NO844999L - Membran-pumpe og ventilarrangement for denne. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår pumper, spsielt luftdrevne

mémbranpumper og ventilarrangementer i disse.

Det er tidligere kjent forskjellige konstruksjoner av pumper, blant dem slike som er godt egnet for pumping av flytende stoffer med høy viskositet, slik som maling e.l. Noen av de kjente pumper er konstruert som mémbranpumper, hvor komprimert luft eller lignende gasser benyttes for å gi pumpeeffekt. I pumper av denne typen avdeler en bevegelig vegg som omfatter et fleksibelt membran strukket tvers over pumpens innvendige rom, det indre av pumpen i et pumpekammer for væsken som skal pumpes og et påvirkningskammer eller aktivt kammer, hvor gassmediet innføres under trykk og utøver sitt trykk på den bevegelige membranveggen, og hvor gassen deretter slippes ut og således gir en pumpeeffekt. Slike mémbranpumper benyttes ofte i tandem, dvs. to slike pumper benyttes samtidig, og de har sine bevegelige vegger sammenkoblet for samtidig bevegelse slik at når den ene membranpumpen har sitt trykk-kammer fylt av trykkgass og således pumper væske, er trykk-kammeret til den andre pumpen under ut-tømming, fordi den bevegelige veggen beveger seg i fellesskap for de to pumpene og væske derfor trekkes inn i pumpekammeret til den sistnevnte pumpen.

Det skal understrekes at, for å oppnå den ovenfor beskrevne pumpevirkning i et pumpearrangement som omfatter to pumper i tandem, er det nødvendig å gjennomføre en styring av åpning og lukking, av gass-strømmer til og fra de aktive kamrene til de to pumpene på ert organisert og tidsstyrt måte. For dette formål er det allerede utviklet forskjellige styringskonstruksjoner og/eller fordelingsventilmontasjer. Imidlertid, har erfaringer med slike styringsventiler av tidligere kjente typer vist at de lider av mange ulemper. En av ulempene er -at ventilarrangementet må smøres relativt ofte, noe som vanligvis gjøres ved å innføre oljedråper i trykkgass-mediet. Dersom trykkgassen inneholder forurensninger, slik som støvpartikler e.l., vil slike forurensninger fanges av smøremiddelet og utøve en slitasje i ventilarrangementet, noe som vil føre til en øket slitasje av de ulike komponenter i denne.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en membranventil som ikke lider av de ovennevnte ulemper.

Mer spesielt er formålet å frembringe et membranpumpeanlegg hvor tids-styringen av fordelingen av gass-strømmene skjer i avhengighet av bevegelsen til den bevegelige veggen i de tandem-monterte membranpumpene.

Det er ennå et formål å frembringe et ventilarrangement som

ikke krever smøring.

Dessuten er det et formål med oppfinnelsen å konstruere ventilarrangementet slik at det blir enkelt i konstruksjon, billig i produksjon, lett å benytte og pålitelig i drift.

Dette oppnås ved å utforme membranpumpeanlegget i overens-stemmelse med de nedenfor fremsatte patentkrav.

Styrihgsventilene som benyttes, fordeler trykkgassen til og fra åpningene som foreligger ved de aksielle endepartier av en fordelingsventil som styrer gass-strømmen til og fra de aktive kamrene. I den ene endeposisjon hvor ventilen påvirkes av en fjær, forbinder ventilen det tilsvarende åpning med den omgivende atmosfære. I sin andre endestilling forbinder ventilen åpningen med forrådet av trykkgass. Fordelingsventilen som er formet som en spole, forskyves således mellom sine endeposisjoner for vekselvis å tillate at trykkgass ledes inn i og ledes ut fra de aktive kamre.

Minst den delen av spolen som kommer i kontakt med det harde anodiserte belegg i ventilføringen, er fremstilt av et selv-smørende materiale. Spolen bærer i sine riller skiller.inger som også er fremstilt av et materiale som er selvsmørende. Erfaring og testing av forskjellige kombinasjoner av.materialer har vist at det er særlig fordelaktig å fremstille ihvertfall den ovennevnte del av spolen av polytetrafluoretylen med glimmer som fyllstoff og skilleringene av polytetrafluoretylen med grafitt som fyllstoff; Denne spesielle kombinasjon av materialer gir utmerkede resultater, dvs. slitasjen holdes på et.minimum, fare for fastkiling foreligger ikke, og bevegeligheten til spolen i sin utboring er helt utmerket under alle driftsforhold.

For å gi en klarere forståelse av foreliggende oppfinnelse vises til nedenstående detaljerte beskrivelse av utførelses-eksempler, samt til de ledsagende figurer, hvor: - fig. 1 viser et sideriss av pumpearrangementet i henhold til foreliggende oppfinnelse i snitt, bortsett fra styringsarrangementet, - fig. 2 er en demontert perspektivtegning av et styringsarrangement som kan benyttes i forbindelse med pumpearrangementet i

fig. 1,

- fig. 3 viser i prinsipp hvordan arrangementet i fig. 2 er konstruert, idet et snitt gjennom planet III-III i fig. 2 er

vist,

- fig. 4 viser en demontert fremstilling av styringsutstyret, men her en modifisert versjon i forhold til den som er vist i fig. 2, - fig. 5 er et snitt i likhet med det som er vist i fig. 3, men her tatt gjennom planet V-V i fig. 4.

Fig. 1 viser et pumpearrangement som er konstruert i overens-stemmelse med foreliggende oppfinnelse. Pumpen 1 omfatter som sine hovedkomponenter, en støtte eller ramme 2, to pumpeelementer 3 og 4 og et påvirknings- og styringsarrangement 5, som er anbrakt mellom de to pumpeelementene 3 og 4 og styrer driften av disse på en måte som vil bli detaljert forklart nedenfor..

Støtten eller rammen 2 er hul og inneholder mange passasjer eller, rom som ennå ikke er beskrevet. Ved sin nedre del, ifølge tegningen, er rammen 2 forsynt med en inntaksåpning 6 for væsken som skal pumpes, mens en utløpsåpning 7 for den samme væsken er anbrakt ved den øvre del av rammen 2. Inntaksåpningen 6 kommuniserer med to inntakspassasjer 8 og 9 og utløpsporten 7 kommuniserer med to utløpspassasjer 10 og 11. Inntakspassasjene 8 og 9 fører inn i de respektive ventilkammere 12 og 13, som rommer de respektive inntaksventilkuler 14 og 15 og kommuniserer gjennom hver sin åpning 16 og 17 med de respektive pumpekamrene 18 og 19. Dessuten er det anbrakt ringformede forseglingselementer 20 og 21 av elastisk materiale stasjonært ved.den nedre del av de respektive ventilkamre 12 og 13, og disse tjener som ventilseter for de respektive ventilkuler 14 og 15.

