NO154769B - Fortrengningspumpe for pumpeanlegg for oljefylte, elektriske kabler. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fortrengningspumpe for pumpeanlegg for oljefylte, elektriske kabler, omfattende en bel<q >som er anordnet inne i et hus med hvilket det er forbundet en innsugnings- og en utstrømningsventil som er forsynt med manøverelementer, idet belgen vekselvis utvides og komprimeres ved hjelp av et drivfluidum som styres av et resiprokerende stempel i en sylinder i en hydraulisk eller pneumatisk fortrengningsanordning.

Som kjent er oljefylte, elektriske kabler forbundet med pumpeanlegg som er beregnet f.eks. for fortrengning av den flytende olje i kablene for å fjerne varme og for å unngå dan-nelse av soner med lokalisert overheting ved kabelskjøtene, eller for å balansere de oljevolumvariasjoner som skyldes endringer i kablenes temperatur.

I anlegg for ovennevnte anvendelser, og også gene-relt for alle de anvendelser som krever benyttelse av pumper med positiv fortrengning eller roterende pumper, har man lagt merke til den alvorlige ulempe med forurensning av den flytende olje.

Denne forurensning skyldes urenheter som uunngåelig er til stede i tannhjulene i de roterende pumper, eller urenheter som oppstår i fortrengningspumpene på grunn av den kontinuerlige gnidning av stempelet i den tilhørende sylinder.

Dessverre er de nevnte urenheter meget skadelige for kabelens levetid da de forårsaker en forringelse av de dielek-triske egenskaper som kreves for oljen og, meget ofte på util-latelig måte, bringer kabelens elektriske isolasjon i fare.

For å overvinne disse ulemper ble det forsøkt å ty til pumper med en krets i hvilken den flytende olje kunne sir-kulere uten å komme i kontakt med mekaniske forurensninger.

Por dette formål ble det gjort forsøk med allerede eksisteren-de pumper med positiv fortrengning, omfattende i hovedsaken en kappe som inneholder en belg som er slik anordnet at belgens yttervegger og kappens innervegger danner et kammer som kommuniserer med utsiden bare gjennom en sugeventil og en kompre-sjonsventil. Pumpene omfatter videre en sylinder med tilhøren-de stempel, et drivfluidum inne i belgen og en drivmekanisme for bevegelse av stempelet.

I de nevnte pumper virker drivmekanismen på stempelet og beveger dette i sylinderen i en første retning eller i den motsatte retning slik at det syklisk utøver et trykk på drivfluidumet inne i belgen. Dette trykk overføres fra drivfluidumet til belgen og forårsaker utvidelse av de respektive folder uten noen gnidning på kappens innervegger. Når stempelet stopper sin trykkvirkning på drivfluidumet, går belgen tilbake til sin opprinnelige stilling enten som følge av sin egen elastisitet eller som følge av en passende, på forhånd sammentrykket fjær. Under den sykliske deformasjon av belgen i den ene eller den andre retning øker eller avtar kammerets innervolum gradvis slik at et fluidum, f.eks. flytende olje, kan oppsuges og deretter avgis utenfor pumpen med det ønskede trykk.

Eksempler på pumper av denne type er beskrevet i de amerikanske patentskrifter 2 84 3 045 og 3 000 320, selv om det i pumpen ifølge det sistnevnte patentskrift benyttes en membran i stedet for 'en belg.

Det kan innses at de foran beskrevne pumper kan klare den ulempe som har forekommet tidligere, da de forurerensninger som forårsakes av gnidningen av stempelet i den tilhørende sylinder, vil forbli på innsiden av belgen, uten noen mulighet til å vandre inn i kretsen for flytende olje som er anordnet utenfor belgen.

Imidlertid medfører også pumper av denne type ytterligere ulemper som gjør dem uegnet for anvendelse i anlegg for oljefylte, elektriske kabler.

Spesielt oppviser de kjente pumper, som for eksempel pumpene ifølge de nevnte US-patentskrifter, først og fremst store byrder på grunn av at sylinder/stempel-systemet, som sørger for virkningen av belgen eller membranen, i disse pumper er anbrakt utenfor det egentlige pumpelegeme.

Aordningen av en hydraulisk eller pneumatisk sylinder/stempel-enhet langt fra belgen, eller fra membranen, gir videre opphav til "treghetsfenomener" som finner sted i det fluidum som driver pumpen, og følgelig finner sted i selve pumpens funksjon.

De nevnte "treghetsfenomener" forårsaker en utilstrekkelig pålitelighet i pumpene ifølge den forannevnte, kjente teknikk når de benyttes i et pumpeanlegg for en oljefylt kabel. I et anlegg for en oljefylt kabel må i realiteten pumpen virke umiddelbart for suging eller for avgivelse av olje til kabelen da kabelens effektivitet ellers ikke kan optimaliseres.

Det må videre tilføyes at de kjente belg- eller membranpumper, såsom pumpene ifølge de nevnte US-patentskrifter 2 843 045 og 3 000 320, har utilstrekkelig pålitelighet også som følge av deres innløps- og utløpsventiler. Grunnen til dette er at ventilene i disse kjente pumper ikke sikrer en regelmessig bevegelse mellom ventilenes bevegelige og faste deler, særlig når flere åpnings- og lukningsmanøvrer skal ut-føres, for innsugning eller for avgivelse av fluidum under trykk.

