DK148759B - Membranpumpe eller -motor - Google Patents

Description

o i 148759

Den foreliggende opfindelse angår en membranpumpe eller -motor af den i indledningen til krav 1 angivne art.

Kendte membranpumper og -motorer af denne art udviser det forhold, at membranen som helhed må være 5 elastisk eftergivelig for at sætte den i stand til at antage de nødvendige faconer under driften.

Ved pumper giver dette anledning til, at membranen er tilbøjelig til at bule udad i retning mod pumpens sugeside og derved bevirke, at den materialemængde, der 10 indsuges under hver pumpefunktion, har et forholdsvis formindsket rumfang. Af denne grund er anvendeligheden af sådanne kendte pumper begrænset både med hensyn til pumpens størrelse og af de lave omdrejningshastigheder, hvormed pumpen kan fungere.

15 Ved membranmotorer bevirker det nævnte forhold, at membranen vil bule indad ved tryksiden og derved for hver omdrejning af motorens aksel forbruge et forøget rumfang trykfluidum, uden at dette bevirker nogen væsentlig forøget effekt, dvs. at motorens virkningsgrad 20 forringes stærkt. Specielt uheldigt er forholdet, hvis motoren sammen med et tælleværk anvendes til måling af rumfang f.eks. ved dosering, idet målingen i så fald er stærkt afhængig af tilførselstrykket, så-ledes at en rimelig målenøjagtighed forudsætter et helt konstant 25 tilførselstryk.

Formålet for opfindelsen er at undgå de ovennævnte ulemper ved kendte membranpumper og -motorer og at tilvejebringe en membranpumpe, som indsuger en maksimal materialemængde pr. pumpefunktion også ved forholdsvis 30 store omdrejningstal for pumpen, eller en membranmotor, som har en forholdsvis stor virkningsgrad, og som, når den anvendes som rumfangsmåler, måler rimeligt nøjagtigt uanset varierende tilførselstryk.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at membranpumpen 35 eller -motoren er udformet som angivet i den kendetegnende del af krav 1.

O

2 148759

Herved undgår man den førnævnte tilbøjelighed hos membranen til henholdsvis at bule udad mod pumpens sugeside og bule indad ved motorens trykside og de deraf følgende, foran nævnte ulemper.

5 Den angivne konstante banelængde langs membranen kan bestemmes teoretisk ud fra pumpe- eller motorelementernes geometri, men det er i praksis muligt at bestemme den på en meget simpel måde ved hjælp af en ustrækkelig snor, som på en model føres over tryklegemerne mellem fastspæn-dingspunkterne.

Yderligere træk hos og udførelsesformer for membranpumpen eller -motoren ifølge opfindelsen er angivet i de uselvstændige krav.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere, 15 idet der henvises til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et tværsnit gennem en udførelsesform for en pumpe fremstillet ifølge opfindelsen, fig. 2 et snit i to dele, det første langs linien A-A i fig.

1 og det andet langs linien B-B i fig. 1, og 20 fig. 3 i perspektiv en membran som anvendt i den i fig. 1 og 2 viste pumpe.

Som vist i fig. 1 og 2 omfatter pumpen en første husdel 12 og en derpå monteret anden husdel 16. Husdelen 12 omfatter en central, fordybet del med en øvre indvendig over-25 flade 12A, som går over i en første åbning 13 og en anden åbning 14. Som vist i fig. 2 har den krummede del 12A tilknyttet dertil på hver side en hævet fastspændingsoverflade 12B, somi hovedsagen vender opad, dvs. i samme retning som overfladen 12A. De krumme overflader 12B ender med en lige 30 overflade ved 12C ved hver ende, som strækker sig over åbningerne 13 og 14.

Fastspændingsoverfladerne 12B og 12C omgiver således fuldstændig omkredsen af den indvendige overflade 12A og åbningerne 13 og 14.

Den anden husdel 16 er forsynet med overflader 16B, som samvirker med de krumme overflader 12B, og lige overflader 16C, som samvirker med endedelene af overfladen 12C, således at overfladerne 16B og 16C sammen danner en

O

3 148759 anden langs omkredsen forløbende fastspændingsoverflade.

Disse fastspændingsoverflader 12B, 12C og 16B, 16C anvendes til at fastspænde kantpartierne af en membran 15, som er af den i fig. 3 viste, forformede opbygning. Den har, som det 5 vil ses, en korrugering 15E på hver side og en central del 21, som er lavere end kantpartierne 21A udenfor korrugeringerne. Membranen er formet med en armering deri omfattende fibre 15c (fig. 3), som strækker sig i længderetningen, dvs. fra venstre til højre i fig. 1, i den centrale zone og omfatter andre 10 armeringer 15D i andre dele, som fortrinsvis forløber under 45°, altså skråt, for at tillade nogen bøjning, idet de langsgående fibre forhindrer forlængelse i længderetningen. Disse armeringer er fortrinsvis anbragt på eller netop under den øvre overflade ved 15B.

