NO123863B - - Google Patents

Description

Apparat for kraftoverføring ved et fluidum.

Denne oppfinnelse vedrører et apparat' for kraftoverføring

ved et fluidum-, særlig en ny og' forbedret membranpumpe og -motor.

Hittil har membraner i tidligere typer.av membranpumper og -motorer vært utsatt for brudd eller beskadigelse"dersom trykket på den ene av membranens•sider øker så meget at membranen føres forbi de bevegelsesgrenser, for hvilke deri er-bestemt til å virke. Så-danne trykkøkninger kan bli frembragt f.eks. ved tilstopping av kammerets inn- eller utløpsledriinger for fluidumet som pumpes. Ganske ofte "drives" membranen inn • i utløpsledningen.

I de tidligere typer ble der anvendt for trykk reagerende ventilarrangementer for å- sikre at trykket i kammeret for det pumpede fluidum holdes "innenfor grensene for å hindre sådan beskadigelse av membranen:""Disse ventiler, ble imidlertid anbragt i led-..' ningene for det pumpede fluidum og, i de tilfelle da det pumpede fluidum virket slipende eller korroderende på metall, ville det pumpede fluidum eventuelt forringe materialene i ventilene og deres deler som således krevde periodisk utskifting.

Disse ventiler var dessuten1 saktevirkende og ville ikke stenge pumpen eller motoren i den korte tidsperiode som kreves for å minske muligheten for beskadigelse av membranen....

Med foreliggende oppfinnelse er disse problemer og van-skeligheter med den tidligere type, blant andre, i vesentlig grad eliminert ved et apparat for kraftoverføring ved et fluidum, omfattende et hus som avgrenser et hulrom som ved en membran er oppdelt i et første kammer for opptagelse av fluidum som skal pumpes, og i et annet kammer for opptagelse av det pumpende fluidum, hvilke kammere har innløp og utløp for fluidum.- Det særegne ved opp--finnelsen er at der i apparatet er innført en annen membran som er festet i hulrommet mellom den første membran og en av hulrommets begrensningsvegger og som sammen med den første membran avgrenser et tredje eller mellomkammer for opptagelse av en forutbestemt mengde ikke sammentrykkbart, pumpende fluidum, samt "en ventilanordning som begrenser bevegelsen av fluidumet i mellomkammeret i overensstemmelse med trykkforholdene i minst ett av kammerne.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et vertikalsnitt av en membranpumpe som illustrerer oppfinnelsens prinsipper og fig. 2 viser skjematisk i vertikalsnitt en annen utførelse av oppfinnelsen.

Apparatet for kraftoverføring utgjøres av en pumpe med tre husseksjoner 12, 14 og 16 som holdes sammen, f.eks. av bolter 18.

Når pumpen er montert begrenser seksjonene 12, 14 og 16 et hulrom 2 0-som ved to.innbyrdes adskilte membraner 22 og 24 er delt i tre kammere, et kammer 2 6 for pumpet fluidum, et kammer 2 8 for pumpende fluidum og ..et kammer 30 som ligger mellom kammerene 26 og 28 og hvis hensikt skal beskrives nærmere i det følgende. Membranene 22 og 24 kan være montert og festet på hvilken som helst konvensjonell måte og er på fig. 1 vist festet mellom husseksjonene.

Fluidum som skal pumpes, suges inn i det pumpende kammer 26 gjennom en innløpskanal 32 forbi en tilbakeslagsventil 34 med et sete i en krave 36 som, f.eks. ved bolter 38, er festet til hussek-sjonen 12.. Fra kammeret 26 trykkes fluidumet ut gjennom utløpska-nalen HO under virkningen av membranen 22.

Pumpende fluidum, såsom olje, presses inn i det.pumpende fluidumkammer'28 gjennom en innløpskanal 42. Et stempel 44 som be-veges frem og tilbake i en sylinder 46 som står i forbindelse med kammeret 28, tilveiebringer pumpevirkningen på fluidumet i kammeret 28.

