FI93485B - Pumppu - Google Patents

Description

, 93485

Pumppu Tämä keksintö koskee pumppua, joka käsittää sylinterin, jossa on työpää, tulosola, poistosola ja työkammio, 5 joka on rajattu poistosolalla ja työpäällä; männän, joka pyörii ja liikkuu edestakaisin sylinterissä sisäasennon ja ulkoasennon välillä ja käsittää vapaan pään, jonka syvennetty osa on vuorotellen nesteyhteydessä tulosolaan ja poistosolaan; välineet männän yhdistämiseksi käyttölait-10 teeseen, joka pyörittää ja siirtää mäntää edestakaisin sylinterissä.

Käsiteltävän keksinnön kohteena olevat tilavuusmän-täpumput tunnetaan jo hyvin esimerkiksi US-patenteista nro 3 168 872, 3 257 953 ja 4 008 003. Tällaisissa pumpuissa 15 on sylinteri, jossa on tulosola ja suoraan sitä vastapäätä poistosola. Mäntä pyörii ja liikkuu edestakaisin sylinterissä ja käsittää vapaassa päässään syvennetyn osan, joka toimii tulosolan ja poistosolan välisenä kanavana. Männän pyöriessä syvennetty osa on vuorotellen nesteyhteydessä 20 tulosolaan ja poistosolaan, jolloin nestettä pumpataan tulosolasta poistosolaan. Männän pyöriessä se liikkuu myös edestakaisin sylinterissä sisäasennon ja ulkoasennon välillä ulkoasennon vastatessa tällöin paineiskun päätä.

Mäntä on kiinnitetty moottorin käyttöakseliin kään-• 25 tökytkentänä. Tarkemmin sanottuna moottorin käyttöakseliin on kiilattu tanko, jossa on siinä olevan reiän läpi käsiteltävä istukka. Männän käyttöpäähän on kiinnitetty poi-kittaisvarsi, jonka vapaaseen päähän on muodostettu pallo, joka menee istukkaan, jolloin muodostuu tavanomainen pal-30 lonivel. Tässä suhteessa mäntä ja sylinteri voidaan kääntää moottorin käyttöakselin keskiviivaan nähden.

Männän ja käyttöakselin välinen kulma määrää pumpun iskun pituuden. Kun männän akseli on samalla kohdalla käyttöakselin keskiviivan kanssa, mäntä ei liiku edesta-35 kaisin sylinterissä käyttöakselin pyöriessä. Pumppaustoi- 2 93485 mintoa ei siis tapahdu. Kun mäntä kääntyy käyttöakseliin nähden ensimmäiseen suuntaan, edestakainen liike tapahtuu männän pyörimisen aikana. Edestakaisen liikkeen määrä riippuu männän ja käyttöakselin välisestä kulmasta. Kulman 5 kasvaessa männän isku pitenee ja tulosolan ja poistosolan välinen virtausnopeus kasvaa. Kun mäntä kääntyy käyttöakseliin nähden vastakkaiseen suuntaan, virtaus muuttuu päinvastaiseksi, niin että aikaisemmasta tulosolasta tulee vastaavasti poistosola ja aikaisemmasta poistosolasta taas 10 tulosola. Edestakaisen liikkeen pituus riippuu nytkin männän ja käyttöakselin välisestä kulmasta.

Tällaisten pumppujen käyttöön liittyy kuitenkin eräs ongelma, nimenomaan silloin, kun niitä käytetään pienen virtausnopeuden vaativien nesteiden tarkkuusmittauk-15 seen virtausnopeuden ollessa tällöin esimerkiksi muutamia millilitroja minuutissa tai vielä vähemmän. Nimenomaan kaasuja, kuten ilmaa, vetyä, hiilidioksidia ja vastaavia, joita sisältyy nesteeseen, vapautuu usein sylinteriin, mikä johtuu nesteen sekoittamisesta pumppaustoiminnon ai-20 kana tai paineen ja lämpötilan muutoksista. Esimerkiksi jotkut nesteet reagoivat sekoittamiseen ja/tai paineen ja lämpötilan muutoksiin erottumalla kemiallisesti neste- ja kaasufraktioiksi, kun taas toiset nesteet vain höyrystyvät ja muuttuvat fysikaalisesti nestemäisestä muodosta kaasu-25 maiseen muotoon. Tällöin syntyvä ongelma on, että kaasut muodostavat kuplia, jotka jäävät sylinterin pumppauspäähän ja pilaavat tällöin pumpun mittaustarkkuuden ja joissakin tilanteissa sulkevat virtauksen kokonaan. Yleensä kaasu-kuplat jäävät männän syvennetyn osan ja sylinterin sisä-30 seinämän väliin.

Varsinkin silloin kun mäntä kääntyy maksimimäärän käyttöakseliin nähden, ts. kun pumpun iskun pituus on maksimi, mäntä liikkuu edestakaisin maksimietäisyydellä sisä-ja ulkoasentonsa välillä, niin että männän vapaa pää on 35 ulkoasennossa hyvin lähellä sylinterin päätyseinämää, ts.