15 Idet der igen henvises til fig. 1 og 2, vil det ses, at et drejeligt element 17 er drejeligt omkring en central akse 17A og er monteret i lejer 25 i den anden husdel 16. Elementet 17 bærer tre ruller 18, som kan ligge an imod den øvre overflade 15B af membranen. Rullerne trykker ved adskilte 20 steder membranen i retning mod og fortrinsvis til anlæg imod den øvre overflade 12A. I denne tilstand danner overfladen 12A og den nedre membranoverflade 15A et pumpekammer 10.

Den særlige måde, på hvilken membranen er monteret, sætter den i stand til at blive holdt meget fast og forhindrer 25 enhver tendens hos membranen til at "vandre", når det drejelige element drejer i den ved en pil angivne retning.

På grund af pumpens udformning forbliver den virksomme længde af den øvre overflade af membranen konstant. Dvs. at summen af afstande målt langs membranen mellem fastspændings-30 overfladerne 12B, 16B ved den ene side af pumpen og den tilgrænsende rulle 18 og fra denne rulle til den næste rulle, når to ruller er i berøring med membranen, og fra den næste rulle til fastspændingsoverfladerne 12B, 16B forbliver konstant uanset rotorens stilling og uanset om én eller to ruller 35 er i berøring. Dette betyder, at membranen overhovedet ikke 148769 o 4 behøver at forlænges under påvirkningen af rullerne, og det er af denne grund, at det er muligt at tilvejebringe armeringen i membranen. Armeringen i længderetningen forhindrer faktisk membranen i at forlænge sig, og den på skråt anbragte 5 armering forhindrer for megen kastning, men tillader en passende bøjning af membranen under påvirkning af rullerne 18.

Når det drejelige element 17 drejer sig, bevæges det forsnævrede eller aflukkede kammer 10 fra tilgangen 13 til afgangen 14, og fordi der er mindst tre ruller 18, er den således 10 dannede indeslutning altid isoleret fra mindst én af åbningerne. Fordi summen af de ovennævnte afstande er konstant, kan en aktiv pumpevirkning finde sted på en passende måde. Det vil forstås, at den lukning, der forårsages af en rulle, bringes til ophør, efter at den efterfølgende lukning er påbegyndt.

15 Det vil forstås, at membranfastspændingsoverfladerne 12B, 16B er således indrettet, at de tildels danner cirkelbuer med i det væsentlige samme centrum som det drejelige element. Rullerne 18 er vist som værende frit drejelige, men det er taget i betragtning, at de kunne bringes til at rotere til stadig-20 hed for derved at formindske sliddet på den øvre overflade.

Et yderligere slidlag af bøjeligt materiale kan fastgøres over membranen ved den højre side i fig. 1 og strække sig over hele den af rullerne 18 dækkede bane. Dette formindsker ikke blot sliddet, men kan anvendes til at tilpasse membranens 25 tykkelse til at optage eventuelle fremstillingstolerancer i husdelen 12.

Membranen er fortrinsvis formet således, at den har den i fig. 3 viste facon, dvs. at de nedre og øvre overflader af kantpartierne 21A har den samme facon som fastspændings-30 overfladerne henholdsvis 12B og 16B. Når rullerne bevæger sig, vil deformationen først ske til den ene side og derpå til den anden side uden nogensinde at bevirke nogen overdreven deformation .

Mængden af membranmateriale i den formede og armerede 35 membran på overfladelængden 15B, som forbliver i det væsentlige konstant ved alle positioner af rullerne, nær rullerne er en sådan, at der kun er lidt i overskud i forhold til det, som tillader rullerne at deformere membranen under undgåelse af brud, men som ikke tillader membranen at deformere sig 5 148759 o yderligere under negativt tryk. Armeringen i membranen er ikke elastisk og er påformet membranen ved eller nær den overflade, som berøres af rullerne. Dette armerer ikke blot membranen til at imødekomme negative og positive tryk, der 5 udvikles under pumpningscyklen, men formindsker ligeledes sliddet på membranen som følge af rullernes virkning.

Hvis pumpen er forsynet med den modifikation, der er angivet i stiplet streg, dvs. med en mellemliggende åbning 20 ved midten af kammeret 10, dvs. ved midten af overfladen 10 12A, kan apparatet anvendes som en ventil ved bevægelse af elementet 17 til den stilling, i hvilken rullerne indtager stillingen 18' og 18'' som vist i stiplet streg. Dette forbinder åbningen 20 med åbningen 14 og afbryder åbningen 13.