Pumpekamrene 18 og 19 kommuniserer ved deres øvre ender, hhv. med ventilutløpskamrene 22 og 23, som i sin tur kommuniserer med de respektive utløpspassasjer 10 og 11 via åpningene 24

og 25. Ventilutløpskamrene 22 og 23 rommer hver sin utløpsventil-kule 26 og 27 samt ved sine nedre deler.ringformede.forseglings-

elementer 28 og 29, som utgjør ventilseter for de tilsvarende ventilkuler 26 og 27.

Rammen 2 er, som vist, oppbygget av separate bjelker 31 og 32, samt øvre og nedre traverser 33 og 34, som strekker seg

mellom og forbinder bjelkene 31 og 32 med hverandre. Rammedelene 31-34 er koblet til hverandre v.hj.a. ringformede klemorganer .35, 36, 37.og 38, som er av velkjent konstruksjon og ikke er forklart nærmere her.. De ringformede forseglingselementene eller pak-ningene 20, 21, 28 og 29 er anbrakt ved planene som skiller de forskjellige deler 31-34 av rammen 2 slik at de ved siden av å virke som sete for de respektive.ventilkuler 14, 15, 26 og 27 også forsegler grenseflaten.mellom delene 31-34 i rammen 2, ved at de er tilpasset og holdt på plass i stilling mellom delene 31-34 ved virkning av de respektive klemorganer 35-38.

Bjelkene 31 og 32 i rammen 2 har hver sine utvidelser eller flenser 3 9 og 40. Pumpeelementene 3 og 4 omfatter innkapslinger 41 og 42, som på konvensjonell måte er festet, uten.at dette fremgår på tegningen, f.eks. ved skruer e.l. forbindelsesorganer, til styringsarrangementet 5 som hhv. er koblet, v.hj.a. ringformede klemorganer 43 og 44 til flensene 39 og 40 i bjelkene 31 og 32 til rammen 2. Dermed vil innkapslingene 41 og 42 sammen med de tilhørende bjelker 31 og 32 avgrense de indre rom. Hvert av disse indre rom er inndelt av en bevegelig skillevegg 4 5 hhv.

46 i de.ovenfor nevnte pumpekamre 18 og 19, samt et aktivt kammer 47, 48. De bevegelige skillevegger 45 og 4 6 omfatter hver en fleksibel membran 49 og 50 som på forseglende måte er fastklemt ved sin ytre periferi mellom.flensene 3 9 og 4 0 og innkapslingene 41 og 42 v.hj.a. de respektive klemorganer 43, 44. Ved det sentrale område til.hver av membrane 49 og.50 er det på forseglende måte festet en felles aksling 51 som går gjennom det indre av styringsarrangementet 5 og forbinder de to bevegelige skilleveggene 45 og 46 slik at de blir tvunget til å bevege seg sammen. For å montere de respektive membraner 49 og 50 til den felles aksling 51 er det'benyttet to montasjeplater 52 og 53, hhv. 54 og 55 på den felles aksling 51. Disse definerer det sentrale område til de respktive membraner. 49 og 50 og.fastlåser dette mellom seg. Montasjeplatene 52 og 53, hhv. 54 og 55 er montert på den felles aksling 51, idet den er fastholdt mellom en skulder 56 hhv. 58 og en gjenget mutter 57 hhv. 59 eller et annet feste-organ. Således kan montasjeplatene 52 og 53 hhv. 54 og 55 fast-klemme det sentrale område til den respektive membran 49 og 50 mellom seg, og derved er membranene 49 og 50 montert til samme felles aksling 51.

Driften av apparatet som er vist, vil nå kort bli beskrevet, mens utformingen og detaljene i styringsarrangementet 5 foreløbig er utelatt. På det nåværende tidspunkt er det tilstrekkelig å stadfeste at styringsarrangementet 5 styrer adgangen for et virksomet medium,'særlig en gass under trykk, slik som f.eks. komprimert luft, og leder gassen inn i rommene eller kamrene 47 og.48 og leder den ut igjen fra disse kamre på ønskede tidspunkter.

I den posisjonen som membranene.befinner seg i i fig. 1, nærmer de bevegelige skillevegger 45 og 46 seg slutten av deres høyregående bevegelse. Dette skyldes at et trykkmedium er ført inn i kammeret 48 til pumpeanordningen 4 mens det samtidig til-lates at innholdet i det aktive kammer 4 7 i.pumpeanordningen 3 slipper ut fra kammeret ved et relativt lavt, men.overatmosfærisk trykk. På grunn av trykket som utøves av trykkmediet på den bevegelige, skillevegg 46 og den relativt lave motstand som gis av mot-trykket fra mediet som befinner seg i det aktive kammer 47, vil akslingen 51 og de bevegelige skilleveggene 45 og 46 som er montert til denne, bevege seg mot høyre. Dette medfører en reduksjon av. trykket i pumpekammeret 18 slik at ventilkulen 14 løftes opp fra sitt ventilsete 20, og mediet som skal.pumpes, trekkes.inn i pumpekammeret 18. På grunn av det reduserte trykk i pumpekammeret 18 forblir ventilkulen 26 i forseglende kontakt med sitt tilforordnede ringformede ventilsete 28, slik at ikke noe av det mediet som pumpes vil trekkes inn i pumpekammeret.18 fra utløpspassasjen 10 via utløpsporten 7. Samtidig vil trykket i pumpekammeret 19 økes, noe som betyr at ventilkulen 15 vil forbli i eller føres .inn til forseglende kontakt med sitt til.-: hørende ringformede ventilsete 21 og vil således hindre at innholdet i pumpekammer 19, som nå kommer under trykk>slipper tilbake til inntakspassasjen 9. På den annen side vil det økede trykk til mediet som rommes i pumpekammeret føre til at ventilkulen 27 løfter seg bort fra sitt tilforordnede ventilsete 29, . slik at mediet som pumpes vil støtes ut fra pumpekammer 19 gjennom

