Key information

Title
Fleksibelt kammer
Application number
20083161
Case type
National
Status
03.05.2010 Patent meddelt (B1)
Filed
15.07.2008
Separated from
20075970 (326507)
Priority
03.12.2007 NO 20075970
Effective date
15.07.2008
Publicly available
20.05.2009
Next annual fee due
31.07.2026
Applicant
Ottestad Breathing Systems AS (NO)
Owner
OBS Technology AS (NO)
Inventor
Nils Terje Ottestad (NO)
Agent
HÅMSØ PATENTBYRÅ AS (NO)
Granted
03.05.2010
Patent number
328718
Expiry date
15.07.2028

Abstract and drawing

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.
Oppfinnelsen vedrører et kammer som endrer volum ved lekkasjefri forskyvning av flateelement som utgjør kammerets ene endeflate. Kammerets sidevegger omfatter et valgt antall hylser som er lekkasjefritt sammenføyd ved hjelp av elastiske tetninger. Kammeret ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at kammerets volum endrer seg når det oppstår små avvik i balansen mellom kreftene som påvirker nevnte flateelement, og at denne egenskapen påvirkes lite av forskjellen mellom kammerets innvendige og utvendige trykk. Kammeret ifølge oppfinnelsen kan benyttes til bedre ytelsen til diverse produkter som høytrykksregulatorer, pulsasjonsdempere, stempelpumper m.v..

Publications

B1A
Checking availability of the latest published version...

Documents

 Expand Download files (4)
Date
 Date Doc. No. Process Case number In/Out Journal description To/from
 02.12.2024 12-01 Saksbehandling 20083161(328718) UT PT Påminnelse om ikke betalt årsavgift (3329) (PT20083161) HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 21.02.2014 02-01 Endring av fullmektig 2014/01499 UT GH Forespørsel Håmsø Patentbyrå AS
 13.02.2014 01-02 Endring av fullmektig 2014/01499 INN Fullmakt Håmsø Patentbyrå AS
 13.02.2014 01-01 Endring av fullmektig 2014/01499 INN Generell henvendelse Håmsø Patentbyrå AS
06.05.2010 11-01 Saksbehandling 20083161 UT Patent - Reminder of first annual fee (2010.05.06)
06.05.2010 10-01 Saksbehandling 20083161 UT Registreringsbrev Nasjonal Patent
23.04.2010 09-01 Saksbehandling 20083161 UT Patentskrift Ottestad Breathing Systems AS
29.01.2010 08-01 Saksbehandling 20083161 UT Medelelse om patent Ottestad Breathing Systems AS
22.09.2009 07-04 Saksbehandling 20083161 INN Patenttegninger Ottestad Breathing Systems AS
22.09.2009 07-03 Saksbehandling 20083161 INN Krav Ottestad Breathing Systems AS
22.09.2009 07-02 Saksbehandling 20083161 INN Beskrivelse Ottestad Breathing Systems AS
22.09.2009 07-01 Saksbehandling 20083161 INN Korrespondanse (hoved dok) Ottestad Breathing Systems AS
07.09.2009 06-01 Saksbehandling 20083161 UT Henlagt manglende svar (2009.09.07)
01.02.2009 04-01 Saksbehandling 20083161 UT PT Realitet_patent (2009.02.01)
08.08.2008 03-02 Saksbehandling 20083161 INN Erklæring: søkers rett til oppfinnelse
08.08.2008 03-01 Saksbehandling 20083161 INN Korrespondanse (hoved dok)
21.07.2008 02-01 Saksbehandling 20083161 UT PT Formelle mangler_nasj patent (2008.07.21)
15.07.2008 01-05 Saksbehandling 20083161 INN Annet dokument
15.07.2008 01-04 Saksbehandling 20083161 INN Patenttegninger
15.07.2008 01-03 Saksbehandling 20083161 INN Krav
15.07.2008 01-02 Saksbehandling 20083161 INN Beskrivelse
15.07.2008 01-01 Saksbehandling 20083161 INN Søknadsskjema PT (PT Form)