En tilsvarende symmetrisk stilling kan indtages, i hvilken 15 åbningen 13 er forbundet med åbningen 20# og åbningen 14 er isoleret. Det er taget i betragtning, at hvis man drejer elementet 17 kontinuerligt til bevirkning af pumpning, mens åbningen 20 er aflukket, vil pumpen kunne anvendes til indledning af en hævertvirkning, idet pumpen så bevæges til den anden 20 stilling, der forbinder åbningen 13 med åbningen 20 og tillader hævertvirkningen at fortsætte efter åbning af åbningen 20.

Det vil ses, at den anden husdel 16 er forsynet med et aftageligt dæksel 26. En af rullerne 18 er ligeledes aftageligt monteret på elementet 17. Grunden til dette er, at det 25 på grund af faconen af membranen og udformningen af pumpen er vigtigt at fastspænde membranen langs hele dens omkreds, før nogen af rullerne berører membranen, således at membranen kan indtage sin neutrale stilling uden nogen deformation eller tøjning deraf under fastspændingen. Med henblik på at montere 30 en ny membran fjernes således den anden husdel 16, og den brugte membran fjernes# og den nye membran sættes på plads. Dækslet 26 aftages fra den anden husdel, og én af rullerne tages derpå af. Elementet 17 drejes, indtil de andre to ruller befinder sig ved toppen, dvs. således# at zonen for 35 den aftagne rulle befinder sig ved bunden. Den anden husdel sættes derpå på plads og fastboltes.

6

O

148759

Dimensionerne af det drejelige element 17 er sådanne, at zonen grænsende til hvor placeringen af den fjernede rulle ikke berører membranen, således at der under fastspændingsoperationen ikke kan finde nogen forstyrrelse af mem-5 branen sted. Det drejelige element drejes derpå, indtil stedet for den fjernede rulle er ved toppen, og rullen sættes tilbage på plads, hvorefter dækslet 26 kan fastgøres.

Det har vist sig, at med mindre denne teknik anvendes, deformeres membranen, og den mulige pumpevirkning med en 10 sådan pumpe formindskes og ophører faktisk i praksis.

Det er således vigtigt, at udformningen af pumpen vælges således, at den giver den nødvendige konstante banelængde. Dette kan bestemmes helt teoretisk, men det har i praksis vist sig muligt at konstruere pumpen empirisk ved 15 at tage et stykke af bøjeligt, ustrækkeligt materiale såsom snor og montere det omkring en model af det drejelige element 17 og dets ruller og bestemme den position af spænde-organerne, som hele tiden tilvejebringer en helt spændt snor.

Selv om apparatet er blevet beskrevet som en 20 pumpe, kan det lige så godt anvendes som en kompressor eller faktisk som en motor.

Membranen må være bøjelig og må enten være i sin natur i det væsentlige ustrækkelig eller kan gøres ustrækkelig ved armering. Den viste armering omfatter en midterdel med 25 fibre 15C, der kun strækker sig i længderetningen. I praksis vil imidlertid den kun ved siderne viste armering ved 15D strække sig over hele bredden af membranen, og midterdelen vil have en armering fremstillet af et åbent nettekstil, som omfatter de langsgående fibre 15C og andre, ikke viste 30 fibre vinkelret herpå, som gør membranen ustrækkelig i side retningen.

Claims (5)

148759 O Patent k r a v.

1. Membranpumpe eller -motor med en rotor (17) med mindst tre tryklegemer (18), der samvirker med en hovedsagelig pladeformet, fleksibel membran (15), som 5 er indespændt mellem de to parter (12,16) i et todelt hus, således at pumpens eller motorens mellem en første (13) og en anden (14) tilslutning fremadskridende, lukkede arbejdskamre (10) dannes mellem membranens (15) bort fra rotoren (17) vendende side og indervæggen (12A) af den 10 ene huspart (12), når membranen (15) af tryklegemerne (18) tætnende presses imod denne indervæg (12A), k endete g n e t ved, at den fleksible membran (15) er forsynet med en langsgående armering (15C), som gør den i det væsentlige ustrækkelig i længderetningen, og at huset og 15 rotoren (17) er således udformet, at afstanden målt langs membranen (15) fra dens ene fastspændingspunkt (12C,16C) i længderetningen, omkring tryklegemet eller -legemerne (18) og til dens andet fastspændingspunkt (12C,16C) i længderetningen forbliver i det væsentlige konstant under 20 en hel omdrejning af rotoren (17).

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at rotoren (17) er monteret på den ene huspart (16) på en sådan måde, at den kan fjernes, når fastspændingen af membranen (15) løsnes.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendeteg net ved, at fastspændingsfladerne for membranen omfatter dele, som er ikke-plane.

4. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den nævnte indervæg af den ene huspart (12A) og den 30 langs husets omkreds forløbende fastspændingsflade (12B) hver er cirkelbuer, med centrum på drejningsaksen for rotoren (17).

5. Apparat ifølge krav 4, hvor tryklegemerne (18) er ruller monteret på rotoren (17), kendetegnet 35 ved, at én af rullerne (18) er aftagelig, og at den del