93485 3 pumppausiskun lopussa. Tässä asennossa syvennetyn osan yläpää on poistosolan kohdalla tai sen alapuolella ja sijaitsee sylinterin työkammiossa, jonka poistosola ja pää-tyseinämä rajaavat. Tällöin mahdollisesti muodostuvat kup-5 lat poistuvat poistosolan kautta.

Kuitenkin, kun pumppu ei toimi täydellä teholla, ts. silloin kun mäntä ei käänny maksimimääräänsä, mäntä joutuu liikkumaan edestakaisin pienemmällä etäisyydellä sisä- ja ulkoasentonsa välillä. Tästä johtuen syvennetyn 10 osan yläpää on jatkuvasti poistosolan yläpuolella männän liikkuessa edestakaisin. Syvennetyn osan ja sylinterin sisäseinämän väliin muodostuneet kaasukuplat eivät tällöin poistu pumppaustoiminnon aikana ja haittaavat sitä. On huomattava, että mitä lyhyempi männän iskun pituus on, 15 sitä enemmän syvennettyyn osaan jää kaasua, jolloin pumppuun tulleen kaasun ja pumpun tilavuuden välinen suhde kasvaa, ts. pumppu reagoi kaasuun.

Käsiteltävän keksinnön tavoitteena on saada aikaan sellainen tilavuusmäntäpumppu, jossa mäntä siirtyy aina 20 sen paineiskun lopussa lähelle sylinterin päätyseinämää männän ja käyttömoottorin käyttöakselin välisestä kulmasta riippumatta.

Käsiteltävän keksinnön tavoitteena on myös saada aikaan sellainen tilavuusmäntäpumppu, joka on yksinkertai-25 nen ja taloudellinen valmistaa ja käyttää.

Näihin tavoitteisiin päästään keksinnön mukaisella pumpulla, jolle on tunnusomaista, että se käsittää laitteen sylinterin ohjaamiseksi männän kääntöliikkeen aikana käyttölaitteeseen nähden sen varmistamiseksi, että syven-30 netty osa on kokonaan työkammiossa kun mäntä on ulkoasen-nossa männän ja käyttölaitteen välisestä kulmasta riippumatta.

Edullisesti ohjauslaite käsittää pohjaosan, jossa on kaareva aukko, jolla on kaareva jatke oleellisesti poi-35 kittain mäntään nähden ja ainakin yksi pitkänomainen auk- 4 93485 ko, joka suuntautuu oleellisesti poikittain kaarevaan aukkoon nähden, ja tappiosan sylinterin ohjaamiseksi kaarevassa aukossa ja pitkänomaisessa aukossa männän kääntyessä käyttölaitteeseen nähden.

5 Käsiteltävän keksinnön edellä mainitut ja myös muut tavoitteet, rakennepiirteet ja edut käyvät selville seu-raavasta yksityiskohtaisesta keksintöä koskevasta selostuksesta, johon oheiset piirustukset liittyvät.

Kuvio 1 on sivukuva, osittain poikkileikkauksena, 10 tavanomaisesta tilavuusmäntäpumpusta, kuvio 2 on tasokuva, osittain poikkileikkauksena, kuvion 1 mukaisesta tilavuusmäntäpumpusta männän ollessa käännetty moottorin käyttöakseliin nähden, kuviot 3A - 3C ovat osapoikkileikkauksia tavanomai-15 sen tilavuusmäntäpumpun eräästä osasta ja esittävät maksi miteholla tapahtuvaa toimintaa, kuviot 4A - 4C ovat osapoikkileikkauksia tavanomaisen tilavuusmäntäpumpun eräästä osasta ja esittävät maksimitehoa pienemmällä teholla tapahtuvaa toimintaa, 20 kuvio 5 on tasokuva, osittain poikkileikkauksena, käsiteltävän keksinnön ensimmäisen rakenteen mukaisesta tilavuusmäntäpumpusta, kuvio 6 on sivukuva, osittain poikkileikkauksena, kuvion 5 mukaisesta tilavuusmäntäpumpusta, 25 kuvio 7 on graafinen esitys ja havainnollistaa tu loksia, joka koskevat ilman pääsemistä tavanomaiseen ti-lavuusmäntäpumppuun, kuvio 8 on graafinen esitys ja havainnollistaa tuloksia, jotka koskevat ilman pääsemistä keksinnön mukai-30 seen tilavuusmäntäpumppuun, ja kuvio 9 on tasokuva käsiteltävän keksinnön toisen rakenteen mukaisen tilavuusmäntäpumpun kääntölevystä.

