JPH02504539A - Multichamber pumps, valves for such pumps and uses of said pumps - Google Patents
Multichamber pumps, valves for such pumps and uses of said pumpsInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 ポンプ そのよ なポンプのための 及び前記ポンプの使用 本発明は少なくとも2i!の室を備えた多室ポンプに関する。さらに本発明はそ のようなポンプのための弁及び前記ポンプの使用に関する。[Detailed description of the invention] PUMP FOR SUCH PUMP AND USE OF SUCH PUMP The present invention provides at least 2i! The present invention relates to a multichamber pump having two chambers. Furthermore, the present invention The invention relates to valves for pumps such as and the use of said pumps.
スクイーズドチューブポンプであって例えば回転するホイール上に取付けられた スクイーズローラによって可撓ホースがそのボン1セクシヨン内で複数個の室に 区分されるものは既知である。スクイーズローラは下に位置する固体面、例えば プレート、に対してホースを押圧する。各室は前記スクイーズO−ラの転動作用 によってポンプ吸排されるポンピング媒質を充満される。これらポンプは例えば 液体と気体との混合物がポンピング媒質であるときは多くの場合において作動不 能に陥ることが知られている。大量の気体が無効果的にポンプ吸排され得るに過 ぎず、そしてもしポンピング媒質が固体をも含有するならば、可撓ホースを損傷 する恐れがある。squeezed tube pumps, e.g. mounted on a rotating wheel A squeeze roller allows the flexible hose to be divided into multiple chambers within its bong section. What is classified is known. The squeeze roller is placed on an underlying solid surface, e.g. Press the hose against the plate. Each chamber is for the rolling operation of the squeeze O-ra. The pump is filled with pumping medium which is sucked and discharged by the pump. These pumps are for example When a mixture of liquid and gas is the pumping medium, it is often inoperable. He is known to fall into Noh. Too much gas can be pumped ineffectively. and damage the flexible hose if the pumping medium also contains solids. There is a risk that
本発明の目的は、適正な効率を以て液相及び気相の任意の所望される、交代を含 む、混合比を有する媒質をポンプ吸排し得るポンプを創作することである。該ポ ンプは純気相及びIIl液相をともにポンプ吸排し得なくてはならない0本発明 のもう一つの目的は、そのようなポンプに特に適する弁を創作することである。The object of the invention is to include any desired alternation of liquid and gas phases with reasonable efficiency. The first objective is to create a pump that can suck and pump a medium having a mixing ratio. The port The pump must be able to pump both the pure gas phase and the liquid phase. Another aim is to create a valve particularly suitable for such pumps.
本発明のさらにもう一つの目的は、本発明に基づくそのようなポンプの特に有利 なその他の別の使用を示すことである。A further object of the invention is to provide a particularly advantageous pump according to the invention. It is to indicate other different uses.
本発明に従えば、可変容量を有する少なくとも2個の室を有する多室ポンプであ って、前記空がボンピング媒質がポンプ吸排される方向に直列に接続され、そし て前記空のおのおのが少なくとも1個の吸入弁及び/または少なくとも1個の吐 出弁であってポンプ吸排方向においてその反対方向より低い抵抗をボンピング媒 質の流れに対して有するものを有し、そして前記苗が少なくともそれらの1個の 容積の増加または減少を許す手段を有しそして少なくとも1個の室の容積を増加 または減少させる駆動及び制御手段を有するものが提供される。本発明に従えば 前記弁は独立請求の範囲第22項の特徴部分に示す特色によって特徴づけられる 。本発明に従えば、本条苗ポンプの使用は、独立請求の範囲第23項及び第24 項の特徴部分に示す特色によって特徴づけられる。According to the invention, there is provided a multichamber pump having at least two chambers with variable displacement. Therefore, the air is connected in series in the direction in which the pumping medium is pumped and discharged, and each of said empty valves has at least one inlet valve and/or at least one outlet valve. It is an outlet valve that has lower resistance in the pump suction and discharge direction than in the opposite direction. and said seedling has at least one of them. having means for permitting an increase or decrease in volume and increasing the volume of at least one chamber; Alternatively, it is provided with drive and control means for reducing. According to the invention The valve is characterized by the features indicated in the characterizing part of independent claim 22. . According to the invention, the use of the present row seedling pump is defined in independent claims 23 and 24. It is characterized by the features shown in the feature section of the term.
従属請求の範囲の諸項は本発明の有利な実施例に係る。The dependent claims relate to advantageous embodiments of the invention.
