Membranliompressor oder -pumpe Membrankompressoren und -pumpen sind ähnlich aufgebaut wie Kolbenkompressoren und -pumpen, jedoch tritt an die Stelle des aus Förderkolben und Abdichtung (Kolbenringe, Labyrinthdichtung usw.) bestehenden Ag gregates eine ebenfalls hin und her bewegte Förder- membrane, welche innerhalb gewisser Grenzen flexibel und allenfalls elastisch ist.
Nach dem heutigen Stand der Technik wird das Pendeln der Fördermembrane durch da s taktgleiche Pendeln eines Antriebskolbens bewirkt. Bei Niederdruck kompressoren ist der Kolben oft fest mit der Förder- membrane verbunden und die Fördermembrane degene riert praktisch zur flexiblen Kolbenabdichtung. Bei Hochdruckkompressoren bekannter Bauart wird zwi schen die Fördermembrane und den durch einen Exzen ter angetriebenen Antriebskolben ein in einer Verbin dungsleitung pendelndes Flüssigkeitskissen geschaltet. Dadurch wird eine gleichmässige Druckverteilung und minimale Beanspruchung der Fördermembrane bewirkt.
Die Fördermembrane pendelt zwischen dem Kompres- sorkopf mit Ein- und Auslassventilen für das zu för dernde Medium und dem Antriebsflüssigkeitsgehäuse. Oft sind noch Über- und Unterdruckventile mit dem Flüssigkeitsraum und einem externen Behälter verbun den. Die Flüssigkeitsbewegungen durch diese Ventile kompensieren Volumenänderungen des Flüssigkeitskis sens (Leckverluste, Wärmedehnungen) sowie Ungleich heiten in den Hubvolumina von Antriebskolben und Fördermembrane.
Nach dem heutigen Stand der Technik werden für Hochdruckkompressoren Membranen aus Metallfolien (z.B. rostfreiem Stahl) gebraucht, welche allerdings be sondere technische Probleme aufwerfen. Die Membra nen haben in diesen Fällen entsprechend ihrer geringen Elastizität einen sehr grossen Durchmesser und einen geringen Hub.
Infolge der hydraulischen Verbindung zwischen An triebskolben und Fördermembrane müssen sich nur die Hubvolumina entsprechen, im übrigen ist man frei, den Hub und die Bohrung des Antriebskolbens zweckmässig zu wählen. Aus verschiedenen Gründen (Kavitation in der Flüssigkeit usw.) ist die Bewegungsfrequenz sol- cher Maschinen relativ klein (normalerweise 250 Hübe/ Min.). Entsprechend erfordert die Konstruktion massive Kurbeln und beim Antrieb durch Elektromotoren oder Verbrennungskraftmaschinen schwere Übersetzungsge triebe.
Vorteile des Membrankompressors oder -pumpe ge genüber dem gleichen Zweck dienenden Kolbenmaschi nen, wie z.B.: ideale Abdichtung des zu fördernden Me diums gegen aussen, sowie Fehlen jeder Verunreinigung durch ein Schmiermittel, werden also durch konstruk tive Nachteile, wie Grösse und hohes Gewicht und ent sprechend hoher Preis abgeschwächt.
Bei den herkömmlichen Membrankompressoren und -pumpen ergeben sich die Nachteile aus dem Zwang, dass der limitierten Hubfrequenz der Fördermembrane eine entsprechend niedrige, genau gleich grosse Hub frequenz des Antriebkolbens entsprechen muss.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Schaf fung eines Membrankompressors oder -pumpe, bei wel cher diese Nachteile vermieden sind. Die Maschine zeichnet sich erfindungsgemäss aus durch wenigstens eine durch eine flexible Membrane in zwei Räume unter teilte Kammer, deren einer Raum über Steuerorgane mit mindestens einem Behälter für das zu fördernde Me dium verbunden ist, während der andere Raum über Verbindungsorgane an Mittel zum Fördern eines die Membrane betätigenden Arbeitsfluidums angeschlossen ist, und ferner durch Mittel zur Steuerung des Flusses des Arbeitsfluidums.