Description, claims and drawings

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content. Description
Oppfinnelsen vedrører et kammer som endrer volum ved lekkasjefri forskyvning av et flateelement som utgjør kammerets ene endeflate. Kammerets sidevegger omfatter et valgt antall hylser som er lekkasjefritt sammenføyd ved hjelp av elastiske tetninger. Kammeret ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at kammerets volum vil endre seg når det oppstår små avvik i balansen mellom kreftene som påvirker nevnte flateelement, og at denne egenskapen påvirkes lite av forskjellen mellom kammerets innvendige og utvendige trykk.Kamre som har en lekkasjefritt forskyvbar endeflate, og som endrer volum ved endret kraftpåvirkning mot denne endeflaten, benyttes til ulike formål som kraftoverføring, trykkmåling, bryterfunksjoner m.v.. Relevante kamre i denne sammenheng vil være korrugerte belger produsert i metall eller i et mykt materiale, eller sylindriske kamre hvor volumendringen skjer ved forskyvning av et elastisk membran eller et stempel med glidetetning. I mange sammenheng er det ønskelig at kammerets volum skal kunne påvirkes av kun små endringer i kraftbalansen som påvirker dets forskyvbare endeflate. Dette er enkelt å oppnå når forskjellen mellom kammerets innvendige og utvendige trykk kan holdes på et lavt nivå. Det blir vesentlig vanskeligere når forskjellen mellom innvendig og utvendige trykk overstiger eksempelvis 250 bar. Hvis en korrugert belg skal kunne tåle å utsettes for trykkforskjeller av denne størrelse må den være kraftig dimensjonert, og en signifikant volumendring vil derfor kreve til dels stor endring i kraftpåvirkningen. Tilsvarende vil et membran eller en tradisjonell myk glidetetning bli skviset hvis de utsettes for store trykkforskjeller, og kun små volumendringer kan oppnås før tetningene skades. Det produseres diverse høytrykks glidetetninger i et dertil egnet materiale, men disse har stor glidefriksjon og derfor begrenset bruksområde.Ved et kammer ifølge oppfinnelsen vil flateelementet kunne gjøres lett forskyvbart selv om det er mer enn 1000 bar differanse mellom kammerets innvendige og utvendige trykk. Dette skyldes at, i forhold til en situasjon hvor det er balanse mellom kreftene som påvirker det forskyvbare flateelementet, så er det kun elastiske krefter i myke pakninger som må overvinnes for oppnå bevegelse. Oppfinnelsen tar utgangspunkt i at følgende to betingelser må være oppfylt for at en myk tetning skal tåle å utsettes for store trykkforskjeller og samtidig kunne hindre lekkasje mellom komponenter som forskyves i forhold til hverandre. Den ene betingelsen er at den innbyrdes forskyvning skjer uten at angjeldende tetningen glir i forhold til sine kontaktflater, idet bevegelsen kun må resultere i en elastisk formendring av tetningen. Den andre betingelsen er at tetningen må være anordnet i et spor hvor det åpningen mot det laveste trykk er så trang at tetningen ikke kan bli presset inn i denne åpningen.Oppfyllelsen av første betingelse begrenser den innbyrdes forskyvning av angjeldende komponenter til noen få tiendedels millimeter, avhengig av tetningsringens tykkelse og elastiske egenskaper. Det er normalt ønskelig at flateelementet skal kunne forskyves minst 1 mm, gjerne vesentlig mer. Dette oppnås ved at kammeret ifølge oppfinnelsen er konstruert slik at det endrer volum ved elastisk deformasjon av mange enkelt-tetninger. Således består kamrets sidevegger av et valgt antall hylser som er lekkasjefritt sammenkoplet i rekke - med en elastisk tetning i hver overgang. Kammervolumet endres altså ved innbyrdes forskyvning av disse hylsene, og en tilsvarende elastisk formendring av de mellomliggende tetningene. Flateelementets forskyvning vil derved være summen av disse hylsenes innbyrdes forskyvning. Ved denne utførelsen utsettes tetningene for liten slitasje, og får derfor lang levetid.Fig. 1 viser en myk tetning i form av en o-ring som, ifølge oppfinnelsen, er anordnet i