本発明に従う多室ポンプは、ボンピング媒質の個々の液相及び気相成分の任意の 交換によって単相及び多相混合物を容易にポンプ吸排する。しかし、2相の単に 一方をそれだけで適切な効率を以てポンプ吸排することも可能である。2相はそ れらの旺盛な混合を混合物がそれを通うて流れるとき生じさせる弁を選択するこ とによって分離を防止される。複数の室を互いに直接隣接するように配列するこ とは、コンパクトな構成に寄与するとともに、恐らく単に1個の弁底部の直裁的 作動及び一つの至のための吐出弁及び次の室のための吸入弁としての個々の弁の 二重の機能に寄与する。可撓の空壁、例えばエラストマのごとき可撓材料から作 られたベローズ、の使用は設計の単純性に寄与する。そのようなベローズの単独 ではやや低い圧縮強さは、コルセット型の圧力ジャケットまたは圧力容器を使用 することによって実質的に増加され得る。The multichamber pump according to the invention can be used to control any of the individual liquid and gas phase components of the pumping medium. Easily pump single-phase and multi-phase mixtures through exchange. However, two-phase simply It is also possible to pump one side alone with appropriate efficiency. 2 phase is that Selecting a valve that produces vigorous mixing of these as the mixture flows through it separation is prevented by Arranging multiple chambers directly adjacent to each other This contributes to the compact construction and probably only one valve bottom direct Actuation and individual valves as discharge valve for one chamber and suction valve for the next chamber Contributes to a dual function. A flexible hollow wall, made from a flexible material such as an elastomer. The use of curved bellows contributes to the simplicity of the design. such bellows alone For slightly lower compressive strengths, use a corset-type pressure jacket or pressure vessel can be substantially increased by
最も多くの様式のシステムがポンプ、例えば油圧ピストン、特に環状油圧ピスト ン、リニアモータ、例えばキャントリニアモータ形式の同期または非同期モータ 、前後運動スピンドル駆動装置、ラックピニオン駆動装置、前後運動用クラッチ 付き駆動装置等を駆動するのに使用され得る。Most types of systems are pumps, e.g. hydraulic pistons, especially annular hydraulic pistons. synchronous or asynchronous motors in the form of linear motors, e.g. , longitudinal motion spindle drive device, rack and pinion drive device, longitudinal motion clutch It can be used to drive an attached drive device or the like.
これら機械部分のより静穏な制動を許すことを別として、例えば往復動するテレ スコープ形の管のための化ドグとしてばね部材を取付けることは、逆方向への戻 り行 ′程のためのエネルギーが回収されることを可能にする。Apart from allowing quieter braking of these mechanical parts, e.g. Installing the spring member as a conversion dog for the scope-shaped tube This allows energy for the traveling process to be recovered.
共振振動数における運転のため、ポンプを機械的振動装置として構成することは エネルギー消費の見地において特に有用であり且つ有利である。Configuring the pump as a mechanical vibrator for operation at a resonant frequency is This is particularly useful and advantageous from an energy consumption standpoint.
システム内における圧力の脈動に対して補償するためのばね部材として、例えば 、液体と気体の混合物のポンプ吸排量、気体を充満される気体室として区画室が 設けられ得る。該区画室は弁上に組付けられ得る。しかし、代替的に、弁は押退 は体の役目も果たし得モして/または独立した複数の押退は体であってポンプ質 の死容積(死容積は送出位相の終わりにポンプ室内に残るボンピング媒質の体積 である)を減少させ、それによりポンプ効率を改善する。As a spring element to compensate for pressure pulsations in the system, e.g. , the amount of pumping of a mixture of liquid and gas, and the compartment chamber as a gas chamber filled with gas. may be provided. The compartment can be assembled onto the valve. But alternatively, the valve is retracted can also serve as a body and/or multiple independent pumps are bodies and pump substances. dead volume (dead volume is the volume of pumping medium remaining in the pumping chamber at the end of the pumping phase) ), thereby improving pump efficiency.
多相ボンピングm*が使用されるときポンプの運転及び作動を改善するため、例 えば気体成分対液体成分の比を一定の限界内に保持する、または、液体成分が予 決定レベル、即ち最循環装置を使用して得られる成るレベル、より低下するのを 許さないことは有用であり得る。そのような再循環装置の場合においては、ボン ピング媒質(気体及び/または液体)はポンプの後続の段から、好ましくは最終 段から手前の一段、好ましくは最初の段へ、諸位相の所望比を得るまたは維持す るために、戻り管路に沿って補給される。また、諸位相の前記所望比を得るため に、個々の段のまたは複数の猪段の吐出弁の手前において遠心分離装置にインパ クトプレートまたはその他の液体分離装置を配Wすることも構想され得る。To improve pump operation and operation when multiphase pumping m* is used, e.g. For example, keeping the ratio of gas to liquid components within certain limits or The decision level, i.e. the level obtained using the recycling device, is lower than the Unforgiveness can be useful. In the case of such recirculation equipment, the bottle The pumping medium (gas and/or liquid) is supplied from subsequent stages of the pump, preferably to the final stage. from one stage to the next, preferably the first stage, to obtain or maintain the desired ratio of phases. It is replenished along the return line in order to Also, in order to obtain the desired ratio of the various phases, The centrifugal separator is equipped with an impeller before the discharge valve of an individual stage or multiple stages. It may also be envisaged to arrange a plate or other liquid separation device.
多室ポンプは逐次接続された一連の全く同じ段から組立てられ得、そして約10 バール毎段、即ちfB充、及びテレスコープ形の室構成の場合においては約30 バール以上の圧力増加を生じさせることは簡単なことである。A multichamber pump can be assembled from a series of identical stages connected in series, and about 10 Approximately 30 bar per stage, i.e. fB full, and in the case of a telescopic chamber configuration It is a simple matter to create a pressure increase of more than bar.
従って、そのようなポンプを使用して50−100バールの圧力増加が容易に達 成され得る。Therefore, pressure increases of 50-100 bar can easily be achieved using such pumps. It can be done.
