168821. lajstromszámú szabadalom • Membránszivattyú folyékony halmazállapotú anyagok adagolására

3 168821 4 tömítések hamar tönkrementek. Ennek ellensúlyozására felvetődött a közvetlen mechanikus mozgatású membrán alkalmazása, mivel ennek csak egyik oldalát érné az agresszív közeg. A megoldást a folyadékok igényes, illetve pontos adagolására nem 5 tartják alkalmasnak, mivel a mechanikusan mozgatott membrán anyagának ideiglenes vagy tartós nyúlásváltozása az adagolt folyadékmennyiség változását vonja maga után, ami nem ellenőrizhető. E megoldás hátránya az is, hogy a folyadék oldali 10 nyomóképesség erősen korlátozott. Az agresszív közeg maró hatásának kiküszöbölésére széles körben elterjedt és alkalmazott megoldásként a dugattyút egy semleges közeggel töltött térben ún. nyomásközvetítő térben járatják, amelynek egyik 1S oldalát membrán határolja. Ez a membrán a szállítandó agresszív folyadék és a nyomásközvetítő folyadék fáziselválasztására szolgál. A membrán a dugattyúk mozgásával szinkronban, a nyomásközvetítő tér nyomását felvéve hajlik ki, és egyik 20 oldalával az agresszív adagolandó folyadékkal érintkezve, a folyadékszállító térben térfogatváltozást előidézve, a szelepeken keresztül áramoltatja az adagolandó folyadékot. Az adagolt folyadékmennyiség itt is szorosan a 25 dugattyú lökethosszúságával arányos. Ennél a megoldásnál újabb problémaként jelentkezett, hogy e dugattyú és hajtórúd tömítéseinél a nyomásközvetítő térből a folyadék elszökött, ami maga után vonta a membrán átszakadását. Ezen úgy segítenek, 30 hogy a nyomásközvetítő teret úgy szívásra, mint nyomásra működő biztonsági szelepekkel látták el, a membránt pedig a veszélyes kihajlást megakadályozó határolókkal vették körül. Ez bizonyos megalkuvást jelent, mivel a biztonsági szelepek 35 működése az adott ütemben megváltoztatja az adagoló által szállítandó mennyiséget, az adagolás pontatlanná vált. Mivel a biztonsági szelep működése nem rendszeres, jó kivitelű gép esetében ebből a jelenségből származó szállítási pontatlansá- 40 gok elfogadható értékűek voltak. A karos-csuklós mechanizmus jellegéből adódóan a szivattyú által szállítandó folyadék mennyiség áramlási intenzitása az idő függvényében 45 sinus hullámmal jellemezhető. Ez azt eredményezi, hogy a dugattyú holtpontjainál az adagolandó folyadék viszkozitásától és a szelep tömegétől függően, több-kevesebb ideig úgy a szívó, mint a nyomószelep nyitva lehet. Ez idő alatt visszaáramló 50 folyadékmennyiség, mely nyomásfüggő, a gép szállítási pontosságát is nyomásfüggó'vé teszi. E negatívumon, forgattyús mechanizmussal hajtott gépeknél, csak a szelepek igen gondos méretezésével és kialakításával lehet kismértékben javítani. 55 A leírt megoldások napjainkban a korszerű megoldások közé tartoznak. Mindegyik mechanizmusnak közös hibája, hogy az adagolás pontossága az adagolási tartomány nagyságától függő és 60 különösen a névleges teljesítménytől lényegesen alacsonyabb tartományban már nem megbízható pl. a névleges teljesítmény 5—10%-a alatt gyorsan romlik. Ennek fő oka a forgattyús karos-csuklós mechanizmus összeadódó illesztési pontatlanságaiból 65 eredő kotyogás, melynek értéke arányos az alkatrészek számával, és amelyet erősen befolyásol a kivitelezés gondossága. E gépeknél a szállítási pontatlanság nő, a gép elhasználódásával. (Lásd: 2. ábra.) A karos-csuklós mechanizmus kar-arányainak változtatására szolgáló szerkezet, a mechanizmus kivitelezésének pontossági követelményei, a berendezés kivitelezését aránytalanul megdrágítják. Az ismertetett elektromágneses meghajtású megoldás csak rendkívül kis szállított mennyiségeknél és kis nyomásnál alkalmazható. A szállító folyadékmennyiségnek a meghajtó motor fordulatszámának változtatásával történő szabályozása azért nem célszerű, mert a technika mai állása mellett bonyolult és drága berendezéseket igényel. A fordulatszám szabályozás a szelepelési veszteségeken lényegesen nem javít. Az általánosan alkalmazott elektromotoros meghajtások, a vegyi üzemekben gyakran szükséges robbanásbiztos kivitelezése, költséges és bonyolult konstrukciókat eredményez. A leírt berendezéseket a hazai iparvállalatok nyugati importból szerezték be. Találmányunk által megvalósítani kívánt feladat az, hogy elkerüljük a forgattyús karos-csuklós mechanizmusból eredő hibákat, elkerüljük a tömítést igényelő forgó vagy lengőmozgást igénylő alkatrészeket, a kenést igénylő helyeket és az ezekből adódó összes hibaforrásokat. Feladatul tűztük ki olyan működési elv megvalósítását, melynél a szelepek mozgásjellemzői a minimäis volumetrikus veszteségeket eredményezik. Célunk volt az is, hogy a meghajtás robbanásbiztos kivitelben egyszerűen legyártható legyen. Feladatul tűztük ki, hogy a gép szállítóképessége a szabályozás függvényében egy, az origóból kiinduló egyenes függvénye legyen. (Lásd: 3. ábra.) Találmányunk lényegét az a felismerés adja, hogy pontosan meghatározott folyadékadagot nemcsak dugattyú meghatározott elmozdításával, hanem megfelelően kiképzett folyadékáteresztő határoló elemek között, végállástól végállásig mozgatott membránnal is elő lehet állítani. Ilyen feltételek mellett a szállító teljesítmény változtatása a membránmozgás időbeli gyakoriságának változtatásával valósítható meg. Felismertük, hogy a meghatározott térben mozgó membránt egyenletes felületi terheléssel kell a membránhatárolókra felfektetni, amely kizárólag a közvetítő közeg nyomásának periodikus változtatásával oldható meg. Felismerésünk lényege az is, hogy míg az ismert gépeknél a meghajtó motor nyomatékából származó erőt használják fel a szükséges nyomás előidézésére, addig találmányunknál folyékony vagy gáznemű energiahordozó nyomásából nyert erőt használjuk fel a kívánt nyomás előállítására. A vázolt elvvel kiküszöbölhető a forgattyús gépek azon ismert hátránya, hogy nyomóvezetékük zárása, vagy dugulása esetén a nyomás meg nem engedhető értékeket vehet fel. 2