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1. Bereich
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Pulsationsdämpfer für eine Pumpe. Ein Pulsationsdämpfer dieses
Typs wird benutzt zum Dämpfen
der Pulsation (pulsierender Druck) eines Ausgangsdrucks, der erzeugt
wird durch Variieren der Strömungsgeschwindigkeit
oder des Drucks beim Betrieb einer Kolbenpumpe. Daher kann der erfindungsgemäße Pulsationsdämpfer in
einer flüssigkeitstransportierenden
Rohrleitung zwischengeschaltet benutzt werden, durch die verschiedene
chemische Verarbeitungsflüssigkeiten,
wie z.B. eine Waschflüssigkeit,
die in einem Halbleiterproduktionsschritt benutzt wird, insbesondere
eine Oberflächenwaschflüssigkeit
zum Waschen eines IC oder einer Flüssigkristallvorrichtung durch
eine Kolbenpumpe transportiert werden.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Als
Pulsationsdämpfervorrichtung
für eine Pumpe
dieses Typs hat der Anmelder der vorliegenden Anmeldung bereits
eine Vorrichtung vorgeschlagen, die eine Konfiguration aufweist,
wie sie z.B. in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 8-159016 offenbart
wird. Die vorgeschlagene Pulsationsdämpfervorrichtung weist eine
Flüssigkeitskammer
und eine Gaskammer auf, die durch eine ausdehnbare und zusammenziehbare
Trennwand, wie z.B. einen Balg oder eine Membran, getrennt sind.
In der Pulsationsdämpfervorrichtung
hat die Flüssigkeitskammer die
Aufgabe der zeitweiligen Speicherung der Flüssigkeit (z.B. der chemischen
Flüssigkeit),
die durch eine Kolbenpumpe transportiert werden soll, und die Gaskammer
hat die Aufgabe, zum Dämpfen
der Pulsation mit einem Gas befüllt
zu sein. Das Fassungsvermögen
der Flüssigkeitskammer ändert sich
mittels der Ausdehnung und Kontraktion der Membran, um den Druckausgleich
zwischen der Flüssigkeitskammer
und der Gaskammer beizubehalten und auf diese Weise Pulsationen
des Ausgangsdrucks der Kolbenpumpe zu dämpfen.
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Die
Pulsationsdämpfervorrichtung
hat ferner einen Gasein- und -auslaßventilschaltmechanismus. Der
Ventilschaltmechanismus hat die Funktion, gemäß einer Veränderung in dem Fassungsvermögen der
Flüssigkeitskammer
alternativ in einen Normalmodus, in dem das Gas weder in die Gaskammer
eingelassen noch aus ihr ausgelassen wird, einen Gaseinlaßmodus,
in dem das Gas in die Gaskammer eingelassen wird, und einen Gasauslaßmodus,
in dem das Gas aus der Gaskammer ausgelassen wird, geschaltet zu
werden. Diese Modi werden durch den hin- und hergehenden Betrieb
eines Betätigungsstabs
umgeschaltet, der mit der Ausdehnung und der Kontraktion der Membran
gekoppelt ist.
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Gemäß der Pulsationsdämpfervorrichtung, die
vom Anmelder vorgeschlagen wurde, kann die Pulsation der transportierten
Flüssigkeit
infolge des Ausgangsdrucks der Pumpe gedämpft werden mittels der Veränderung
des Fassungsvermögens
der Flüssigkeitskammer,
die durch die Ausdehnung und Kontraktion der Membran bewirkt wird,
und ebenso kann die Änderung
des Fassungsvermögens
der Flüssigkeitskammer
in einem kleineren Ausmaß durch
die Gaskammerdruck-Ausgleichsfunktion des Gasein- und -auslaßventilschaltmechanismus unterdrückt werden.
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US-A-4556087
offenbart einen Pulsationsdämpfer
mit einem Gehäuse,
das flüssigkeitsenthaltende
und gasenthaltende Abteilungen umfaßt. Eine bewegliche Wand trennt
abdichtend beide Abteilungen. Ein Betätigungsstab ist an die bewegliche
Wand angeschlossen um sich zugleich mit dieser zu bewegen. Ein Ausdehnungsteil
des Stabes, der sich in ein Ventilgehäuse erstreckt, weist eine ringförmige Aussparung
auf, die sich in axialen Abständen
von der Aussparung in die Ringkanäle bewegt. Ein Kanal kommuniziert
mit einer Auslaßleitung,
während
der andere Kanal mit einem unter Druck stehenden gasförmigen Medium
versorgt wird, so daß,
wenn die bewegliche Wand axial um mehr als einen vorherbestimmten
Abstand aus der Gleichgewichtsposition verschoben wird, die ringförmige Aussparung
eine Kommunikation zwischen der Aussparung und dem entsprechenden
Kanal hergestellt, wodurch der Druck in der gasenthaltenden Abteilung
durch ein Leitungssystem erhöht
bzw. verringert wird.
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EP0707173
offenbart eine ähnliche
Anordnung. Anstatt eines Kolbenventils umfaßt der Pulsationsdämpfer jedoch
Ventilbaugruppen, von denen jede einen Betriebshebel beinhaltet,
an dessen einem Ende eine Rolle angebracht ist, die auf einer Nockenfläche läuft, die
auf dem oberen Ende des Betätigungsstabs
angebracht ist. Die Ventilbaugruppen bewirken eine Erhöhung oder
eine Verringerung des Drucks in der gasenthaltenden Abteilung durch
ein Leitersystem.
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Bei
allen herkömmlich
benutzten Pulsationsdämpfern,
einschließlich
der vom Anmelder vorgeschlagenen Pulsationsdämpfer tritt das folgende Problem
auf. Wenn beispielsweise ein solcher Pulsationsdämpfer zufällig unter einer Bedingung
betrieben wird, daß kein
Gas in die Gaskammer eingeführt wird,
wenn der Druck der transportierten Flüssigkeit abnorm ansteigt, wird
das Druckgleichgewicht zwischen der Flüssigkeitskammer und der Gaskammer gestört und die
Membran weitet sich übernormal
aus. Eine geschlossene Endfläche
der sich so erweiternden Membran stößt mit dem Endteil des Betätigungsstabes
zusammen, das ein Teil ist, welches in der Gaskammer angeordnet
ist. Dieser Zusammenstoß kann
bewirken, daß die
geschlossene Endfläche
der Membran verformt oder beschädigt
wird. In einigen Fällen
kann auch eine übermäßige Kraft
auf den Betätigungsstab
aufgebracht werden, so daß der
Betätigungsstab
verformt wird oder bricht. Sobald eine solche Situation einmal auftritt,
muß man
befürchten, daß die nachfolgende
Funktion behindert wird und die erwartete Pulsationsdämpfung nicht
ausgeführt werden
kann. Je nach Stärke
der Beschädigung
der geschlossenen Endfläche
der Membran entsteht ferner eine ernste Situation, in der die transportierte Flüssigkeit,
wie z.B. eine chemische Flüssigkeit,
zur Außenseite
durchlecken kann.
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Um
die Pulsationsdämpfungsfunktion
des Pulsationsdämpfers
dieses Typs zu verbessern, ist es wirksam, das interne Fassungsvermögen der Gaskammer
zu vergrößern. Wenn
die Gaskammer in der Erweiterungs- und Kontraktionsrichtung der Membran
zur Vergrößerung des
internen Fassungsvermögens
der Gaskammer gestreckt wird, muß jedoch die axiale Länge des
Betätigungsstabes,
der umgekehrt zur Ausdehnungs- und Kontraktionsrichtung der Membran
zur Ausdehnung und Kontraktion der Membran gekoppelt hin- und herarbeitet,
erhöht werden.