et egnet spor mellom to hylser Fig. 2 viser en foretrukket utførelse av et komplett kammer ifølge oppfinnelsen Fig. 3 viser en anvendelse av et kammer ifølge oppfinnelsen der flateelementet utgjør det trykkfølsomme elementet i en høytrykksregulator Fig. 4 viser et kammer ifølge oppfinnelsen anvendt som en pulsasjonsdemper Fig. 5 som viser et kammer ifølge oppfinnelsen implementert i en høytrykkspumpeDe myke tetningsringene som benyttes kan fortrinnsvis være være o-ringer, ettersom disse i hovdsak er rimelige og har en egnet utforming. Oppfinnelsen er dog ikke begrenset til bruk av denne type tetninger. Man kan i prinsippet benytte enhver type tetning som kan tilpasses et spor hvor den kun utsettes for en elastisk deformasjon når angjeldende komponenter blir innbyrdes forskjøvet. Eksempelvis kan benyttes tetninger som er innstøpt eller vulkanisert som en lekkasjefri, elastisk kopling mellom de innbyrdes forskyvbare komponentene som kammeret består av. Den følgende beskrivelse vil for enkelthets skyld kun fokusere på bruk av o-ringer.I fig. 1 A er et utsnitt av et kammer ifølge oppfinnelsen, og viser en o-ring anordnet i et spor mellom to hylser 1,2). Denne utførelsen av sporet er egnet når det er høyeste trykk inne i kamret, dvs. på innsiden av hylsene. I denne situasjonen blir o-ringen blir presset radielt ut i sporet. Dette sporet er utformet med en trang klaring 18) som forblir trang når hylsene innbyrdes forskyves langs den stiplede senterlinjen, og som derved sørger for at o-ringen kan utsettes for et meget høyt trykk uten at den skvises ut av sporet og ødelegges. Fig.IA indikerer en situasjon hvor hylsene 1,2) har den maksimalt tillatte avstand. I praksis innebærer denne situasjonen at sporhøyden er noen få tiendedels millimeter mindre enn o-ringens tverrsnittsdiameter. Hylsene vil fortrinnsvis bli forsynt med en (ikke vist) anordning som forhindrer at sporhøyden kan bli for stor. Hylsenes kan maksimalt presses sammen til avstanden i klaringene 17) eller 19) er null.Fig.IB viser et utsnitt av et o-ring spor som kan være egnet dersom o-ringene skal kunne tåle stort differansetrykk, samtidig som det veksler om hvilken side somhar høyest trykk. Her er følgelig anordnet trange klaringer 18,20) på begge sider av o-ringsporet. For å forhindre at o-ringen tvinges til å gli fram og tilbake med varierende trykkretningen, blir det i denne situasjonen fortrinnsvis benyttes et smalere o-ringspor, slik at o-ringen i størst mulig grad kun utsettes for elastisk deformasjon.Fig.2 viser en utførelse av et komplett kammer ifølge oppfinnelsen, innrettet for et høyt innvendig trykk.. Dette kammeret består av et fast bunnstykke 7), 6 stk. hylser (1-6), 7 stk o-ringer (8-14) samt flateelementet 15). Fig. 2A viser kammeret i fullt utspent situasjon. Det innebærer at o-ringenes spordybde er på høyest tillatte verdi. Det er her montert inn en stoppring 16) som forhindrer ytterligere ekspansjon av kammeret. I tillegg til denne, kan det som nevnt være aktuelt å montere inn anordninger (ikke vist på figuren) som forhindrer at innbyrdes avstand mellom hylsene kommer over tillatt verdi. I figur 2B viser tilsvarende kammeret sammentrykt til nær minimumsvolumet.For at kammeret skal skal endre volum er det nødvendig å forskyve flateelementet ved å utøve krefter i retningen indikert med piler. For at en forskyvning skal kunne skje, må det være en tilnærmet likevekt mellom kreftene som påvirker flateelementet. Kreftene mot flateelementet er normalt en kombinasjon av fjærspenn og trykkrefter som skyldes forskjellen mellom kammerets innvendige og utvendige trykk.Hvis vi tar utgangspunkt i at det benyttes o-ringer med tverrsnittsdiameter 1,78 mm, så vil hver tetning tillate en innbyrdes forskyvning på anslagsvis 0,2 mm. Angjeldende kammer har 7 stk tetninger, noe som tillater flateelementet 15) å ha en største vandring på ca 1,4 mmm. Dette vil være passende for en del formål som eksempelvis bruk i høytrykksregulator. I andre sammenheng kan