Gegenüber den bekannten Maschinen kann beim Er findungsgegenstand, anstelle des mit einer geringen Fre quenz bewegten Antriebskolbens eine kompakte Pumpe (oder Kompressor) treten, welche z.B. als schnellaufende Einheit durch einen Motor direkt angetrieben werden kann. Bei einer schnellaufenden Einheit treten wesent lich kleinere Lagerkräfte auf, so dass die ganze An triebseinheit klein und preissgünstig wird.
Ferner ist es beim Erfindungsgegenstand möglich, ohne grossen Aufwand die Hubfrequenz der Fördermem- brane sehr weit herabzusetzen z.B. auf 10 Hübe/Min. Bei herkömmlichen Maschinen ist dies praktisch un möglich. Der Vorteil der kleinen Hubfrequenz liegt darin, dass z.B. zu komprimierende Gase während der Verdichtung einen Teil ihrer Wärme an eine Kühlvor richtung abgeben können. Die entsprechende polytrope Verdichtung gewährleistet einen hohen Wirkungsgrad.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungs beispielen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 zu Vergleichszwecken einen Schnitt durch einen Hochdruckkompressor bekannter Bauart; Fig. 2 einen Schnitt durch eine Kompressoreinheit nach der Erfindung; Fig.3 eine Kompressoreinheit mit geschlossenem Flüssigkeitssystem; Fig.4 eine Kompressoreinheit mit offenem Flüssig keitssystem;
Fig. 5 eine weitere, besonders einfache Kompressor einheit, und Fig. 6 ein Fördermembranaggregat im Detail.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Hochdruckkompressor bekannter Bauart wird zwischen die Fördermembrane 5 und den durch einen Exzenter 11 angetriebenen An triebskolben 10 ein in einer Verbindungsleitung 9 pen delndes Flüssigkeitskissen 7 geschaltet. Die Fördermem- brane 5 pendelt dabei zwischen dem Kompressorkopf 3 mit Ein- und Auslassventilen 1, 2 für das zu fördernde Medium und dem Antriebsflüssigkeitsgehäuse 8 hin und her, d.h. sie durchläuft dabei die beiden Hubräume 4 und 6, die durch die Membrane 5 voneinander ge trennt sind. Die Arbeitsweise solcher Kompressoren wurde bereits in der Einleitung erläutert.
In Fig. 2 ist eine Kompressoreinheit mit offenem Flüssigkeitssystem und einem Membranaggregat ange geben. Der Kompressorkopf 3 mit den Ein- und Aus- lassventilen 1 und 2 für das zu fördernde Medium, so wie die Membrane 5 und das Antriebsflüssigkeitsge- häuse 8 entsprechen den bisherigen Kompressoren ge- mäss Fig. 1. Auch der durch den Exzenter 11 angetrie bene Antriebskolben 10 entspricht konstruktiv der ent sprechenden Maschine in Fig. 1.
Die Maschine nach Fig. 2 kann allerdings mit einer beliebigen Hubfrequenz laufen, wobei lediglich der Zusammenhang besteht, dass das Hubvolumen pro Zeiteinheit des Antriebskolbens 10 dem halben Hubvolumen in der selben Zeiteinheit der Fördermembrane 5 entspricht. Der Flüssigkeitsstrom wird durch das Vierwegventil 15 gesteuert. Dieses ist über die Einlass- und Auslassventile 17 mit der An triebspumpe, deren hauptsächlicher Bestandteil der Kol ben 10 ist, verbunden.