Tutustuttaessa piirustuksiin yksityiskohtaisesti ja aluksi kuvioihin 1 ja 2 niissä nähdään tavanomainen tila-35 vuusmäntäpumppu 10, joka vastaa US-patentissa nro 3 168

II

93485 5 872 selostettua tyyppiä ja käsittää onton sylinterin 12, jossa on suljettu työpää 14 ja vastakkainen, reiän 16 käsittävä pää 15. Suoraan vastakkaiset solat 18 ja 20 on muodostettu sylinterin 12 työpäähän. Kuten seuraavasta 5 selostuksesta käy selville, kumpikin sola 18 ja 20 voi toimia joko tulosolana tai poistosolana. Näin ollen solan 18 toimiessa tulosolana sola 20 toimii poistosolana ja päinvastoin. Sopivat putket 22 ja 24 voidaan yhdistää vastaavasti solaan 18 ja 20, jolloin ne muodostavat osan pum-10 pattavan nesteen piiristä. Työkammio 26 on muodostettu sylinteriin 12 ja rajattu työpäällä 14 sekä solilla 18 ja 20 ja se on nesteyhteydessä soliin 18 ja 20.

Mäntä 28 on sijoitettu pyörivänä ja edestakaisin liikkuvana sylinteriin 12 reiästä 16 ja käsittää vapaan 15 pään 30 ja käyttövoimalla varustetun pään 32. Vapaaseen päähän 30 on muodostettu tasainen syvennetty osa 34, joka on vuorotellen nesteyhteydessä soliin 18 ja 20 männän 28 pyöriessä sylinterissä 12. Näin ollen syvennetty osa 34 toimii solien 18 ja 20 välisenä kanavana sekä avaa ja sul-20 kee solat 18 ja 20 vuorotellen. Syvennetty osa 34 liittyy toiminnallisesti männän 28 päässä olevan työkammion 26 osaan ja muodostaa sylinterin pumppukammion, jolloin neste pumpataan solien 18 ja 20 väliin.

Esitetyllä tavalla sylinteri 12 ja mäntä 28 on 25 kiinnitetty pohjaan 36 L-muotoisella kannattimella 38, jonka toinen jalka 40 on pohjan 36 päällä ja yhdistetty siihen kääntötapilla 42. Sylinterin 12 vastakkainen pää 15 on kiinnitetty kannattimen 38 toisen jalan 44 ulkopintaan ja siihen on tehty reikä 46, jonka läpi mäntä 28 menee 30 sylinteriin 12.

Kuten kuviossa 1 esitetään, käyttöakselin 50 käsittävä käyttömoottori 48 on kiinnitetty pohjaan 36 moottorin kannattimella 52. Varsi 54, jossa on pienempi napa 55, on kiilattu käyttöakseliin 50 sopivalla osalla, esi-35 merkiksi tapilla 56, joka menee pienemmän navan 55 ja 93485 6 käyttöakselin 50 läpi. Varressa 54 on istukka 58. Sivu-varsi 60 on kiinnitetty männän 28 käyttövoimalla varustettuun päähän 32 ja varren 60 vapaassa päässä on kuulalaake-ri 62. Kuula 62 menee istukkaan 58, jolloin muodostuu 5 yleispallonivel. Tällä järjestelyllä mäntä 28 pyörii käyttöakselin 50 käyttämänä, jolloin nestettä pumpataan solien 18 ja 20 välillä. Samaan aikaan mäntä 28 on nivelletty käyttöakseliin 50 edellä mainitulla pallonivelellä kuvion 2 selvästi esittämällä tavalla.

10 Kun mäntä 28 on suunnilleen sama-akselinen käyttö- akselin 50 kanssa, se (28) pyörii sylinterissä 12. Tällaisessa sama-akselisessa asennossa männällä 28 ei ole kuitenkaan iskua, joten se ei liiku edestakaisin moottorin 48 käynnistyttyä. Pumppaustoimintoa ei siis tapahdu.

15 Sen sijaan, kuten kuviossa 2 esitetään, kun sylin teri 12 kääntyy kääntötapissa 42, joka on samassa linjassa varren 54 pystyakselin kanssa, mäntä 28 kääntyy käyttö-akselin 50 keskiviivaan 64 nähden. Koska mäntä 28 on yhdistetty varteen 54 poikittaisvarrella 60 ja pallonive-20 lellä, se (28) liikkuu pyöriessään edestakaisin sylinterissä 12 sisäasennon ja ulkoasennon välillä. Männän 28 sylinterissä 12 tapahtuva yhdistetty pyörimis- ja edestakainen liike saa aikaan nesteen pumppaustoiminnon ulos työkammiosta 26 solan 18 kautta. Sola 20 toimii tällöin 25 tulosolana. Kun sylinteri 12 käännetään keskiviivaan 64 nähden vastakkaiseen suuntaan, nestevirtauksen suunta muuttuu. Sylinterin 12 kääntöliikkeen suuruus määrää männän iskun pituuden ja tästä johtuen myös nestevirtauksen määrän, ts. mitä suurempi kulma on, sitä suurempi on män-30 nän iskun pituus js näin ollen myös nestevirtaus.