Wenn der Betätigungsstab
auf diese Weise verlängert
wird, läuft
der Betätigungsstab
leicht schief, oder eine Feder, die zum Drücken der Membran in Kontraktionsrichtung
benutzt wird, wird kaum in einer brauchbaren Form beibehalten. Das
führt zur Befürchtung,
daß die
Betriebsrichtung des Betätigungsstabs
nicht mehr mit den Erweiterungs- und Kontraktionsrichtungen der
Membran übereinstimmt. Sobald
eine solche Situation einmal auftritt, verringert sich auch die
Zuverlässigkeit
des Betriebs des Gasein- und -auslaßventilschaltmechanismus, oder der
Betrieb selbst wird nicht ausreichend durchgeführt und gibt damit zu der Befürchtung
Anlaß,
daß die
erwartete Gasein- und -auslaßtätigkeit
in die Gaskammer nicht mehr richtig ausgeführt werden kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Umstände durchgeführt.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist das Vorsehen eines Pulsationsdämpfers für eine Pumpe,
in der eine Pulsationsdämpfungsfunktion
verbessert werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pulsationsdämpfervorrichtung
für eine
Pumpe vorzusehen, in der die Größe der Erweiterung
einer Membran bis auf einen Sicherheitsbereich beschränkt werden
kann, in dem die Membran weder deformiert noch beschädigt wird.
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Noch
eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Pulsationsdämpfer für eine Pumpe
vorzusehen, in der eine ernste Situation wie eine Leckage der beförderten
Flüssigkeit
nach außen
verhindert werden kann.
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Noch
eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Pulsationsdämpfer für eine Pumpe
vorzusehen, in der die Zuverlässigkeit
des Betriebs eines Gasein- und -auslaßventilschaltmechanismus verbessert
werden kann.
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Noch
eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Pulsationsdämpfer für eine Pumpe
vorzusehen, in der die obigen Aufgaben nur durch Hinzufügen einer
einfachen Konfiguration gelöst
werden können.
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Die
Erfindung zum Lösen
des genannten Problems ist Gegenstand des Anspruchs 1.
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Bei
dem Pulsationsdämpfer
für eine
Pumpe gemäß der Erfindung
hat der betreffende Teil eine Konfiguration, enthaltend Einen Gerätekörper in Form
einer abgedichteten Dose; eine Membran, welche einen Innenraum eines
Gerätekörpers in
eine Flüssigkeitskammer,
die vorübergehend
eine durch eine Kolbenpumpe zu transportierende Flüssigkeit speichern
kann, und eine Gaskammer unterteilt, welche mit einem Gas zur Unterdrückung von
Pulsationen gefüllt
wird und sich erweitert und kontrahiert, um eine Kapazität der Flüssigkeitskammer
zu ändern, wobei
hierdurch Pulsationen aufgrund eines Ausgangsdrucks der transportierten
Flüssigkeit
gedämpft
werden; einen Gasein- und -auslaß-Ventilschaltmechanismus,
welcher an einer Außenseite des
Gerätekörpers befestigt
ist und welcher in Übereinstimmung
mit einer Änderung
der Kapazität
der Flüssigkeitskammer
abwechselnd in einen normalen Modus, in welchem das Gas weder in
die Gaskammer eingelassen noch aus dieser ausgelassen wird, einen
Gaseinlaßmodus,
in welchem das Gas in die Gaskammer eingelassen wird, und einen
Gasauslaßmodus,
in welchem das Gas aus der Gaskammer ausgelassen wird, geschaltet
wird; und einen Betätigungsstab,
welcher in umkehrendem Eingriff mit einer Erweiterung und Kontraktion
der Membran steht und welcher mittels der umkehrenden Funktion zwischen
den Modi des Ventilschaltmechanismus hin und her schaltet. Eine
Ausgangsdruckkurve, die eine Variation des Ausgangsdrucks der Kolbenpumpe zeigt,
die benutzt wird, während
sie an der erfindungsgemäßen Pulsationsdämpfungsvorrichtung befestigt
ist, bildet eine Wellenform, in welcher eine Spitze und ein Tal
sich im Laufe der Zeit alternativ wiederholen.
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Wenn
gemäß der Pulsationsdämpfungsvorrichtung
der Erfindung der obigen Konfiguration des betroffenen Teils die
transportierte Flüssigkeit
von der Kolbenpumpe ausgepumpt wird und durch die Flüssigkeitskammer
in den Gerätekörper fließt, erstreckt
sich die Membran in einem Spitzenteil der Ausgangsdruckkurve, so
daß sich
das Fassungsvermögen
der Flüssigkeitskammer
erhöht
und auf diese Weise eine Druckerhöhung absorbiert, und zieht
sich in einem Talteil der Ausgangsdruckkurve zusammen, so daß sich das
Fassungsvermögen
der Flüssigkeitskammer
verringert und auf diese Weise einen Druckabfall absorbiert.
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Wenn
gemäß der Pulsationsdämpfungsvorrichtung
der Erfindung während
des Betriebs der Pulsationsdämpfervorrichtung
der Variationsbereich des Ausgangsdrucks der Kolbenpumpe innerhalb
eines vorgegebenen Bereichs liegt, wird der Gasein- und -auslaßventilschaltmechanismus
im normalen Modus gehalten durch die Aktion des Betätigungsstabes,
der umgekehrt zur Ausdehnungs- und Kontraktionsrichtung der Membran
zur Ausdehnung und Kontraktion der Membran gekoppellt hin- und herarbeitet,
und somit wird das Gas weder in die Gaskammer eingeleitet noch aus
ihr herausgelassen. Auf diese Weise wird während einer Zeitspanne, wenn
der Gasein- und -auslaßventilschaltmechanismus
im normalen Modus belassen wird, die Fassungsvermögensänderung
der Flüssigkeitskammer
infolge der Ausdehnung und der Kontraktion der Membran auf einen
geringeren Grad gedrückt
und auch die Pulsation der beförderten Flüssigkeit,
die aus der Flüssigkeitskammer
ausfließt,
wird auf einen geringeren Grad gedämpft.
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Wenn
im Gegensatz dazu der Variationsbereich des Ausgangsdrucks der Kolbenpumpe
gesteigert wird, um den vorgegebenen Bereich zu überschreiten, wird der Gasein-
und -auslaßventilschaltmechanismus
auf den Gaseinlaßmodus
geschaltet durch die Aktivität
des Betätigungsstabs,
der mit der Ausdehnung der Membran gekoppelt ist, und das Gas wird
in die Gaskammer gelassen. Als Ergebnis der Gaseinfuhr steigt der
Innendruck der Gaskammer, so daß die
Ausdehnung der Membran unterdrückt
wird. Wenn im Gegensatz dazu der Variationsbereich des Ausgangsdrucks
der Kolbenpumpe vermindert wird, um den vorgegebenen Bereich zu überschreiten,
wird der Gasein- und -auslaßventilschaltmechanismus
auf den Gasauslaßmodus
geschaltet durch die Aktivität
des Betätigungsstabs,
der mit der Kontraktion der Membran gekoppelt ist, und das Gas wird
aus der Gaskammer ausgelassen. Als Ergebnis des Gasauslassens, sinkt
der Innendruck der Gaskammer so daß die Kontraktion der Membran
unterdrückt
wird. Auch wenn der Variationsbereich des Ausgangsdrucks der Kolbenpumpe
erhöht
oder verringert wird, um den vorbestimmten Bereich zu überschreiten,
wird damit die Fassungsvermögensänderung
der Flüssigkeitskammer
infolge der Erweiterung bzw. Kontraktion der Membran weitgehend
unterdrückt,
und auch die Pulsation des transportierten Flüssigkeitsflusses aus der Flüssigkeitskammer
wird auf einen niedrigen Grad heruntergedrückt.
