FI82751B - Hydraulsystem foer membranmaskin. - Google Patents

Description

1 82751

Kalvolla varustetun koneen hydraulijärjestelmä Tämä keksintö liittyy yleisesti ottaen pumppujen, kompresso-5 rien ja hydraulisten moottorien rakentamiseen ja tarkemmin sanottuna kalvolla varustetun koneen eli kalvokoneen hyd-raulij ärj estelmään.

Keksintö on erityisen hyödyllinen kun sitä sovelletaan kallo vokoneisiin, jotka toimivat hydraulisilla käyttölaitteilla ja käsittävät ainakin kaksi kalvoyksikköä.

Kalvoyksikköjen lukumäärän lisääminen koneessa lisää samassa suhteessa tässä esitetyn keksinnön aikaansaamaa tehoa.

15

Kalvolla varustettuihin koneisiin (kuten kompressoreihin, pumppuihin tai hydraulisiin moottoreihin) kuuluvien hydraulijärjestelmien toimiessa esiintyy tietty määrä painenes-teen vuotoa johtuen männän ja hydraulisen sylinterin seinä-20 män välyksestä tai paisunnanvarasta (tai asennusvälyksistä) männän tiiivisteissä. Jollei näitä vuotoja kompensoida, painenesteen kokonaismäärä pyrkii vähenemään hydraulisessa sylinterissä.

25 Koska koneen kalvo värähtelee painenesteen kierron vaikutuk sesta, sen värähtelyn laajuus pienenee hydraulisessa sylinterissä olevan painenesteen määrän vähetessä. Ennen pitkää, kun painenesteen massa on hydraulisessa sylinterissä pudonnut tiettyyn määrään saakka, neste lakkaa vaikuttamasta 30 kalvoon, minkä seurauksena se lakkaa värähtelemästä, jolloin kone ei pysty syöttämään nesteväliainetta kuluttajayksik-köön.

Optimiratkaisu tähän ongelmaan olisi rakentaa sellainen 35 kalvolla varustetun koneen hydraulijärjestelmä, johon sisäl tyisi painenesteen vuodon kompensoiminen.

2 82751 Tällainen rakennejärjestely ei vaikuta mitenkään nopeuteen, jolla kalvokone syöttää nesteväliainetta kuluttajalle.

Alalla tunnetaan yleisesti eräs kalvolla varustetun koneen 5 hydraulijärj es telinä (vrt. S.M. Altukhov ja V.A. Rumyantsev: "Diaphragm Compressors", 1967, Mashinostroenie, Moskova, sivu 93, kuvio 59, venäjänkielinen), joka käsittää kammion, joka on hydraulisesti liitetty tasauspumppuun, ja kalvoyk-sikköjä, joista jokaiseen kuuluu hydraulinen sylinteri, 10 joka on hydraulisesti kytketty nestepaineenrajoittimeen.

Edellä mainitussa hydraulisessa järjestelmässä painenesteen vuoto kompensoidaan tasauspumpulla, joka imee nesteen kammiosta ja pumppaa sen hydrauliseen sylinteriin. Pumpun mäntä on kinemaattisesti kytketty kalvokoneen kampiakseliin, niin 15 että tasauspumpun ja kalvokoneen työprosessit tapahtuvat samassa tahdissa.

Tämän tapahtuessa painenestemäärä, jonka tasauspumppu pumppaa yhdellä iskulla hydrauliseen sylinteriin, on suurempi 20 kuin määrä, joka vuotaa kalvokoneen yhdellä iskulla.

Tämä hitaasti aikaansaatu ylimäärä painenestettä edistää sitä, että kalvo asettuu tiiviisti sen liikettä rajoittavaa pintaa vasten kalvokoneen työkammiossa samalla kun se mah-25 dollistaa nesteen syrjäytymisen täydellisesti mainitusta työkammiosta. Kalvokoneen jokaisen työiskun päätyttyä painenesteen ylimäärä menee koneen kammioon purkautuen pai-neenrajoittimen kautta, joka avautuu heti kun painenesteen paine hydraulisessa sylinterissä nousee tiettyyn arvoon, 30 joka on suurempi kun nesteväliaineen maksimipaine.