Kuten jo edellä mainittiin, kaasuja, kuten ilmaa, vetyä, hiilidioksidia ja vastaavia, joita on nesteessä, pääsee kuitenkin usein sylinterin 12 pumppukammioon nesteen tullessa pyörteiseksi pumppaustoiminnon aikana tai 35 paineen ja lämpötilan vaihteluista johtuen. Tämän vuoksi 93485 7 vapautuneet kaasut muodostavat kuplia, jotka jäävät sylinterin 12 pumppukammioon ja pilaavat tällöin pumpun 10 mittaustarkkuuden ja joissakin tapauksissa sulkevat virtauksen kokonaan. Kaasukuplat jäävät tavallisesti männän 28 5 syvennetyn osan 34 ja sylinterin 12 sisäseinämän väliin.

Nimenomaan silloin, kun mäntä 28 kääntyy käyttöak-selin 50 keskiviivaan 64 nähden maksimimäärään, ts. pumpun 10 toimiessa maksimi-iskulla kuvioissa 3A-3C esitetyllä tavalla, mäntä 28 liikkuu edestakaisin maksimietäisyydellä 10 sisäasentonsa 66 ja ulkoasentonsa 68 välillä, jossa männän 28 vapaa pää 30 on lähellä sylinterin 12 työpään 14 pääty-seinämää. Tässä asennossa syvennetyn osan 34 yläpää 34a on poistosolan kohdalla tai sen alapuolella, ts. sylinterin 12 työkammiossa, jonka poistosola ja työpää 14 rajaavat. 15 Tällöin mahdollisesti muodostuneet kuplat poistuvat poistosolan kautta.

Kuitenkin silloin, kun pumppu 10 ei toimi täydellä tehollaan, vaan esimerkiksi vain 25 %:n teholla, ts. silloin, kun mäntä 28 kääntyy maksimimääräänsä vähemmän kuvi-20 oissa 4A-4C esitetyllä tavalla, mäntä 28 joutuu liikkumaan edestakaisin pienemmällä etäisyydellä sisäasennon 66 ja ulkoasennon 68 välillä. Tästä on seurauksena, että syvennetyn osan 34 yläpää 34a on koko ajan poistosolan yläpuolella männän 28 liikkuessa edestakaisin. Syvennetyn osan 25 34 ja sylinterin 12 sisäseinämän väliseen taskuun 70 muodostuneet kaasukuplat jäävät tällöin kuviossa 4B esitetyllä tavalla sinne pumppaustoiminnon ajaksi ja häiritsevät sitä. On huomattava, että mitä pienempi männän iskun pituus on, sitä enemmän kaasua jää taskuun 70, jolloin 30 pumppuun jääneen kaasun ja pumpun tilavuuden välinen suhde kasvaa, ts. pumppu reagoi kaasuun.

Tämän vaikeuden vuoksi maksimitehoa pienemmällä teholla toimivan pumpun virtausnopeutta on muutettava useita kertoja. Pumppuun jäänyt ilma virtaa tällöin ulos 35 siitä ja palauttaa sille säädetyn siirtomäärän ennalleen.

8 93485 Tällaiset tehon muutokset ovat kuitenkin hankalia ja vievät aikaa. Kun pumppua käytetään esimerkiksi pumppaamaan nestettä pullojen päällystämistä varten, tällaiset tehon muutokset aiheuttavat kalliiden päällystyskemikaalien lii-5 allista kulutusta tai pullojen päällystämisen jäämisen riittämättömäksi.

Seuraavassa selostetaan kuvioihin 5 ja 6 viittaamalla käsiteltävän keksinnön ensimmäisen rakenteen mukaista tilavuusmäntäpumppua 110, jolloin kuvioissa 1 ja 2 esi-10 tetyn tavanomaisen tilavuusmäntäpumpun osia vastaavat osat on merkitty muuten samoilla viitenumeroilla, mutta niihin on lisätty 100. Esitetyllä tavalla pumppu 110 käsittää onton sylinterin 112, jossa on suljettu työpää 114 ja vastakkainen pää 115, jossa on reikä 116. Sylinteriin 112 on 15 muodostettu suoraan toisiaan vastapäätä olevat solat 118 ja 120 lähelle työpäätä 114. Tavanomaista tilavuusmäntäpumppua 10 vastaavalla tavalla kumpikin sola 118 ja 120 voi toimia joko tulosolana tai poistosolana. Näin ollen solan 118 toimiessa tulosolana sola 120 toimii poistoso-20 lana ja päinvastoin. Sopivat putket 122 ja 124 voidaan yhdistää vastaavasti soliin 118 ja 120 osana pumpattavan nesteen piiriä. Työkammio (ei esitetty) on muodostettu sylinteriin 112, rajattu työpäällä 114 ja solilla 118 ja 120 ja on nesteyhteydessä soliin 118 ja 120 kuvioiden 1 ja 25 2 esittämän rakenteen työkammiota 26 vastaavalla tavalla.

