173097. lajstromszámú szabadalom • Folyadékszint szabályozó berendezés
3 173097 4 A találmány tárgykörébe vágó szakterületen ismert az, hogy különféle folyadékterek adott szinten történő tartására lehet membránszivattyúkat is alkalmazni. Egy ilyen megoldást mutat be az 520.978 számú svájci szabadalmi leírás, melynél a membránt egy, a membránszelepbe beépített elektromágnessel vagy elektromágnessel és egy ellengrugóval rezgőmozgásban tartják, a membránhoz pedig egy a folyadékot szállító dugattyú van a volumetrikus hatásfok javítására csatlakoztatva. A szivattyúnak a membrán felett kialakított tere egy vezetékkel össze van kötve az adott készülék belső terével, és a vezeték vége a folyadékszint előre meghatározott síkjában van elrendezve. A membrán alatt kiképzett tér illetve a dugattyú egy táptartállyal és a készülékkel van összekötve. A táptartály illetve a készülék belső nyomása azonos vagy a készülék nyomása nagyobb a táptartály nyomásánál. A szinttartás szabályozásának lényege az, hogy az előírt szinten levő folyadék elzárja a membrán feletti térhez kötött vezeték szájnyílását, vagyis ezt a teret lényegében zárt térré alakítja és így a rezgőmozgást végző membrán egyik oldalán a gáznyomás megnövekedik, tehát csillapítja, sőt meg is szünteti a membrán mozgását. Ennek megfelelően tehát amikor a folyadék az előírt szinten van, a membránszivattyú által szállított folyadék mennyisége fokozatosan csökken, majd a folyadékszállítás megszűnik. Amikor viszont a folyadékszint az előírt érték alá csökken, akkor a membrán fölötti tér ismét nyitott térré válik, a membrán mozgását a komprimálódó gáz nem csillapítja, azaz a szivattyú folyadékot szállít. Az előbbi megoldás továbbfejlesztésének tekinthető az 1.453.594 számú NSZK közzétételi iratban ismertetett szivattyú, melynél a membránhoz csatlakoztatott dugattyú egyúttal vezérlő szelepként is működik. Mivel ezt a szerkezetet robbanómotorok forgattyúháza olaj szintjének szabályozására dolgozták ki, a membránt nem elektromos energiával, hanem a működő motor dugattyúja vagy dugattyúi által a forgattyúházban ébresztett nyomásingadozással menesztik. A bemutatott segédenergia alkalmazásával működő készülékek egy olyan változata is ismert, melynél a folyadékszintet rádióaktív sugárzással jelzik és a sugárérzékelő elem jelével szabályozzák az adott szivattyút. A segédenergiával működő készülékek közös hátrányos tulajdonsága az, hogy viszonylag bonyolult felépítésűek, ennek megfelelően beszerzésük költséges, üzemeltetésükhöz és karbantartásukhoz különleges feltételeket kell kielégíteni. A segédenergiaként elektromos árammal dolgozó szerkezeteknél külön villamoshálózatot kell telepíteni, ami a többségükben tűzveszélyes vegyipari üzemeknél a különleges biztonsági előírások miatt jelentős többletköltséget okoz, a sűrített levegővel működő berendezésekben még a villamoshálózatnál is jóval nagyobb beruházást igénylő táprendszert kell megvalósítani, a rádióaktív érzékelőelemekkel ellátott berendezéseknél pedig min a sugárveszély megelőzése, mind a rendszer felépítése és üzemeltetése még további ráfordítást is igényel. Végül megemlítendő, hogy ezek a berendezések a vegyipar mai gyakorlatában elteijedtnek tekinthető 100 att feletti nyomástartományban egyáltalán nem vagy csak különleges kiképzéssel üzemeltethetők, kutatási célokra pedig, ahol igen kis folyadékmennyiség kell a szabályozás során elvezetni általában nem alkalmazhatók, mert szerkezeti méreteik egy bizonyos határon túl már nem csökkenthetők. Külön ki kell emelni, hogy a membránszivattyúk és így a részletesen bemutatott két változatuk nem alkalmas folyadékfelvétellel megvalósított szintszabályozásra. A találmány feladata dinamikus szabályozást megvalósító segédenergia nélkül folyamatosan üzemelő tetszőlegesen tág hőmérséklet- és nyomástartományban alkalmazható megoldás kidolgozása. A találmány szerinti berendezés lényege az, hogy az önmagában ismert tűszelep a membrán fölött a felső peremben kialakított, továbbá a készülék folyadékterével és az atmoszférával vagy egy másik készülékkel összekapcsolt felső térrel közlekedő külön fészekben van elrendezve, ahol a szeleptestnek a fészekből a felső térbe átvezetett csapja van egy a szeleptesten kiképzett váll és a tűszelep szelepüléke közé befeszített szeleprugóval a membránon feltámasztva. A találmány szerinti berendezés csonkja vagy egy szinthatároló elem, célszerűen bukócső közbeiktatásával van a készülék űrítővezetékére csatlakoztatva és a készülék alatt van elrendezve, vagy közvetlenül van a szabályozó edény ürítővezetékére csatlakoztatva és az előírt folyadékszint alatt van elrendezve. Jelen leírásunkban dinamikus szabályozás alatt olyan folyamatos beavatkozást értünk, melynek eredményeképpen a szabályozó elemet, t.i. a találmány szerinti membránszelepet a rendelkező jel, a folyadékszelep nyomásváltozása fokozatmentesen állítja két szélső érték, a teljesen zárt és a teljesen nyitott átömlőkeresztmetszet között, szemben a vagy nyitott vagy zárt állású szabályozóelemekkel. A találmány tárgyát a továbbiakban a rajz segítségével részletesen ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti berendezés keresztmetszete, a 2. ábra kapcsolási vázlat, a 3. ábra kapcsolási vázlat. Az 1. ábrán a találmány szerinti berendezés keresztmetszetét tüntettük fel, melynek 1 és 2 pereme közé két 3 tömítőgyűrű közbeiktatásával egy át nem eresztő 4 membrán van befogva. A 4 membrán két oldalára célszerűen egy-egy 5 védőtárcsa van felszerelve. A 4 membrán egy 6 nyomórugóval van kiegyensúlyozva. A 6 nyomórugó rugóereje egy feszítőszerkezet segítségével állítható be, melyben a 6 nyomórugó egy 7 dió közbeiktatásával van egy menetes 8 orsóra feltámasztva. A 8 orsó egy 9 hollandianyából, egy 10 hüvelyből és egy 11 tömítésből összeállított tömszelencén keresztül van a 4 membrán alatt kiképzett 12 térből kivezetve. A 9 hollandianya illetve a 8 orsó csatlakozómenetei esetünkben a 2 perem 13 nyakcsapjára felhajtott 14 csonkon van kiképezve, melyben egy a 8 orsó geometriai tengelyére célszerűen merőleges 15 furat van kiképezve. A 15 furat a 12 térbe van bevezetve. A 8 orsó külső végén egy 16 hernyócsavarral egy 17 állítótárcsa van rögzítve. Megjegyezzük, hogy a találmány szerinti berendezés egy előnyös kialakításánál a feszítőszerkezet az illetéktelen beavatkozás lehetőségének kizárására a berendezés belsejébe van beépítve. Ennél a kialakításnál a 15 furat a feszítőszerkezet 7 diójában és 8 orsójában van kiképezve és az egyébként feleslegessé vált 14 csonkhoz csatlakozó vezeték a 9 hollandi anyával van a berendezésben csatlakoztatva. Ezt a változatot rajzunkon nem tüntettük fel. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