個々の苗、またはむしろ室の底部、の運動はポンプ作用が可能な限り3!続的で あるように調整される。典型的に段数Nは360°を位相差度数またはその倍数 によって除した値に等しくさるへきである。例えば卓越したボンピング特性が、 逐次接続された3個の段であって120°の位相シフトで作動しそして入力順に 対称的な充填位相とボンピング位相とを有するものを使用して既に獲得され得る 。The movement of individual seedlings, or rather the bottom of the chamber, is as much as possible with pumping action 3! continuous It is adjusted as follows. Typically, the number of steps N is 360° as the phase difference power or its multiples. It is equal to the value divided by . For example, the outstanding bombing characteristics Three stages connected in series, operating with a 120° phase shift and in input order can already be obtained using one with symmetrical filling and pumping phases. .
例えばプッシュプル運転(180°位相差)においては、個々の空、または弁底 部、の運動は連続して1個の空が交互に常にボンピング位相に在りそして隣接す る室が充填位相に在るように調整される。For example, in push-pull operation (180° phase difference), individual air or valve bottom The movement of the parts is continuous so that one air is always in the pumping phase alternately and the adjacent The chamber is adjusted so that it is in the filling phase.
充填位相とボンピング位相とが同じ長さであることは必要でない。その代わりに 、ポンピング位相または圧縮位相を戻り位相または充填位相より入力順により長 くすることが有利である。弁底部は台形運動曲線に従って、正弦曲線に従って、 またはその他の一定の運動曲線に従って駆動され得る。It is not necessary that the filling phase and the pumping phase be of the same length. Instead , the pumping or compression phase is longer than the return or filling phase in the input order. It is advantageous to reduce the The valve bottom follows the trapezoidal motion curve, follows the sinusoidal curve, or may be driven according to other fixed motion curves.
多数の段の運動のシーケンスの相互作用は各種の方法で達成され得る。主要なこ とは次々に後続する諸段は、エネルギーを不必要に消費することなしに、連続性 の等式の慟理的条件(動流のための質ii流量の不変の法則、即ち制御面を通っ て流出する質量と所定間隔の間に流入する質量との差は、前記間隔の間に前記1 1Jtll1面内で消失した質量と等しくなくてはならない)に対し連続的に適 応するように調節されそして構成さるべきことである。Interaction of multiple stage motion sequences can be accomplished in a variety of ways. Main points means that successive stages can be created without unnecessarily consuming energy. (qualities for dynamic flow, i.e., the invariant law of flow rate, i.e., through the control surface) The difference between the mass flowing out during the predetermined interval and the mass flowing in during the predetermined interval is 1Jtll must be equal to the mass lost in one plane). should be adjusted and configured accordingly.
例えば、液体だけの運転の場合においては、運動が全段に対し共通の厳格なタイ ミングサイクルに従うならば有利である。多相混合物の場合において、ポンピン グ媒質中の圧縮可能成分がより大きくなればなるほど、同期性はますます重要で なくなる。このタイプのシステムは、ポンピング媒質が特別の組成を有するとき 、ポンピング最適条件に自動的に適応する(自己適応)ように組立てられ得る。For example, in the case of liquid-only operation, the motion may be subject to strict timing common to all stages. It is advantageous if the timing cycle is followed. In the case of multiphase mixtures, pumping The larger the compressible component in the programming medium, the more important synchrony becomes. It disappears. This type of system is used when the pumping medium has a special composition. , can be constructed to automatically adapt (self-adaptive) to the pumping optimum conditions.
例えば、各ポンプ段を所定出力で運転する、または、それを所定最大ポンピング 圧力(段に入ってそれから出る間の圧力増分)に対して設計することによって前 記自己適応を達成することが可能である。これは個個の段が過負荷されるのを防 ぐとともに駆動装置出力を段間に均等に分配する。For example, operating each pump stage at a given power or pumping it to a given maximum. by designing for pressure (pressure increment between entering and exiting the stage). It is possible to achieve self-adaptation. This prevents individual stages from being overloaded. and distribute the drive output evenly between the stages.
ポンプの個々の段の駆動装置の出力は種々の方法で適合され得る。電動機は電流 調整器、従って、圧力及び/または出力調整器を装備され得る。例えば油圧モー タは定圧給源から補給され得、その結果、ポンプの諸段は定吐出圧力に対してそ れら自体を調節する。The output of the drive of the individual stages of the pump can be adapted in various ways. electric motor is current It may be equipped with a regulator and thus a pressure and/or power regulator. For example, hydraulic The pump can be fed from a constant pressure source so that the stages of the pump are adjust themselves.
前進方向におけるそれらの大きな可能処理量及び反対方向における低流れ抵抗並 びに優れたブロッキング抵抗は、それらの簡単な構造並びに高信頼度がそうであ るように、塔形弁即ちステップ弁を本発明に従うポンプにとって特に有用ならし める。Their large throughput capacity in the forward direction and low flow resistance in the reverse direction as well Their excellent blocking resistance is due to their simple structure as well as high reliability. Tower or step valves are particularly useful for pumps according to the invention, as shown in FIG. Melt.
ポンプ作用間におけるそのポンピング媒質の優れた混合は、そのようなポンプを 単流林料交換am、単流混合装置及び/または気体処理VR1jとして好適なも のにする。Good mixing of the pumping medium during pumping action makes such pumps Suitable as single flow forest material exchange am, single flow mixing device and/or gas treatment VR1j I'm going to do it.
この文脈において用語単流は(対向流混合装置とは対照的に)同一方向に流れる ことを意味する。単に混合装置として使用される本発明に従うポンプは、単に、 入力圧力より僅かに高い出力圧力を有し得る。In this context the term single flow flows in the same direction (as opposed to counterflow mixer) It means that. A pump according to the invention used solely as a mixing device may simply: It may have an output pressure slightly higher than the input pressure.