Je nach der Stellung des Hege ventils 15 saugt die Pumpe Flüssigkeit 7 aus dem Be hälter 12 und fördert sie in den Membranraum 6, wo durch der Hub der Fördermembrane 5 bewirkt wird, oder umgekehrt. Der Regelfühler 13 stellt fest, wenn die Fördermembrane 5 in eine Endstellung gelangt ist, und dabei die Flüssigkeitsbewegung in der Verbindungslei tung 9 stoppt, und gibt ein Signal auf den Regler 14, der sinngemäss das Vierwegventil 15 umsteuert. Wäh rend des Umschaltens wird die geringe Flüssigkeits menge, die vom Antriebskolben 10 noch gefördert wird, vom Druckspeicher 16 aufgenommen und nachher wie der in den Kreislauf abgegeben.
Der Regler 14 kann aus einem elektronischen Schaltkreis bestehen, wobei das vom Regelfühler 13 abgegebene Signal zuerst durch einen Impulsformer geht, dann einem bistabilen Multi vibrator zugeführt wird, dessen Ausgänge über einen Kraftschalter auf die Kraftmagneten des Vierwegeventils 15 wirken. In Fig. 3 ist eine Kompressoreinheit mit geschlosse nem Flüssigkeitssystem und zwei Membranaggregaten schematisch dargestellt.
Die Kompressorköpfe 3a und 3b mit den Ein- und Auslassventilen la, 1b und 2a, 2b für das zu fördernde Medium sind diesmal entsprechend der Form der Kunststoffmembranen 5a, 5b halbkugelig gestaltet. Derartige Membranen haben bei geringen Ab messungen sehr grosse Hubvolumina. Die Antriebsflüs- sigkeitsgehäuse 8a, 8b sind über die Verbindungsleitun gen 9a, 9b mit der Pumpe 10 verbunden, welche bei spielsweise als reversible Axialkolbenpumpe aufgebaut sein kann. Je nach der Förderrichtung der Pumpe pen delt die Antriebsflüssigkeit 7 vom Raum 6a in den Raum 6b oder umgekehrt.
Der Umschaltmoment wird durch die Regelfühler 13a und 13b abgetastet, wobei die ent sprechenden Signale über den Regler 14 und die Steue rung 15 (welche ein Bestandteil der Pumpe sein kann) die Reversierung der Pumpe bewirken. Während des Umschaltens nehmen die Speicher 16a, 16b die noch fliessenden Flüssigkeitsmengen vorübergehend auf.
Ein besonderes Merkmal dieser geschlossenen Bauart be steht darin, dass am Ende einer Kompressionsphase die Membrane 5a, 5b eng an die Wand des Kompressor kopfes 3a, 3b anliegt, so dass das verbleibende Volu men 4a, 4b (in dieser Phase Totraum des Kompressors genannt) möglichst gering ist, dass aber die andere Mem brane, die am Ende der Ansaugphase ist, nicht gleich zeitig an der Wand des entsprechenden Antriebsflüssig keitsgehäuses 8a, 8b anliegt, sondern in irgendeiner schwimmenden Stellung liegt. Daraus ergeben sich eine Schonung der Membranen, sowie konstruktive Erleichte rungen.
Da die Membranen aus einem weichen Kunst stoff bestehen, sind zweckmässigerweise in der Mitte Metallteller 24 angebracht, welche beim Anliegen an den Kompressorkopf die Verbindungslöcher der Ansaug- und Auslassventile la, 1b und 2a, 2b zudecken und damit eine Beschädigung der Membranen verhindern.
In Fig. 4 ist eine Kompressoreinheit mit offenem Flüssigkeitssystem und zwei Membranaggregaten mit Kunststoffmembranen angegeben. Diesmal sind die Wände der Antriebsflüssigkeitsgehäuse 8a, 8b so gestal tet, dass die Membranen 5a, 5b am Schluss der Ansaug phase an die Wand anliegen. Diesmal werden die Mem branen am Ende der Kompressionsphase dadurch vor Beschädigungen geschützt, dass sich bewegliche Klap pen 25, welche an den Kompressorköpfen 3a, 3b ange bracht sind, über die Verbindungslöcher zu den Venti len la, 1b und 2a, 2b legen. Die Pumpe 10 ist irreversi bel.