det være formåltj enelig å benytte et kammer med vesentlig større antall hylser, og/eller å benytte tykkere o-ringer.I fig. 3 vises en relevant utførelse av trykkreguleringsventil som baserer seg på et kammer ifølge oppfinnelsen. Ventilen forsynes med fluid via innløpet 17), og leverer fluid gjennom utløpet 19) som har åpen forbindelse med kammer I. Kammer II har åpen forbindelse til atmosfære. Dvs., ventilen har atmosfæretrykket som referansetrykk.Ventilen kan typisk være innstilt på å levere hydraulikkvæske med trykk på 690 barg. Det innebærer at fjæren 20) er forspent slik at oppadretted fjærkraft mot undersiden av flateelementet 15) er i balanse med trykkreftene som påvirker flateelementets 15) overside ved at det er 690 barg trykkforskjell mellom kammer I og kammer II. Ventilen vil umiddelbart søke å motvirke et fall i leveringstrykket ved at flateelementet 15) skyves oppover, og tvinger ventillegemet 18) til å åpne for tilførsel av fluid via innløpet 17).Ved en ventil av angjeldende type vil fjæren 20) måtte ha en kraftig forspenning. Effektiv trykkflate på det trykkavfølende element vil typisk være av størrelse 1.5 cm . Det betyr at fjærens forspenning vil overstige 1 tonn. Man må forhindre at disse fjærkreftene virker skjevt, slik at det kan oppstå slitasjeskader og ustabilitet i ventilens funksjon. I figur 3 er det indikert hvordan man kan sikre at kreftene virker lengs ventilens senterakse ved at fjærspennet overføres til flateelementet 15) ved hjelp av en kule 21) som ligger i en sentral føring i stoppskiven 16).Normalt vil man ønske at ventilens utløpstrykk er trinnløst regulerbart. Ved tradisjonelle lavtrykksventiler kan det anordnes en justeringsskrue som endrer reguleringsfjærens forspenning. I en ventil av angjeldende type er fjærforspenningen så stor at det er mer relevant å utnytte trykkeenergien i tilført fluid til å forskyve et stempel som derved komprimerer fjærpakken. Slike løsninger er ikke omfattet av angjeldende oppfinnelse, og vil derfor ikke bli nærmere beskrevet.Figur 4 er en skisse som viser utførelse av en pulsasjonsdemper basert på et kammer ifølge oppfinnelsen. Angjeldende pulsasjonsdemper er innrettet til å redusere trykkpulser i den syklisk irregulære fluidstrømmen fra en stempelpumpe ved at kammeret fungerer som et elastisk volum som opptar strømningsvariasjonene og sørger for en jevnere fluidstrøm ved pulsasjonsdemperens utløp 19) enn ved dens innløp 17).Det er vanlig å absorbere denne type pulsasjoner ved at pumpens utløp koples opp mot et elastisk volum i form av en gassfylt blære. Slike gassfylte blærer er anordnet inne i en trykkfast beholder som er montert på pumpens nedstrømside. Pulsasjonsdemperen som vist i fig. 4 kan eksempelvis være innrettet for å operere ved pumpetrykk opp mot anslagsvis 700 bar. Diameter på kammeret kan typisk være 50 mm, hvilket innebærer at det forskyvbare flateelementet 15) vil ha en effektiv trykkflate på ca 20 cm2. Følgelig blir nedadrettede trykkrefter av størrelse F = 700 kp/cm *2 cm = 1,4 tonn. For at kammeret skal virke som et elastisk volum må kreftene som påvirker flateelementet 15) være i tilnærmet balanse. Dette oppnås ved å styre forspenning av de kraftige tallerkenfjærene 20). Kammeret må være dimensjonert slik at den kan endre volum i tilstrekkelig grad til å oppta fluktuasjonene pumpens fluidleveranse.For å lette oppstarten av en pumpe vil man gjerne sørge for at pumpen i starten ved dirigere en stor del av fluidstrømmen tilbake til sugesiden, for så gradvis strupe inn denne returen. Det er derfor ønskelig at pulsasjonsdemperen skal fungere fra tilnærmet null leveringstrykk og opp til pumpens maksimale leveringstrykk. Dette kan ooppnås ved at det benyttes så mange hylser at kammerets lengde kan endres tilsvarende fjærpakkens lengde fra den er tilnærmet ubelastet og til den er sammenpresset slik at fjærspennet når 1,4 tonn. Også ved denne anvendelsen kan man utnytte trykkeenergien i fluidtilførselen til å besørge automatisk endring