I tillegg til ovenstående oppviser ventilene i de kjente pumper også en betydelig treghet under åpnings- og lukningsmanøvrene, hvilket forårsaker en forsinket virkning av pumpen og følgelig uregelmessigheter under funksjon. Dette virker i retning av en ytterligere økning av den utilstrekke-lige pålitelighet av de kjente pumper når det gjelder benyttelse av disse i anlegg for oljefylte kabler.

I pumpene ifølge de nevnte US-patentskrifter er det videre umulig å avgasse det fluidum som er inneholdt i pumpene når disse er i hviletilstand, da det ikke er sørget for en anordning for utførelse av denne operasjon. Denne umulighet kan forårsake ulemper når de kjente pumper utnyttes i anlegg for oljefylte kabler hvor det er nødvendig med totalt fravær av antydninger av luft i den isolerende olje i et sådant anlegg.

Formålet med oppfinnelsen er å eliminere alle de foran omtalte ulemper ved pumper av belgtypen, for å tillate disse pumper å arbeide på tilfredsstillende måte i pumpeanlegg for oljefylte, elektriske kabler.

For oppnåelse av ovennevnte formål er det tilveiebrakt en fortrengningspumpe av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at fortrengningsanordningens sylinder er anordnet inne i belgen, at elementene for manøvrering av ventilene har en spesifikk vekt på mindre enn 2,5 g/crn"^, og at det er anordnet et legeme av et magnetiserbart materiale som er knyttet til utstrømningsven-tilens manøverelement for å åpne ventilen ved hjelp av et permanent magnetisert legeme utenfor ventilhuset når pumpen ikke er i funksjon.

Ved å anbringe sylinder/stempel-systemet i pumpe-legemet, og spesielt inne i pumpens belg, reduseres pumpens totaldimensjoner, og dens effektivitet og pålitelighet økes som følge av eliminasjonen av eventuelle "treghetsfenomener".

Ved videre å fremstille ventilenes bevegelige element av et materiale med en spesifikk vekt av samme størrelsesorden som den spesifikk vekt av det fluidum som beveges av pumpen, økes ventilenes pålitelighet, og enhver forsinket virkning av ventilene unngås.

På grunn av tilstedeværelsen av et magnetiserbart legeme som er knyttet"til utstrømningsventilens manøverelement, og tilstedeværelsen av et permanent magnetisert legeme som er anbrakt utenfor utstrømningsventilens hus, muliggjøres dess-uten adgang til det fluidum som er til stede inne i pumpen, når denne er i hviletilstand, slik at avgassing av fluidumet som er til stede inne i pumpen, tillates.

I en foretrukket utførelse av fortrengningspumpen ifølge oppfinnelsen er det i det indre hulrom av innsugnings-og utstrømningsventilenes ventilhus under mellomlegg av pakninger innpresset et legeme av deformerbart plastmateriale som er forsynt med en fordypning for opptagelse av ventilens bevegelige element, idet føringseiker av plastmateriale som er ut-kraget fra det bevegelige element, er i glidende kontakt med det respektive ventilhus-hulroms indre overflate.

Det nevnte legeme av deformerbart plastmateriale, som med mellomlegg av pakninger er innpresset i innsugnings-og utstrømningsventilenes ventilhushulrom, er fortrinnsvis av polytetrafluoretylen, og ventilenes bevegelige element onr- N fatter en endedel og en stang av en aluminiuarlegering, idetV stangen på utkragende måte bærer føringseiker av polytetra-.cluoretylen.

I en fordelaktig utførelse av fortrengningspumpen ifølge oppfinnelsen har videre legemet av magnetiserbart materiale form av en hylse som er forskyvbar inne i utstrømnings-ventilens ventilhushulrom ved hjelp av et forskyvbart, magnetisert legeme utenfor ventilhuset, idet en fjær er innsatt mellom en tilleggsdel som er forbundet med huset, og endedelen av ventilens bevegelige element.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene som, bare som et ikke-begren-sende eksempel, viser en pumpe og et pumpeanlegg som omfatter den nevnte pumpe, og der fig. 1 viser et lengdesnitt av pumpen, fig. 2 viser et pumpeanlegg som omfatter pumpen på fig. 1, fig. 3 viser et lengdesnitt av en alternativ utførelse av pumpen, fig. 4 viser et perspektivriss av visse deler av pumpen på fig. 3, fig. 5 viser et pumpeanlegg med et antall pumper og fig. 6 viser drivmekanismen for antallet pumper på fig. 5.

Den på fig. 1 viste pumpe 1 omfatter et hus i form av en sylindrisk kappe 2 hvis lengdeakse er i horisontal stilling, en innsugningsventil 3 og en utstrømningsventiT 4 som begge er forbundet med kappen med sin akse normalt på kappens lengdeakse, en belg 5 inne i kappen, et stempel 6 som er glid-bart i en sylinder 7 inne i belgen, en drivmekaniske (ikke vist) for bevegelse av stempelet 6, et drivfluidum inne i belgen 5 som er i stand til å deformere sistnevnte i overensstemmelse med stempelets 6 bevegelse, et hus 8 som på sin innside inneholder drivmekanismen som er nedsenket i drivfluidumet som har atmosfæretrykk.

Kappen 2 er ved sin ene ende lukket av en sirkulær vegg 9, mens dens sirkulære kant ved den andre ende 10 er tett blokkert av en sirkulær flens 11 på sylinderen 7 på en slik måte at luftinnsugning mellom kappens innside og utside hind-res .