I tillegg til de adskilte membraner 2 2 og 2 4 omfatter det for trykk reagerende ventilkontrollsystem ifølge oppfinnelsen et kammer 30 som ved en indre vegg 48 er delt i to avdelinger 30a og 30b. Veggen 48 har en sentral boring 50 som danner forbindelse mellom avdelingene 30a og 30b som er fyllt med et ikke-sammentrykkbart hjelpefluidum som kan føres inn i disse avdelinger gjennom en kanal 52 som står i forbindelse med boringen 50. Mengden av fluidum i kammeret 30 holdes fortrinnsvis volumetrisk konstant, men den kan også varieres for å tilveiebringe et måleventilarrangement som skal beskrives nærmere nedenfor.

I tillegg til membranene 22 og 24, kammeret 30 og fluidet i dette omfatter det for trykk reagerende ventilkontrollsystem ifølge oppfinnelsen to ventilhoder, av hvilke det ene bæres av membranen 24 og det annet 56 bæres av membranen 22. Ventilhodene 54 og 56 holdes av sine respektive membraner 22 hhv. 24 normalt i åpen stilling og kan bringes til å stenge boringen 50 ved å legge seg an mot vedkommende ventilsete 58 eller 60. Begge ventilhoder 54 og 56 kan samvirke med hvert sitt ventilsete 58 og 60 sprn kan være formet på veggen 48, som- vist på fig. 1.

Ventilhodene 54 og 56 f-astholdes til sine respektive membraner ved hjelp av kraver 62 og' 64 og skruer 66 og 68 som er ført gjennom membranene -og skrudd inn i ventilhodene. .Ventilhodene 54 og.56 er således bevegelige fra normalt åpen til stengt stilling for å. tillate strøm av hjelpefluidum mellom avdelingene 30a og 30b.

Ingen av ventilhodene 54 eller 56 ligger således, i banen jror det f luidum som'pumpes gj-énnom kammeret. 26 , og hvis - dette fluidum er slipende eller.korroderende, vil'det ikke virke på' ventilhodene.'

Under drift vil en frem- og tilbakegående bevegelse av stemplet 44 virke på det drivende eller pumpende fluidum i kammeret 28 for igjen å bevirke en frem- og tilbakegående bevegelse av membranen 24, en "frem- og tilbakegående bevegelse av hjelpefluidumet i kammeret 30 mellom avdelingene 30a og 30b gjennom boringen 50 og en frem- og tilbakegående bevegelse av membranen 22 for å pumpe pumpet fluidum gjennom kammeret 26.

Hvis trykket i det pumpende fluidumkammer 2 8 av en eller annen grunn skulle overstige en forutbestemt verdi, vil membranen 24 bli ført mot venstre og ved et forutbestemt maksimalt trykk bevege ventilhodet 54 til anlegg mot setet 58 for å hindre strøm av hjelpefluidum mellom avdelingene 30a og 30b. Etter at ventil-legemet 54 således har stengt boringen 50, vil trykket i avdelingen 30a og således mot membranen 22 ikke øke videre og membranen vil ikke være utsatt for videre trykkøkning som kunne bevirke brudd, beskadigelse, eller overstrekning av membranen og bringe den til å dekke utløpet 40. En effektiv anordning er således skaffet for å hindre trykk i det pumpende fluidumkammer 28 i å virke på membranen 22, hvis trykket i kammeret 28 overstiger en forutbestemt verdi.

Hvis på den annen side trykket i det pumpede fluidumkammer 2 6 av en eller annen grunn skulle overstige en forutbestemt verdi, vil membranen 2 2 føres mot høyre, se fig. 1, og hvis et forutbestemt maksimalt trykk-nåes, vil bevegelsen av membranen 22 mot høyre fortsette inntil ventilhodet 56 legger seg an mot setet 60 for å hindre strømning av hjelpefluidum mellom avdelingene 30a og 30b. Trykket i kammeret 2 6 vil deretter ikke bli overført til hjelpefluidumet i avdeling 30b eller til det pumpende fluidumkammer 28. Således kan uønskede trykk i det pumpede fluidumkammer 26 hindres i å gripe skadelig inn med driften av fluidumkammeret 28.

Det ses således at det ved hjelp av oppfinnelsen er opp-nådd enkle og effektive prekalibrerte ventilanordninger som ned-setter muligheten for at det pumpende membran 2 2 skal bli skadet som følge av trykkøkninger i enten det pumpede fLuidumkammer 2 6 eller pumpende fluidumkammer 28.