kammeret 23 til utløpspassasjen 11 og endelig inn til utløps-

port 7. Det skal bemerkes at så snart de bevegelige skillevegger 4 5 og 4 6 har nådd slutten av sin høyrerettede bevegelse, blir situasjonen snudd, dvs. trykkmedium føres inn i det-aktive kammer 47, mens innholdet i det aktive kammer 48 tillates.å strømme ut fra dette, på grunn av styringsarrangementet 5. Dette vil.føre til en bevegelse av skilleveggene 45 og 46 sammen, nå mot venstre og med en tilsvarende trykkreduksjon i pumpekammer 19 og økning av trykket i pumpekammer 18, slik at ventilkulene 14, 15, 26 og 27 nå vil bevege seg til sine motsatte posisjoner, i hvilke de hindrer at mediet som pumpes, strømmer tilbake fra pumpekammer 18 mot inntaksport 6, sørger for at mediet som pumpes flyter fra inntaksport 6 inn i.pumpekammer 19, forhindrer strøm av mediet som pumpes tilbake fra utløpsport 7 til pumpekammer 19 og tillater at trykkmediet som pumpes, flyter fra pumpekammer 18.mot utløpsport 7. En annen reversering finner sted ved slutten av den venstrerettede bevegelsen til de bevegelige skillevegger 4 5

og 46, slik at den opprinnelig beskrevne driftstilstand etableres på ny.

Som nevnt ovenfor, styrer styringsarrangementet 5 strømmen

av drivmedium inn i og ut fra de aktive kamre 47 og 48. En første og en andre utførelse av konstruksjonen til styringsarrangementet 5 vil nå bli beskrevet i forbindelse med figurene 2 og 4

på tegningen, og driften av disse vil deretter beskrives særlig i forbindelse med figurene 3, hhv. 5 i tegningene. Disse versjonene ligner hverandre på mange måter slik at de samme referansetall vil benyttes for å identifisere tilsvarende deler. Begge versjoner vil bli diskutert felles nedenfor,.og bare ulikhetene mellom dem vil bli spesielt pekt ut.

Figurene 2 og 4 er begge demonterte eller såkalte "spredte" fremstillinger av første og andre versjon av styringsarrangement 5 og viser de forskjellige komponentene som inngår i disse. En av hovedkomponentene i styringsarrangement 5 er innkapslingen 60, gjennom hvilken den felles aksling 51 passerer som vist, stort sett sentralt og fastholdt i eller understøttet av et selvsmø-rende.glidelager 30. Innkapslingen eller ventilhuset 60 har tre utborihgér 61, 62 og 63, som alle er vist parallelle med aksen til den felles aksling 51 og med radial avstand fra denne.

Imidlertid kan utboring 62 gå på tvers av innkapslingen 60 dersom dette ønskes, f.eks. for å redusere den totale dimensjon og vekt til innkapslingen 60.

Utboringen 62 tjener til å oppta en fordelingsventil 64 som er konstruert som en spoleventil. Fordelingsventilen 64. er forsynt med to fordelingskanaler 65 og 66, som er adskilt fra. hverandre av en adskillende krage 67 og begrenset ved de motsatte aksielle ender av begrensende krager 68 og 69. Fordelingsventil 64 omfatter dessuten, ved sine endestykker, terminalkrager 70 og 71, som henholdsvis avgrenser rillene 72 og 73 mellom dem og de begrensende krager 68 og 69. Fjærende ekspansjonsringer 74 og 75 befinner seg i de respektive riller 72 og 73 når ventillegemet 64 er montert sammen, og disse ekspansjonsringer 74 og 75 omgis av tilsvarende splittede skilleringer 76 og 77, som også opptas i de respektive riller 72 og 73, ihvertfall når fordelingsventilen 64 befinner seg i utboringen 62.

Utboringene 61 og 63 opptar i seg hhv. omkoblings- eller begrensningsventilmontasjer 78 og 79, som strukturelt sett er identiske, slik at deres.forskjellige komponenter vil bli identi-fisert ved samme referansenummer i følgende beskrivelse og tegning. De respektive ventilmontasjer 78 og 7 9 omfatter som én av sine hovedkomponenter, et omkoblingsventilorgan 80, som omfatter en føringsdel 81 og en stammedel 82 ved. den ene siden av føringsdelen. Føringsdelen 81 er vist med sekskantet tverrsnitt. Grunnen til denne utforming vil bli gitt senere. Stammedelen 82 til den første versjonen er forsynt med en rille 83 som tjener til delvis å oppta en anslagsskive 84. Ved siden av anslags-skiven er det- rundt den del av stammedelen 82 som ligger mellom rillen 83 og føringsdelen 81 i rekkefølge anbrakt en fjærskive 85, en skilleskive 86, en forseglingsring 87 og en ekstra forseglingsring 88. På den andre siden er.det i.den andre versjonen bare anbrakt en forseglingsring 88 rundt stammedelen 82 under montasjen. Dessuten er det i begge versjoner innsatt en helisk komprimert fjær 89 i den respektive utboring 61 eller 63 ved motsatt aksial ende av føringsdel 81 sett fra stammedel 82. Figurene 2 og 4 indikerer også at.et ringformet element 90 er anbrakt ved den ene aksielle enden til utboringen 63. På lignende måte er et annet slikt ringformet element 90 anbrakt i utboringen 61, men ved den motsatte aksiale enden av denne. Det er også vist i figurene 2 og 4 at innkapslingen 60 har en innven-dig gjenget utløpsåpning 91, og at en utløpsbøssing eller et koblingsstykke 92 med et utvendig gjenget endeparti blir skrudd inn i utboringen 91 under montasjen. Innkapsling 60 har også en matenippel eller et koblingsstykke som ligner på utløpsnippelen ±éller koblingsstykket 92, men ikke fremgår på figurene 2 og 4, da de er skjult bak innkapslingen 60.