Den nevnte belg er anordnet koaksialt til kappen idet den ene ende 12 er tett forbundet med sylinderens 7 sirkulære flens 11.

Med det ovenfor angitte arrangement av pumpedelene er et kammer 13 tilveiebrakt mellom kappen og belgen, idet kammeret er fullstendig adskilt fra et rom 14 inne i belgen.

Kammeret 13 er helt lukket og kommuniserer med utsiden bare via ventilene 3 og 4, enten for å suge inn trykk-fluidum eller for å avgi dette under trykk utenfor pumpen.

Rommet 14 inneholder drivfluidum som er utsatt for virkningen' av stempelet 6.

Stempelet 6 omfatter utvendig en sylindrisk overflate 15 som kan gli i kontakt med den indre overflate av sylinderen 7, og har innvendig en rørformet overflate 16 som ved den ene ende er lukket ved hjelp av en bunn 18 av stempelet.

Ved den side som ligger motsatt av den sirkulære flens 11 omfatter sylinderen 7 en del 19 som har sirkulær form og er forsynt med en sentral føring 20 for opptagelse av en stamme 21 som utgjør en del av den belgformede membran, og hull 22 og 23 som er anordnet sirkulært rundt hele den nevnte føring 20 for å tillate passasje av drivfluidumet mellom innsiden av stempelets rørformede overflate 16 og den gjenværende del av rommet 14. Mellom den sentrale del 19 av sylinderen 7 og stempelets bunn 1$ er det anordnet en skruefjær 24 som har som oppgave å holde stempelet i kontakt med drivmekanismen (ikke vist).

Den belgformede membran omfatter en sirkulær plate 25 som er forbundet med stammen 21 som på sin side er forlenget så langt som innsiden av stempelets 6 rørformede overflate 16, og et deksel eller en hette 26 som har en sirkulær flens 27 og er forbundet med platen 25.

Mellom kappens vegg 9 og dekselets 26 flens 27 er det anordnet en skruefjær 28 som er beregnet å sammentrykke belgen når pumpen arbeider ved sugning.

Innsugningsventilen 3 omfatter et første ventilhus bestående av en sylinder 2 9 og en innsats eller et innlegg 30, og et første manøverelement 31 for åpning og lukning av ventilen.

Ventilhusets sylinder 2 9 har en bunn 32 med en sentral åpning 33, og innlegget 30 har en indre overflate 34 med stumpkonisk form som konvergerer til et sentralt hull 35.

Ved montering anbringes innlegget 30 ved innpressing inn i sylinderen 2 9 så langt at det med sin ende bringes i kontakt med bunnen 32. I den nevnte stilling kommuniserer hullet 35 med sylinderens 2 9 sentrale åpning 33 på en slik måte at det tillates passasje av fluidum mellom det ytre og det indre av ventilen. Pakningene 36 sikrer tetthet.

Det nevnte manøverelement 31 omfatter en endedel 37 hvis ytre sideflate har en form som svarer til formen på det stumpkoniske sete i innlegget 30, en ringformet pakning 38 som er laget av et materiale som er egnet til ikke å forurense oljen, for eksempel en fluorelastomer av den type som er kjent under varebetegnelsen "Viton", en sylindrisk stang 39 og radiale eiker av hvilke de som er synlige på figuren, er beteg-net med 4 0 og 41.

I monteringsstillingen er den ringformede pakning 38 anbrakt i og rager ut fra et spor 4 2 som er anordnet i endedelen 37, stangen 3 9 er forbundet med sentrum av endedelen 37 og eikene 40, 41 er anordnet rundt stangens 39 ende 43 og i kontakt med den indre overflate av sylinderen 2 9.

I montert stilling av ventilen 3 er ventilhuset forbundet med den nedre del av kappen 2 og rommet inne i sylinderen 2 9 kommuniserer med pumpens kammer 13 via en passasje 44 som er anordnet i kappen 2.

Med hensyn til de materialer som er benyttet i ventilen 3, er manøverelementets 31 endedel 37 og stangen 3 9 fremstilt av aluminium, eikene 40, 41 av polytetrafluoretylen og den ringformede pakning 38 av en fluorelastomer. Ventilhusets sylinder 2 9 er fremstilt av rustfritt stål og innlegget 30 av polytetrafluoretylen.

Manøverelementet 31, som er utført med den form som er vist på fig. 1, har en sådan vekt at det kan løftes opp fra innleggets 30 stumpkoniske sete for å åpne ventilen 3 som følge av den kombinerte virkning av trykkreduksjonen i pumpekammeret og av nivådifferanser mellom den flytende olje og manøverelementet 31 som er mindre enn 40 cm, for eksempel en oljesøyle på 30 cm.

Under pumpens innsugning begrenses manøverelementets 31 slag av nærværet av en stoppring 45 ved enden av ventilhusets sylinder 2 9.

Utstrømningsventilen 4 omfatter liksom innsugningsventilen et andre ventilhus og et andre manøverelement 46.

Det andre ventilhus utgjøres av en sylinder 4 7 med

en bunn 4 8 som er forsynt med en sentral åpning 4 9, og av et innlegg 50 som er innført i sylinderen 4 7 suksessivt til manøverelementet 46. Innlegget har en indre overflate i form av et stumpkonisk sete 51 som ender i et sentralt hull 52.