Der Flüssigkeitsstrom wird über das Vierwegventil 15 zu und von den Membranaggregaten geleitet. Der Ausgang des Vierwegventils sowie der Eingang der Pumpe sind mit dem Flüssigkeitsreservoir 12 verbun den. Das Vierwegventil 15 wird über den Regler 14 vom Zeitgeber 13 betätigt. Der Zeitgeber 13 gibt das Um schaltsignal jeweils etwas verzögert, d.h. nachdem die Membranen 5a, 5b jeweils ihre Endstellung erreicht ha ben.
Das Überdruckventil 18, das von Hand oder auto matisch auf einen Wert einstellbar ist, der ein wenig über dem Ausgangsdruck der Kompressoreinheit, gemes sen beim Ventil 2a, 2b liegt, lässt die Flüssigkeit, die von der Pumpe 10 am Schluss der Kompressionsphase bis zum Abschluss des Umschaltens noch gefördert wird, abströmen. Diese Anordnung ist besonders zweckmäs sig für Anwendungen, wo der Kompressor einen kon stanten Lieferdruck hat, und zudem ein offener Kreis lauf für optimale Kühlmöglichkeiten der Flüssigkeit 7 gefordert ist. In Fig. 5 ist eine besonders einfache kompakte Kom- pressoreinheit angegeben.
Zwei Membranaggregate mit den Ventilen la, 1b und 2a, 2b und zwei Druckspeichern 16a, 16b sind mit der zwangsläufig zyklisch reversieren- den Axialkolbenpumpe 10 und dem Elektromotor 22 in einem kompakten Block zusammengebaut. Die Schräg scheibe der Axialkolbenpumpe 10 taumelt, entsprechend den Bewegungen der über ein Getriebe von der Haupt welle her angetriebenen Nockenwelle 15 und bewirkt dadurch die zyklische Reversierung der Pumpe.
Ist nun die tatsächlich in eine Richtung geförderte Flüssigkeits menge grösser als der Fördermembranhub, so fliesst die überschüssige Flüssigkeitsmenge durch das Einwegven til 19a, 19b in den Druckspeicher 16a, 16b, dessen Gas druck zweckmässigerweise dem Auslassdruck des Kom- pressors entspricht.
Falls die Einheit symmetrische Cha rakteristik hat und die Betriebsbedingungen nicht schlag artig ändern, so ist bereits nach dem ersten Hub ein idealer Betriebszustand erreicht, indem die am Kreis lauf aktiv teilnehmende Flüssigkeitsmenge den Membra nen genau soviel Bewegungsraum lässt, dass der Mem- branhub genau der pendelnden Fördermenge der An triebspumpe entspricht. Da sich die Betriebsbedingungen jedoch laufend verändern, fliesst ein Teil der in den Speichern 16a, 16b enthaltenen Flüssigkeit über die Ein wegventile 20a, 20b und die Strömungsdrosseln 21a, 21b zurück in den aktiven Flüssigkeitskreislauf.
Da durch ergibt sich ein kontinuierliches Einregeln eines nahezu idealen Betriebszustandes. Es ist zweckmässig, die Pumpe durch (nicht eingezeichnete) Überdruckven tile zu überdrücken.
In Fig. 6 ist eine zweckmässige Gestaltung des För- dermembranaggregates für offene oder geschlossene Flüs sigkeitssysteme angegeben.. Der Membrankopf 3 mit den Ein- und Auslassventilen 1 und 2 für das zu fördernde Medium ist halbkugelförmig gestaltet und enthält eine Mehrzahl dicht nebeneinander angeordneter Rohre 23, durch die eine Kühlflüssigkeit fliesst.