Mäntä 128 on sijoitettu reiän 116 kautta sylinteriin 112 pyörivänä ja edestakaisin liikkuvana ja käsittää vapaan pään (ei esitetty) ja käyttövoimalla varustetun pään 132. Vapaaseen päähän on muodostettu tasainen syven-30 netty osa, joka vastaa kuvioissa 1 ja 2 esitettyä ja on vuorotellen nesteyhteydessä soliin 118 ja 120 männän 128 pyöriessä sylinterissä 112. Syvennetty osa toimii siis solien 118 ja 120 välisenä kanavana avaten ja sulkien vuorotellen solat 118 ja 120. Syvennetty osa muodostaa yhdes-35 sä männän 128 päässä olevan työkammion osan kanssa sylin- I! 9 9o465 terin pumppukammion, jolloin neste pumpataan solien 118 ja 120 väliin.

Varsi 154, jossa on pienempi napa 155, on kiilattu käyttömoottorin (ei esitetty) käyttöakseliin 150 jollakin 5 sopivalla osalla, esimerkiksi tapilla 156, kuvioissa 1 ja 2 esitettyyn tavanomaiseen tilavuusmäntäpumppuun liittyvää selostusta vastaavalla tavalla. Varressa 154 on istukka 158. Sivuvarsi 160 on kiinnitetty männän 127 käyttövoimalla varustettuun päähän 132 ja siinä on kuulalaakeri 10 162, joka on kiinnitetty sen vapaaseen päähän. Kuula 162 on pantu istukkaan 158, jolloin muodostuu yleispallonivel. Tällä järjestelyllä käyttöakseli 150 pyörittää mäntää 128, jolloin neste pumpataan solien 118 ja 120 väliin. Samanaikaisesti mäntä 128 on nivelletty käyttöakseliin 150 15 edellä mainitulla yleispallonivelellä kuviossa 5 selvästi esitetyllä tavalla.

Edellä selostettu tilavuusmäntäpumppu 110 on tavanomaista rakennetta ja vastaa rakenteeltaan ja toiminnaltaan kuvioissa 1 ja 2 esitettyä tavanomaista tilavuusmän-20 täpumppua 10.

Käsiteltävän keksinnön mukaan sylinteri 112 ja sen mukana mäntä 128 on nivelletty pohjaan 136, niin että männän 128 syvennetyn osan yläpää on sijoitettu kokonaan sylinterin 112 työkammioon, joka on rajattu työpäällä 114 ja 25 solilla 118 ja 120, männän ollessa ulkoasennossaan, ts. paineiskunsa päässä, männän 128 ja käyttöakselin 150 keskiviivan välisestä kulmasta riippumatta. Tämän vuoksi männän 128 ollessa ulkoasennossaan sen ja käyttöakselin 150 välisestä kulmasta riippumatta männän 128 syvennetyn osan 30 ja sylinterin 112 sisäseinämän väliin ei muodostu kaasu-taskua 70, joten pumppu 110 ei käytännöllisesti katsoen reagoi kaasuun.

Tähän päästään siirtämällä männän 128 sisäasentoa ja ulkoasentoa männän iskun pituutta muuttamatta. Nimen-35 omaan ulkoasento siirretään kuviossa 3A esitettyyn asen- 93485 10 toon männän 128 ja keskiviivan 164 välisestä kulmasta riippuen. Tämä merkitsee taas sitä, että pumpun isku, ts. männän 128 liikkeen kokonaispituus sylinterissä 112 männän uiko- ja sisäasennon välillä, on sama kuin kuvioiden 1 5 ja 2 esittämässä tavanomaisessa tilavuusmäntäpumpussa. Virtausnopeus pysyy tästä johtuen samana eikä kaasun aiheuttamaa ongelmaa ole.

Kuten kuvioissa 5 ja 6 esitetään, pohjan 136 yläpintaan 136a on tehty suoraviivainen, pitkänomainen aukko 10 172, joka on keskiviivan 164 suuntainen ja sijaitsee var ren 154 alapuolella. Pohjan 136 yläpintaan 136a on muodostettu myös kaareva aukko 174. Tarkemmin sanottuna kaareva aukko 174 on muodostettu kahden kaarevan aukko-osan 176 ja 178 avulla, jotka on yhdistetty vastaavista päistään ja 15 järjestetty symmetrisesti keskiviivan 164 ympärille.

Yleistäen voidaan sanoa, että kaarevan aukko-osan 178 keskusta on pallon 162 keskustassa kuviossa 5 esitetyssä asennossa. Vastaavasti kaarevan aukko-osan 176 keskusta on pallon 162 keskustassa, kun pallo on kuviossa 5 esi-20 tettyä asentoa suoraan vastapäätä. Yksinkertaistettuna voidaan sanoa, että se taso, joka yhdistää pallon 162 keskustan, kun pallo on kuviossa 5 esitetyssä asennossa ja vastaava, suoraan vastakkainen asento ovat yleensä yhdensuuntaiset pohjan 136 yläpinnan 136a tason kanssa. Näin 25 ollen pallon 162 asentoa tässä vastaavassa tasossa käytetään kaarevien aukko-osien 176 ja 178 kaarevuussäteen keskustan määräämiseksi. On huomattava, että pallon 162 ollessa sijoitettu kumpaan tahansa näistä kahdesta asennosta varsi 160 on myös tällaisessa tasossa ja yhdensuuntainen 30 kaarevan aukon 174 käsittävän yläpinnan 136a tason kanssa.