自己適応を達成する他の一つの方式は、複数の弁底部の若干が同期的にではなく 自由に動作するためのものである。即ち、複数の弁底部の運動はもはや共通の予 決定タイミングサイクルによってl11mされず、それに代えて、弁底部はそれ らの行程の終わりにおいてそれらの運動の方向をリミットスイッチによって自動 的に逆転させる。Another way to achieve self-adaptation is to have some of the valve bases synchronously, but not synchronously. It is meant to operate freely. That is, the movements of multiple valve bottoms no longer have a common prediction. I11m is not determined by the decision timing cycle; instead, the valve bottom is At the end of their stroke, the direction of their movement is automatically controlled by a limit switch. to reverse it.
液体のみがポンプ吸排される場合は、諸段は液柱の非圧縮性の故に依然として同 期的に作動し続ける。しかし、ポンピング媒質中の圧縮可能成分が増加するに従 って、同期性は崩れ、その結果として、諸段はそれら自体を連続性の等式の要求 に対し、なかんずく多相ポンピング混合物の組成に反応して、事実上理想的に適 応させ得る。If only liquid is pumped, the stages will still be the same due to the incompressibility of the liquid column. Continues to operate for a period of time. However, as the compressible component in the pumping medium increases, Therefore, the synchrony breaks down, and as a result, the stages reduce themselves to the requirements of the continuity equation. In response, inter alia, to the composition of the multiphase pumping mixture, it is practically ideally suited. It can be adapted.
油圧で作動されるポンプの場合、個々の段自体は差動シリンダとして構成され、 それにより別個の駆動シリンダを設ける必要を無くされる。In the case of hydraulically operated pumps, the individual stages themselves are configured as differential cylinders, This eliminates the need for a separate drive cylinder.
このために、各段は圧力容器内に組込まれ得る。ベローズまたはテレスコープ形 の管ジャケットの直径は、段の吸入側において段の吐出側におけるそれより小さ い。For this purpose, each stage can be integrated into a pressure vessel. Bellows or telescope type The diameter of the tube jacket is smaller on the suction side of the stage than on the discharge side of the stage. stomach.
直径差(横断面の差)の結果として、圧力容器内の圧力の増減は段の可動部分に おいて軸方向の力を発生させ、それにより該可動部分を駆動する。As a result of the difference in diameter (difference in cross section), the increase or decrease in pressure in the pressure vessel is caused by the moving parts of the stage. to generate an axial force, thereby driving the movable part.
特にテレスコープ形の実施例の場合、そのような設計の利点は、圧力が圧力容器 内においてポンピング媒質自体におけるそれより高く維持され得ることである。The advantage of such a design, especially in the case of telescopic embodiments, is that the pressure can be maintained higher than that in the pumping medium itself.
これは外部への漏れを防止する。内部への濡れはもし圧力即ち駆動流体がまたポ ンピング媒質であり、または、それと両立可能に選ばれるならば無視され得る。This prevents leakage to the outside. Internal wetting may occur if the pressure or driving fluid is also damping medium or can be ignored if chosen to be compatible with it.
エラストマのような高可撓性材料から成るべO−ズは、長さにおいて大きい百分 率、例えば100%、の変化が許され得るという利点を有する。これは死容積が 限度内に保持されることを可能にする。また、これは比較的短い組立長さを有す る大行程緩速作動ポンプが製作されることを可能にする。これら可撓ベローズの 欠点はそれらの低圧縮抵抗、例えば僅かに5バール、であり、その結果として、 高い圧力が達成されなくてはならない場合に段数が大きくなることである。The bead, made of highly flexible material such as an elastomer, can be It has the advantage that a change in the rate, for example 100%, can be tolerated. This is the dead volume allow to be kept within limits. Also, it has a relatively short assembly length This allows large stroke slow-acting pumps to be produced. These flexible bellows The disadvantage is their low compression resistance, e.g. only 5 bar, and as a result The number of stages increases when high pressures have to be achieved.
一方、金属ベローズは圧力に対して遥かによりよく耐えそして例えばまた20バ ールの圧力に対して適切である。しかし、長期間運転においては、それらは長さ 、即ちポンプ運動、においで例えば10%の変化を許すに過ぎない。弁底部が従 来通りに配列される場合(ベローズの中程に弁底部が位置される)、これは極め て大きい死容積を生じるに至る。この欠点は弁面を非対称的に(ベローズの端に 弁面を位置させて)配列することによって部分的に矯正される。On the other hand, metal bellows withstand pressure much better and also e.g. suitable for the pressure of the wall. However, in long-term operation, they , ie the pumping movement, allows only a change of, for example, 10% in odor. The valve bottom is When arranged as usual (valve base located in the middle of the bellows), this is extremely This results in a large dead volume. This drawback causes the valve surface to be asymmetrical (at the end of the bellows) partially corrected by positioning the valve face).
その内部で弁底部が例えば剛体の機械的リンクによって直接に作動されるポンプ 室は、リニアモータが吐出行程間単に最大負荷下に在るという欠点を有する。さ らにまた、弁底部の直接作動は比較的大きな力と低速とを要求する。Pumps in which the valve base is actuated directly, e.g. by a rigid mechanical link Chambers have the disadvantage that the linear motor is only under maximum load during the dispensing stroke. difference Furthermore, direct actuation of the valve base requires relatively large forces and low speeds.