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Wenn
gemäß der erfindungsgemäßen Pulsationsdämpfervorrichtung
für eine
Pumpe in einem Beispiel, in dem die Pulsations dämpfungsvorrichtung zufällig unter
einer Bedingung betrieben wird, in der das Gas nicht in die Gaskammer
geleitet wird, wenn sich die Membran unter dem Druckanstieg der
transportierten Flüssigkeit
ausdehnt, kommt der Ausdehnungs- und Kontraktionssbeschränkungsmechanismus
mit der geschlossenen Endfläche
der Membran in Berührung
und verhindert damit, daß sich
die Membran abnorm ausdehnt. Damit werden eine Verformung und Beschädigung der
Membran und auch die des stangenartigen Betätigungsstabes aufgrund des
Anstoßens
zwischen der Membran und dem Endteil des Betätigungsstabs verhindert. Ferner
wird eine Situation verhindert, wie z.B. wenn die geschlossene Endfläche der
abnorm ausgedehnten Membran heftig mit einem Endteil des Betätigungsstabs
zusammenstößt, das
ein Teil ist, welches in der Gaskammer angeordnet ist, und dieser
Zusammenstoß bewirkt,
daß die
geschlossene Endfläche
der Membran verformt oder beschädigt
wird, oder eine übermäßige Kraft
auch auf den Betätigungsstab
ausgeübt wird
und der Betätigungsstab
verformt oder gebrochen wird, oder eine ernstliche Situation, wie
z.B. wenn die geschlossene Endfläche
der Membran beschädigt
wird und die transportierte Flüssigkeit
nach außen
leckt.
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Vorzugsweise
hat der Erweiterungs- und Kontraktionsbeschränkungsmechanismus eine zylindrische
Endfläche,
die parallel zur geschlossenen Endfläche der Membran berührt wird.
Gemäß dieser Konfiguration
wird, auch wenn die geschlossene Endfläche der Membran gegen den Erweiterungs- und
Kontraktionsmechanismus stößt, der
von der zylindrischen Endfläche
gebildet wird, die Gasein- und -auslaßaktion und die Pulsationsdämpfungsfunktion geeignet
ausgeführt.
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Vorzugsweise
ist der Mechanismus zur Begrenzung der Erweiterung und Kontraktion
ein Mechanismus, der durch eine Vielzahl von zylindrischen Endflächen gebildet
wird, die konfiguriert sind durch Endflächen einer Vielzahl von zylindrischen
Körpern, die
konzentrisch in der Gaskammer angeordnet sind, oder ein Mechanismus,
der durch eine einzelne ringförmige
Platte gebildet wird, die fest in der Gaskammer angeordnet ist.
In diesem Fall ist die Länge
jedes der zylindrischen Körper
oder die Position der kreisförmigen
Platte vorzugsweise auf eine Position gesetzt, wo verhindert werden
kann, daß sich
die Membran unnormal ausdehnt, und sie so gesetzt werden muß, daß die Ausdehnungsgröße auf einen
Sicherheitswert beschränkt
ist, bei dem es zu keiner Beschädigung
kommt. Vorzugsweise haben die Vielzahl der zylindrischen Körper und
die ringförmige
Platte eine Flußöffnung einer
Größe, die
einen Gasstrom nicht behindert. In diesem Fall wird die Flußöffnung vorzugsweise
durch eine Kerbe, ein Loch oder dergl. in einer Größe gebildet,
die die Stärke
der zylindrischen Körper
oder der ringförmigen
Platte nicht verschlechtert. Gemäß dieser
Konfiguration kann, obwohl der Ausdehnungs- und Kontraktionsbeschränkungsmechanismus
in der Gaskammer angeordnet ist, der Druck der Gaskammer gleichmäßig über den ganzen
Bereich beibehalten werden, und die Membran kann sich ohne Verformung
ausdehnen und zusammenziehen.
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Im
Fall, daß der
Gerätekörper als
horizontaler Typ konfiguriert ist, in dem sich die Membran in horizontaler
Richtung erweitert und zusammenzieht, kann ein Leckage-erfassender
Sensor in einer Position des Bodenteils der Gaskammer angeordnet
werden. Wenn gemäß dieser
Konfiguration infolge einer Beschädigung der Membran oder dergl.
bewirkt wird, daß eine
Leckage in die Gaskammer stattfindet, wird die Leckage möglichst
schnell durch den Flüssigkeitsleckagesensor
entdeckt, so daß sich
verhindern läßt, daß sich die
Leckage zu einer ernsten Situation entwickelt wie z.B. eine Leckage
nach außerhalb
des Gerätekörpers.
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In
der Pulsationsdämpfervorrichtung
für eine Pumpe
gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung hat der betreffende Teil die gleiche
Konfiguration wie die Pulsationsdämpfervorrichtung für eine oben
beschriebene Pumpe. Damit bildet eine Ausgangsdruckkurve, die eine
Variation des Ausgangsdrucks der Kolbenpumpe zeigt, die angewandt
wird und somit in der Pulsationsdämpfervorrichtung gemäß der Erfindung
eine Wellenform bildet, in der eine Spitze und ein Tal im Laufe
der Zeit alternativ wiederholt werden. Ferner übt der entsprechende Teil die
gleichen Funktionen aus wie sie von dem entsprechenden Teil der
Pulsationsdämpfervorrichtung
für eine oben
beschriebene Pumpe ausgeübt
werden, d.h. die Funktion, daß ein
Druckabfall von einem Spitzeteil der Ausgangsdruckkurve absorbiert
wird, wo die transportierte Flüssigkeit,
die von der Kolbenpumpe durch die Flüssigkeitskammer des Gerätekörpers herausgedrückt wird,
die Funktion, daß unabhängig davon,
ob der Veränderungsbereich
des Ausgangsdrucks der Kolbenpumpe in dem vorgegebenen Bereich liegt
oder nicht, die Pulsation der transportierten Flüssigkeit, die aus der Flüssigkeitskammer
herausfließt,
durch die Modus-Umschaltung des Gasein- und -auslaß-Ventilschaltmechanismus
und dergl. Funktionen auf einen geringeren Grad gedämpft wird.
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Der
kennzeichnende Teil der Pulsationsdämpfervorrichtung gemäß dem anderen
Aspekt der Erfindung ist so konfiguriert, daß dieser zusätzlich zu der
obigen Konfiguration des betreffenden Teils eine Führung hat,
die zuläßt, daß der Betätigungsstab gleitet,
und den Hin- und Herbetrieb des Betätigungsstabs in der Ausdehnungs-
und Kontraktionsrichtung der Membran führt.
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Auch
wenn gemäß dieser
Konfiguration das interne Fassungsvermögen der Gaskammer vergrößert wird,
um die Pulsationsdämpferfunktion
zu steigern, und aus diesem Grund die axiale Länge des Betätigungsstabs verlängert wird,
führt die
Führung die
umkehrende Funktion des Betätigungsstabs
in der Ausdehnungs- und Kontraktionsrichtung der Membran, und somit
wird verhindert, daß sich
der Betätigungsstab
schief stellt. Daher tritt keine Verringerung der Betriebszuverlässigkeit
des Ventilschaltmechanismus für
die Gaseinfuhr ein, die von der Schrägstellung des Betätigungsstabs
abhängt,
und eine vorgegebene Gasein- und -auslaßaktion in die Gaskammer wird
korrekt und stabil ausgeführt.
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Bei
dem auf diese Weise konfigurierten Pulsationsdämpfer für eine Pumpe wird vorzugsweise eine
Konfiguration angewandt, in der die Führung aus einem vorspringenden
Endteil eines zylindrischen Glieds besteht, das vorstehend in der
Gaskammer angeordnet ist, und eine Flußöffnung mit einer Größe, die
einen Gasstrom nicht behindert, wird im zylindrischen Glied ausgebildet.
Die obige Konfiguration, in der die Führung im vorspringenden Endteil
des kreisförmigen
zylindrischen Glieds gebildet wird, wird aus dem nachstehenden Grund
benutzt. Im Vergleich zu einem Fall, in dem die Führung als
vorspringendes Endteil eines vieleckigen, zylindrischen Glieds ausgebildet
wird, wird das Fassungsvermögen,
das von der Gaskammer eingenommen werden kann, so verringert, daß die gesamte
Vorrichtung leicht in der Größe reduziert
werden kann. Gleichzeitig kann die Gasein- und -auslaßaktion
in die Gaskammer korrekt durchgeführt werden ohne eine Behinderung
zu bilden.