av fjærspennet som tidligere nevnt. Slike løsninger er ikke omfattet av angjeldende oppfinnelse, og vil derfor ikke bli nærmere beskrevet.En pulsasjonsdemper ifølge oppfinnelsen har spesielt to viktige fortrinn i forhold til en pulsasjonsdemper basert på gassfylt blære. Det ene fortrinn er at man med enkle midler kan angjeldende pulsasjonsdemper til å fungere over et stort trykkområde, mens en pulsasjonsdemper med gassblære må være forladet med et trykk tilpasset det trykkområde pulsasjonsdemperen skal fungere på. Det andre fortrinn er at vedlikeholdskostnader kan reduseres vesentlig ettersom det er lite slitasje på komponentene som inngår. I en pulsasjonsdemper basert på gassblære må blæren jevnlig etterfylles med gass, og i tillegg utsettes blæren for påkjenninger som krever at den jevnlig må skiftes ut.Fig. 5 er en prinsippskisse for en pumpe basert på et kammer ifølge oppfinnelsen innrettet på å levere fluid med høyt trykk. I angjeldende utførelse fungerer det forskyvbare elementet som et stempel, drevet av en elektromotor via en veivaksel 22).Kammeret ifølge oppfinnelsen kan anvendes i nær sagt alle sammenhenger hvor små eller store trykkforskjeller skal utnyttes til å frembringe bevegelse og eller kraft. Ved å kombinere bruk av kammer med ulik diameter, kan man frembringe pneumatiske eller hydrauliske høytrykkspumper drevet av lavtrykks fluid, trykkforsterkere osv.. Det understrekes derfor at oppfinnelsens anvendelsesområde ikke skal begrenses til de eksempler som her er omtalt.
Claims
1. Et kammer som endrer volum ved lekkasjefri forskyvning av flateelementet (15) som utgjør kammerets ene endeflate, karakterisert ved at kammerets sidevegg omfatter et valgt antall hylser (1-6), idet det mellom hver enkelt av disse hylsene er anordnet en elastisk tetning (8-14) som trykkes sammen eller ekspanderes når hylsenes innbyrdes avstand endres som følge av at flateelementet (15) blir forskjøvet.2. Et kammer ifølge krav 1, karakterisert ved at de elastiske tetningene (8-14) er anordnet mellom de innbyrdes forskyvbare komponentene (1-7,15) på en slik måte at de ikke blir strukket eller komprimert utover gitte, forutbestemte mål.3. Et fleksibelt kammer ifølge krav 1, karakterisert ved at de elastiske tetningene (8-14) består av o-ringer som er anordnet i spor som frembringes mellom kammerets innbyrdes forskyvbare komponenter (1-7,15), og slik at høyden i disse sporene endres når komponentene forskyves.4. Et fleksibelt kammer ifølge krav 1, karakterisert ved at hver av de elastiske tetningene (8-14) er innstøpt eller vulkanisert som en lekkasjefri, elastisk kopling mellom de innbyrdes forskyvbare komponentene (1-7,15-16) som kammeret består av.5. Et kammer ifølge krav 2, karakterisert ved at hver av de elastiske tetningene (8-14) er anordnet i spor som har trange klaringer (18-19) som forhindrer at tetningene (8-14) kan presses ut sporene under påvirkning av store trykkrefter.
Drawings

Priority

03.12.2007 NO 20075970

Patent classes

IPC classesF16K 31/72F16K 31/12F16K 39/00

Citations

US2980139 ()US2805680 ()

Applicants, owners and inventors

Owners
OBS Technology AS
Kalvetangveien 83 3132 HUSØYSUND NO (FÆRDER Municipality, Vestfold county)Org. number: 936058310Inventors
Nils Terje Ottestad
c/o Ottestad Breathing Systems AS, Kalvetangvn 83 3132 HUSØYSUND NO (FÆRDER Municipality, Vestfold county)

Agent

HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
HÅMSØ PATENTBYRÅ AS

Org. number: 918752900

Name and address are automatically synchronized with the Brønnøysund Register Centre.

Open in The Brønnøysund Register Centre
Postboks 9 4068 STAVANGER NO (STAVANGER Municipality, Rogaland county)
Org. number: 918752900
Reference: -

Status history

Payment history

Oppositions and appeals

No oppositions or appeals

Administrative limitation

No administrative limitation

Liens and licences

No liens or licenses registered

Gazette entries

No Gazette entries foundOnly events from 2024.03.04 and onwards are shown.