これら2要因はリニアモータを大きくて重くて非効率的にさせそして不適切に使 用されることを助長する。リニアモータはもしそれらがより小さい力とより高い 速度とのために設計されそして両道動方向に最大に負荷されるならば、より良い 効率を達成するとともに、より軽くそしてよりコンパクトにされ得る。これはも しリニアモータの振動運動が適切な伝達手段によって弁底部に伝達されるならば 可能である。この伝達手段の性質は、リニアモータによって利用可能にされるよ り急速であるがより強力でない運動を、弁底部によって要求されるより緩速であ るがより強力な運動に変換しそしてリニアモータの前進及び後進の両運動がポン プ作用のために利用されるようなものでなくてはならない。These two factors make linear motors large, heavy, inefficient, and inappropriate to use. encourage the use of Linear motors have smaller power and higher Better if designed for speed and loaded maximally in both directions of motion It can be made lighter and more compact while achieving efficiency. This is also If the oscillating motion of the linear motor is transmitted to the valve base by suitable transmission means. It is possible. The nature of this transmission means is such that it is made available by a linear motor. a rapid but less forceful movement than required by the valve base. transforms into a more powerful motion, and both forward and backward motion of the linear motor is pumped. It must be such that it can be used for operational purposes.
そのような伝達手段は例えばロープ−ベルトまたは鋼−ベルトライン、ラックな どによって機械的に、またはその他油圧的に実現され得る。Such transmission means are e.g. rope-belt or steel-belt lines, racks, etc. It may be realized mechanically or otherwise hydraulically.
本発明は、次に、本発明の実施例及びその細部を示す添付図面を参照してより詳 細に説明されるであろう。The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, which show examples of embodiments of the invention and details thereof. It will be explained in detail.
図面の簡単な説明 第1図はおのおの111の弁を備えた4錫の作動される弁msを有する本発明に 従うポンプの基本構成を示す。Brief description of the drawing FIG. 1 shows the present invention having four tin actuated valves ms with 111 valves each. The basic configuration of the pump to be followed is shown.
第2図は、空壁として可撓ベローズを有しそして単一弁底部のための駆動手段と してリニアモータを有しそして前記弁底部内に塔形弁を有するポンプの概略横断 面図である。FIG. 2 has a flexible bellows as a hollow wall and a drive means for a single valve bottom. Schematic cross-section of a pump having a linear motor and a tower valve in the valve bottom It is a front view.
第3図は互いにテレスコープ式に抜差運動される複数の管を有しそして円錐弁を 備えた弁底部のための油圧シリンダ駆動手段を有するポンプの概略横断面図であ る。Figure 3 has a plurality of tubes that are telescopically moved in and out of each other and has a conical valve. 1 is a schematic cross-sectional view of a pump with hydraulic cylinder drive means for a valve bottom with Ru.
第4図は互いにテレスコープ式に抜差運動される複数の管を有しそして傾斜ディ スク弁を備えた弁底部のための油圧環状ピストン駆動手段を有するポンプの概略 横断面図である。FIG. 4 has a plurality of tubes that are telescopically moved in and out of each other and has a tilting diagonal. Schematic of a pump with hydraulic annular piston drive means for the valve bottom with a valve FIG.
第5図は互いにテレスコープ式に抜差運動される複数の管を有しそして多ディス ク弁を備えた弁底部のためのりニアモータ駆動手段を有するポンプの概略横断面 図である。FIG. Schematic cross-section of a pump with linear motor drive means for the valve bottom with a valve It is a diagram.
第6図は塔形弁即ちステップ弁の概略横断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a tower or step valve.
第7図は油圧駆動手段を備えた差動シリンダを有する一ポンプ段の概略部分横断 面図である。FIG. 7 is a schematic partial cross-section of one pump stage with differential cylinders with hydraulic drive means; It is a front view.
第8図は高可撓ベローズ及び耐圧性を有するが可撓性で劣る金属ベローズを備え た至ポンプの概略部分横断面図である。Figure 8 shows a highly flexible bellows and a metal bellows with pressure resistance but poor flexibility. FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view of the pump.
第9図はりニアモータ及び油圧ステップダウン弁または伝達手段を有する条苗ポ ンプの概略横断面図である。Figure 9: Row seedling port with beam near motor and hydraulic step-down valve or transmission means FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the pump.
第10図は複数のポンプ段のための二つの可能タイプの磁気駆動手段の概略横断 面図である。FIG. 10 is a schematic cross-section of two possible types of magnetic drive means for multiple pump stages. It is a front view.
第1図における基本構成は、至1o、11.12.13と、弁14,15.16 .17を有する軸線方向に作動される弁底部であって流れの方向/吐出方向く全 体として矢印によって示される)及びこの方向と反対の方向に前後に運動される ものとを有するポンプ1を図示する。The basic configuration in Fig. 1 is to 1o, 11.12.13, and valves 14, 15. .. An axially actuated valve bottom having a as the body (as indicated by the arrow) and is moved back and forth in the opposite direction to this direction 1 illustrates a pump 1 having:
弁14.15.16.17の流れ抵抗は方向性を有しそして流れの方向において 非常により小さい。エネルギ給iiaは制御手段19.19’ 、19’ 、1 9”及びモータM、M’ 、M” M”に例えば電気または油圧エネルギを供給 する。室io、11.12.13の!はここでは可撓ベローズとして表される。The flow resistance of valve 14.15.16.17 is directional and in the direction of flow Much smaller. The energy supply IIA is controlled by the control means 19.19', 19', 1 9” and motors M, M’, M” and M” with e.g. electric or hydraulic energy. do. Room io, 11.12.13! is represented here as a flexible bellows.