Die Membrane 5 enthält im Zentrum einen Stahlteller 24, der die Ein- und Auslassöffnungen für das zu fördernde Medium und die Antriebsflüssigkeit in den jeweiligen Endstellungen so zudeckt, dass die Membrane 5 keine Beschädigungen erleidet. Die Membrane hat einen 0-ringartigen Wulst 26, mit dem sie zwischen das Antriebsflüssigkeitsgehäuse 8 und den Kompressorkopf 3 eingespannt wird, wobei gleichzeitig eine Abdichtung bewirkt wird. Die beiden Gehäuseteile 3 und 8 können durch einen Seegerring 27 gegenseitig gehalten werden.
Im folgenden Teil der Beschreibung wurden noch einige Begriffe in allgemeiner Form näher erläutert. <I>Kreislauftypen</I> Man unterscheidet zwischen: a) Membrankompressoren und -pumpen mit offenem Antriebsflüssigkeitssystem (Beispiele Fig. 2 und 4). Die Antriebsflüssigkeit pendelt zwischen dem Fördermem- branaggregat (evtl. mehrere) und einem oder mehreren Reservoirbehältern hin und her.
b) Membrankompressoren mit geschlossenem Flüs sigkeitssystem. Die Antriebsflüssigkeit pendelt zwischen mindestens zwei Membranaggregaten hin und her (Bei spiele in Fig. 3 und 5).
c) Kompressoren mit Flüssigkeitssystem. Die An triebsflüssigkeit pendelt teilweise zwischen mindestens zwei Membranaggregaten hin und her. Ein Flüssigkeits- teilstrom wird jedoch mit mindestens einem Reservoir behälter ausgetauscht. Dieser Austausch wird in einfa- chen Bauformen durch eine separate Pumpe bewerk stelligt.
Diese Konstruktion wird angewandt, um die technischen Vorteile des geschlossenen Systems (ein facher Aufbau, einfache Fördermembrankonstruktion) mit den Vorteilen des offenen Systems (einfache Küh lung der Antriebsflüssigkeit sowie einfache Dekompres- sion der Antriebsflüssigkeit, d.h. Entspannung von Ga sen, welche z.B. durch Diffusion quer durch die Förder- membrane in die Antriebsflüssigkeit gelangen), zu kom binieren.
<I>Arbeitszyklen und</I> Steuermethoden a) Kompressoren mit fest gegenseitig abhängigem Verhältnis zwischen dem Arbeitszyklus der Membrane und dem Arbeitszyklus der Antriebspumpe, wobei das Verhältnis auch einer irrationalen Zahl entsprechen kann (Beispiel Fig. 5). Einer Fördermembranbewegung ent sprechen beispielsweise 200 Drehungen der Antriebs pumpenachse.
b) Kompressoren mit unabhängigem Verhältnis zwi schen den Arbeitszyklen der Fördermembrane und der Antriebspumpe. Die Steuerung der Antriebsflüssigkeit erfolgt unabhängig von der Bewegung der Pumpe. (Bei spiele Fig. 2, 3 und 4).
c) Kompressoren mit geregeltem Verhältnis zwischen den Arbeitszyklen der Fördermembrane und der An triebspumpe. Ein Kompressor gemäss Fig. 3 könnte so gebaut sein, wobei die Umsteuervorrichtung 15 der re- versierbaren Antriebspumpe 10 durch einen Variator von der Pumpenachse her angetrieben würde, und der Regler 14 entsprechend den Signalen der Regelfühler 13 laufend die Übersetzung des Variators korrigiert.
Kombination verschiedener Fördermembranaggregate a) Kompressoren nach dem Tandemsystem (Bei spiele Fig. 1 bis 5), wobei sich zwei Gruppen von par allelgeschalteten Membranaggregaten oder Reservoir behältern gegenüberstehen. Die Antriebsflüssigkeit pen delt zwischen diesen Gruppen.
b) Kompressoren nach dem Rotationssystem. Minde stens drei Gruppen von Membranräumen und/oder Re servoirbehältern sind dabei so zusammengeschaltet, dass sie nach einem bestimmten Zyklus abwechselnd mitein ander korrespondieren. Die Bewegungen der Antriebs flüssigkeit werden z. B. durch ein rotierendes Wegeventil oder durch eine besonders gestaltete Pumpe bewirkt.