Pystypylväs 180 on yhdistetty toisesta päästään sylinteriin 112, mieluimmin solien 118 ja 120 kohdalle kuvioissa esitetyllä tavalla ja liitetty vastakkaisesta päästään kääntölevyyn 182, jossa on päätytuet 184 ja 186, 35 jotka tukevat kääntölevyn 182, pystypylvään 180 ja sylin- 93485 11 terin 112 pohjan 136 päälle. Ohjaustappi 188 suuntautuu pylväästä 180 kääntölevyn 182 läpi kaarevaan aukkoon 174. On huomattava, että ohjaustappi 188 voidaan muodostaa vaihtoehtoisesti kääntölevyyn 182 kiinteänä, jolloin se 5 suuntautuu siitä alaspäin kaarevaan aukkoon 174. Kääntö-tappi 190 on muodostettu kääntölevyyn 182 kiinteänä ja suuntautuu siitä alaspäin pitkänomaiseen aukkoon 172. Jousi (ei esitetty) tai muu vastaava laite voidaan järjestää kääntölevyn 182 vetämiseksi vasemmalle (kuviot 5 ja 6), 10 jolloin estetään kääntölevyn 182 kääntölrikkeen liiallinen vapaa liike pohjaan 136 nähden.

Tällä järjestelyllä riippumatta siitä kulmasta, jossa mäntä 128 ja sylinteri 112 kääntyvät käyttömootto-rin käyttöakselin keskiviivaan 164 nähden, mäntä 128 on 15 aina kuvion 3A esittämässä ulkoasennossaan. Tästä johtuen männän 128 syvennetyn osan (ei esitetty) yläpää on aina sylinterin 112 työkammiossa, jonka työpää 114 ja solat 118 ja 120 rajaavat, joten taskua 70 ei muodostu tällaisessa asennossa. Näin ollen syvennetyn osan ja sylinterin 112 20 sisäseinämän väliin mahdollisesti muodostuneet kaasukuplat poistuvat poistosolan kautta, eivätkä jää sylinteriin 112, kun mäntä 128 siirtyy ulkoasentoonsa.

Kuten kuviossa 5 esitetään, kääntölevy 182 on muodoltaan mieluimmin sellainen, että se suippenee pistee-25 seen 192 sylinterin 112 työpään 114 ohi. Tällä tavoin piste 192 liittyy pohjan 136 yläpinnnassa 136a olevaan asteikkoon 194, jolla määrätään männän 128 kääntökulma keskiviivaan 164 nähden. Käytännössä pumpun maksimivirtaus on mahdollinen asteiden ollessa +20° ja -20°.

30 Käsiteltävän keksinnön mukaan tilavuusmäntäpumppu 110 ei reagoi kaasuihin maksimitehoa pienemmällä teholla, koska kaasut poistuvat aina. Tämä nähdään selvästi kuvioista 7 ja 8. Kuvio 7 esittää ilman vaikutusta kuvioiden 1 ja 2 mukaiseen tavanomaiseen tilavuusmäntäpumppuun 10, 35 jonka mäntä 28 on 6,4 mm, pyörimisnopeus 16,7 kierr./min, __- l 93485 12 imu 20 cm ja virtauspaine 2 baaria. Pumppu 10 siirtää, kun ilma on poistettu siitä, 0,79 g nestettä minuutissa ja sitä käytettiin maksimitehoon nähden 15,8 % teholla. Ilmaa syötettiin ensin pumppuun 10 sekunnin ajan. Neljän minuu-5 tin käytön jälkeen pumpun syöttö oli 0,24 g minuutissa ja pumpussa oli sitten ilmasulku viisi minuuttia. Päästettäessä pumppuun 10 lisää ilmaa se pystyi ylittämään kriittisen pisteen ja alkamaan jälleen pumppaamisen. Noin 30 minuutin kuluttua pumppu 10 pumppasi sille säädettyyn telo hoon verrattuna noin 89 %:n teholla. Pumpun säädön ollessa 8,6 % (0,43 ml/min) maksimitehosta tai vielä pienempi todettiin, että ilman tullessa pumppuun muodostui ilmasulku eikä pumppu toiminut ollenkaan.

Kuvio 8 esittää ilman vaikutusta käsiteltävän kek-15 sinnön mukaiseen ja kuvioissa 5 ja 6 esitettyyn tilavuus-mäntäpumppuun 110. Pumpun mäntä 128 oli 6,4 mm, pyörimisnopeus 16,7 kierr./min, imu 20 cm ja virtauspaine 2 baaria. Pumpun 110 käyttöteho oli 15,2 % sen maksimitehoon verrattuna. Ilmaa päästettiin pumppuun 110 30 sekunnin 20 ajan. Pumpun 110 teho oli 89 % sille säädetystä tehosta neljän minuutin kuluttua.