Fordelingsventil 64 og begrensningsventil 78 og 79 er vist i fig. 3 i sammensatt tilstand og slik som de er satt sammen i de respektive utboringer 62, 61 og 63. Det sees at forseglingselementene eller ringene 86-88 er anbrakt på motsatt aksielle sider av det ringformede element 90 i den første versjon, og at forseglingselement eller ring.88 er anbrakt ved samme aksielle side av det ringformede element som føringsdel 81 i begge versjoner. Det kan.også sees at føringsdel 81 på grunn av sin sekskantede form er i kontakt med og dermed føres av den avgrensende overflate i utboringene 61 eller 63 som vist i forbindelse med den begrensede ventilmontasje 78. Likevel vil, som vist i forbindelse med koblings- eller begrensningsventilmontasjen 79, det foreligge åpninger eller gap 110 mellom kontaktområdene til føringsdel 81 og overflaten som avgrenser den respektive utboring 61 og 63, og disse gap 110 sørger for kommunikasjon mellom rommet som opptar den heliske fjær 89 og de som opptar forseglingselement 88 i de respektive utboringer 61 og 63...Mens føringsdel 81 er vist' med et sekskantet tverrsnitt, vil det bemerkes at samme kombinasjon av føring og passasje kan oppnås ved å gi utboringene 61 og.63 og/eller føringsdel 81 andre ikke-komplementære tverrsnitt med flere innbyrdes kontaktflater av lineær form.

Figurene 3 og 5 viser også at hvert av de ringformede elementer 90 har en sentral passasje .9.3, gjennom hvilken stammedelen 82 til den respektive omkoblingsventil 80 passerer med klaring.

I den første versjonen har den sentrale passasjen 93 en praktisk talt konstant diameter over hele sin aksielle lengde. I det andre tilfelle (fig. 5) har.den. sentrale passasjen 93 en større diameter ved en første seksjon 111, som ligger, nærmest førings-delen 81, og en mindre diameter ved en annen seksjon 112 anbrakt fjernere: fra føringsdelen til den respektive omkoblingsventil 80 som inngår i ventilmontasjen 78 eller 79. Den første seksjonen 111 er dimensjonert slik at den tillater en praktisk talt uhind-ret luftstrøm forbi stammedelen 82. På den andre siden er passasjen 112 dimensjonert slik i forhold til stammedelen 82 at den forårsaker en strupning i klaringen mellom stammen 82 og overflaten som avgrenser den andre passasjen 112. Den siste klaringen kan med fordel være i størrelsesorden 0,002 mm. I begge tilfelle har det ringformede element 90 en radielt rettet passasje 94 som kommuniserer med den sentrale passasjen.93 (inne i passasje-seksjonene 111 og 112 i den andre versjonen) med en tilsvarende passasje 95 anbrakt i ventilhuset 60 og åpnende ut i det aktive rom 96 eller 97 som er avgrenset i utboringen 62 av de respektive innkapslinger 41 og 42 og de respektive terminalkrager 70 og 71 som befinner seg nær disse. Ventilhuset 60 har også en til-førselskanal 98 som er koblet til den ovennevnte tilførsels-kobling og åpner seg inn i utboring 62 som praktisk talt ligger sentralt deri, og en avgrenet eller avkortet utløpskanal 99 som åpner seg inn i utboringen 62 på steder som ligger i en forutbestemt avstand fra hverandre i aksiell, retning og ligger på aksielt motsatte sider av tilførselskanalen 98. Utløpskanalen 99 fører til utløpsbøssingen 92 som er nevnt ovenfor.

Ventilhuset 60 har dessuten to utløpskanaler 100, og h<y>er av disse kommuniserer ved en av sine endepartier med en åpning 101 i den respektive utboring 61 eller 63 ved siden av det tilsvarende ringformede element 90 og ved.sin motsatte side og på en måte som ikke er vist på figuren, med utløpsbøssing 92. Videre har ventilhuset 60 to matekanaler 102, og hver av disse kommuniserer ved sin ene ende med et hulrom 103 i den tilsvarende utboring 61. eller 63 som rommer den heliske kompresjonsfjær 89 og ved sin andre ende og på en måte som heller ikke er vist på figuren, med den før nevnte matenippel eller koblingsstykke. Kanalene 100 og 102 er på en forseglet måte dekket av de respektive innkapslinger 41 og 42. Endelig har ventilhuset 60 forsynings- og avløpskana-ler 104 og 105 som åpner seg inn i utboringen 62 ved steder som ligger aksielt i avstand fra hverandre og mellom stedene hvor matekanalene 98 og utløpskanal 99 åpner seg ut i utboringen 62.

De respektive innkapslinger 41 og 42 er forsynt med perifere åpninger, gjennom hvilke tilførsels- og avløpskanalene 1.04 og 105 står i kommunikasjon med de respektive kamre 47 og 48 i pumpeele mentene 3 og 4. Innkapslingene 41 og 42 har dessuten åpninger 107, gjennom hvilke stammen 82 til den respektive omkoblingsventil 80 passerer inn i de tilsvarende kamre 47 og 48 og for-segles rundt åpningene 107 av respektive selvsmørende forseg-linger 108 av konvensjonell konstruksjon.

Ventilhuset 60 er fortrinnsvis fremstilt av aluminium og er over hele sin overflate som grenser mot utboring 62 forsynt med et hardt anodisert belegg 109. Ventilelementet eller.spolen 64

er enten i sin helhet, eller ihvertfall de deler av den som kommer i kontakt med det anodiserte belegg 109, fremstilt av et materiale som ikke trenger noen smøring eller er selvsmørende. Mange slike selvsmørende materialer er kjent, men særlig gode resultater er blitt oppnådd med spolen 64 bestående av polytetrafluoretylen blandet med glimmer som fyllstoff. Da imidlertid dette materialet har en tendens til å svelle under visse driftsforhold, ble det.forsøkt å fremstille spolen 64 med en kjerne av metallisk materiale, belagt med polytetrafluoretylen. Resultatene fra dette forsøket ble enda bedre enn de som ble oppnådd tidligere, særlig når kjernen var laget av aluminium. Erfaring har vist at disse to materialene, dvs. glimmerfylt polytetrafluoretylen i spolen 64 og hårdanodisert aluminium i belegget 109 til ventilhuset 60, samarbeider meget godt og at det ikke er nødvendig å smøre ventillegemet 64 med olje eller andre smøringsmidler for å oppnå en fri passasje av spolen 64 i utboringen 62 når et diffe-rensielt trykk virker i aksiell retning på spolen 64. Det viser seg,:at<;under drift vil noe av blandingen slites av og avsettes på belegget 109., og dette vil ytterligere redusere friksjonen.