多相混合物の一相の特定成分がポンプ内に常に存在することを保証することは再 循環装置Rによって可能である。弁底部14.15゜16.17の運動の振幅は 、例えば、リミットスイッチ即ち逆転スイッチE、E’ によってIII限され そして制御される。Ensuring that a particular component of one phase of a multiphase mixture is always present in the pump is This is possible with the circulation device R. The amplitude of the movement of the valve bottom 14.15°16.17 is , for example, by limit switches or reversing switches E, E'. and controlled.
第2図においてポンプ2の室21’ 、22’の!!!21゜22は可撓材料例 えば強化エラストマから作られる。塔形弁26が弁底部23に取付けられ、そ九 はアーマチュア25に加えてステータ24とステータコイル24″とを有するモ ータにより軸方向に前後に運動される。ポンプ2は圧力容器27内に曲送まれそ して至21′、22′を包囲する空間28.28’ は圧力流体により満たされ る。これはv21’ 、22’ の壁21.22における流体静力学的圧力を平 衡させ、そのことは!21゜22にかかる荷重を解除する。弁26内の区画室2 6′は弁が垂直方向に位置されるとき気体を満たしそして気体クッションまたは 気体ばねとして働く。弾性圧ドグ29.29’ 29” 、29”がなかんずく 前記ポンプの運動部分の運動エネルギを回収するのに使用される。In FIG. 2, the chambers 21' and 22' of the pump 2! ! ! 21゜22 is an example of flexible material For example, they are made from reinforced elastomer. A tower valve 26 is attached to the valve bottom 23 and is a motor having a stator 24 and a stator coil 24'' in addition to an armature 25. It is moved back and forth in the axial direction by the motor. The pump 2 is pumped into the pressure vessel 27. The space 28 and 28' surrounding the toes 21' and 22' is filled with pressure fluid. Ru. This equalizes the hydrostatic pressure in the walls 21.22 of v21', 22'. Balance that! Release the load on 21°22. Compartment 2 within valve 26 6' fills with gas and creates a gas cushion or Works as a gas spring. Elastic pressure dog 29.29’ 29”, 29” is especially It is used to recover the kinetic energy of the moving parts of the pump.
第3図に示されるポンプ3において、管31は固定管32内で運動する。ガスケ ット33は2個の管31,32間のギャップを密閉する。管31は円錐弁35を 有する弁底部34に結合される。弁弐部34は油圧シリンダ37によって作動さ れる。気体クッションまたは気体ばねはここでは区画室38に形成される。2個 の押退は体39がポンプ空の死容積を減少させるのに使用される。In the pump 3 shown in FIG. 3, the tube 31 moves within a fixed tube 32. In the pump 3 shown in FIG. Gasquet The cut 33 seals the gap between the two tubes 31,32. The pipe 31 has a conical valve 35 The valve base 34 has a valve base 34. The second valve part 34 is actuated by a hydraulic cylinder 37. It will be done. A gas cushion or gas spring is here formed in the compartment 38. 2 pieces The displacement of body 39 is used to reduce the dead volume of the pump.
同様に第4図に示されるポンプ4において、ポンプ空の壁は管部品、固定管41 及び可動管42によって構成される。可動管42はそれが交互に環状の室40. 40′内の圧力にさらされる環状ピストンであることよって油圧的に作動される 。ここでは傾斜ディスク弁44が弁底部43の弁として設置されている。Similarly, in the pump 4 shown in FIG. and a movable tube 42. The movable tube 42 alternates between annular chambers 40. Hydraulically actuated by being an annular piston exposed to pressure within 40' . Here, an inclined disc valve 44 is installed as a valve in the valve base 43.
第5図に単にその半分が示されるポンプ5は、やはり、可動管ジャケット51と 固定管ジャケット52.53とを有するテレスコープ形管構造を有する。多ディ スク弁55が弁底部54に位置される。可撓ローラダイヤフラム56.56’ がそれぞれ管ジャケット51.5211!及び51.53間のガスケットとして 働く。本質的にステータ57′、フィル57#、及びツーマチ1ア571を有す るリニアモータ57がポンプを駆動するのに使用される。永久磁石58がモータ に極性を付与するために使用される。区画室50.50’は、それぞれ、ローラ ダイヤフラム56.56’を平衡させそして支持するために、流体を充満される 。はね59.59’ は弁55.弁底部54、管ジャケット51及び前記リニア モータのアーマチュア57及び永久磁石58と一緒に好ましくは共振周波数で動 作される機械的振動器を構成する。The pump 5, only half of which is shown in FIG. It has a telescoping tube structure with fixed tube jackets 52,53. Tadai A valve 55 is located in the valve bottom 54. Flexible roller diaphragm 56.56’ Each tube jacket is 51.5211! and as a gasket between 51.53 work. It essentially has a stator 57', a fill 57#, and a two-way 1a 571. A linear motor 57 is used to drive the pump. Permanent magnet 58 is the motor used to impart polarity to The compartments 50, 50' each have a roller Filled with fluid to balance and support the diaphragm 56,56' . The spring 59.59' is the valve 55. Valve bottom 54, pipe jacket 51 and the linear together with the armature 57 and permanent magnet 58 of the motor, preferably at a resonant frequency. A mechanical vibrator is constructed.