Ved hjelp av ventilanordningen ifølge oppfinnelsen er der dessuten tilveiebragt. nye og forbedrede anordninger for anbringelse av ventilanordningene på et sted som ikke er i kontakt med det flu-, idum som pumpes for å hindre korrosjon eller avslipning av ventil-delene, dersom det pumpede fluidum, såsom ved visse malinger eller lignende, er av den beskaffenhet.

Et annet trekk ved oppfinnelsen består i at det for trykk reagerende ventilkontrollsystem utnyttes i forbindelse med et luft-fjerningssystem for et pumpende fluidumkammer 28 i en membranpumpe eller -motor, såsom membranpumpen eller motoren i fig. 1.

Ifølge fig. 1 omfatter det luftfjernende system en utløps-kanal 61 øverst i kammeret 28 på et sted hvor luft, hvis sådan fin-nes, vil være innestengt under driften av pumpen eller motoren, idet luft kan føres med det pumpende fluidum når det føres inn i kammeret.2 8 eller kan føres inn fra andre utvendige kilder. Luft som presses sammen, vil når den er innført i det pumpende kammer 28, i vesentlig grad redusere eller forringe pumpenes eller motor-enes effektivitet.

Tidligere har forsøk vært gjort på å fjerne luft fra pumpende fluidumkammere på kammerets såkalte "lavtrykkside", f.eks. fra et sted i stempelsylinderen 46 i stedet for fra det pumpende kammers 'høytrykksidd1 ved pumpemembranen. Fjernelse av luft fra det pumpende kammers "lavtrykkside" har i høy grad vært ineffektiv, først og fremst fordi størstedelen av luften føres med det pumpende fluidum i dette område av det pumpende kammer.

Oppfinnelsen skaffer effektive anordninger for å fjerne luft fra det pumpndde,fluidumkammer og da fra fordelaktige stillin-ger, hvor sådan luft kan samle seg øverst i kammeret.

I visse tilfelle kan det være ønskelig å variere kalibre-ringen av membranenes 22 og 24 trykkfølsomhet, således at ventilene 54 og 56 vil legge seg an mot sine seter for å stenge huset 50 ved forskjellige trykkgrenser avhengig av pumpens anvendelse. Til dette formål kan kammerets 30 innløp 52 benyttes til innføring av forskjellige fluidummengder i kammeret 30. Således kan kammeret 30 med en forutbestemt fluidummen-gde i samme brukes til pumping av et spesielt materiale og deretter ved forandring av fluidumvolumet brukes til pumping av et annet materiale.

Fig. 2 viser en alternativ utførelse av oppfinnelsen med tre adskilte membraner 2.2, 24 og en tredje membran 25 og to ventilhoder festet til membranen -2-4. Ventilhodet 56 bæres ved utførel-sen ifølge, fig. 2 således ikke av ..membranen 22, men i stedet sammen med ventilhodet 54 av membranen 24.. Membranen 24 bærer.ventilhodet 56 i stilling for anlegg, mot et-sete 70 dannet av veggen 72 av én fjerde husseksjon 75. Veggen 72 har. en boring 7-4 f or forbindelse av to ekstra avdelinger 30a og 30d av kammeret 3t) som ved denne ut- førelse har en annen form enn kammeret 30 på fig. I. Et ikke sammentrykkbart hjelpefluidum fyller avdelingene 30c og 30d såvelsom avdelingene 30a og 30b.

Hvis således trykket i det pumpende fluidumkammer 2 8 ved utførelsen ifølge fig. 2 overstiger forutbestemte grenser, vil membranene 25 og 24 føres således at ventilhodet 54 legger seg an mot setet 5 8 og hindrer fluidumtrykk i kammeret 28 i å påvirke membranen 22 videre.. Motsatt, hvis fluidumtrykket i kammeret 26 for det pumpede fluidum overstiger forutbestemte grenser, føres membranene 22 og 24 således at ventilhodet 56 legger seg an 'mot setet 70 for å hindre trykket i kammeret 26 i å virke på det pumpende fluidum i kammeret 28. Bruken av disse for trykk reagerende ventilkontroil-systemer ifølge fig. 2 er spesielt fordelaktig når der pumpes korroderende eller slipende materiale som vil påvirke materialene i ven-tilkonstruksjonene, da membranen 22 ikke bærer noe ventilhode.