I det følgende vil driften av de to versjoner av styringsarrangement 5 bli beskrevet under henvisning til figurene 3 og 5.

Posisjonene til de forskjellige komponentene i styringsarrangement 2, som er vist i fig. 3, er vist mens akslingen 51 reverserer fra bevegelsen mot høyre og skal påbegynne bevegelse mot venstre, eller mer presist, helt i begynnelsen av bevegelsen mot venstre. Her er ventilelement 80 til den begrensende ventil 79 vist i sin ytterste høyre stilling, og fastholdes der ved påvirkning av fjæren 89 og trykkdifferansen som.virker på ventilelementet 80 i motsatt aksiell retning. Dette betyr at forseg-lingen 88 er i forseglende kontakt med både det ringformede element 90 og føringsdelen til ventilmontasjen 79, slik at den avbryter kommunikasjonen mellom gapene 110 og den sentrale passasjen 93. Samtidig er forseglingsring 87 anbrakt i avstand, fra det ringformede element 90, noe som betyr at en sammenhengende vei er etablert mellom kammer 97, gjennom kanal 95., den radiale passasjen 94, sentralpassasjen 93, åpning. 101 og kanal 100, og helt fram til avslutningen med utløpsbøssing 92. Derved vil trykket som opptrer i kammer 97 praktisk talt være lik det omgivende trykk, mens trykket i hulrommet 103 er overatmosfærisk, noe som resulterer i den ovennevnte trykkforskjell. Figurene 3 og 5 viser også at montasjeplaten 53, av hvilken bare en del er vist, tidligere, under sin bevegelse mot høyre, har kontaktet stammen til ventilelement 80 i ventilmontasjen 78 og trykket den ned slik at hele omkoblingsventil 78 er blitt forskjøvet mot høyre fra den stilling som den blir presset mot av fjæren 89. Denne bevegelsen mot høyre resulterte til slutt i den viste situasjonen på figuren, hvor, i den første versjonen forseglingselement 87 ved hjelp av den fjærende virkning til fjærskiven 85, forsegler mellomrommet mellom det ringformede element 90, stammen 89 og skilleskiven 86, og derved avbrytes kommunikasjonen mellom den sentrale passasjen 93 og åpningen 101, kanalen 100 og endelig utløpsbøssing 92. Imidlertid fører denne høyrerettede bevegelse av ventilelement 80 i ventilmontasjen 78, i begge versjoner, til et opphør av den forseglende virkning til den forseglende ring 88, slik at en uavbrutt vei fås fra den ovennevnte matebøssing gjennom kanal 102, hulrommet 103, gapene 110, gjennom føringsdel 81, sentralpassasjen 93, (den største diameterseksjon 111 til den sistnevnte i den andre versjonen) og kanal 95 til aktivt rom 96. På denne måten er det overatmosfæriske trykk som føres til tilførselsbøssingen,,i stand til å forplante seg inn i det aktive rom 96 for å påvirke endeflaten til fordelingsventilen eller spolen 64 og således forskyve den til den viste posisjonen lengst til høyre mot et ikke-eksisterende eller neglisjerbart overatmosfærisk trykk i det aktive rom 97. På.denne tiden vil det, i den andre versjonen, fortsatt.være en kommunikasjon mellom passajsen 93 og åpningen 101,, kanalen 100 og endelig utløpsbøssingen 92. Imidlertid vil, fordi denne kommunikasjonen finner sted gjennom klaringen mellom stammedelen 82 og overflaten som avgrenser den del av passasjen 93 som har minst diameter 112, med. klaring som forklart ovenfor, være liten nok til å gi en betydelig strupe-effekt, og det overatmosfæriske trykk.vil fortsatt være i stand til å forplante seg nesten uforminsket inn i det aktive rom 96, i det minste som et trykkstøt som er tilstrekkelig til å forskyve spolen 64 til tross for lekkasje av trykkfluidum gjennom skilleskiven 86 i passajen 93. Så snart forskyvning foregår, vil ikke en etterfølgende reduksjon av trykket i det aktive rom 96 ha noen påvirkning på stillingen til spolen 64. Selvfølgelig vil klaringen i den seksjon til passasjen 93 som har størst diameter 85 måtte være tilstrekkelig til ikke bare å kompensere for den ovennevnte lekkasje gjennom seksjonen 86, men også å tillate strømning av en tilstrekkelig stor mengde av det komprimerte fluidum inn i det aktive rom 96 for å fylle dette etter hvert som spolen 64 trekker seg mot høyre.

Så snart denne forskyvningen finner sted, blir den tidligere foreliggende kommunikasjonsvei mellom kammer 47 gjennom de perifere åpninger 106, kanalen 104, kanalen 65 med den venstre grenen av utløpskanalen 99 og dermed også med utløpsbøssingen 92 brutt, og isteden etableres kommunikasjon mellom kammer 47 gjennom de perifere åpninger 106, kanal 104, kanal 65 med tilførselskanal 98 og endelig med tilførselsbøssingen, slik at det overatmosfæriske trykk fra tilførselsbøssingen forplanter seg inn i kammer 47. Dermed vil dette overatmosfæriske trykk nå virke på den bevegelige skillevegg 45 for å presse denne mot venstre. Den ovennevnte forskyvning mot høyre av spolen 64 har også avbrutt den forut-gående eksisterende kommunikasjon mellom kammer 48, gjennom de perifere åpninger 106, kanal 105, kanal 66 og tilførselskanal 98, som avsluttes med tilførselsbøssingen. På den annen side har den forskyvningen som har foregått av spolen 64 mot høyre, ført til kommunikasjon mellom kammer 48 gjennom periferåpninger 106, relieffkanaler 105, kanal 66 og den.høyre gren av utløpskanal 99, som ender i utløpsbøssing 92. Dette betyr selvfølgelig at trykket i det aktive kammer 48 reduseres til nivået for. det omgivende trykk, slik at det ikke motvirker det superatmosfæriske trykk som bygger seg opp i det aktive kammer 47 på den andre, siden av den bevegelige skillevegg 45. Således vil akslingen 51 og de bevegelige skillevegger 45 og 46 som er montert derpå., begynne sin bevegelse mot venstre med tilsvarende pumpevirkning på mediet som inneholdes i pumpekammer 18 og 19 som beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 1. Denne bevegelse mot venstre, som også omfatter bevegelse mot venstre av.montasjeplate 53, vil ledsages av en tilsvarende bevegelse mot venstre av omkoblingsventil 80 til ventilmontasjen 78 under virkning av den tilforordnede heliske kompresjonsfjær 89, inntil kommunikasjon mellom det aktive rom 96 og kanal. 102 blir avbrutt, noe som fører til et avbrudd i til-førselen av trykkmediet inn i passasjene 93 og 94, passasjen 9.5 og det aktive rom'96. I den første versjonen blir kommunikasjonen mellom det aktive rom 96 og kanalen 100 etablert samtidig med at.trykket i aktive rom 96 reduseres. I den andre versjonen vil klaringen i passasjen 112 fortsette å... tillate en strupet gjennomstrømning av fluidum inn i åpningen 101 og utløpskanal 100, hvorved trykket i det aktive rom 96 blir redusert... T. begge tilfelle vil imidlertid spolen 64 forbli i den posisjon som den da har inntatt, fordi trykket i det aktive rom 97 praktisk talt er det samme som trykket i det aktive rom 96 eller ihvertfall til å begynne med, lavere. Spolen 64 forblir i denne posisjonen inntil montasjeplaten 55 til den bevegelige skillevegg 56 kommer i kontakt med stammen 82 til omkoblingsventilen 80. i den begrensede ventilmontasje 79 og trykker denne ned i en grad som er nødvendig for å avbryte kommunikasjonen fra det aktive rom .97 til kanal 100 og etablere kommunikasjon med det aktive rom 97 med kanal 102.