Kuitenkin hydraulijärjestelmän tällaisessa rakennejärjeste-lyssä sen jokainen yksikkö on varustettava erillisellä painenesteen kiertojärjestelmällä, joka toimii toisista 35 riippumatta ja johon kuuluu erillinen tasauspumppu. Sen lisäksi painenesteen hydraulisesta sylinteristä kammioon purkautuva energia menee hukkaan, toisin sanoen muuttuu lämmöksi.

3 82751 Tämä tekee rakenteen monimutkaiseksi, lisää sen massaa ja heikentää kustannus-hyöty-suhdetta, luotettavuutta ja käyt-tömukavuutta.

5 Tämän keksinnön tavoitteena on sellainen kalvolla varuste tun koneen hydraulijärjestelmä, jossa komponenttiyksiköt ovat siten toisiinsa kytketyt, että koneen rakenne saadaan yksinkertaisemmaksi, massa pienemmäksi ja kustannus-hyö-ty-suhde, luotettavuus ja käyttömukavuus paremmiksi.

10

Edellä mainittu tavoite saavutetaan sellaisella kalvokoneen hydraulijärjestelmällä, joka käsittää kammion, joka on kytketty tasauspumppuun, ja kalvoyksikköjä, joista jokaiseen kuuluu hydraulinen sylinteri, joka on liitetty nestepaineen 15 rajoittimeen, jossa hydraulijärjestelmässä keksinnön mukaan kalvoyksiköt on kytketty sarjaan siten, että ylävirran puoleisen kalvoyksikön paineenrajoitin on kytketty alavirran puoleisen kalvoyksikön hydrauliseen sylinteriin, kun taas tasauspumppu on kytketty painenesteen virtaussuunnassa 20 katsottuna ensimmäisen kalvoyksikön hydrauliseen sylinte riin, kun viimeisen kalvoyksikön paineenrajoitin vuorostaan on kytketty kammioon.

Tässä ehdotetussa hydraulijärjestelmässä painenesteen vuoto 25 korvataan yhdellä tasauspumpulla, joka johtaa painenesteen vain painenesteen virtaussuunnassa katsottuna ensimmäisen kalvoyksikön hydrauliseen sylinteriin. Muissa sarjaan kytketyissä kalvoyksiköissä painenesteen vuodot korvautuvat nesteen ylimäärän siirtyessä hydraulisesta sylinteristä kunkin 30 edellisen kalvoyksikön paineenrajoittimen kautta virtaus- suunnassa seuraavaan kalvoyksikköön eikä kammioon. Painenes-te pääsee kammioon vain nesteen virtaussuunnassa katsottuna viimeisen kalvoyksikön paineenrajoittimesta. Tällaisella hydraulijärjestelmän rakennejärjestelyllä saadaan hydrauli-35 sesta sylinteristä tulevan painenesteen ylimäärän energia käytetyksi tämän nesteylimäärän siirtämiseen kunkin seuraa-vana olevan kalvoyksikön hydrauliseen sylinteriin.

4 82751

Hydraulijärjestelmän tällainen suoritusmuoto on rakenteeltaan yksinkertaisempi, massaltaan pienempi ja sen kustannushyöty-suhde, luotettavuus ja käyttömukavuus ovat paremmat.

5 On tarkoituksenmukaista, että monivaiheisen kalvokoneen hydraulijärjestelmässä kalvoyksiköt kytketään sarjaan paineen alenemisen mukaan yksiköstä toiseen siirryttäessä, tasauspumpun ollessa kytketty sen kalvoyksikön, jossa paine on suurin, hydrauliseen sylinteriin, kun taas kammio on 10 kytketty sen kalvoyksikön, jossa paine on pienin, paineenra- joittimeen.

Tällainen hydraulijärjestelmän suoritusmuoto estää kalvoyk-sikköihin kohdistumasta liian suurta painekuormitusta, joka 15 on suurempi kuin se, mikä tarvitaan nesteväliaineen purista miseen, samalla kun sen avulla saadaan kalvokoneen energiankulutus pienemmäksi.

Huomattakoon, että tässä ehdotetun hydraulijärjestelmän 20 yksinkertaisuuden vuoksi ei tarvita minkäänlaisia teknisiä valmisteluja, kun se otetaan käyttöön kalvokoneiden valmistuksessa. Tämä pätee myös määräaikaishuoltoon tuleviin koneisiin.