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Vorzugsweise
weist die Pulsationsdämpfervorrichtung
für eine
Pumpe gemäß der Erfindung eine
Feder auf, die die Membran in eine Richtung drückt, entlang der das Fassungsvermögen der
Flüssigkeitskammer
reduziert wird. Diese Feder dient dazu, die Kontraktion der Membran
gleichmäßig auszuführen. Auch
wenn diese Feder angeordnet ist, leitet die Führung den Hin- und Herbetrieb
des Betätigungsstabes
in der Ausdehnungs- und Kontraktionsrichtung der Membran, damit
verhindert wird, daß sich
der Betätigungsstab
schräg
stellt und damit auch die Deformierung der Feder verhindert wird.
Somit tritt die Reduktion der Betriebszuverlässigkeit des Ventilschaltmechanismus
für die
Gaseinfuhr, die sich aus der Deformierung der Feder ergibt, nicht
auf, und die vorbestimmte Gasein- und -auslaßaktion der Gaskammer wird
korrekt und stabil durchgeführt.
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Vorzugsweise
hat die Führung
einen flachen Sitz, in den ein Ende der Feder eingesetzt ist. Gemäß dieser
Konfiguration kann die axiale Länge
der Feder so weit wie möglich
gekürzt
werden. Folglich dient das zum Verhindern der Verformung der Feder
und ermöglicht
somit die Durchführung
einer vorbestimmten Gaseinfuhr- und -auslaßaktion auf korrekte und stabile
Weise.
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Die
Führung
kann aus einem Material gemacht sein, das aus einer Gruppe ausgewählt wird, die
besteht aus: PP (Polypropylen), PVC (Polyvinylchlorid), PE (Polyethylen),
POM (Polyoxymethylen – (Polyacetale)),
PA (Polyamid), PC (Polycarbonat), PTFE (Polytetrafluorethylen-Plastik),
ETFE (Ethylentetrafluorethylen-Copolymer), PVDF (Polyvinylidenfluorid-Plastik)
und PFA (Tetrafluorethylen-Perfluoralkoxyvinylether-Copolymer).
Wenn die Führung aus
solchem Material konfiguriert wird, das zu Harzmaterial geringer
Reibung gehört,
reduziert sich der Reibungswiderstand des Betätigungsstabs bei der Hin- und
Herbewegung, so daß sich
der Schaltbetriebsmodus des Gasein- und -auslaß-Ventilschaltmechanismus stabilisiert.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine Längsschnittansicht
einer ganzen Pulsationsdämpfervorrichtung
für eine
Pumpe von vorne, die eine Ausführungsform
der Erfindung ist;
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2 ist
eine vergrößerte Längsschnittansicht
von Hauptteilen der Vorrichtung aus 1;
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3 ist
eine Längsschnittansicht
von Hauptteilen der Vorrichtung aus 1 von vorne, und
zeigt einen ausdehnungsbegrenzten Zustand einer Membran;
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4 ist
eine Längsschnittansicht
von Hauptteilen einer Pulsationsdämpfervorrichtung für eine Pumpe
von vorne und stellt eine andere Ausführungsform der Erfindung dar;
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5 ist
eine Draufsicht auf die Vorrichtung in 4;
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6 ist
eine Längsschnittansicht
einer ganzen Pulsationsdämpfervorrichtung
für eine
Pumpe von vorne mit luftgetriebenem Balg und stellt eine weitere
Ausführungsform
der Erfindung dar;
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7 ist
eine Längsschnittansicht
einer ganzen Pulsationsdämpfervorrichtung
für eine
Pumpe von vorne, und stellt eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar;
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8 ist
eine Längsschnittansicht
von vorne von Hauptteilen der Vorrichtung der 7;
und
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9 ist
eine Längsschnittansicht
einer ganzen Pulsationsdämpfervorrichtung
für eine
Pumpe mit luftgetriebenem Balg, die noch eine weitere Ausführungsform
der Erfindung ist.
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Genaue Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsform
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1 zeigt
eine Pulsationsdämpfungsvorrichtung
für eine
Pumpe, die eine Ausführungsform der
Erfindung ist. Unter Bezugnahme auf die Figur ist eine Flüssigkammer 3 in
einem inneren und unteren Teil des Gerätekörpers 1 ausgebildet,
der eine abgedichtete dosenförmige
Form aufweist. Die Flüssigkeitskammer 3 hat
die Aufgabe zum zeitweiligen Speichern einer Flüssigkeit Q, die durch eine
Einströmöffnung 2a geliefert
wird und die mit einer Kolbenpumpe transportiert wird. Die Transportflüssigkeit Q,
die zeitweilig in der Flüssigkeitskammer 3 gespeichert
ist, wird dann durch eine Ausflußöffnung 2b zur Außenseite
transportiert.
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Eine
Gaskammer 4 ist in einem inneren und oberen Teil des Gerätekörpers 1 ausgebildet.
Die Gaskammer 4 wird durch ein ausziehbares und kontrahierbares
Glied, insbesondere, z.B. einen Balg 5, von der Flüssigkeitskammer 3 getrennt.
Ein Teil 5a, umgeben von dem Balg 5, wird als
ein Teil der Flüssigkeitskammer 3 benutzt.
Ein zylindrisches Verbindungsglied 6 ist in einem zentralen
Teil einer geschlossenen Endfläche 5b des
Balgs 5 gesetzt. Der zylindrische Verbindungsteil 6 steht
in einer Richtung vor, in der das Fassungsvermögen der Flüssigkeitskammer zunimmt, d.h.
in der Ausdehnungsrichtung des Balgs 5, und wird durch
die elastische drückende Kraft
einer Feder 18 gegen die geschlossene Endfläche 5b gepreßt.
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Ein
Luftein- und -auslaß-Ventilschaltmechanismus 7 ist
auf der Außenfläche einer
oberen Wand 1a des Gerätekörpers 1 montiert,
der seitlich an der Gaskammer 4 positioniert ist. Im Luftein- und -auslaß-Ventilschaltmechanismus 7 ist
ein Zylinderteil 9 in einem unten aufsitzenden, zylindrischen
Gehäuse 8 eingelassen.
Ein Schiebeventilelement 10 ist in den Zylinderteil 9 eingepaßt, so daß es in
axialer Richtung (vertikale Richtung) des Zylinderteils verschiebbar
ist. Ein stielförmiger
Betätigungsstab 11 ist
so angeordnet, daß er
durch eine Öffnung 1b gleitet,
die in der oberen Wand 1a des Gerätekörpers 1 eingelassen
ist. Der Betätigungsstab 11 ist
in die Gaskammer 4 eingeschoben. Das obere Endteil des
Betätigungsstabs 11 ist
koaxial mit einem Stift an das untere Endteil des Schiebeventilelements 10 gekoppelt.
Ein Kupplungsflansch 11a an der unteren Endseite des Betätigungsstabs 11 ist
an einen Bezugspunkt im zylindrischen Kupplungsglied 6 gekoppelt.
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Die
periphere Wand des Gehäuses 8 weist eine
Lufteinlaßöffnung 12 in
einer unteren Position, und eine Luftauslaßöffnung 13 in einer
oberen Position auf. Die Lufteinlaßöffnung 12 wird benutzt
zum Einführen
von Luft unter einem Druck, der nicht geringer ist als der maximale
Druck der transportieren Flüssigkeit
Q. Die Luftauslaßöffnung 13 öffnet sich
in die Atmosphäre.
In Übereinstimmung
mit der Lufteinlaßöffnung 12 und
der Luftauslaßöffnung 13 sind
die Öffnungen 14 und 15 in
der peripheren Wand des Zylinderteils 9 entsprechend ausgebildet.
Ein Luftein- und -auslaßdurchgang 16a ist
in der peripheren Wand des Gehäuses 8 ausgebildet.
Der Luftein- und -auslaßdurchgang 16a ist
ein Durchgang, durch den die Gaskammer 4 mit dem Inneren
des Zylinderteils 9 in Verbindung steht.