Toisessa testissä konstruoitiin kuvioiden 1 ja 2 mukainen tilavuusmäntäpumppu ja sama pumppu konstruoitiin muuttamalla sitä käsiteltävän keksinnön kuvioissa 5 ja 6 25 esitetyn rakenteen mukaan. Käyttämällä vettä, jossa oli vähän pesuainetta (pintajännityksen pitämiseksi pienenä), mainitut pumput testattiin imun ollessa 20 cm ja virtaus-paineen 2 baaria. 250 ml:n pikari pantiin vaakaan (10 mg erottelu) ja vesi imettiin pois pumpuilla. Paino mitat-30 tiin joka minuutti. Tehon ollessa 25 % maksimitehosta ja ilman imemisen kestoajan 20 sekuntia, saatiin seuraavat tulokset: 35 93485 13

Taulukko I

Tavanomainen pumppu, säätö 0,79 g/min Tilavuus huolellisen ilmanpoiston jälkeen Aika (min) Pumppaustoiminto (g/min) 5 0-5 0,51 5-10 0,61 10 - 15 0,65 15 - 20 0,68 20 - 22 0,71 10 25 - 30 0,72 30 jälkeen 0,72

Taulukko II

Käsiteltävän keksinnön mukainen pumppu, säätö 0,92 g/min Tilavuus huolellisen ilmanpoiston jälkeen 15 Aika (min) Pumppaustoiminto (g/min) 0-5 0,81 5-10 0,91 10 - 15 0,92 15 jälkeen 0,92

20 Taulukko III

Käsiteltävän keksinnön mukainen pumppu, säätö 0,76 g/min Tilavuus huolellisen ilmanpoiston jälkeen Aika (min) Pumppaustoiminto (g/min) 0-5 0,69 25 5-10 0,76 10 jälkeen 0,76

Kuten edellä esitetyistä tuloksista nähdään, ilman sisääntulo alentaa pumpun tehoa ja tavanomainen pumppu tarvitsee tällöin palautuakseen paljon enemmän aikaa. Tä-30 mä johtuu siitä, että sylinterissä olevan pienen ilmamäärän on hajottava nesteeseen, ennen kuin pumppu pääsee täyteen tehoonsa. Kun säädöt ovat taulukossa I esitettyä pienempiä, kaasukupla aiheuttaa pumpun täydellisen pysähtymisen. Sen sijaan käsiteltävän keksinnön mukainen pumppu 35 palautuu ennalleen hyvin nopeasti ilman sisääntulosta eikä reagoi käytännöllisesti katsoen lainkaan ilmaan.

,λ 93485 14

Seuraavassa selostetaan kuvioon 9 viittaamalla käsiteltävän keksinnön toisen rakenteen mukaista kääntölevyä 282. Esitetyllä tavalla pitkänomainen aukko 172 on korvattu kahdella pitkänomaisella, vähän kaarevalla aukolla 272a 5 ja 272b, jotka ovat pitkänomaisia keskiviivan 264 pääsuun-taan nähden ja sijoitettu keskiviivan molemmille puolille. Tässä suhteessa kääntötappi 190 on korvattu kahdella kään-tötapilla 290a ja 290b, jotka menevät vastaaviin aukkoihin 272a ja 272b. Tällä järjestelyllä muutetaan kulma maksimi-10 tehosta, joka on esimerkiksi 20°, 0° suuruiseksi kulmaksi samaan linjaan keskiviivan 264 kanssa kääntötapin 290a ollessa kääntökeskustana. Lisämuutos -20° suuruiseksi kulmaksi tapahtuu kääntötapin 290b ollessa kääntökeskustana. Yleensä kääntötappien 290a ja 290b välinen etäisyys vastaa 15 suunnilleen sen ympyrän halkaisijaa, jonka kautta pallon 162 keskusta menee jokaisen pyörähdyksen aikana. Vaihtoehtona jouselle tai sen lisänä kääntölevyn 282 siirtämiseksi vasemmalle (kuvio 9) pohjaan voidaan muodostaa harjanne 296 kääntölevyn 282 pisteen 292 eteen ja kääntösäädön ta-20 pahduttua kääntölevy 282 voidaan kiinnittää paikalleen ruuvikiinnityksenä tai vastaavana (ei esitetty).

On huomattava, että alan ammattimiehet voivat tehdä erilaisia muutoksia käsiteltävän keksinnön suojapiirin puitteissa. Esimerkiksi sylinteri voi olla kiinteä ja 25 käyttömoottoria ja sen käyttöakselia voidaan kääntää sylinteriin nähden. Vaihtoehtoisesti tapit voidaan kiinnittää pohjaan ja tehdä kääntölevyyn aukot.

Vaikka edellä on oheisiin piirustuksiin viittaamalla selostettu joitakin keksinnön suositettavia raken-30 teitä, on huomattava, ettei käsiteltävä keksintö ole kuitenkaan rajoitettu näihin suositettaviin rakenteisiin, vaan alan asiantuntijat voivat tehdä erilaisia muutoksia ja muunnelmia oheisissa patenttivaatimuksissa rajatun keksinnön suojapiiristä ja ajatuksesta poikkeamatta.