Det nevnte andre manøverelement 46 omfatter en endedel 5 3 hvis ytre sideflate 54 har en form som svarer til formen på det stumpkoniske sete 51, en ringformet pakning 55 som er fremstilt av en elastomer med antiforurensende egenskaper 1 forhold til den flytende olje, og som er forbundet med og rager ut fra et spor 56 som er anordnet i endedelen 53, en sylindrisk stang 5 7 som er forbundet med endedelen 53, og radiale eiker 58 og 5 9 som er anordnet rundt hele stangens ende 6 0 og beregnet på å komme i kontakt med den indre overflate av sylinderen 47.

Manøverelementet 46 skyves inne i ventilen med en forutbestemt kraft som er gitt ved. en fjær 61 som er anordnet med sine ender mellom" endedelens overflate 6 2 og en passende tilleggsdel 6 3 som er fast i forhold til sylinderens 4 7 innervegger ved hjelp av en flens 64.

Når pumpen er i hvile, er ventilen 4 lukket ved hjelp av fjæren 61, og den åpnes når fluidumtrykket i kammeret 13 overvinner motkraften fra den nevnte fjær.

Ventilhuset er forbundet med den øvre del av kappen

2 og er i forbindelse med pumpens indre via innleggets 50 sentrale hull 52 som ligger på linje med en passasje 52' som er anordnet i kappen 2, og med pumpens utside via den sentrale åpning 49.

Delene i utstrømningsventilen 4 er dannet av de samme materialer som de som benyttes for innsugningsventilen, og spesielt er ventilhusets sylinder 47 fremstilt av et ikke-magnetisk materiale.

Pumpen omfatter en magnetanordning som er knyttet til utstrømningsventilen for å bevirke åpning av denne når pumpen ikke arbeider. Den nevnte anordning omfatter en første del utenfor ventilen som utgjøres av en magnet (ikke vist), og en andre del inne i ventilen som utgjøres av en hylse 65 av et magnetiserbart materiale, f.eks. bløtjern. Denne hylse er anordnet med sin ene ende i kontakt med flensen 64 og med sin ytre overflate i kontakt med sylinderen 47.

Som angitt ovenfor, er sylinderen 4 7 fremstilt av ikke-magnetisk materiale for ikke å skjerme hylsen 64 magnetisk.

Pumpen omfatter videre en første og en andre anordning 68, 6 9 som er anordnet henholdsvis for å balansere strøm-men av drivfluidum mellom sylinderens 7 overflate og stempelets 6 overflate 15, og å holde drivfluidumets trykk inne i belgen 5 innenfor sikre grenser med hensyn til pumpens konstruksjon.

Begge anordninger omfatter i hovedsaken respektive deler som er følsomme for forskjellen mellom drivfluidumets trykk inne i belgen og det atmosfæriske trykk av drivfluidumet utenfor pumpen, og også deler som er følsomme for en grenseverdi av trykket inne i belgen.

Den nevnte følsomme del i den første anordning omfatter en første sylindrisk fjær 6 9 og en første kule 70 som er innesluttet i et første hulrom 71 av i hovedsaken sylindrisk form. Den første anordning omfatter, foruten den følsom-me del, et stoppelement 72 som - av grunner som skal forklares nedenfor - skal hindre fullstendig sammentrykking av belgen under pumpens sugefase.

Det første hulrom er anordnet i den nevnte bunn av stempelet og er forlenget i en retning parallelt med kappens akse. Hulrommet har ved hver ende et første og et andre hull 7 3 henholdsvis 74 som kommuniserer med den del av rommet 14 som ligger innenfor den rørformede overflate 16 av stempelet 6, og med en kanal som er forlenget (på ikke vist måte) så langt som til innsiden av pumpens hus 8.

Når pumpen ikke arbeider, skyves kulen 70 av fjæren 6 9 på en slik måte at den fullstendig lukker det andre hull 74.

Stoppelementet 72 er beliggende på den sentrale del

19 av sylinderen 7 og er formet som en ring.

Den nevnte andre anordning omfatter en andre fjær 76 og en andre kule 7 7 som begge er innelukket i et andre sylindrisk hulrom 78 som er anordnet i stempelets bunn 18 og strekker seg i en retning parallelt med kappens akse.

Det andre hulrom 78 omfatter ved hver ende et tredje og et fjerde hull 79, 80 som kommuniserer henholdsvis med rommet 14 innenfor stempelets rørformede overflate 16 og med pumpens ytre.

Når pumpen ikke arbeider, og videre når drivfluidumets trykk ligger under en forutbestemt grenseverdi, skyves den andre kule 77 av den andre fjær 76 på en slik måte at det tredje hull 79 sperres fullstendig.

Hovedfordelen med den ovenfor beskrevne pumpe er at dens hoveddeler, nemlig sylinderen 7 og belgen 5, er anordnet den ene rundt den andre slik det fremgår av fig. 1. Dette tillater en vesentlig reduksjon av pumpens lengde med en besparel-se av konstruksjonsomkostninger, og også med større mulighet for installasjon også på steder med meget redusert plass.

De ovenfor angitte, første og andre anordninger sam-arbeider videre på relevant måte for å forbedre de positive fortrengningspumper av belgtypen. Disse anordninger, som er anordnet fullstendig på innsiden av belgen og er nedsenket i drivfluidumet, har i virkeligheten en mye hurtigere respons.