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Drei
Gleitflansche 10a, 10b, 10c sind am Gleitventilelement 10 in
vorgegebenen Abständen
in axialer Richtung ausgebildet. Der Raum zwischen dem Mittelflansch 10b und
dem unteren Flansch 10c ist als Lufteinlaßraum S1
ausgebildet, und der Raum zwischen dem Mittelflansch 10b und
dem oberen Flansch 10a ist als Luftauslaßraum S2
ausgebildet. Gemäß der Veränderung
im Fassungsvermögen
der Flüssigkeitskammer 3,
bewirkt durch die Variation des Ausgangsdrucks der Kolbenpumpe,
wird das Gleitventilelement 10 alternativ in einen Normalmodus,
in dem weder Luft in die Gaskammer 4 zugeführt noch
aus der Gaskammer 4 ausgelassen wird, in einen Lufteinlaßmodus,
in dem Luft in die Gaskammer 4 eingeführt, und in einen Luftauslaßmodus,
in dem die Luft aus der Gaskammer 4 ausgelassen wird, geschaltet.
Spezifisch, wenn das Fassungsvermögen der Gasklammer 4 in
einem vorgegebenen Bereich gehalten wird und die Ausdehnung bzw.
Kontraktion des Balges 5 innerhalb einer vorgegebenen Größe gehalten
wird, wird der in 1 gezeigte Normalmodus beibehalten
und der Luftein- und -auslaßdurchgang 16a wird
gegen den Lufteinlaßraum
S1 und den Luftauslaßraum
S2 isoliert. Wenn das Fassungsvermögen der Gaskammer 4 durch
Veränderung
des Ausgangsdrucks vergrößert wird,
um über
den vorbestimmten Bereich anzusteigen, und sich der Balg 5 mit
der zunehmenden Überschreitung
des vorgegebenen Bereichs erweitern will, wird das Gleitventilelement 10 angehoben,
um den Lufteinlaßmodus
herzustellen. Im Lufteinlaßmodus
kommuniziert die Lufteinlaßöffnung 12 mit
dem Luftein- und -auslaßdurchgang 16a durch
den Lufteinlaßraum
S1. Wenn das Fassungsvermögen
der Gaskammer 4 durch Veränderung des Ausgangsdrucks
abnimmt, um über
den vorgegebenen Bereich anzusteigen, und der Balg 5 sich
mit dem Überschreiten
des vorgegebenen Bereichs zusammenziehen will, wird das Gleitventilelement 10 gesenkt,
um den Luftauslaßmodus
herzustellen. Im Luftauslaßmodus
kommuniziert die Luftauslaßöffnung 13 mit
dem Luftein- und -auslaßdurchgang 16a durch
den Luftauslaßraum
S2.
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In
der Ausführungsform
wird ein Erweiterungs- und Kontraktionsbegrenzungsmechanismus 51 an
der oberen Wand 1a des Gerätekörpers 1 befestigt.
Der Erweiterungs- und Kontraktionsbegrenzungsmechanismus 51 weist
zwei zylindrische Körper 51A und 51B auf,
die integral mit der oberen Wand 1a des Gerätekörpers 1 ausgebildet
sind. Die zylindrischen Körper 51A und 51B sind
konzentrisch zum Betätigungsstab
angeordnet, so daß sie
in die Gaskammer 4 vorstehen und die gleiche Länge aufweisen.
Der untere Endteil der zylindrischen Körper 51A und 51B sind
als zylindrische Endflächen 51a und 51b ausgebildet,
die parallel zu der geschlossenen Endfläche 5b des Balges 5 liegen.
Wenn bewirkt wird, daß sich
im Ausdehnungs- und Kontraktionsbegrenzungsmechanismus 51 der
Balg 5 mittels der zylindrischen Körper 51A und 51B auf
einen vorgegebenen Wert ausdehnt, kommen die Zylinderendflächen 51a und 51b der
Zylinderkörper
parallel mit der geschlossenen Endfläche 5b des Balgs 5 in
Berührung
und zeigen somit eine Funktion zum Einschränken der weiteren Ausdehnung
des Balges 5. Die Anzahl der zylindrischen Körper ist
vorgegeben, so daß sich
bei einer Verformung des Balges 5 bei der Ausdehnung, um
mit den Zylinderendflächen
in Kontakt zu treten, die geschlossene Endfläche 5b des Balges 5 nicht über den
vorgegebenen Wert hinaus erweitert. Die Anzahl beschränkt sich
nicht auf zwei, es können
auch drei oder mehr sein.
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Wie
in 2 gezeigt wird, bilden sich in den unteren Endteilen
der peripheren Wände
der zylindrischen Körper 51A und 51B,
die den Erweiterungs- und Kontraktionsbegrenzungsmechanismus 51 bilden,
Luftströmöffnungen 51A und 52B,
jeweils konfiguriert durch eine Kerbe mit einer Größe, die
die Stärke
des zylindrischen Körpers 51A und 51B nicht behindern.
Die Luftströmöffnungen 52A und 52B üben eine
Funktion aus, auch wenn sich der Balg 5 bis zu dem vorgegebenen
Wert erstreckt und die geschlossene Endfläche 5b in Kontakt
mit den Zylinderendflächen 51a und 51b im
unteren Ende der zylindrischen Körper 51A und 51B treten,
wie in 3 gezeigt wird, und bewirken, daß die Luft
in der Gaskammer 4 in Einwärts- und Auswärtsrichtungen
strömt, wie
in der Figur durch Pfeile dargestellt wird, wobei der Druck gleichmäßig über den
vollen Bereich der Gaskammer 4 gleich gehalten wird. Die
Luftstromöffnungen 52A und 52B können auch
nicht durch eine Kerbe sondern statt dessen durch ein durchgehendes
Loch konfiguriert sein.
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Als
nächstes
wird der Betrieb der so konfigurierten Pulsationsdämpfervorrichtung
für eine
Pumpe beschrieben.
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Wenn
die Kolbenpumpe arbeitet, um die transportierte Flüssigkeit
Q zu einem vorgegebenen Teil zu befördern, generiert der Ausgangsdruck
der Kolbenpumpe eine Pulsation entsprechend einer Ausgangsdruckkurve,
in der Spitzen- und Talteile wiederholt werden. Die transportierte
Flüssigkeit
Q, die durch die Einströmöffnung 2a eingeführt wird, wird
zeitweilig in einer Flüssigkeitskammer
gespeichert und fließt
dann durch die Ausflußöffnung 2b hinaus.
In dem Fall, daß der
Luftein- und -auslaß-Ventilschaltmechanismus 7 im
normalen Modus gehalten wird, wenn der Ausgangsdruck der transportierten Flüssigkeit
Q auf einen Spitzenteil der Ausgangsdruckkurve kommt, bewirkt die
transportierte Flüssigkeit
Q, daß sich
der Balg 5 in der Richtung erstreckt, entlang welcher sich
das Fassungsvermögen
der Flüssigkeitskammer 3 vergrößert und
somit der Druck absorbiert wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Flußmenge der
aus der Flüssigkeitskammer 3 fließende transportierten
Flüssigkeit
Q kleiner als die von der Pumpe gelieferte Flüssigkeit. Wenn im Gegensatz
dazu der Ausgangsdruck der transportierten Flüssigkeit Q in einen Talteil
der Ausgangsdruckkurve kommt, wird der Druck der transportierten
Flüssigkeit
Q geringer als der Luftdruck in der Gaskammer 4, die durch
die Erweiterung des Balges 5 zusammengedrückt wird,
und somit wird der Balg 5 durch den Druck der Feder 18 zusammengedrückt. Jetzt
ist die Flußmenge
der transportierten Flüssigkeit
Q, die aus der Pumpe in die Flüssigkeitskammer 3 fließt, größer als
die der Flüssigkeit,
die aus der Flüssigkeitskammer 3 fließt. Dieser
sich wiederholende Betrieb, d.h. die Fassungsvermögensänderung
der Flüssigkeitskammer 3 bewirkt,
daß die
Pulsation absorbiert und gedämpft
wird.