第2図−第5図は本発明に従う条苗ポンプの個々の段及び苗のみを示している。2-5 only show the individual stages and seedlings of the seedling pump according to the invention.
言うまでもなく、1個のポンプは複数のそのような段から構成される。同様に、 本発明に従うそのようなポンプを並列で運転する、または、それらを並列に配列 することも可能である。各室は少なくとも1個の吸入口と1個の吐出口とを有す る。Needless to say, one pump is composed of several such stages. Similarly, Operating such pumps according to the invention in parallel or arranging them in parallel It is also possible to do so. Each chamber has at least one inlet and one outlet Ru.
最後に、第6図は塔形弁即ちステップ弁6を211の二分断′面図を以て示し、 その左二分断面図は吸入弁を表し、そして右二分断面図は吐出弁を表す。弁6の 管ジャケット61内のダクト60は、流れ即ち送出方向(矢印)において逆方向 におけるそれより相当小さい流れ抵抗を有する。Finally, FIG. 6 shows a tower or step valve 6 in a two-section view at 211; The left half-section represents the suction valve and the right half-section represents the discharge valve. valve 6 The duct 60 within the tube jacket 61 is arranged in opposite directions in the flow or delivery direction (arrow). has a considerably smaller flow resistance than that of .
しかし他の好ましくはプレストレスを付与された弁構造、例えば玉弁、円錐弁、 傾斜ディスク弁、多ディスク弁など、ちまた本発明に従うポンプに好適である。However, other preferably prestressed valve structures, such as ball valves, conical valves, Inclined disc valves, multi-disc valves, etc. are also suitable for pumps according to the invention.
第7図に示すポンプ段はテレスコープ式変型として差動シリンダを有するポンプ 段を図示する。圧力容器73がポンプ段を包囲する。出力側の管ジャケット74 .75は直径において入力側の管ジャケット76.77より大きい。流体を充満 された圧力区画室78はポンプの作動のために圧力接続管79を通じて油圧系統 に接続される。たとえポンプ区m空そのもの内のボンピングi賀の圧力が十分で ないとしても、ばね70が弁底部71を各送出行程後にその出発位置へ復帰させ る。The pump stage shown in Figure 7 is a pump with a differential cylinder as a telescoping variant. Illustrating the steps. A pressure vessel 73 surrounds the pump stage. Output side pipe jacket 74 .. 75 is larger in diameter than the tube jacket 76, 77 on the input side. filled with fluid The pressure compartment 78 is connected to the hydraulic system through a pressure connection 79 for operation of the pump. connected to. Even if the pressure in the pump chamber itself is sufficient Even if not, the spring 70 returns the valve base 71 to its starting position after each delivery stroke. Ru.
第8図は2段が直列に接続されているポンプ構成を図示しており、この場合、^ 可撓性材料から作られたベロ、−ズまたはダイヤフラムの高コンプライアンスの 利益が金属ベローズの圧縮強さと総合されて高圧が単に数個の段及び対応的に短 い組立長さによって獲得される。Figure 8 illustrates a pump configuration in which two stages are connected in series, in which case ^ High compliance of tongues, bellows or diaphragms made from flexible materials The benefits are combined with the compressive strength of the metal bellows so that the high pressure can be reduced to just a few stages and correspondingly short obtained by a long assembly length.
弁底部85.86が金属ベローズ87.88の底端及び頂端にそれぞれ配置され る。これは金属ベローズによって必要とされる小行程の場合においてさえも大き い死容積を生じさせない。大きな圧力差が気体作動において可能であり、それは 段数が少なく保たれることを可能にする。諸段は流体を充満された圧力至89. 89’内に包囲される。弁底部間には句境材料から作られたベローズ81が位置 される。このべO−ズのコンプライアンスによって、圧力容器内の圧力は弁底部 簡のそれと常に同じである。これは可撓のベローズが圧力変形されないことと、 該金属ベローズが単一の段の圧力にざらされるに過ぎないこととを意味する。単 に内外圧力条件が同じであることを理由として高可撓性ベローズが使用され得そ してそれと同時に有利な組立長さが獲得され得る。段の長さは、高可撓性へロー ズ81が1個または複数個の金属ベローズと置き換えられている段と比較すると 、はとんど半分にされる。弁底部85.86の駆動部はここでは図示されないが 、任意のタイプのものでよい。最後に、べO−ズ81は省線されることさえも可 能であるが、それは死容積を多少より大きくさせるであろう。Valve bottoms 85,86 are located at the bottom and top ends of the metal bellows 87,88, respectively. Ru. This is significant even in the case of small strokes required by metal bellows. Do not create dead volume. Large pressure differences are possible in gas actuation, which is Allows the number of stages to be kept small. The stages are filled with fluid up to pressure 89. 89'. There is a bellows 81 made from a material made of Chinese material located between the bottom of the valve. be done. Due to the compliance of this valve, the pressure inside the pressure vessel is reduced to the bottom of the valve. It is always the same as the simple one. This is because the flexible bellows is not deformed by pressure, and This means that the metal bellows is subjected to only a single stage of pressure. single Highly flexible bellows may be used because the internal and external pressure conditions are the same. At the same time advantageous assembly lengths can be obtained. The length of the steps is low to high flexibility. compared to stages in which the bellows 81 is replaced by one or more metal bellows. , is almost halved. The drive of the valve base 85,86 is not shown here, but , can be of any type. Finally, Bose 81 can even be omitted. possible, but it would make the dead volume somewhat larger.