Konstruksjonen har videre den fordel at den er kom-pakt og ikke omfatter følsomme deler som rager ut fra pumpens kappe.

Det er videre åpenbart at .da de ovenfor omtalte anordninger er beliggende inne i belgen, medfører de ikke pro-blemer med hensyn til tettheten mot pumpens ytre. Dette trekk tillater oppnåelse av en mer effektiv tetthet under vakuum, hvilket er meget viktig, og ytterligere reduksjon av pumpens konstruksjonsomkostninger.

Idet pumpen nå er beskrevet, skal dens virkemåte forklares i forbindelse med dens anvendelse i et pumpeanlegg ifølge fig. 2. Det viste pumpeanlegg omfatter en første tank eller beholder 81 som inneholder flytende olje under vakuum som er egnet for anvendelse i elektriske kabler, et første for-bindelsesrør 82 mellom bunnen 82' av den første beholder og innsugningsventilen 3, en andre tank eller beholder 83 som er i stand til å oppta og holde flytende olje under trykk, et andre forbindeIsesrør 84 mellom utstrømningsventilen 4 og den andre beholder, en elektrisk énlederkabel med en oljekanal 85,og et tredje rør 86 mellom forseglingsenden 87 av kabelen og den andre beholder 83. -2 Den første beholder 81 under vakuum (mindre enn 10 torr) er beliggende i en sådan høyde i forhold til pumpen at minimumsnivået H av flytende olje i den første beholder 81 på det andre manøverelement er høyere enn 4 0 cm for å tillate regulær drift.

Den andre beholder 83 er av en vilkårlig kjent type som er i stand til å holde flytende olje på et ønsket trykk, for eksempel som beskrevet i italiensk patent nr. 893 462.

Nedenfor er det ganske enkelt angitt at den nevnte beholder 83 i hovedsaken består av et elastisk kammer som er beregnet på å inneholde den avgassede, flytende olje på et be-stemt trykk, og inngå i en omgivelse som inneholder gass med samme trykk (slik som forklart i ovennevnte italienske patent). I denne beholder er det elastiske kammer forbundet med kanalen

i en kabel slik at enhver variasjon av oljevolumet i kabel-kanalen kompenseres av den flytende olje i det elastiske kammer.

I det beskrevne anlegg er pumpen med sitt eget stempel forbundet med en eller annen drivmekanisme som er egnet for syklisk utøvelse av en drivkraft på stempelet, f.eks. et vekselbevegelsessystem med veiv og veivstang, eller enklere en eksenterskive C som drives av en motor M slik som skjematisk vist på fig. 2.

Pumpeanlegget har som oppgave å ta flytende olje under vakuum fra beholderen 81 og overføre denne, via pumpen og med det arbeidstrykk som er foreskrevet for kabelen, til den andre beholder 83, for å tilveiebringe flytende olje som via røret 86 er i stand til å utbalansere en eventuell variasjon i det oljevolum som er nødvendig i kabelens kanal 85.

Anlegget arbeidet uten luft i beholderne, rørene og pumpens indre. Lufteliminasjonen utføres i et trinn som ligger foran tilførselen av flytende olje til beholderen 81, og utføres ved lukning av ventilen 3, åpning av ventilen 4 og tilveiebringelse av passende vakuumpumper ved passende punkter på den første og den andre rørledning.

Ventilen 4 åpnes ved at hylsens 65 ende 66 (fig. 1) forskyves ved virkningen av en magnet, slik at det på eikene

58 og 5 9 utøves en oppadrettet trykkraft som er i stand til å overvinne kraften fra fjæren 61. Ved virkningen av magneten frigjøres manøverelementet 46 fra det stumpkoniske sete 51 og holdes i den nevnte stilling til vakuumpumpen som er innsatt i et punkt på røret 84 (fig. 2), har sugd ut luften fra kammerets 13 innside (fig.l), beholderen 83 og rørledningen 84

(fig. 2).

I et senere trinn tilkoples en vakuumpumpe i et punkt på rørledningen 82 og luften som er inneholdt i den før-ste beholder 81 og i den første rørledning 82, fjernes.

Virkemåten for pumpen i anlegget er som følger: Stempelet 6, som utsettes for virkningen av eksenteranordnin-gen (fig. 2), beveges vekselvis i den ene og den andre retning under glidning inne i sylinderen 7 (fig. 1), idet det med sin bunn 18 alltid forblir i kontakt med eksenterskiven ved virkningen av fjæren 24.

Under stempelets 6 bevegelse fra høyre mot venstre på fig. 1 blir drivfluidumet inne i sylinderen 7 ved hjelp av stempelet 6 skjøvet mot belgens sentrale plate 25, hvilket forårsaker ekspansjon av de respektive folder på kammerets 13 innside og sammentrykking av den motvirkende skruefjær 28.

Den allerede innsugde flytende olje, som i kammeret 13 bringes til å reduseres til et volum som er mindre enn det volum den hadde i det avsluttende innsugningstrinn, blir følge-lig komprimert og skyves gjennom hullet 52 mot utstrømningsven-tilens 4 manøverelement 46.

Så snart trykket av den flytende olje er i stand til å overvinne kraften fra fjæren 61 som motvirker åpningen av

utstrømningsventilen 4, løsrives manøverelementet 46 fra innleggets 50 sete, og via åpningen 4 9 og rørledningen 84 ankommer den flytende olje med det ønskede trykk til den andre beholder 83.