Nachstehend werden die wichtigsten Teile der Ma schine noch etwas näher erläutert.
Die Fördermembranen 5 können in bekannter Weise aus Metallfolien gefertigt sein und in einer oder beiden Endstellungen der Gehäusewand anliegen.
Die Membranen 5 können auch aus Gummi oder Kunststoff gefertigt sein. Besonders günstig ist eine halb kugelige Form mit tangentialer Einspannung und einem Abdichtungswulst (z. B. 26, Fig. 6). Diese Konstruktion erlaubt eine günstige Gestaltung der Gehäusewände 3 und 8, so dass die Membranen 5 in einer oder beiden Endlagen an der Gehäusewand anliegen können.
Bei aus weichem Material geformten Membranen 5 wird vorteilhaft ein besonderer Schutz verwendet um zu verhindern, dass die Membranen in den Endlagen an den Ventillöchern der Kompressionsräume 4 oder dem Verbindungsloch für die Antriebsflüssigkeit im Antriebs flüssigkeitsgehäuse 8 beschädigt oder abgenützt werden. Die Fördermembranen 5 können mit Metalltellern 24 versehen werden, die die entsprechenden Löcher in den Endstellungen überdecken (Beispiele Fig. 3 und 6). Diese Teller 24 können auf der Antriebsflüssigkeitsseite z. B.
halbkugelig sein und damit in der Endlage gerade vor dem Anliegen an die Wand des Antriebsflüssigkeits= gehäuses 8 in einen entsprechenden Sitz liegen und wie ein Kugelventil den weiteren Abfluss von Antriebsflüs sigkeit stoppen, so dass zwischen der Wand 8 und der Membrane 5 ein schützender Flüssigkeitsfilm bestehen bleibt.
Der Schutz der Fördermembrane 5 in einer oder beiden Endlagen kann dadurch erfolgen, dass die Mem brane nahe der Endlage ein am Gehäuse angebrachtes Ventil 25 oder ein Abdeckteller 24 so bewegt, dass Zu- oder Abstrom der Antriebsflüssigkeit oder des zu för dernden Mediums gestoppt und/oder die Verbindungs löcher verdeckt werden. (Beispiel Fig. 4).
Der Schutz kann dadurch erfolgen, dass anstelle eines grossen Verbindungsloches in bekannter Weise viele kleine Löcher vorgesehen werden, an welchen die Fördermembrane nicht beschädigt werden kann.
Als Antriebsfluidum kann irgendeine Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder Hydrauliköl benützt werden. In besonderen Fällen kann als Antriebsfluidum ein Gas oder Dampf benützt werden. Insbesondere können Kompressoren gebaut werden mit Dampf als Antriebs fluidum, wobei die Bewegung durch Einwirkung von thermischer Energie, z.B. durch periodische Verdamp fung und Kondensation, bewerkstelligt wird.
In besonderen Fällen, z.B. beim Komprimieren von Sauerstoff, sollten die Fördermembranen 5 durch eine nicht entzündbare Flüssigkeit, wie z.B. Wasser, betätigt werden, so dass bei einem Membranbruch keine Ex plosionsgefahr entsteht. Um gleichwohl Hydrauliköl- pumpen für den Antrieb benützen zu können, können vor die Fördermembranaggregate geeignete Schutzmem- branaggregate geschaltet werden. Die Schutzmembranen werden genau gleich betätigt wie normalerweise die För- dermembranen 5.