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Wenn
sich der Ausgangsdruck während
eines solchen Betriebs der Pumpe zunehmenden verändert, erhöht sich die Menge der transportierten Flüssigkeit
Q, wodurch auch das Fassungsvermögen der
Flüssigkeitskammer 3 zunimmt,
mit dem Ergebnis, daß sich
der Balg stark erweitert. Wenn die Größe der Erweiterung des Balges 5 den
vorgegebenen Bereich überschreitet,
bewirkt das, daß das
Gleitventilelement 10 durch den Betätigungsstab 11 nach oben
geschoben wird, und der Luftein- und -auslaßdurchgang 16a kommuniziert
mit der Lufteinlaßöffnung 12 über den
Lufteinlaßraum
S1, so daß der Luftein-
und -auslaß-Ventilschaltmechanismus 7 auf Lufteinlaßmodus geschaltet
wird. Damit wird der höhere
Luftdruck aus der Lufteinlaßöffnung 12 über den Lufteinlaßraum S1
in die Gaskammer 4, die Luftein- und -auslaßleitung 16a,
das Innere des zylindrischen Glieds 19 und ein Strömungsausblasloch 19b geführt und
erhöht
damit den Luftdruck der Gaskammer 4. Gemäß dieser
Konfiguration wird die Erweiterungsgröße des Balgs 5 eingeschränkt, so
daß verhindert wird,
daß sich
das Fassungsvermögen
der Flüssigkeitskammer 3 übermäßig vergrößert.
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Daraus
ergibt sich, daß auch
bei einer Veränderung
des Ausgangsdrucks der Pumpe die Pulsation effektiv absorbiert wird
und die Amplitude der Pulsation auf eine niedrigeren Ebene gedämpft wird.
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Wenn
sich, im Gegensatz dazu, der Ausgangsdruck der Pumpe abnehmend verändert, reduziert
sich die Menge der transportierten Flüssigkeit Q, wodurch auch das
Fassungsvermögen
der Flüssigkeitskammer 3 abnimmt,
mit dem Ergebnis, daß der Balg 5 im
Gegensatz dazu stark deformiert wird so daß er sich zusammenzieht. Wenn
die Größe der Kontraktion
des Balges 5 den vorgegebenen Bereich überschreitet, bewirkt das,
daß das
Gleitventilelement 10 durch den Betätigungsstab 11 nach
unten geschoben wird, und der Luftein- und -auslaßdurchgang 16a kommuniziert
mit der Luftauslaßöffnung 13 über den
Luftauslaßraum
S2, so daß der
Luftein- und -auslaß-Ventilschaltmechanismus 7 auf
Luftauslaßmodus
geschaltet wird. Daher wird die in die Gaskammer 4 gefüllte Luft über die
Luftabblasöffnung 13 aus
der Ausströmöffnung 19b,
das Innere des zylindrischen Glieds 19, den Luftein- und
-auslaßdurchgang 16a und
den Luftauslaßraum
S2 in die Atmosphäre
abgeblasen, und somit wird der Luftdruck der Gaskammer 4 verringert.
Gemäß dieser
Konfiguration wird die Kontraktion des Balges 5 eingeschränkt, so
daß das
Fassungsvermögen
der Flüssigkeitskammer 3 nicht übermäßig abnehmen
kann. Daraus ergibt sich, daß,
auch wenn sich der Abblasdruck der Pumpe verändert, die Pulsation wirksam
absorbiert wird und die Amplitude der Pulsation auf ein niedrigeres
Niveau gedrückt
wird.
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Wenn
in der Pulsationsdämpfervorrichtung der
Druck der Flüssigkeitskammer 3 gesteigert
wird und sich der Balg 5 auf den vorbestimmten Wert ausdehnt,
wird z.B. die geschlossene Endfläche 5b des Balges 5 parallel
mit den Zylinderendflächen 51a und 51b der
zylindrischen Körper 51A und 51B des
Erweiterungs- und Kontraktionsbegrenzungsmechanismus 51 kontaktiert,
wie in 3 gezeigt wird, und dadurch die weitere Ausdehnung
des Balges 5 eingeschränkt.
Damit wird die Deformierung und Beschädigung des Balges 5 und
des Betätigungsstabes 11 verhindert,
die auf das Aufliegen zwischen dem Balg 5 und dem unteren
Endteil des Betätigungsstabes 11 zurückgeht.
Somit wird der Zustand, in dem der Betätigungsstab 11 senkrecht
auf die geschlossene Endfläche 5b des
Balges 5 arbeitet, beibehalten. Auch wenn die Vorrichtung
lange Zeit benutzt wird, sind die erwartete Luftein- und -auslaßaktion
und die Pulsationsdämpferfunktion
stabil sichergestellt, und eine ernsthafte Situation, in der die
geschlossene Endfläche 5b des
Balges 5 beschädigt
wird und die transportierte Flüssigkeit
Q nach außen
ausleckt, kann nicht eintreten.
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Auch
in dem Zustand, in dem sich der Balg 5 auf den vorgegebenen
Wert erweitert und die geschlossene Endfläche 5b an die Zylinderendflächen 51a und 51b anliegt,
wie in 3 gezeigt wird, strömt die Luft in der Gaskammer 4 durch
die Luftflußöffnungen 52A und 52B nach
innen und nach außen,
die in den zylindrischen Körpern 51A und 51B ausgebildet
sind, wie durch die Pfeile in der Figur angezeigt wird, so daß der Druck über den
gesamten Bereich der Gaskammer 4 gleichmäßig beibehalten wird,
und der Balg 5 wird nicht deformiert.
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4 und 5 zeigen
eine weitere Ausbildungsform. In dieser Ausführungsform wird anstelle der
Vielfachzylinderkörper
eine einzige ringförmige Platte 51C,
die horizontal in einer Position auf einem vorbestimmten Niveau
der Gaskammer 4 als der Erweiterungs- und Kontraktionsbegrenzungsmechanismus 51 des
Balges 5 angeordnet ist, benutzt. Die ringförmige Platte 51C ist
integral an der inneren peripheren Fläche des Gerätekörpers 1 befestigt.
Wenn sich der Balg 5 auf einen vorgegebenen Wert ausdehnt,
nimmt die geschlossene Endfläche 5b des Balges
parallel einen vollen Flächenkontakt
oder einen im wesentlichen vollen Flächenkontakt mit der unteren
Fläche 51c der
ringförmigen
Platte 51C wahr, und beschränkt auf diese Weise die weitere
Erweiterung des Balges 5. Um auch in der Ausführungsform
de Luftdruck gleichmäßig über den
gesamten Bereich der Gaskammer 4 unter dem Ausdehnungsbeschränkungszustand
gleichmäßig beizubehalten,
wird eine Luftflußöffnung 52C,
konfiguriert durch eine Kerbe oder ein durchgehendes Loch in der
ringförmigen
Platte 51C, ausgebildet. Die andere Konfiguration ist identisch
mit der Ausführungsform, die
unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben
wurde. Somit werden die entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugsnummern
bezeichnet und auf ihre detaillierte Beschreibung wird hier verzichtet.
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6 zeigt
eine weitere Ausführungsform
einer anderen Erfindung.
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Die
Ausführungsform
betrifft eine Pulsationsdämpfervorrichtung
für eine
luftbetriebene Blasebalgpumpe. In der luftbetriebenen Blasebalgpumpe ist
ein Pulsationsdämpferteil
A, der auf gleiche Weise konfiguriert ist, wie die Pulsationsdämpferteile
der oben beschriebenen Ausführungsform,
auf einer Seite einer Trennwand 30 angeordnet, die die
Einströmöffnung 2a und
die Ausströmöffnung 2b für die transportierte
Flüssigkeit
aufweist. Ein Kolbenpumpenteil B ist integral auf der anderen Seite
der Trennwand 30 angeordnet. Der Pulsationsdämpferteil
A ist auf gleiche Weise konfiguriert, wie die in 4 und 5 gezeigte
Pulsationsdämpfervorrichtung.
Deshalb werden die entsprechenden bzw. gleichbedeutenden Teile mit
den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet und auf ihre detaillierte
Beschreibung wird verzichtet. Anschließend wird die Konfigurierung
des Kolbenpumpenteils B beschrieben.
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Ein
mit einem Boden versehenes zylindrisches Gehäuse 31 ist auf der
Trennwand 30 kontinuierlich fest angeordnet. Ein Balg 32,
der als ein Pumpenarbeitsglied dient, der in axialer Richtung des
Zylinders erweiterbar und zusammenziehbar ist, wird im mit Boden
versehenen Zylindergehäuse 31 angeordnet.