Under alle disse arbeidstrinn for pumpen forblir ventilen 3 (fig. 1) lukket da trykket av den flytende olje, som skyver manøverelementet 31 mot innleggets 34 stumpkoniske sete, forårsaker deformasjon av pakningen 38 slik at enhver forbindelse mellom den første beholder 81 (fig. 2) og innsiden av kammeret 13 (fig. 1) lukkes hydraulisk.

Når stempelet 6 beveger seg fra venstre mot høyre på fig. 1, bringer den tidligere sammentrykte fjær 28 på nytt belgen gradvis til sin opprinnelige stilling og frembringer en trykkreduksjon i kammeret 13.

Under dette trinn lukkes ventilen 4 under virkningen av fjæren 61 på manøverelementet 46, og ventilen 3 åpnes med tilstrømningen av flytende olje i kammeret 13, som en følge av den kombinerte virkning av det undertrykk som frembringes ved belgens bevegelse og nivået av flytende olje i den første beholder.

Fremdeles under samme trinn blir drivfluidumet, i et visst tidsintervall, inneholdt i et tilnærmet konstant rom, da det av stempelet 6 frembrakte volum svarer til det volum som frembringes i samme retning av belgen ved virkningen av fjæren 28.

Fra et visst øyeblikk bringes imidlertid belgens sentrale plate 25 i anlegg mot stoppelementet 72 på sylinderen 7 og blir ikke lenger sammentrykket mens stempelet 6 fortset-ter sin bevegelse i retning mot sin opprinnelige stilling. I denne tilstand blir derfor det rom som er tilgjengelig for drivfluidumet, større enn det som er nødvendig for å inneholde dette, slik at det inne i belgen oppstår en trykkreduksjon.

Av dette følger at den første kule 70, som er beliggende mellom drivfluidumet inne i huset 8 (fig. 1) på atmosfæretrykk, og drivfluidumet inne i belgen, med et lavere trykk, beveges fra sin hvilestilling for en forutbestemt, riktig inn-stilling av den første fjær 6 9, slik at nytt fluidum strømmer inn i belgen gjennom hullene 73, 74 og hulrommet 71.

Under hver sugefase skjer det derfor en syklisk kom-pensasjon av drivfluidumet som i de gjentatte og tallrike ma-nøvrer av pumpen tillates å strømme mot huset 8, idet det pas-serer mellom sylinderen 7 og stempelets 6 overflate 15.

Denne strømning av oljen, som er meget redusert, har som formål å smøre sylinderens og stempelets metallvegger som er i gjensidig kontakt. For å tilveiebringe større motstand for pumpen er i virkeligheten de ømtålige tetningsdeler som skal benyttes som pakninger mellom stempelet og sylinderen, blitt eliminert, slik at tetningen i dette tilfelle er av metall-mot-metall-type.

Som allerede angitt, omfatter pumpen en andre anordning som er i stand til å opprettholde trykket av drivfluidumet innenfor verdier som er forenlige med pumpens konstruksjon .

Anvendelsen av den andre anordning kan f.eks. være nødvendig når belgen av en eller annen grunn ikke ekspanderer regelmessig, men forblir blokkert i en mellomstilling av sin foreskrevne ekspansjon. Det vil innses at det i dette tilfelle, på grunn av den kontinuerlige bevegelse av stempelet 6 og blokkeringen av belgen, og følgelig dennes sentrale plate 25, kan oppnåes trykkverdier for fluidumet som ville være util-latelige for pumpens konstruksjon.

For å unngå de nevnte mulige grunner til feil er den andre fjær 76 i den andre anordning dimensjonert slik at den kan overvinnes av trykket fra fluidumet inne i belgen bare når en viss sikkerhetsgrense overskrides. Når den nevnte grenseverdi oppnås, forskyver fluidumet den andre kule 77 og strøm-mer ut gjennom hullene 79, 80 mot pumpens ytre, og hindrer således eventuelt brudd i pumpen og tillater denne å arbeide slik at korrekt drift gjenopprettes.

Oppfinnelsen tilveiebringer en ytterligere foretrukket utførelse av pumpen som er vist på fig. 1 og som benyttes i det foran beskrevne anlegg.

Den nevnte pumpe er i hovedsaken slik som allerede beskrevet og har et spesielt arrangement av sine indre deler. Denne pumpe skal beskrives i det følgende uten endring av hen-visningstallene for de deler som også inngår i pumpen på fig. 1.

I den nevnte foretrukne utførelse (fig. 3 og 4) omfatter sylinderen 7 ved den ende som ligger motsatt av dens sirkulære flens 11, fire fremspring 88 som strekker seg i retning av sylinderens 7 akse med sådanne innbyrdes mellomrom at det er dannet hulrom 8 9 som strekker seg mellom det indre rom og det ytre rom som er avgrenset av sideflaten av sylinderen 7.

Den indre overflate av sylinderen 7 omfatter en sirkulær flens 90 (fig. 3) som er beregnet å oppta den ene ende av fjæren 24.

Pumpen omfatter videre fjæren 28 (fig. 3 og 4) som har samme funksjon som forklart ovenfor, og et sylindrisk hus eller en mantel 91 med en innerdiameter som er i hovedsaken lik ytterdiameteren av sylinderen 7.