Som nevnt ovenfor, er det ikke nødvendig å smøre spolen 64 fordi den i det minst langs sin periferi er dannet av et syntetisk plastmateriale som -ikke trenger noen smøring. Dessuten benytter arrangementet i henhold til foreliggende oppfinnelse istedenfor elastisk forseglende ringer på spolen 64, noe som er vanlig innenfor ventilproduksjon, skilleringer 76 og 77 som er laget av et relativt stivt syntetisk plastmateriale som også er av selvsmørende type. Et materiale som er funnet å.være særlig velegnet for dette formål er polytetrafluoretylen fylt.med grafitt. Dermed vil disse skilleringer 76 og 77 gli langs den indre overflate på det anodiserte belegget 109, og det vil gradvis slites av i liten grad på overflaten, noe som resulterer i at det vil bygge seg opp et lag av polytetrafluoretylen og/eller grafitt på den indre overflate av belegget 109. Dette avsatte laget omfatter ingredienser som har skilt seg ut fra.spolen 64 og/eller skuleringene 76 og 77 vil virke som et smøremiddel og eliminere, eller ihvertfall redusere, ytterligere slitasje av skilleringene 76 og 77. Dessuten vil det avsatte materiale fylle forekommende hulrom eller fortrengninger i det harde anodiserte belegget 109, og således gi en svært glatt friksjonsflate mot spolen 64 og skilleringene 76 og 77.

De bakenforliggende fjærende ekspansjonsringer 74 og 75 tvinger skilleringene 76 hhv. 77 radielt utover til glidende kontakt med den indre overflaten til det anodiserte belegget 10.9. Dette introduserer noe friksjon eller etterslep i bevegelsen til spolen 64 slik at, selv-om spolen 64 utsettes for.vibrasjoner, noe som kan skje under pumpens drift, vil den ikke ved et uhell forskyves fra sin endeposisjon mot den andre posisjonen.

Skilleringene 76 og 77, som er vist i fig. 2, splittes for å være i stand til å utvide seg radielt som svar på presset fra de fjærende ekspansjonsringene 74 og 75. Denne splittingen introduserer selvfølgelig en diskontinuitet i skilleringene 76 og 77, gjennom hvilke fluidum kan strømme mellom kanalene 65 og det aktive rom 96, eller kanalen 66 og det aktive rom 97. Imidlertid har erfaring vist.at slike lekkasjer er neglisjerbare og ikke påvirker driften av styringsarrangementet 5 i uheldig retning. Tilleggsmengder av den komprimerte gassen kan nå flyte forbi skilleringene 76 og 77 ved avgrensning mellom .disse og de begrensende krager 68, 69 og terminalkragene 70, 71. Imidlertid er denne lekkasjen neglisjerbar, særlig fordi, så snart som spolen 64 starter sin bevegelse ut av sin ene endeposisjon mot den

andre, vil trekk-kraften som virker på de respektive skilleringer

76 eller 77 føre til at disse på forseglende måte kontakter en av kragene 68 eller 70,.eventuelt 71 eller 69, avhengig av retningen til spolens 64 bevegelse. Denne forseglende kontakt vil bli

forvart inntil spolen 64 starter med å bevege seg i motsatt retning.

I begge tilfelle vil nærværet og den forseglende effekt av skilleringene 76 og 77 hindre.mer alvorlige lekkasjer av. trykkluft gjennom grenseflaten mellom spolen 64 og belegget 109, som ellers ville resultere i en uønsket oppbygning av eller reduksjon av trykket, med en tilsvarende reduksjon eller tap av drifts-påliteligheten.

Føringsdelen 81 til omkoblingsventil 80 er fortrinnsvis av et slikt materiale.og har en slik form at den heller ikke trenger noen smøring. Dette betyr at de begrensende ventilmontasjer 78 og 79 heller ikke behøver å smøres, slik at trykkluft som benyttes for styringsarrangement 5 ikke behøver å få noen oljedråper innført i seg. Dette er en betydelig fordel.sammenlignet med konvensjonelle ventiler eller pumper, fordi støv eller andre forurensninger, som alltid vil foreligge i trykkluften, ikke vil samles og klebe seg til de forskjellige komponenter i styringsarrangement 5 under påvirkning av den inntrengende olje eller lignende smøringsmidler. • Det sekskantede tverrsnitt til førings-del 81 med den tilsvarende begrensede kontaktflate mellom de respektive smøringsdeler 81 og avgrensende overflate til utboringene 61 eller 63 er særlig nyttig når det gelder å eliminere behovet for smøring.