Eine umlaufende Öffnungskante 32a des
Balges 32 ist luftdicht an der Trennwand 30 durch
eine ringförmige
Befestigungsplatte 33 druckbefestigt. Gemäß dieser
Konfiguration ist der Innenraum des Gehäuses 31 in eine Pumpenarbeitskammer 34a im
Inneren des Balges und eine Pumpenarbeitskammer 34b außerhalb
des Balges 32 hermetisch unterteilt. Ein Zylinderkörper 37 ist
fest über
eine Kupplungsglied 35 an der Außenseite des Bodenwandteils 31a des
mit Boden versehenen zylindrischen Gehäuses 31 angebracht.
Im Zylinderkörper 37 ist
ein Kolbenkörper 36,
der an ein geschlossenes Endglied 32b des Balges fest angekoppelt
ist, gleitend untergebracht. Druckluft, die aus einer Druckluftzufuhrvorrichtung
(nicht gezeigt), wie z.B. ein Kompressor, zugeführt wird, wird durch Luftlöcher 38a und 38b,
die im Zylinderkörper 37 und
im Bodenwandteil 31a des Gehäuses 31 ausgebildet
sind, zum Inneren des Zylinderkörpers 37 bzw.
zur die Pumpe antreibenden Kammer 34b geführt und
treibt auf dieses Weise einen Luftzylinderteil 39, der
den Balg 32 antreibt, so daß dieser durch Ausdehnung und
Zusammenziehen verformt wird.
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Eine
Absaugöffnung 40a und
eine Auslaßöffnung 40b,
die sich in der Pumpenarbeitskammer 34a öffnen, kommunizieren
mit der Einlaßöffnung 2a und der
Auslaßöffnung 2b.
Ein Ansaugsperrventil 41a mit einem beweglichen Ventilelement 41a1 und
einem Absperrventil 41b mit einem beweglichen Ventilelement 41b1 sind
in der Ansaugöffnung 40a und
der Auslaßöffnung 40b entsprechend
angeordnet. Die Absperrventile werden abwechselnd geöffnet und geschlossen
gemäß der Erweiterung
und Kontraktion des Balges 32. Die obengenannten Komponenten stellen
den Kolbenpumpenteil B dar.
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Wenn
in der so konfigurierten luftangetriebenen Balgpumpe die Druckluft,
die von der Druckluftzufuhrvorrichtung (nicht dargestellt), wie
z.B. ein Kompressor, ins Innere des Zylinderkörpers 37 des Luftzylinderteils 39 geführt wird,
um den Balg 32 in x-Richtung der 6 auszudehnen,
wird die transportierte Flüssigkeit
in der Eingangsöffnung 2a durch das
Ansaugabsperrventil 41a in die Pumpenarbeitskammer 34a eingesaugt.
Wenn dann die Druckluft in die Pumpenantriebskammer 34b des
Luftzylinderteils 39 eingeführt wird, um den Balg 32 in
y-Richtung in 6 zusammenzuziehen, wird die
transportierte Flüssigkeit,
die in die Pumpenantriebskammer 34b eingesaugt worden war,
durch das Ablaßsperrventil 41b hinausgeführt. Wenn
auf diese Weise der Balg 32 des Kolbenpumpenteils B über den
Luftzylinderteil 39 angetrieben wird, so daß er durch
Ausdehnen und Zusammenziehen verformt wird, werden das Ansaugabsperrventil 41a und
das Ablaßsperrventil 41b alternierend
geöffnet
und geschlossen, so daß sich
das Ansaugen der Flüssigkeit
von der Zufuhröffnung 2a in
die Pumpenarbeitskammer 34a, und das Ausströmen der
Flüssigkeit
von der Pumpenarbeitskammer 34a zur Ausströmöffnung 2b wiederholt,
um eine vorbestimmte Pumpenfunktion durchzuführen. Die transportierte Flüssigkeit,
die von der Pumpenarbeitskammer 34a über das Auslaßsperrventil 41b gemäß dem Betrieb
des Kolbenpumpenteils B in die Flüssigkeitskammer 3 im
Pulsationsdämpferteil
A durch einen in einer Trennwand 30 ausgeformten Verbindungsdurchgang 42 hinausgeführt wird,
um zeitweilig in der Flüssigkeitskammer 3 gespeichert
zu werden, fließt
dann hinaus zur Ausgangsöffnung 2b. Zu
diesem Zeitpunkt generiert der Pumpenausgangsdruck eine Pulsation
infolge der Wiederholung der Spitzen- und Tal-Teile. Auf die gleiche
Wiese wie die oben beschriebenen Ausführungsteile wird die Pulsation
durch eine Veränderung
des Fassungsvermögens
der Flüssigkeitskammer 3 absorbiert
und gedämpft.
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In
der so konfigurierten luftangetriebenen Balgpumpe kann die Pulsationsdämpferfunktion
und die Funktion der Begrenzung der Ausdehnung des Balgs 5 im
Hinblick auf die Veränderung
des Ausgangsdrucks vom Kolbenpumpenteil B auf die gleiche Weise
erreicht werden, wie unter Bezugnahme auf 4 usw. beschrieben
wurde.
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Die
luftbetriebene Balgpumpe in 6 wird üblicherweise
als waagrechter Typ betrieben um die Balgen 5 und 32 in
horizontaler Richtung auszudehnen und zusammenzuziehen. Dazu wird
ein Flüssigausleckerfassungssensor 53 in
einen Bodenteil der Gaskammer 4 im Pulsationsdämpferteil
A eingesetzt. Wenn gemäß dieser
Konfiguration die Flüssigleckage
von der Flüssigkeitskammer 3 zur
Gaskammer 4 zufällig
durch Brechen des Balgs 5 oder dergl. bewirkt wird, erfaßt der Sensor 53 prompt
die Flüssigkeitsleckage.
Wenn die Flüssigkeitsleckage
gemeldet wird, kann verhindert werden, daß sich die Leckage zu einer
ernsten Situation, wie z.B. eine Leckage an der Außenseite
des Vorrichtungskörpers 1 entwickelt.
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Als
nächstes
wird eine Ausführungsform
einer weiteren Erfindung unter Bezugnahme auf die 7 bis 9 beschrieben.
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Der
größte Teil
der Pulsationsdämpfervorrichtung
wird auf gleiche Weise konfiguriert wie die Vorrichtung, die unter
Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde. Deshalb
werden Teile, die den in 1 gezeigten Teilen entsprechen,
durch die gleichen Bezugszahlen bezeichnet und ihre genaue Beschreibung
entfällt.
Anschließend
wird die Beschreibung in der Hauptsache an unterschiedlichen Teilen durchgeführt.
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In
dieser Ausführungsform
ist das zylindrische Glied 19 in der Gaskammer 4 des
Vorrichtungskörpers 1 so
angeordnet, daß es
vom oberen Teil aus nach unten vorsteht. Der zylindrische Körper 19 weist im
oberen Endteil einen Flansch 19a auf. Ein unterer Endflansch 8a des
mit Boden versehenem zylindrischen Gehäuses 8 des Luftein-
und -auslaßventilschaltmechanismus 7 liegt
dem Flansch 19a gegenüber.
Die Flansche 8a und 19a unter dem gegenüberliegenden
Zustand sind durch gemeinsame Schrauben 20 an die obere
Wand 1a des Gerätekörpers 1 befestigt.
Die Öffnung
des Luftein- und -auslaßdurchgangs 16a ist
innerhalb der oberen Endöffnung
des zylindrischen Glieds 19 positioniert, das an der oberen
Wand 1a des Gerätekörpers 1 auf
diese Weise befestigt ist. Das zylindrische Glied 19 besteht
aus einem Harzmaterial geringer Reibung, das ausgewählt ist
aus einer Gruppe bestehend aus PP, PVC, PE, POM, PA, PC, PTFE, ETFE,
PVDF und PFA. Eine Führung 21,
die gleitend den Betrieb in axialer Richtung (vertikale Richtung)
des Bestätigungsstabes 11 führt, ist
in einem vorstehenden Endteil, d.h., in dem unteren Endteil des
zylindrischen Glieds 19, ausgebildet. Die Flußöffnung 19b mit
einer Größe, die
den Luftstrom im Hinblick auf die Gaskammer 4 nicht hindert,
wird gebildet in einem im wesentlichen mittleren Teil in axialer
Richtung der peripheren Wand des zylindrischen Glieds 19.