Mantelen 91 omfatter ved sin ene ende en andre sirkulær flens 92 som rager utover, og ved sin motsatte ende radiale forlengelser 93 (fig. 4) som konvergerer ved sitt sentrum mot et gjenget hull 94.

De radiale forlengelser 93 er anordnet slik at det mellom disse befinner seg et hulrom 95 (fig. 4) med et areal som er større enn det maksimale tverrsnitt av fremspringene 88 for å tillate passasje av sistnevnte og passasje av drivfluidumet.

Mantelen 91 er innsatt rundt sylinderen 7 med de radiale forlengelser 93 innenfor hulrommene 8 9 og er forbundet med belgens sentrale plate ved hjelp av en bolt 97 som er inn-skrudd i det gjengede hull 94 (fig. 3).

Boltens 97 hode er omgitt av et deksel 99 hvis bunn 100 er tett forseglet på belgens sirkulære plate.

Skruefjæren 28 er anordnet rundt den sylindriske mantels 91 ytre overflate og er sammentrykket mellom mantelens andre sirkulære flens 92 og en ytterligere, passende tredje flens 101 som ved hjelp av skruer 102 (fig. 4) er festet til enden av fremspringene 88.

Virkemåten for den ovenfor beskrevne pumpe avviker ikke fra den som er beskrevet foran med hensyn til pumpen som benyttes i anlegget på fig. 2, og blir derfor for enkelhets skyld ikke beskrevet her.

Hovedfordelen ved ovennevnte utførelse av pumpen ifølge oppfinnelsen ligger i anbringelsen av fjæren inne i belgen .

For de forskjellige typer og størrelser av belgtype-pumper som kan benyttes er det i virkeligheten ikke alltid mulig å sikre et rom mellom belgen og kappen som er tilstrek-kelig stort til å inneholde en skruefjær uten mulig fare for at de respektive skrueviklinger kan gnis mot kappens innervegger og følgelig frembringe mekaniske forurensninger som er skadelige for den flytende olje.

Arrangementet av fjæren inne i belgen i stedet for utenfor denne eliminerer nettopp i de nevnte tilfeller også den nevnte mulige fare og tillater å opprettholde uforandret driftssikkerheten med absolutt mangel på forurensning av den flytende olje som suges av pumpen.

En ytterligere fordel ved pumpen ifølge fig. 3 og 4 ligger i den åpenbare enkelhet og den lette montering av de forskjellige deler.

Så langt er pumpen ifølge oppfinnelsen blitt beskrevet ved anvendelse som en eneste pumpeenhet i anlegget ifølge fig. 2.

Nedeinfor skal beskrives et ytterligere anlegg som omfatter seks pumper 103 som vist på fig. 5, og som hver i hovedsaken er som vist på fig. 1 eller på fig. 3 og 4.

De nevnte pumper 10 3 har sine horisontale akser for-løpende radialt i et felles plan idet hver pumpe omfatter en innsugningsventil og en utstrømningsventil 104 henholdsvis 105 som har sine akser stående på linje og normalt på planet for de seks pumpers akser. Det nevnte anlegg omfatter videre et første og et andre grenrør 106 hhv. 107 for sammenkopling av henholdsvis innsugningsventilene og utstrømningsventilene, en første og en andre beholder 108 hhv. 109 som har samme funksjon og posisjon som de som er beskrevet i forbindelse med fig. 2, et første og et andre rør 110 hhv. 111 for sammenkopling av henholdsvis den første beholder 102 og det første grenrør 106

og den andre beholder 10 9 og det andre grenrør 107, og en eneste drivmekanisme 112 for alle de seks pumper (fig. 5 og 6).

Den nevnte drivmekanisme omfatter en motor 113 (fig. 5) for drift av en aksel 114 (fig. 6) som er anordnet normalt på det horisontale plan som definerer pumpenes akser, en eksenterskive 115 (fig. 6) som er forbundet med akselen 114, et prismatisk legeme 116 med seks flater 117, og seks grupper 118 av rullelagre som er anordnet med sine akser parallelle med ret-ningen for akselen 114 og står i forbindelse med legemets 116 flater som vist på fig. 6.

Det prismatiske legeme 116 inneholder på sin innside eksenterskiven 115 og er beliggende mellom de seks pumper 103

på en slik måte at det er i hvilestilling, blokkert i rommet,

på grunn av den trykkraft som hvert stempel 6 via fjærene 24 utøver på de nevnte flater.

Hva angår anlegget på fig. 5, skal det påpekes at dette ikke avviker vesentlig fra det foran beskrevne anlegg, med unntagelse av drivmekanismen og de seks pumper, hvis virkemåte skal beskrives nedenfor med begynnelse i det øyeblikk da motoren 113 bringer i rotasjon akselen 114 og dermed eksenterskiven 115 (fig. 6).

I den nevnte tilstand er hver flate av det prismatiske legeme utsatt for to trykkrefter, den ene fra utsiden i retning mot legemets innside, på grunn av den virkning som hver fjær 24 utøver på det respektive stempel, og den andre, som er syklisk og midlertidig, fra innsiden i retning mot legemets utside under kontakten med den roterende eksenterskive.

Av dette følger at det prismatiske legeme som er utsatt for den av eksenterskiven frembrakte trykkraft som er helt fremherskende i forhold til kraften fra fjæren 24, på hver flate er utsatt for en første kraftkomponent i retning av pumpeaksen, og for en andre komponent som er horisontal og per-pendikulær på den første.