25 Seuraavassa tätä keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti sen erään suoritusesimerkin yhteydessä viitaten liitteenä olevaan piirustukseen, joka esittää erään yksivaiheisen kaksi kalvoyksikköä käsittävän koneen keksinnön mukaista hydraulijärj estelmää.

30

Kalvokoneen hydraulijärjestelmä käsittää kammion 1, joka on kytketty putkijohdolla 2 tasauspumppuun 3, ja kalvoyksiköt 4 ja 5, joista kumpaankin kuuluu hydraulinen sylinteri 6, 7, joka on liitetty putkijohdon 8, 9 kautta painenesteen 35 paineenrajoittimiin 10, 11. Kalvoyksiköt 4 ja 5 on kytketty sarjaan siten, että ylävirran puoleisen kalvoyksikön 4 paineenrajoitin 10 on kytketty putkijohdon 12 kautta ala-virran puoleisen kalvoyksikön 5 hydrauliseen sylinteriin

II

5 82751 7, kun tasauspumppu 3 on vuorostaan liitetty putkijohdon 13 kautta mainittuun nesteen virtaussuunnassa katsottuna ensimmäisen kalvoyksikön 4 hydrauliseen sylinteriin 6, kun taas mainittu viimeisen kalvoyksikön 5 paineenrajoitin 11 5 on kytketty putkijohdon 14 kautta kammioon 1.

Piirustuksen mukaisessa monivaiheisen kalvokoneen hydrauli-järjestelmässä kalvoyksiköt 4 ja 5 on kytketty sarjaan paineen alenemisen mukaan kalvoyksiköstä 4 kalvoyksikköön 10 5. Tasauspumppu 3 on kytketty kalvoyksikön 4, jossa paine on suurin, hydrauliseen sylinteriin, kun taas kammio 1 on liitetty kalvoyksikön 5, jossa paine on pienempi, paineenra-joittimeen 11.

15 Jos monivaiheisen kalvokoneen hydraulijärjestelmä käsittää kussakin vaiheessa useita kalvoyksikköjä, suurpainevaiheen kalvoyksiköt on kytkettävä toisiinsa edellä mainitulla tavalla, sitten suurpainevaiheen viimeisen ylävirran puoleisen kalvoyksikön paineenrajoitin on kytkettävä seuraavan 20 pienpainevaiheen ensimmäiseen alavirran puoleiseen kalvoyk sikköön. Pienpainevaiheen kalvoyksiköt kytketään samoin edellä mainitulla tavalla ja niin edelleen. Tällöin tasaus-pumppu on liitettävä suurpainevaiheen ylävirran puolella ensimmäisen kalvoyksikön hydrauliseen sylinteriin, kun taas 25 kammio on kytkettävä pienpainevaiheen alavirran puolella viimeisen kalvoyksikön paineenrajoittimeen.

Hydraulisessa sylinterissä 6 ja 7 on männät 15 ja 16 ja niitä käyttää kampikoneisto 17, kun taas tasauspumpun 3 30 mäntää 18 liikuttaa epäkesko 19. Epäkesko 19 on kytketty kampikoneistoon 17. Mäntiä 15 ja 16 ja mäntää 18 voi liikuttaa myös jonkin muun tyyppinen käyttölaite, ja sillä ei ole merkitystä tämän keksinnön suoritusmuodon kannalta.

35 Kalvokoneen kalvoyksikköihin 4 ja 5 on sovitettu kalvot 20 ja 21, jotka on pingotettu yläpuolisten levyjen 22 ja 23 väliin, jotka rajoittavat kalvojen 20 ja 21 liikettä. Levyissä 22 ja 23 on imuventtiilit 24 ja 25 ja poistoventtii- 6 82751 lit 26 ja 27. Kalvot 20 ja 21 yhdessä vastaavien levyjen 22 ja 23 kanssa muodostavat työkammiot 28 ja 29.

Kun käytetään suurpainenesteitä, hydraulijärjestelmä voidaan 5 varustaa painenesteen välijäähdyttimellä 30, joka on asen nettu putkijohtoon 12.

Kalvokoneen hydraulinen järjestelmä toimii seuraavasti.

