die in Fig. 2 aufgezeigte Befestigungsart angewendet werden. Der Rand der Membran 2 besteht aus einem flachen, ringförmigen Teil, der zwischen den Ring 3 und die Wand der im wesentlichen rechtwinkligen Nut 4 eingebracht ist. Die Abrundung 7 der Nut 4 muß genügend groß sein, um die bei Membranen vorkommenden Ermüdungsrisse zu verhüten.
Die Flüssigkeit wird über das Ventil 5 in den Ring 3 - eingefüllt. Infolge des inneren Drucks dehnt sich der Ring 3 etwas aus, und dadurch wird der Rand der Membran 2 gegen die Wand der Nut 4. gepreßt, so daß dieser Rand von der auf die Membran wirkenden Kraft nicht aus der Nut herausgerissen werden kann. Der in Fig.3 gezeigte Ring 3 ist über einen Teil seines Umrisses von der Nut 4 umschlossen. Gleichzeitig ist in der Nut :4 eine Rille 6 vorgesehen, in welche der Rand der Membran -durch die Ausdehnung des Ringes 3 hineingepreßt wird.
Ist eine große radiale Zugspannung am Rand der Membran zu erwarten, so ist es notwendig, die i%°Iembran 2 mit einem verdickten, mit Rille 6 zusammenwirkenden Rand io zu versehen, um zu verhindern, daß der lUembranrand zwischen Ring 3 und Gehäuse i herausschlüpfen kann (Fig.4).
Fig.5 zeigt eine andere Ausführung des verstärkten Randes io.
In Fig. 6 sind Membran und biegsamer Ring getrennt hergestellt und zusammengeklebt, um das Einbringen in einem Stück zu erleichtern.
Wird,der Ring 3 unter Druck gesetzt, so werden die den Ring 3 einschließenden Ansätze i i der Membran 2 zwischen dem Ring und der Wand der Nut 4 eingeklemmt und auf diese Weise wirksam gesichert: Bei der in Fig. 7 dargestellten Konstruktion sind Ring 3 und Membran 2 als ein Stück hergestellt oder, wenn sie einzeln angefertigt wurden, fest miteinander verbunden, z. B. wenn beide Teile aus Gummi hergestellt sind, durch Vulkanisieren.
Der der Flüssigkeit erteilte Druck braucht nicht notwendigerweise durch Einfüllen von Flüssigkeit in den Ring hervorgebracht zu werden, sondern kann auch durch eine Abänderung der Form des Ringes erhalten werden. .Diese Methode kann angewendet werden, wenn die radiale Zugspannung am Rand der Membran nicht zu groß ist, z. B. dadurch, daß der vollständig geschlossene, mit Flüssigkeit gefüllte schmiegsame Ring in eine Nut geklemmt wird, die schmaler ist als die Höhe des Ringes, dessen Querschnitt kreisförmig ist.
Für den ungeteilten Hohlkörper der Fig. i (linke Seite) sind die Konstruktionen nach den Fig.5, 6 und 7 vorzuziehen. .Die Kombination Ring-Membran wird dann in zusammengefaltetem Zustand durch die Öffnung 12 in den Hohlkörper eingeführt. Der Vorteil dieser Konstruktion liegt in der Tatsache, daß weder Flansche noch andere Befestigungsmittel für den Hohlkörper erforderlich sind und daß diese deshalb einfach und leicht ausgeführt werden kann.
Um zu vermeiden, daß das aus einem Stück angefertigte Gehäuse i durch die Nut q. geschwächt wird, ist diese Nut in einem verdickten, rund um das Gehäuse laufenden Teil 15 angebracht.
Bei einem aus zwei Teilen hergestellten Gehäuse ist der verdickte Teil nicht notwendig, da das Vorhandensein der Flansche die durch die Nut verursachte Schwächung des Materials ausgleicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Durch eine Membran in zwei Räume unterteilter Hohlkörper, insbesondere einem hohen Innendruck ausgesetzter Hohlkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (2) mit ihrem Rand in einer inneren Umfangsnut (q.) des Körpers mit Hilfe eines hohlen, schmiegsamen Ringes (3) befestigt ist, dessen Innenraum mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit gefüllt ist.
2. Hohlkörper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3) mit nach außen führenden Öffnungen (5) versehen ist.
3. Membran und schmiegsamer Ring bei einem oder für einen Hohlkörper nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (2) und der Ring (3) in einem Stück hergestellt oder miteinander verbunden sind. q..
Hohlkörper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (2) getrennt von dem schmiegsamen Ring (3) hergestellt und zwischen der Nut (q.) und dem Ring (3) eingeklemmt ist.
5. Hohlkörper nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Membran (2) verdickt ist.
6. Hohlkörper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (i) in einem Stück gefertigt ist.
7. Hohlkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen kugelförmige, an zwei gegenüberliegenden Stellen mit Öffnungen versehene Körper (i) im Innern in einer Ebene senkrecht zu der mit den Achsen dieser Öffnungen zusammenfallenden Linie mit einer ringförmigen, eine Nut aufweisenden Verdickung (i5) versehen ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. i92 ,4q46, 589 162; USA.-Patentschrift Nr. 2 55o 672 schweizerische Patentschrift Nr. 163 o82.