Den første kraftkomponent utøver på sin side en trykkraft på stempelet 6 som overvinner den motvirkende kraft fra fjæren 24 og forårsaker den allerede beskrevne kompresjons-fase for pumpen.

Den andre kraftkomponent er uvirksom overfor virkningen av pumpekompresjonen og bestemmer bare rullingen av lagre-ne 118 som på fordelaktig måte eliminerer glidefriksjon mellom stempelets bunn 18 og det prismatiske legemes flate.

Så snart eksenterskiven driver den betraktede flate av det prismatiske legeme til en bevegelse rettet mot akselens 114 akse, utfører pumpen sugefaseri under hvilken belgen retur-nerer til hvilestillingen på grunn av den elastisitet som er akkumulert av pumpens fjær 28 (fig. 1) i den foregående kom-presjonsfase.

Under pumpens kompresjons- og sugefaser holdes stempelet i konstant kontakt med den tilhørende flate av det prismatiske legeme ved nærværet av fjæren 24.

Det foran beskrevne anlegg er særlig egnet for benyttelse når man ønsker å unngå en diskontinuerlig strømnings-hastighet slik som den som ville oppnås med bare én pumpe, og

man ønsker å oppnå en vesentlig strømningshastighet.

En ytterligere fordel med det nevnte anlegg ligger i

den lengre levetid for pumpens belger som er den del som mer tradisjonelt utsettes for brudd.

I realiteten er det kjent at jo lengre forlengelsene

av belgen er, jo kortere er dens levetid. Ved å holde ufor-

andret den ønskede kapasitet av et visst pumpeanlegg som be-

nyttes i overensstemmelse med oppfinnelsen, er derfor belgfor-

lengelsen blitt redusert ved økning av antall pumper, imidler-

tid uten å øke den totale størrelse for mye. Dette resultat er blitt oppnådd ved det angitte radiale arrangement av pumpe-

ne, hvilket har muliggjort fullstendig utnyttelse av den foran beskrevne, eneste mekanisme for sentral drift.

Som avslutning av beskrivelsen av den foreliggende

oppfinnelse skal det her påpekes at de forbedringer som er an-

gitt for fortrengningspumpen og belgen med drivfluidum, også

kan anvendes på fortrengningspumper i hvilke belgens sentrale plate 25 er direkte forbundet med stempelet 6, nemlig beveges mekanisk uten anvendelse av drivfluidumet.

De nevnte pumper kan anvendes i pumpeanlegg i hvilke

den flytende olje må ha et trykk som er lavere enn 15 kg/cm 2.

I de nevnte tilfeller har man funnet at selv om tyk-

kelsene av belgveggene holdes innenfor normale grenser, vil den trykkdifferanse som kan oppstå mellom trykket på 15 kg/cm av den flytende olje i pumpekammeret og atmosfæretrykket inne i belgen, ikke være slik at det belaster belgveggene på util-

latelig måte.

Claims (4)

1. Fortrengningspumpe for pumpeanlegg for oljefylte, elektriske kabler, omfattende en belg (5) som er anordnet inne i et- hus (2) med hvilket det er forbundet en innsugnings- og en utstrømningsventil (3 hhv. 4) som er forsynt med manøverele- menter (31 hhv. 46), idet belgen (5) vekselvis utvides og kom primeres ved hjelp av et drivfluidum som styres av et resi prokerende stempel (6) i en sylinder (7) i en hydraulisk eller pneumatisk fortrengningsanordning, karakterisert ved at fortrengningsanordningens sylinder (7) er anordnet inne i belgen (5), at elementene (31, 46) for manøvrering av ventilene (3, 4) har en spesifikk vekt på mindre enn 2,5 g/cm"^, og at det er anordnet et legeme (65) av et magnetiserbart materiale som er knyttet til utstrømningsventilens (4) manøver-element (46) for å åpne ventilen ved hjelp av et permanent magnetisert legeme utenfor ventilhuset når pumpen ikke er i funksjon.

2. Fortrengningspumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at det i det indre hulrom av innsugnings- og utstrømningsventilenes (3 hhv. 4) ventilhus (2 9 hhv. 47) under mellomlegg av pakninger er innpresset et legeme (30 hhv. 50) av deformerbart plastmateriale som er forsynt med en fordypning for opptagelse av ventilens bevegelige element, idet føringseiker (40, 41 hhv. 58, 59) av plastmateriale som er ut-kraget fra det bevegelige element, er i glidende kontakt med det respektive ventilhus-hulroms indre overflate.

3. Fortrengningspumpe ifølge krav 2, karakterisert ved at det nevnte legeme (30 hhv. 50) som med mellomlegg av pakninger er innpresset i innsugnings- og ut-strømningsventilenes ventilhushulrom, er av polytetrafluoretylen, og at ventilenes bevegelige element omfatter en endedel (37 hhv. 53) og en stang (39 hhv. 57) av en aluminiumlege-ring, idet stangen på utkragende måte bærer føringseiker av polytetrafluoretylen.

4. Fortrengningspumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at legemet (65) av magnetiserbart materiale er en hylse som er forskyvbar inne i utstrømningsventilens (4) ventilhushulrom ved hjelp av et forskyvbart, magnetisert legeme utenfor ventilhuset, idet en fjær (61) er innsatt mellom en tilleggsdel (63) som er forbundet med huset (47), og endedelen (46) av ventilens bevegelige element.