Die Schutzmembranen und die Förder- membranen stehen über ein Wasserkissen miteinander in Verbindung und führen korrespondierende Bewegun gen aus. Die Schutzmembranen können schwimmend oder zum Anliegen an eine oder beide Wände 3, 8 in den Endlagen gebaut sein.
Beim Tandemsystem kann die Steuerung des An triebsmediums durch ein Wegeventil, durch Reversie- rung der Pumprichtung in der Antriebspumpe, durch Reversierung der Antriebsachse der Pumpe, durch ein Getriebe oder durch Reversierung des Motors erfolgen.
Beim Rotationssystem kann die Steuerung des An triebsmediums durch ein Wegeventil oder durch eine besondere Gestaltung der Antriebspumpe erfolgen.
Bei Kompressoren mit fest gegenseitig abhängigem Verhältnis zwischen den Arbeitszyklen der Fördermem- brane 5 und der Antriebspumpe kann der Regelfühler, der über den Regler die Steuerung der Antriebsflüssig heit bewirkt, als elektrische, mechanische, hydraulische oder pneumatische Abtastung der Antriebspumpenbewe- aung wirken. Eine Abwandlung davon ist die Gestaltung des Regelfühlers als Zeitgeber (Uhr), welcher die ver schiedenen Arbeitszyklen zeitlich periodisch schaltet.
Allfällige Schwankungen der Pumpenleistung durch Drehzahlungenauigkeiten usw. können durch besondere konstruktive Massnahmen wie Anbau von Speichern und Puffern ausgeglichen werden.
Bei Kompressoren mit unabhängigem Verhältnis zwi schen den Arbeitszyklen der Fördermembran 5 und der Antriebspumpe wirkt der Regelfühler durch die sich im System ergebenden Änderungen der Betriebsdaten am Ende der Arbeitsphase einer Fördermembrane. Diese Änderungen sind: die Bewegung der Antriebsflüssigkeit, der Druck der Antriebsflüssigkeit, die Stellung der För- dermembranen, das Drehmoment der Antriebspumpen achse. Sinngemäss kann der Fühler als Durchflussfühler der Antriebsflüssigkeit aufgebaut sein, z.
B. als Schwim mer in der Verbindungsleitung 9, der einen kleinen Per manentmagneten enthalten kann, der durch die Rohr wandung hindurch auf ein Schaltelement einwirkt, oder als Differenzdruckmanometer über einer Drosselstrecke usw. Der Fühler kann den Differenzdruck zwischen dem Auslass des Kompressors und der Förderflüssigkeit ab tasten, allenfalls mit Koppelung an einen Druckspeicher oder in Verbindung mit einem Überdruckventil. Der Regelfühler kann auch die Stellungen der Fördermem- branen abtasten. Der Regelfühler kann direkt oder indi rekt das Drehmoment der Antriebsachse abtasten.
Bei Kompressoren mit konstantem Auslassdruck kann der Regelfühler den Absolutdruck der Antriebsflüssigkeit abtasten. Anstelle der eigentlichen Betriebsdaten kann der Regelfühler einen Differenzialquotienten einer Be- triebsgrösse nach der Zeit abtasten, z.B. über einen (elektrischen) Kondensator eine schnelle Leistungsände rung eines elektrischen Antriebs.
Bei Kompressoren mit geregeltem Verhältnis zwi schen den Arbeitszyklen der Fördermembrane und der Antriebspumpe ist der Regelfühler gleich aufgebaut wie vorstehend beschrieben. Das Signal bewirkt über die Re gelung jedoch nicht das Umschalten, sondern eine Kor rektur des automatisch periodisch verlaufenden Um schaltvorganges.