Die untere Fläche
der Führung 21 ist
ausgebildet als Flachsitz 22, der eingreifend den oberen
Endteil der Feder 18 hält,
die zwischen der Führung
und dem zylindrischen Kupplungsglied 6 eingefügt ist.
Somit übt
die Feder 18 immer die Funktion des elastischen Vorschieben
der Membran 5 in Richtung zum Reduzieren des Fassungsvermögens der
Flüssigkeitskammer 3 aus.
In den Figuren bedeutet 17 ein Federglied, das im Gehäuse 8 angeordnet ist
und das die Aufgabe hat, eine nach oben gerichtete Federkraft auf
das Gleitventilelement 10 auszuüben, um das Gleitventilelement 10 in
der Referenzposition zu halten.
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Als
nächstes
wird der Betrieb der so konfigurierten Pulsationsdämpfervorrichtung
für eine
Pumpe beschrieben. In die Pulsationsdämpfervorrichtung wird die Pulsation
gedämpft
durch Einschalten des Modus des Luftein- und -auslaß-Ventilschaltmechanismus 7 auf
die gleiche Weise wie die Vorrichtung, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben
wurde.
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In
der Pulsationsdämpfervorrichtung
wird der axiale Hin- und Herbetrieb des Bedienungsstabs 11 in
axialer Richtung hin- und herfahrend gemäß der Erweiterung und Zusammenziehung
des Balgs 5 auf einfache Weise von der Führung 21 gleitend
geführt. Auch
wenn zwecks Verstärkung
der Pulsationsdämpferfunktion
die Gaskammer 4 in der Erweiterungs- und Kontraktionsrichtung
des Balges 5 verlängert wird,
um das interne Fassungsvermögen
der Gaskammer 4 zu vergrößern, und die axiale Länge des Bedienungsstabs 11 gelängt wird,
wird daher verhindert, daß sich
der hin- und herbewegende Bedienungsstab 11 schief stellt
und sich die Feder 18, die den Balg 5 führt, verformt.
Daher wirkt der Bedienungsstab 11 senkrecht auf den Balg 5.
Gleichzeitig wird die Zuverlässigkeit
der Modusschaltung, d.h. Betriebszuverlässigkeit des Luftein- und -auslaß-Ventilschaltmechanismus 7,
der mit der Verschiebung des Balges 5 verschaltet ist,
verstärkt.
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Da
der obere Endteil der Feder 18, die den Balg 4 antreibt,
im Eingriff vom Flachsitz 22 der unteren Fläche der
Führung 21 gehalten
wird, kann die erforderliche Länge
der Feder 18 gegen eine kürzere ausgetauscht werden,
und daher läßt sich
leicht verhindern, daß die
Feder 18 deformiert wird.
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Da
das zylindrische Glied 19, das die Führung 21 darstellt,
aus einem reibungsarmen Harzmaterial besteht, das ausgewählt wird aus
der Gruppe bestehend aus PP, PVC, PE, POM, PA, PC, PTFE, ETFE, PVDF
und PFA, läßt sich
der Reibungswiderstand im Hin- und
Herbetrieb vermindern ohne Benutzen einer speziellen Führungsvorrichtung,
wie z.B. ein Lager, so daß die
erwartete Pulsationsdämpfungsfunktion
stabil ausgeführt
wird.
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Noch
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung wird beschrieben unter Bezugnahme auf 9.
Die Ausführungsform
betrifft eine Pulsationsdämpfervorrichtung
für eine
luftangetriebenen Balgpumpe. In der luftangetriebenen Balgpumpe
wird ein Pulsationsdämpferteil
A, der genauso konfiguriert ist wie der Pulsationsdämpferteil,
der unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben
wurde, auf einer Seite der Trennwand 30 angeordnet, mit
der Einströmöffnung 2a und
der Ausströmöffnung 2b für die transportierte
Flüssigkeit
Q, und der Kolbenpumpenteil B ist integral auf der anderen Seite
der Teilwand 30 angeordnet. Der Kolbenpumpenteil B ist
genau so konfiguriert wie die Pumpe, die unter Bezugnahme auf 6 beschrieben
wurde. Somit sind die entsprechenden gleichbedeutenden Teile mit
den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und auf ihre detaillierte Beschreibung
wird hier verzichtet.
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In
der so konfigurierten luftangetriebenen Balgpumpe kann die Pulsationsdämpferfunktion
im Hinblick auf die Variation des Ausgangsdrucks von dem Kolbenpumpenteil
B auf gleiche weise erreicht werden, wie die der oben beschriebenen
Ausführungsformen.
Die luftangetriebene Balgpumpe wird üblicherweise als horizontaler
Typ benutzt, in dem sich die axiale Richtung des Betätigungsstabs 11 entlang
einer horizontalen Ebene erstreckt. Wenn der Betätigungsstab 11 lang ist,
tendiert der Betätigungsstab
dahin, daß er
sich durch sein Gewicht und dergl. schräg stellt. Auch in einem solchen
horizontalen Typ, ermöglicht
die Anwendung der Konfiguration, in der der lange Betätigungsstab 11 durch
die Führung 21 gleitend
geführt
wird, daß die
Wirkung der Normalisierung der Luftein- und -auslaßaktion
bemerkbar ausgeübt
wird.
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Wenn
wie im Falle der obenbeschriebenen Ausführungsform ein zylindrisches
Glied als das zylindrische Glied 10 benutzt wird, das die
Führung 21 darstellt,
und die Flußöffnung 19 in
der peripheren Wand ausgebildet ist, können die Kapazitäten (im
besonderen radiale Dimensionen) der Führung 21 und das zylindrische
Glied 19, die in der Gaskammer 4 untergebracht
werden müssen,
minimiert werden, so daß die
ganze Vorrichtung leicht der Größe nach
reduziert werden kann. Gleichzeitig besteht ein Vorteil, daß, eben
wenn das zylindrische Glied 19 und die Gaskammer 4 angeordnet
wird, die Gasein- und -auslaßaktion
an der Gaskammer 4 glatt geleitet werden kann, ohne ein
Hindernis zu bilden. Sogar in einer Konfiguration, in der ein polygonales
zylindrisches Glied benutzt wird, und die Flußöffnung 19b in der
peripheren Wand des polygonalen zylindrischen Glieds ausgeformt
wird, kann die Normalisierung der Luftein- und Auslaßaktion
während
der Pulsationsdämpfung
gesichert werden.
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Wie
in der obigen Ausführungsform
beschrieben, sind der untere Endflansch 8a des waagrechten
zylindrischen Gehäuses 8 des
Luftein- und -auslaß-Ventilschaltmechanismus 7 und
der obere Endflansch 19a des zylindrischen Glieds 19,
das die Führung 21 konstituiert,
unter dem gegenüberliegenden
Zustand an der oberen Wand 1a des Vorrichtungskörpers 1 durch
die gemeinschaftlichen Schrauben 20 befestigt. Die Anwendung
dieser Konfiguration ermöglicht
es, daß der
Betätigungsstab 11 vorher
durch das zylindrische Glied 19 über das zylindrische Kopplungsglied 6 und
der Feder 19 durchgegeben wird und dann an das Gleitventilelement 10 gekoppelt
und die gekoppelte Struktur, als integrales Mitglied, von dem oberen
Rand 1a der Vorrichtungskörper 1 befestigt wird
oder abgenommen wird. Gemäß dieser
Konfiguration kann daher die Beibehaltung einschließlich Zusammenbau
und Instandsetzung der ganzen Vorrichtung und Ersatz eines Teils ermöglicht werden.