192595. lajstromszámú szabadalom • Kettős működésű membránszivattyú
1 192 595 2 A találmány tárgya kettős működésű membránszivattyú főként korrozív kémhatású vegyi folyadékok és zagyok szállítására, valamint savas oldatok adagolására. Ismeretes, hogy a vegyiparban, gyógyszeriparban és más kémiatechnológiai eljárásokat alkalmazó iparágakban feldolgozandó, vagy keletkező savas és lúgos folyadékok szállításához, továbbításához különleges szivattyúkat használnak fel. A munkafolyamatokban jelenlévő vegyi anyagok korróziós hatása miatt az ismert konstrukciójú szivattyúszerkezetek igen rövid időtartam alatt meghibásodnak. A korróziós hatások következtében fellépő felületi bemaródások extrém esetekben a szivattyúrendszer „szétrobbanásos” meghibásodásához is vezethet. A fent említett jelenségekkel összefüggésben jelentős hiányossága az ismert megoldásoknak, hogy figyelemreméltó nagyságrendű leltet az üzem- illetve a termelési periódus megszűnése miatti kiesés. A korrozív hatású vegyi anyagok szállítására hosszabb ideje olyan szivattyú típusok kialakításával próbáltak megoldást találni, amelyeknél a folyadékkal érintkező elemek (szerkezeti részek) korrózióálló anyagból nyertek kialakítást, vagy különleges védőbevonatot vittek fel felületükre. Ismeretesek különböző megoldások a szokványos típusú dugattyús- vagy centrifugás szivattyúk esetében, ahol a tervezők számos esetben saválló acélt alkalmaztak a járókerekek és a ház kialakításához. Ismeretes továbbá, hogy a műanyagok széleskörű megjelenésével kialakítottak műanyag aggregátokkal szivattyúkat és hozzájuk csatlakoztatott csővezeték rendszereket, amelyek saválló tulajdonságúak. Az ismert megoldások egyik hiányossága, hogy még a krómnikkel acélból készített szivattyúk is csupán bizonyos mértékben álltak ellen a savas közegek hatásának, jóllehet a felhasznált alapanyag előállítása, beszerzése igen költséges. Ismeretes, hogy a műanyagból kialakított centrifugál szivattyúk előnyösen, alacsony költséggel előáliílhatók, illetve beszerezhetők, hiányosságuk azonban, hogy a nagy áramlási sebességgel, magas impulzussal, illetve mozgási energiával jellemezhető, a szivattyúzandó közeg által tartalmazott szilárd részecskék ún. abrazív hatása miatt gyorsan koptak és ennek következtében gyakori meghibásodás következett be. A fentiekben ismertetett szivattyú típusok további közös hiányossága, hogy szerkezeti kialakításukat nagyszámú mozgó alkatrész, gépelem jellemzi és ez a körülmény különösen szennyezett, korrozív folyadékok esetén gyorsítja a kopást és a tömítettlenség kialakulását, illetve fokozódását, és ezek a szivattyú hatásfokának csökkenésével járnak. Ismeretes továbbá, hogy a nagy fordulatszámú, forgó alkatrészekkel konstruált centrifugál szivattyúknál a forgó alkatrészekben olyan tehetetlenségi nyomatékok lépnek fel, amelyek statikus és dinamikus kiegyensúlyozása különösen precíz tűrésezést, bonyolult előállítási munkát tesz szükségessé. Tapasztalható viszont, hogy a korrózió következtében még a jól kiegyensúlyozott precízen megmunkált szivattyúk is kiegyenlítetlenekké válnak tömegkiegyensúlyozási vonatkozásban, rezonancia jelenségek léphetnek fel, vagy teljes leállás következhet be. Ismeretes, hogy a fenti hiányosságok lehetőség szerinti kiküszöbölése céljából a tervezők számos olyan konstrukciót fejlesztettek ki, amelyeknél a mozgó alkatrészek számát minimálisra igyekeztek csökkenteni (membránszivattyúk), azonban ezen tulajdonságokkal jellemezhető szivattyúk szállító teljesítménye alacsonyabbnak bizonyult, mint a korábbi műszaki szinthez tartozó, fent ismertetett más megoldásoké. A membránszivattyúkat elsősorban szennyezett folyadékok, szuszpenziók, szilárd szerves és szervetlen anyagokat tartalmazó oldatok, nagy viszkozitású folyadékok és paszták számításánál használják fel előnyösen. A membránszivattyúk sajátossága, hogy a meghajtótér és a munkatér membránnal történő elválasztása szembetűnő tömítettségi előnyökkel jár. Ismeretes, hogy a membránszivattyúk több típuscsoportba sorolhatók, részben a membrán kialakításától, részben a meghajtás rendszerétől függően. A szívó- és nyomószelepek általában golyós, kettős golyós, Illetve lapkivitelíí vagy egyéb megoldásúak. A technika állása szerinti mcmbránszivattyúknál a membráníuízakat a ' ^különbözőbb áramlástani formákat eredményező szerkezeti kialakítással készítették és ettől függően síkmembrános, csőmembrános, közvetítő folyadékos duplamembrános, ún. szimplex, vagy duplex kivitelű szivattyú megoldások ismeretesek. A meghajtás szempontjából a konstrukció elektromos, hidrauükus vagy mechanikus, • Sietve robbanómotoros meghajtású kiviteli formák szerint tagozódhatnak. A legelterjedtebb gyártmányok közül kiemelhető az ún. LEWA szivattyúcsalád, amelynél a kettős működésű síkmembrán meghajtására pneumatikus rendszert alkalmaztak. A szivatytyút hagyományos és korrózióálló anyagokból állítják elő, pneumatikus pulzátorral és lapszelepekkel. Ismeretes továbbá a WILDEN gyártmányú szivattyú, amelynek kialakítását kettős működésű síkmembrános, pneumatikus hajtású, egyéni pneumatikus pulzátor, golyós szelepek és korrózióálló kivitel jellemzi. Az ismertetett membránszivattyúk hiányossága, hogy az alkalmazott pulzátorok a szállított közeg (folyadék) lökésszerű, azaz pulzáló szállítását eredményezik. A lökésszerű folyadék szállítással együttjár a szivattyú szerkezeti elemeinek és a membrán tárcsájának dinamikus mechanikai igénybevétele, amely problémát bonyolítja az a körülmény, hogy ezen dinamikus mechanikai igénybevételnek kitett szerkezeti elemek egyidejűleg a szerkezet legkényesebb részei. A technika állása szerinti szivattyú konstrukcióknál o'yan membrán kialakítást alkalmaztak, hogy a munkaírembránt működése közben a levegő nyomása az impulzust követően állandóan feszített állapotban tartja, így az egyébként elasztikus tulajdonságú membrán bizonyos munkaütemszám után megnyúlik és további felhasználásra alkalmatlanná válik. Ismeretesek olyan szivattyú konstrukciók, amelyeknél az elasztikus membránt hő- és saválló gumikból alakították ki, azonban ezen megoldások hiányossága is megmutatkozott abban, hogy a fokozott dinamikus igénybevétel felvételére nem voltak képesek. Az ismertetett hő- és saválló gumianyagú membránok alkalmazásánál tapasztalt helyzethez hasonló eredményre vezettek azok a próbálkozások, amelyeket a fejlesztők politetrafli-oretilén (teflon) tárcsával szerkesztett gumimembrán felhasználása révén nyertek. Jóllehet a gumi rugalmas tulajdonsága mellett a teflon sav és hőállósága is megvalósult ezen konkrét konstrukcióknál, azonban a teflon az. ismételt hajlító és nyomóigénybevételt nem vette fel elfogadható mértékben, ami korai kifáradással, repedéssel és szivárgással járt, miáltal az élettartam jelentősen lecsökkent. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