Claims (8)

93485 15

1. Pumppu, joka käsittää sylinterin (112), jossa on työpää (114), tulosola (118, 120), poistosola (118, 5 (120) ja työkammio (26), joka on rajattu poistosolalla ja työpäällä; männän (128), joka pyörii ja liikkuu edestakaisin sylinterissä (112) sisäasennon ja ulkoasennon välillä ja käsittää vapaan pään (30), jonka syvennetty osa (34) on 10 vuorotellen nesteyhteydessä tulosolaan ja poistosolaan (118, 120); välineet (158, 162) männän (128) yhdistämiseksi käyttölaitteeseen (150, 48), joka pyörittää ja siirtää mäntää (128) edestakaisin sylinterissä (112); 15 tunnettu siitä, että se käsittää laitteen sylinterin (112) ohjaamiseksi männän (128) kääntöliikkeen aikana käyttölaitteeseen (150, 48) nähden sen varmistamiseksi, että syvennetty osa (34) on kokonaan työkammiossa (26) kun mäntä (128) on ulkoasennossa männän ja käyttö-20 laitteen välisestä kulmasta riippumatta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pumppu, tunnettu siitä, että ohjauslaite käsittää pohjaosan (136), jossa on kaareva aukko (174), jolla on kaareva jatke oleellisesti poikittain mäntään (128) nähden ja ainakin 25 yksi pitkänomainen aukko (172, 272a, 272b), joka suuntautuu oleellisesti poikittain kaarevaan aukkoon nähden, ja tappiosan (188, 190, 290a, 290b) sylinterin (112) ohjaamiseksi kaarevassa aukossa ja pitkänomaisessa aukossa männän (128) kääntyessä käyttölaitteeseen (150, 48) nähden.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen pumppu, tun nettu siitä, että mainittu ohjauslaite käsittää kään-tölevyn (182, 282) tappiosan (188, 190, 290a, 290b) yhdistämiseksi sylinteriin (112).

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen pumppu, 35 tunnettu siitä, että mäntä (128) käsittää käyttö- 1β 93485 voimalla varustetun pään (132) vapaata päätä (30) vastapäätä, ja että kääntöliitäntävälineet käsittävät varsiosan (154), joka on yhdistetty käyttölaitteeseen (150, 48) ja jossa on istukka (158), varsiosan (160), joka suuntautuu 5 oleellisesti poikittain männän (128) käyttövoimalla varustetusta päästä ja pallon (162), joka on kiinnitetty varsi-osaan (160) ja menee pallonivelrakenteen istukkaan.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen pumppu, tunnettu siitä, että kaareva aukko (174) on muodostettu 10 pohjaosan (136) ensimmäiseen tasoon 136a), ja että kaarevan aukon kaarevuussäde on keskitetty pääasiassa pallon (162) keskustaan, kun varsiosa (160) on pohjaosan ensimmäiseen tasoon nähden suunnilleen yhdensuuntaisessa tasossa.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen pumppu, tun nettu siitä, että kaareva aukko (174) on muodostettu keskiviivan (164) vastakkaisille puolille ja pohjaosan (136) ensimmäiseen tasoon (136a), että kaarevan aukon (174) kaarevuussäde keskiviivan toisella puolella (176) on 20 keskitetty suunnilleen pallon (162) keskustaan, kun varsi-osa (160) suuntautuu ensimmäiseen suuntaan pohjaosan ensimmäiseen tasoon nähden oleellisesti yhdensuuntaisessa tasossa, ja että kaarevan aukon (174) kaarevuussäde keskiviivan vastakkaisella puolella (178) on keskitetty oleel-25 lisesti pallon (162) keskustaan, kun varsiosa (160) suuntautuu toiseen, vastakkaiseen suuntaan mainitussa tasossa.

7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen pumppu, tunnettu siitä, että tappiosa käsittää ohjaustapin (188), joka on sijoitettu kaarevassa aukossa (174) liik- 30 kuvaksi, ainakin yhden kääntötapin (190, 290a, 290b), joka on sijoitettu liikkuvana pitkänomaiseen aukkoon (172, 272a, 272b) ja välineet (180, 182) ohjaustapin ja kääntö-tapin yhdistämiseksi sylinteriin (112).

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pumppu, t u n-35 n e t t u siitä, että ohjauslaite käsittää pohjaosan li 17 9S4BS (138), kääntölevyosan (282), joka on kiinnitetty pohjaosaan sylinterin (112) tukemiseksi, pohjaosan ja kääntölevyosan toisessa päässä kaksi pitkänomaista aukkoa (272a, 272b), jotka ovat pumpun vastakkaisilla puolilla ja sen 5 keskiviivan (264) pääsuunnassa, ja pohjaosassa tai kääntö-levyosassa kaksi tappiossa (290a, 290b), jotka menevät vastaavasti kahteen mainittuun aukkoon sylinterin (112) ohjaamiseksi männän kääntöliikkeen aikana käyttölaitteeseen (150, 48) nähden. ie 93485