第9図は多室ポンプであって油圧伝達手段及びリニアモータの急速駆動運動から 油圧駆動!!!構のより遅い駆動運動への減速手段を備えたちの一例を示す。ポ ンプは弁底部93を有する至92を有する。これらはシリンダ94によって作動 される。ポンプは管形リニアモータ95によって包囲され、該リニアモータのア ーマチュア95′はシリンダ96に対して作用する。連続する弁底部のシリンダ 94は交互にシリンダ96の上及び下圧力区画室にそれぞれ接続される。シリン ダ94.96のピストン面のそれぞれ対応する選択によって、力及び速度の任意 の所望変成比が得られそして設定され得る。Figure 9 shows a multi-chamber pump based on the rapid drive motion of a hydraulic transmission means and a linear motor. Hydraulic drive! ! ! An example is shown in which a mechanism is provided with a means of deceleration to a slower drive movement of the structure. Po The pump has an opening 92 with a valve bottom 93. These are actuated by cylinder 94 be done. The pump is surrounded by a tubular linear motor 95, which -mature 95' acts on cylinder 96. Running valve bottom cylinder 94 are alternately connected to the upper and lower pressure compartments of cylinder 96, respectively. Sirin Any of the forces and speeds can be adjusted by the respective corresponding selection of the piston faces of the 94, 96 The desired metamorphic ratio of can be obtained and set.
前記−例は4個の弁底部を有するボンブラインを示す。The example above shows a bomb line with four valve bases.
しかし、前述原理は任意の個数の空に適用され得、極端な場合においては単に1 個のりニアモータが全ボンブラインのために必要とされるに過ぎない。ボンブラ インを包囲する管形リニアモータに代えて、ボンブラインに沿って個別に配列さ れる複数個のモータユニットを設置プることも言うまでもなく可能である。However, the above principle can be applied to any number of empties, and in the extreme case only one Only one linear motor is required for the entire bomb line. Bombra Instead of a tubular linear motor that surrounds the cylinder, the Needless to say, it is also possible to install a plurality of motor units.
弁底部の往復運動は、また、弁底部と駆動手段との間に直接的機械的連結を生じ させることなしに、例えば磁界によっても発生され得、または、それに付与され 得る。The reciprocating movement of the valve base also creates a direct mechanical connection between the valve base and the drive means. It can also be generated by, for example, a magnetic field, or applied to it without causing obtain.
第10図に示す磁気駆動手段を有するポンプ段の基本要素は主部分107,10 8、同時に室壁を形成する非磁性体の金属容器109、弁底部111を有する側 部分110及び弁112を含む。側部分11o及び弁底部111は、ガスケット 113を有するピストンでありて金属容器109内を軸線方向に自在に運動し得 るものを構成する。The basic elements of the pump stage with magnetic drive means shown in FIG. 8. At the same time, a non-magnetic metal container 109 forming a chamber wall and a side having a valve bottom 111 It includes a portion 110 and a valve 112. The side portion 11o and the valve bottom portion 111 are gaskets. 113, which can freely move in the axial direction within the metal container 109. Configure what you want.
主部分107.108は金属容器109を通じて側部分110に作用しそして側 部分110を軸線方向に駆動する磁界を発生する。主部分はコイルを備えたリニ アモータのステータを構成するか、または、それは機械に前後に運動される磁極 の一機構であり得る。側部分はりニアモータのアーマチュアに似ており、例えば 単流、同期、磁気抵抗または誘導機械アーマチュアとして主部分を補完するよう に設計される。The main part 107,108 acts on the side part 110 through the metal container 109 and A magnetic field is generated that drives section 110 axially. The main part is a liner with a coil. The magnetic poles that make up the stator of the motor or that are moved back and forth in the machine It can be one mechanism. The side beams resemble the armature of a near motor, e.g. To complement the main part as a single current, synchronous, reluctance or induction mechanical armature Designed to.
第10図はポンプ段の2可能実施例をおのおの二半図を以て示す。左半部は主部 分としてステータ107′をそのコイル1o7#と共に示す。右半部は主部分と して油圧シリンダ104を使用して上下に運動される磁極の一機構を示す、磁極 の前記機構は軟鉄から作られた環状極片108″と、同様にリング内に配列され た中間永久磁石108#とから構成される。これは磁石は磁束が本質的に表示方 向108#に従うように極性を付与されている。側部分110は構造において主 部分108と同じであり、そして原則として左に表示されるステータ1゜7をや はり補完する。しかしボンブラインはやはり複数のセクションに分割されそして 個別のりニアモータが各セクションに割り当てられる。FIG. 10 shows two possible embodiments of the pump stage, each with a half-diagram. The left half is the main part The stator 107' is shown together with its coil 1o7#. The right half is the main part The magnetic pole shows one mechanism in which the magnetic pole is moved up and down using a hydraulic cylinder 104. Said mechanism has an annular pole piece 108'' made of soft iron and also arranged in a ring. and an intermediate permanent magnet 108#. This is how a magnet essentially displays magnetic flux. It is polarized to follow the direction 108#. The side portion 110 is the main part in the structure. Same as part 108, and as a rule, remove the stator 1°7 shown on the left. Complement the acupuncture. But the bomb line is still divided into sections and Individual linear motors are assigned to each section.
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