Utløpsbøssingen 92 er vist konstruert som en lyddemper, så den kan benyttes i en vilkårlig omgivelse med utladning av for-brukt luft til den omgivende atmosfære. Imidlertid er det for anvendelse av pumpen 1 i neddykket tilstand, dvs. hvor pumpen er dykket helt ned i mediet som den skal pumpe i det minste til nivået for utløpsbøssingen eller tilkoblingen 92, mulig å for-binde en slange eller en lignende leder med bøssingen 92 og å la en slik slange føres ut av det flytende medium, hvori pumpen 1 er dykket ned.

Claims (20)

1. Membranpumpe for pumping av flytende medier, særlig for slike som har en høy viskositet, - karakterisert ved at.pumpen omfatter: - to mémbranpumper arrangert langs en felles akse og arbeidende i motsatte faser, idet hver. omfatter en innkapsling med inntaks-og utløpsporter for væsken som skal pumpes, og en bevegelig skillevegg som på forseglende måte" avdeler det innvendige av innkapslingen i et pumpekammer og et aktivt kammer, - en aksling som strekker seg parallelt med aksen til de bevegelige skillevegger til de to mémbranpumper og forbinder disse innbyrdes med hverandre slik at de tvinges til å bevege seg sammen, og - styringsutstyr for drift av pumpen slik at den vekselvis trekker væske inn i og støter væske ut fra sine pumpekamre gjennom de respektive inntaks- og utløpsporter, omfattende - en styringsinnkapsling anbrakt mellom og festet til pumpe-huset og med tre gjennomgående utboringer, av hvilke minst to strekker seg praktisk talt parallelt med aksen, - to begrensende ventilmontasjer som hver rommes i én av de to utboringene og hver omfatter et ventillegeme som føres i den respektive utboring for bevegelse i motsatte aksielle ret-ninger mellom to endeposisjoner og forsynt med en stammedel som rager inn i hvert sitt aktive kammer for hvert ventilelement og inn i bevegelsesbanen for den respektive bevegelige skillevegg som skal beveges av sistnevnte fra sin ene endeposisjon mot den andre, og en fjær som tvinger ventilelementet mot sin ene endeposisjon, - en spoleventil som opptas i den gjenværende av de tre utboringer, som kan beveges aksielt mellom to ytterposisjoner og med en perifer overflate med to fordelingsriller og to endepartier som avgrenser de respektive endeåpninger i denne siste utboring, - tilførselsorganer for tilførsel av trykkgass til utboringene, -.utløpsanordninger, for å.fjerne gass fra utboringene, - sammenkoblingsorganer.for.å danne kommunikasjonsveier mellom de to utboringene med den ene eller den andre endedel av den gjenværende siste utboring, o 0/ - forbindelsesorganer for separat-o^ etablere kommunikasjon mellom den gjenværende utboring og hver av de aktive kamre, og - adskillingsorganer for i hver av de to utboringer å tilstrekkelig adskille kommunikasjonsutstyret fra tilførselsutstyret i den ene endeposisjon og fra utløpsutstyret i den andre endeposisjonen for.det aktuelle ventilelement, idet dette skilleutstyr tillater kommunikasjon mellom kommunikasjonsutstyret og utløpsutstyret i den ene endeposisjon og med tilførselsutstyret i den andre endeposisjonen til ventilelementet, for derved henholdsvis å åpne for trykkgassmedium i det ene og åpne for tømming av gass fra det andre av endeområdene med tilhørende bevegelse av spoleventilen fra den ene til den andre av dens endeposisjoner, hvori kommunikasjon etableres via de respektive fordelingskanaler mellom tilf ørselsutstyret og et av påvirkning.sorganene og det andre av de aktuelle påvirkningsorganer og utløpsutstyret.

2. Membranpumpe ifølge krav 1, karakterisert ved åt spolen, i det ..minste ved den del av den som danner kontakt med overflaten til den siste utboring, består av et materiale som ikke krever noen ytre smøring.

3. Membranpumpe ifølge krav 2, karakterisert v e d at materialet er et.syntetisk plastmateriale.

4. Membranpumpe ifølge krav 3, karakterisert ved at det syntetiske plastmaterialet er polytetrafluoretylen fylt med glimmer.

5. Membranpumpe ifølge.krav 1, karakterisert ved .at spoleventilen . har utvendige riller ved sine endepartier og at disse åpner inn.mot den perifere overflate og opptar i seg skilleringer som ligger i rillene og kontakter overflaten som avgrenser den siste utboring.

6. Membranpumpe. ifølge krav 5,. karakterisert ved at skilleringene er av et materiale som ikke krever noen utvendig smøring.

7. Membranpumpe ifølge krav 6, karakterisert ved at materialet er et syntetisk plastmateriale.

8. Membranpumpe ifølge krav 7, karakterisert ved at det syntetiske plastmaterialet er polytetrafluoretylen fylt med grafitt.

9. Membranpumpe ifølge krav 8, karakterisert ved at minst den overflaten som avgrenser den siste utboring, består av et herdet belegg.

10. Membranpumpe ifølge krav 9, karakterisert ved at ventilhuset består av aluminium og at det herdede belegget er et anodisert belegg av aluminiumet i ventilhuset.

11. Membranpumpe ifølge krav 5, karakterisert ved at den dessuten omfatter fjærende ekspansjonsringer som opptas i rillene til spoleventilen innenfor skilleringene, og tvinger de sistnevnte radielt utover til kontakt med overflaten som avgrenser den siste utboring.

12. Membranpumpe ifølge krav. 1, karakterisert ved at skilleutstyret omfatter to ringformede elementer som hvert er stasjonært montert i en av de to.utboringene og har en sentral passasje, gjennom hvilken den respektive stammedel passer rer med klaring, og en praktisk talt radiell passasje som forbinder den sentrale passasjen med forbindelsesutstyret og to forseglende elementer som hvert er anbrakt omkring stammedelen ved den ene aksielle side til det ringformede element, hvori tilførsels- og utløpsutstyret kommuniserer med den.respektive av de to utboringer ved motsatte sider av det ringformede element, og at det respektive ventilelement bærer første og andre avgrensende deler ved motsatte sider av det ringformede element som avgrenser de respektive forseglingselementer og det ringformede element og tvinger disse.til forseglende kontakt med sistnevnte i hver sin endeposisjon for. ventilorganet.

13. Membranpumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at hvert av ventilelementene har en føringsdel som føres av den respektive utboring, og hvor. skilledelen omfatter to ringformede elementer som hvert er stasjonært montert i en av de to utboringene for å inndele denne i to rom, hvorav det ene ligger nærmere den tilsvarende bevegelige skillevegg enn det andre som rommer føringsdelen og omfatter en aksielt rettet sentral passasje som forbinder rommene med hverandre, og en praktisk talt radiell passasje som fører inn i den sentrale passasje ved en sone for den sistnevnte mellom rommene, og kommuniserer med de nevnte forbindelsesorganer, idet stammedelen passerer gjennom den sentrale passasjen med en relativt stor første klaring mellom det andre rommet og nevnte sone, og med en mindre andre klaring mellom sonen og første hulrom, slik at den andre klaring virker som en struping av gass-strømmen, mens skilleorganene dessuten omfatter et ringformet forseglingselement som er anbrakt mellom det ringformede element og føringsdelen til ventilelementet omkring stammen på dette ventilelement, og virker til å avbryte kommunikasjonen mellom det andre hulrom og sentralpassasjen i den første endeposisjon til ventilelementet slik at trykket i den radielle passasjen og inn mot kanalen reduseres på grunn av strupevirkningen, og for å etablere en slik kommunikasjon når ventilelementet beveger seg mot sin andre endeposisjon med en resulterende strøm av trykkfluidet gjennom den første klaring og inn i den radielle passasje hvor trykket bygges opp.

14. Ventilarrangement for bruk i en membranpumpe i henhold til et av de foregående krav, karakterisert ved at det omfatter: - et ventilhus med minst én utboring sentrert omkring en akse, - en spoleventil som opptas i utboringen for bevegelse i to motsatt aksielle retninger,.og med en omkretsoverflate som minst er forsynt med en. fordelingskanal og to riller som er arrangert ved aksielt motsatte sider av fordelingskanalen, hvilken, spoleventil,. minst ved de.deler av den som danner den perifere overflate og kontakter grenseflaten mot utboringen, består av et materiale som ikke krever smøring, - skilleringer som minst delvis opptas i rillene og kontakter grenseflaten til utboringen, hvilke skilleringer er dannet av et materiale som ikke krever noen smøring, og - flere passasjer i ventilhuset for å føre et gassformet medium inn og ut av utboringen.

15. Ventilarrangement ifølge.krav 14, karakterisert ved at det syntetiske plastmaterialet som minst utgjør en del av spoleventilen, er polytetrafluoretylen.

16. Ventilarrangement ifølge krav 14, karakterisert ved at materialet til skilleringene er polytetrafluoretylen fylt med grafitt.

17. Ventilarrangement ifølge krav 14, karakterisert ved at ventilhuset er av aluminium, og hvor minst overflaten som avgrenser utboringen, består av et hardt anodisert aluminiums-belegg.

18. Omkoblingsventil.for bruk i en membranpumpe med en bevegelig skillevegg ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter - en innkapsling som avgrenser en utboring og en kanal som åpner seg inn i denne utboring ved et forutbestemt område i den sistnevnte , < - et ringformet element som er stasjonært montert i utboringen ved dette område for å.avdele utboringen i to avdelinger, av hvilke den ene er nærmere den bevegelige skilleveggen enn den andre og omfattende en aksielt rettet sentral passasje som forbinder de to avdelingene med en praktisk talt radiell passasje som åpner, seg inn i den sentrale passasjen ved en sone i denne som ligger mellom avdelingene og kommuniserer med kanalen, - utløpsorgan for fluidum fra den ene avdeling for.å opprettholde trykket i denne på et relativt lavt nivå, - tilførselsorganer for. å føre trykkfluidum inn i den andre avdeling for å holde trykket i den avdelingen på et relativt høyt nivå, - et langstrakt ventilorgan som opptas i utboringen og som kan bevege seg aksielt i denne mellom en første og en andre ende posisjon, og omfattende en føringsdel med glidende kontakt mot overflaten som perifert, omgir den andre avdeling i utboringen, og en virksom del som aksielt støter opp mot føringsdelen og strekker seg derfra og inn i og gjennom en sentral passasje i det ringformede element og utenfor dette inn i den første avdeling og inn i bevegelsesbanen til den bevegelige skillevegg, ihvertfall ved ventilelementets første endeposisjon, hvor påvirkningsdelen passerer gjennom sentralpassasjen med en større første klaring mellom den andre avdeling og denne sonen og med en mindré andre klaring mellom denne sonen og den ene avdeling, slik at den andre klaring kan virke som en struping eller innsnevring av strømningsveien, - fjærorganer for å forspenne ventilelementet mot sin første endeposisjon slik at ventilelementet beveges av den bevegelige skillevegg mot virkningen av forspenningsorganet mot sin andre endeposisjon, og - et ringformet forseglingselement anbrakt mellom det ringformede element og føringsdelen til ventilelementet rundt påvirkningsdelen til ventilelementet og operativ for avbrytelse av kommunikasjon mellom den andre avdeling og sentralpassasjen i ventilelementets første endeposisjon, slik at trykket i den radielle passasjen i kanalen reduseres på grunn av innsnevringen og for å etablere en slik kommunikasjon når ventilelementet beveger seg mot sin andre endeposisjon med en resulterende strøm av trykkfluidet gjennom den første klaring inn i den radielle passasje og kanalen idet trykket bygges opp.

19. Omkoblingsventil ifølge krav 18, karakterisert ' ved at tilførselsorganene kommuniserer med en del av utboringen i den andre avdeling som ligger fjern fra den virksomme del til ventilelementet og hvor føringsdelen til ventilelementet i det minste definerer et gap mellom seg og den perifere over flate som avgrenser den andre avdeling for passasje av trykkfluidum gjennom denne fra den nevnte seksjon gjennom sentral-passas jen.

20. Omkoblingsventil ifølge krav 18, karakterisert ved at den virksomme del til ventilelementet har en seksjon som passerer gjennom sentralpassasjen til det ringformede element når ventilelementet er i og mellom den første og andre posisjon og har en konstant diameter gjennom det hele, og hvor sentralpassasjen til det ringformede element har en første del med en større intern diameter som strekker seg fra den ene avdelingen og nevnte sone og eksternt avgrenser den første klaring, til en andre seksjon med mindre intern diameter som strekker seg mellom denne sonen og den nevnte avdeling og eksternt avgrenser den andre klaring.