Der Regler empfängt die Signale von einem oder mehreren Regelfühlern und verarbeitet die Signale sinn- gemäss in Steuersignale. Falls jedem Signal eines Regel fühlers ein und derselbe Steuervorgang zugeordnet ist, so wirkt der Regler zur Umwandlung und allfälligen Verstärkung dieses Signals in eine elektrische, mecha nische, hydraulische oder pneumatische Grösse, welche den entsprechenden Steuervorgang durchführt oder aus löst. Im Beispiel von Fig. 3 erzeugen die Regelfühler 13, welche beispielsweise den Durchfluss der Antriebsflüs sigkeit abtasten, schwache elektrische Impulse. Der Reg ler 14 verstärkt diese Impulse z.
B. über Kraftrelais und gibt sie sinngemäss an zwei Magnete weiter, welche durch diese verstärkten Impulse die Pumpe 10 jeweils reversieren.
Falls ein Signal von einem oder mehreren Regel fühlern je nach der Betriebsphase verschiedenartige Steuervorgänge auslösen muss, so enthält der Regler ne ben den Elementen zur Umwandlung und Verstärkung der Signale noch logische Elemente, welche je nach der Betriebsphase mit Hilfe der Signale von den Regel fühlern den jeweils notwendigen Steuervorgang auslösen. So kann in Fig. 2 ein Regelfühler 13, welcher beim Stillstand der Antriebsflüssigkeit einen elektrischen Im puls erzeugt, verwendet werden. Der Regler muss bei jedem dieser Impulse das Wegeventil 15 umschalten.
Der Regler muss also ein logisches Element, z.B. einen bi- stabilen Multivibrator enthalten, so dass dasselbe Signal abwechselnd das Wegeventil von der Stellung A in die Stellung B und umgekehrt schaltet.
Der Antrieb, der die Fördermembran 5 bewegenden Antriebsmedien kann durch Pumpen oder Kompressoren konventioneller Bauart direkt oder über Hilfssysteme wie Schutzmembranen usw. geschehen.
Der Antrieb eines die Fördermembranen bewegen den Gases oder Dampfes kann durch direkte thermische Einwirkung erfolgen, sei es durch elektrische Erwär mung, Konvektion oder Strahlung, allenfalls durch Be teiligung an atomaren Umwandlungsprozessen, z. B. durch eine Isotopenbatterie.
Durch verschiedene Ursachen, wie z.B. die kleinen Verzögerungen im Regelvorgang usw., können im An triebsflüssigkeitssystem hohe Druckspitzen entstehen, welche sich ungünstig auswirken können. Normalerweise ist eine entsprechende Pufferung im System notwendig. Die Puffer können aus normalen Druckspeichern be stehen, entweder mit fest eingestellten Gasvorspannun- gen oder mit Verbindung des Gasraums, direkt oder über Drosseln oder Übersetzer usw., zur Ausgangsleitung des Kompressors.
Die Pufferung kann durch ein manuell oder automa tisch eingestelltes Überdruckventil erfolgen. Die Puffe- rung kann auch durch flexible Elemente im Antrieb (flexible Kupplung, Schleifkupplung) erfolgen. Schliess- lich können verschiedene Pufferungen untereinander und zudem noch mit Regelfühlern kombiniert werden.
Beim Komprimieren bestimmter Gase, wie z. B. He lium kann ein Teil des Gases durch die Kunststoffmem branen für Förderung und Speicherung hindurchdiffun- dieren und sich in der Antriebsflüssigkeit lösen. Bei ge ringem Druck können sich Gasblasen bilden, welche die Funktion der Apparatur beeinträchtigen. Es können an einem Kompressor besondere von Hand oder automa tisch betätigte Ventile zur Entlüftung des Systems ange bracht werden.
Bei einem geschlossenen System beispielsweise wer den zweckmässigerweise besondere druckfeste semiper- meable Membranen angebracht, durch welche die Gase wegdiffundieren können, die aber die Antriebsflüssigkeit zurückhalten.
Der Kompressor kann mit einer automatischen Druckentlastung ausgerüstet werden (konventionelle Bauart), um zu verhindern, dass die Membran-Aggre- gate im Stillstand der Maschine unter Druck bleiben.