191727. lajstromszámú szabadalom • Kettősműködésű membránszivattyú
1 191.727 2 A találmány kettősműködésű membránszivattyú csővezetékben áramló folyékony vagy gáz halmazállapotú közegek továbbítására. A szivattyú csatlakozó csonk útján a közeget szállító csővezetékbe van beiktatva. A működtető szerv szerepét betöltő membrán előnyösen kör alakú, és kerülete mentén mereven be van fogva, míg középrésze a membrán síkjára lényegében merőleges irányban váltakozó értelmű kitérésre képes. A membrán középrésze azt megtámasztó tárcsákkal van közrefogva, a tárcsák és a köztük lévő membrán pedig a váltakozó értelmű kitérést létrehozó tengelyre vannak ráerősítve. A folyékony és légnemű közegek szállítása ősidők óta erre alkalmas vezetékekkel történik. Már az ókorban készítettek kőből, valamint égetett agyagtéglából víz vagy meleg levegő továbbítására alkalmas vezetékeket. A fémtechnológia kifejlődésével előbb az öntöttvas majd az acélcsövek jelennek meg, a XX. században pedig a műanyagok előretörésével ez utóbbiak is. így ma már a közegtovábbító vezetékek ezekből a termelékenyen gyártható és telepíthető anyagok ból készülnek. A vezetékekben történő anyagtovábbítás egyik alapesete az, amelynél a szállítás gravitációs úton megy végbe, míg a másik esetben az anyag továbbításához valamilyen „rásegítésre”, általában szívó vagy nyomó erőhatásra van szükség. Az erőhatás kifejtésére szolgálnak a különböző szerkezeti fölépítésű és működési szivattyúk. A szivattyúk működtetése korábban dugattyúval történt, majd később kifejlődtek a membránszivattyúk, amelyek könnyen alakváltozásra képes működtető szervét a pulzáló erőhatás továbbítására alkalmas membrán alkotja. A működtető szervet képező membránok többnyire köralakúak, és kerületük mentén be vannak fogva. Az ílymódon való rögzítés lehetővé teszi, hogy a vékony, rugalmas anyagból előállított membránok síkjukhoz képest keresztirányban könnyen tudjanak kitéréseket végezni. Az ismert membránszivattyúknál az említett megtámasztás! viszonyok mellett a váltakozó értelmű igénybevételek gyakori ismétlődése miatt a membrán anyaga elfárad, elszakad, és így a szivattyú rövidebb-hosszabb időre üzemképtelenné válik. A membránok működtetése valamilyen légnemű munkaközeg un. hajtógáz segítségével történik, amelyet periodikusan adagolnak. A periodikus adagolás során előfordulhat, hogy a membránt a szükségest vagy megengedettet számottevően meghaladó erőhatás éri. Ez is oka lehet a membrán tönkremenetelének. Az utóbbi károsodás megelőzése végett a működtető közeg útjába valamilyen nyomáshatárolót szoktak beiktatni. Ez egyúttal védelmet nyújt az ellen is, hogy a káros mértékben hirtelen megnövekvő nyomás a vezeték esetleges törését idézze elő. A csővezetékekhez hozzárendelt ismert kialakítású membránszivattyúk mint gépi egységek általában tekintélyes méretűek és súlyúak. Ez számos esetben elhelyezési gondot okoz, főleg azért, mert a legtöbbször a szivattyú külön alapozás elkészítését kívánja meg. A szivattyúkat tehát nem lehet máshol elhelyezni, csak ott, ahol alapozás telepítésére is mód van. Emiatt igen gyakran kell magát a csővezetéket fölöslegeden meghosszabbítani. Az ismert szivattyúk üzemeltetési szempontból is egy sor hátránnyal rendelkeznek. Ezek között említhető az, hogy számos esetben a tömítések olyan felületek között helyezkednek el, amelyek a működtetés során egymáshoz viszonyítva relatív elmozdulásokat végeznek, és ez azok gyors elhasználódását idézi elő. Az ismert nehézségek miatt különleges méretű, alakú és anyagú és szerkezetű tömítéseket alkalmaznak, amelyek igen költségesek, de élettartamuk ennek ellenére sem kielégítő. Különösképpen fennáll ez a helyzet a súrlódó tömítéseknél, ahol ezek üzemszerűen vannak kitéve gyakran ismétlődő káros mechanikai hatásnak. Egyik súlyos és megoldatlan kérdés e tékintetben az un. „szárazon futás” jelensége, ami gyakran okozza szivattyúk üzemzavarát. Részben technológiai okokból, míg más esetben egyszerűen csak környezeti, pl. időjárási hatások következtében nem egyszer jelentős a szállítandó közeg hőmérsékletének ingadozása. Különösen veszélyes lehet az erős nyári napsütés hatása azoknál az anyagoknál, amelyek kis hőmérsékleten forrásba jönnek, és így jutnak a szivattyúhoz. A gépek emiatt könnyen károsodhatnak. A károsodás általában a tengelyek tömítése mentén indul el, majd rövid idő alatt tovább is terjed. Régi tapasztalat továbbá az, hogy ha a szállított közegből mindig csak kis mennyiségeket használnak föl egyszerre, úgy a szivattyúk indulásánál föllépő lökésszerű nyomásnövekedések károsan veszik igénybe a csővezeték szerelvényeit, különösen a beépített és érzékeny mennyiségmérő műszereket. A találmány célja olyan membránszivattyú kifejlesztése, amely a korábbi ismert megoldások előnyeit megtartja, de fogyatékosságaikat kiküszöböli. Cél ezen belül az, hogy a működtető membrán ne legyen káros igénybevételnek kitéve, és így élettartama jelentősen meghosszabbodjék, ne legyen érzékeny korróziós hatásokra, maga a szivattyú egésze pedig olyan csekély kiterjedésű és súlyú legyen, ami fölöslegessé teszi annak különleges elhelyezését és alapozását. A találmány feladata közelebbről annak megvalósítása is, hogy a szivattyú tág határok között legyen képes közegmennyiségek megbízható továbbítására, tömítései ne mozgó, hanem álló felületek között helyezkedjenek el, és ezért fokozott hatékonysággal és élettartammal bírjanak. Technológiai kívánalom emellett, hogy a szivattyú működtetése, kezelése és karbantartása egyszerűen legyen végrehajtható és mód legyen a szivattyúk távműködtetésére is. Járulékos feladat továbbá, hogy a szivatytyú egyszerű és olcsó anyagokból, egyszerű eszközökkel és gyártási műveletekkel legyen előállítható. A találmányi gondolat több részfelismerés együtteséből jött létre. Ezek közé tartozik az, hogy a működtető membrán élettartama ugrásszerűen megnövelhető azáltal, ha annak olyan megtámasztó mozgáshatárolója van, ami nem engedi, hogy káros alakváltozást szenvedjen. Ugyancsak élettartamnövelő hatású az is, ha a membrán anyagát megvédj ük a korróziót okozó anyagokkal való érinkezéstől. Része a találmányi gondolatnak továbbá, hogy a szivattyú működtetésére levegővel működtetett olyan ütemadót lehet használni, amely a szállító teljesítmény változtathatóságát könnyen teszi lehetővé. A levegő üzemi nyomását meghaladó nyomás a szivattyúban eleve nem keletkezhet, és így el lehet hagyni a nyomáshatároló szervet anélkül, hogy ez csőtörési veszéllyel járna. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