10 Kampikoneisto 17 liikuttaa mäntiä 15 ja 16, niin että hydrauliset sylinterit 6 ja 7 toimivat vuorotellen ja vaikuttavat painenesteeseen. Painenesteen vaikutuksesta kalvoyksik-köjen 4 ja 5 kalvot 20 ja 21 muuttavat muotoaan taipuen vuorotellen tasapainotasoon nähden. Kalvojen 20 ja 21 muo-15 donmuutos muuttaa tilavuuden työkammioissa 28 ja 29, jotka vastaanottavat nesteväliaineen imuventtiilien 24 ja 25 kautta, puristaen sen ja poistaen sen poistoventtiilien 26 ja 27 kautta.

20 Epäkesko 19 liikuttaa tasauspumpun 3 mäntää 18 edestakaisin samalla tavoin kuin mäntiä 15 ja 16 liikutetaan hydraulisissa sylintereissä 6 ja 7. Tästä seuraa jaksottainen prosessi, jossa painenestettä tulee kammiosta 1 putkijohdon 2 kautta tasauspumppuun 3 ja se menee paineenalaisena putkijohdon 25 13 kautta hydrauliseen sylinteriin 6. Jos kysymyksessä on monivaiheinen kalvokone, hydraulisen sylinterin 6 tulee olla suurpainekalvoyksikössä.

Kuten edellä mainittiin, nestemäärä, jonka pumppu syöttää 30 hydrauliseen sylinteriin 6, on suurempi kuin määrä, joka siitä vuotaa. Tällöin kalvo 20 tulee ylälevyä 22 vasten ja sen liike pysähtyy, ennen kuin mäntä 15 pääsee yläkuolokoh-taansa. Tästä syystä kun mäntä 15 jatkaa liikettään ylä-kuolokohtaansa päin, paine nousee hydraulisessa sylinterissä 35 6 hyvin nopeasti tiettyyn arvoon, jossa paineenrajoitin 10 avautuu. Nesteen ylimäärä siirtyy putkijohdon 8, paineen-rajoittimen 10 ja välijäähdyttimellä 30 varustetun putkijohdon 12 kautta kalvoyksikön 5 hydrauliseen sylinteriin 7.

I! 7 82751

Kalvoyksikössä 5 tapahtuu samanlainen prosessi kuin kalvo-yksikössä 4, minkä jälkeen nesteylimäärä palaa kammion 1 putkijohdon, avoimen paineenrajoittimen 11 ja putkijohdon 14 kautta. Sitten prosessi toistuu taas kokonaan.

5

Korostettakoon, että tasauspumpun 3 syöttömäärän tulisi olla suurempi kuin hydraulisen järjestelmän kaikkien yksikköjen vuotojen summa, mukaan luettuna nesteylimäärä, joka tarvitaan kalvoyksikön, jonka työkammion tilavuus on suurin, 10 hydrauliseen sylinteriin.

Claims (2)

8 82751

1. Kalvokoneen hydraulijärjestelmä, joka käsittää kammion (1), joka on kytketty tasauspumppuun (3), ja kalvoyksikköjä (4, 5), joista jokaiseen kuuluu hydraulinen sylinteri (6, 5 7), joka on liitetty nestepaineenrajoittimeen (10, 11), tun nettu siitä, että kalvoyksiköt (4, 5) on kytketty sarjaan siten, että ylävirran puoleisen kalvoyksikön (4) paineenra-joitin (10) on kytketty alavirran puoleisen kalvoyksikön (5) hydrauliseen sylinteriin (7), kun taas tasauspumppu 10 (3) on kytketty painenesteen virtaussuunnassa katsottuna ensimmäisen kalvoyksikön (4) hydrauliseen sylinteriin (6), kun viimeisen kalvoyksikön (5) paineenrajoitin (11) on vuorostaan kytketty kammioon (1).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen monivaiheisen kalvoko neen hydraulijärjestelmä, tunnettu siitä, että kalvoyksiköt (4, 5) on kytketty sarjaan paineen alenemisen mukaan kalvo-yksiköstä (4) kalvoyksikköön (5) mentäessä, tasauspumpun (3) ollessa kytketty suurimman paineen kalvoyksikön (4) hydrau-20 liseen sylinteriin (6), kun taas kammio (1) on kytketty pienimmän paineen kalvoyksikön (5) paineenrajoittimeen (11).