Den tredje membran 25 og avdelingnne 30c og 30d anvendes for effektiv utnyttelse av det luftfjernende utløp 61, men hvis fjernelse av luft fra kammeret for det pumpende fluidum ikke ut-gjør et viktig problem, kan membranen 25 og fluidet i avdelingene 30c og 30d være eliminert.

Det vil også bemerkes at forskjellige andre arrangemen-ter av ventilanbringelsen på de tre membraner 22, 24 og 25 med ven-tilsetene 58 og 60 og med andre ventiler og ventilseter på veggen 70 eller ved innløpene 80 og 82 kan utnyttes effektivt for reguler-ing av virkningene av uønskede trykkøkninger i pumpens kammere for pumpet fluidum og pumpende fluidum.

Oppfinnelsen skaffer således et nytt og forbedret trykk-følsomt ventilkontrollsystem for membranpumper og -motorer med eller uten nødvendigheten av å sørge'for ytterligere beskyttelse mot ventilkorrosjon og -sliping, luftfjernelse og variable trykkfølsom-me grenser av ventilkontrollsystemet.

Det trykkfølsomme ventilkontrollsystem ifølge foreliggende oppfinnelse kan betraktes som en "bestemmer", dvs. en membran som styrer eller "bestemmer" bevegelsen av den annen membran.

Claims (7)

1. Apparat for kraftoverføring ved et fluidum, omfattende et hus som avgrenser et hulrom som ved en membran er oppdelt i et første kammer for opptagelse av fluidum som skal pumpes, og i et annet kammer for opptagelse av det pumpndde fluidum, hvilke kammere har innløp og utløp for fluidum,karakterisert veden annen membran (24) som er festet i hulrommet mellom den første membran (22) og en av hulrommets begrensningsvegger (80) og som sammen med den første membran (22) avgrenser et tredje eller mellomkammer (30) for opptagelse av en forutbestemt mengde ikke sammentrykkbart,• pumpende fluidum, samt en ventilanordning som begrenser bevegelsen av fluidumet i mellomkammeret i overensstemmelse med trykkforholdene i minst ett av kamrene (20, 28).

2. Apparat i henhold til krav 1,karakterisertved at ventilanordningen omfatter en fast vegg (48) som er anordnet i huset og skiller mellomkammeret i en første og annen fluidumavdel-ing (30a hhv. 30b) og en boring (50) i veggen, som tillater strøm-ming av fluidum mellom de nevnte avdelinger, og at den annen membran (24) bærer et ventilhode (54).

3. Apparat i henhold til krav 1,karakterisertved at ventilanordningen omfatter et annet ventilhode (56) som bæres av den .første membran (22) og som reagerer for økninger i trykket i kammeret for pumping av væske for å stenge boringen (50).

4. Apparat i henhold til krav 1,karakterisertved at ventilanordningen omfatter en annen med boring utstyrt vegg (72) for å oppdele det tredje eller mellomkammeret i tredje og fjerde avdelinger (30a, 30b, 30c, 30d), et annet ventilhode (56) anordnet på den annen membran (24) for å kontrollere strømmen av fluidum gjennom den annen boring (74), en tredje membran (25) som er anbragt i avstand fra den annen membran (24) og sammen med den avgrenser et fjerde kammer for opptagelse av en forutbestemt mengde ikke sammentrykkbart fluidum som sammen med den tredje membran (25) overfører trykkrefter fra det annet kammer (28) til den annen membran (24).

5. Apparat i henhold til kravene 1 og 4,karakterisert vedat de to delevegger (48, 72) som dannerVentilseter, sammen med den mellomliggende membran (24) deler mellomkammeret i samlet fire avdelinger.

6. Apparat i henhold til kravene 1 og 4,karakterisert vedat kammeret (28) for det pumpende fluidum har en ut-luftningsåpning (61) som befinner seg nær membranen (24 eller 25) som avgrenser dette kammer og i kammerets øvre del.

7. Apparat i henhold til et av de foregående krav,karakterisert vedat huset omfatter fire seksjoner og hver ' av membranene er festet i et kammer ved to av seksjonene.