Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.
Drivanordning (11) for en pumpe, kompressor eller lignende, innrettet til å tilveiebringe alternerende trykk i et kammer (27a, 27b, 27", 27"), så som et kammer til en pumpe eller kompressor, som følge av en frem- og tilbakegående bevegelse av et stangelement (23). Stangelementet er tilkoblet en bevegelig trykkammerflate, så som et stempel (21a, 21b) eller en membran, hvilket stangelement (23) er frem- og tilbakegående opplagret i et hus (19), og drivanordningen omfatter også en elektrisk motor (31) som er innrettet til å tilveiebringe den frem- og tilbakegående bevegelsen av Stangelementet (23). Stangelementet forløper gjennom rotoren (31b) til den elektriske motoren (31). Oppfinnelsen vedrører også en pumpesammenstilling med drivanordning og pumper eller kompressorer.
Publications
B1A
Checking availability of the latest published version...
Documents
ExpandDownload files (28)
Date
Date
Doc. No.
Process
Case number
In/Out
Journal description
To/from
15.07.2026
25-01
Saksbehandling
20085103(334755)
UT
PT Endelig henlagt for ikke betalt årsavgift (3313)
04.05.2026
24-01
Saksbehandling
20085103(334755)
UT
PT Påminnelse om ikke betalt årsavgift (3329) (PT20085103)
03.11.2025
23-01
Saksbehandling
20085103(334755)
UT
PT Varsel om betaling av årsavgift for år 4 + (3352) (PT20085103)
27.08.2025
02-01
Overdragelse av søknad/rettighet Endring av fullmektig
2025/09106
UT
GH Forespørsel
PG FLOW SOLUTIONS AS
19.08.2025
01-01
Overdragelse av søknad/rettighet Endring av fullmektig
2025/09106
INN
Generell henvendelse
PG FLOW SOLUTIONS AS
04.11.2024
22-01
Saksbehandling
20085103(334755)
UT
PT Varsel om betaling av årsavgift for år 4 + (3352) (PT20085103)
PG FLOW SOLUTIONS AS
10.11.2023
21-01
Saksbehandling
20085103(334755)
UT
PT Varsel om betaling av årsavgift for år 4 + (3352) (PT20085103)
PG FLOW SOLUTIONS AS
04.05.2023
20-01
Saksbehandling
20085103(334755)
UT
PT Påminnelse om ikke betalt årsavgift (3329) (PT20085103)
PG FLOW SOLUTIONS AS
03.11.2022
19-01
Saksbehandling
20085103(334755)
UT
PT Varsel om betaling av årsavgift for år 4 + (3352) (PT20085103)
02.11.2021
18-01
Saksbehandling
20085103(334755)
UT
PT Varsel om betaling av årsavgift for år 4 + (3352) (PT20085103)
15.01.2021
02-01
Overdragelse av søknad/rettighet
2021/00027
UT
GH Forespørsel
PG FLOW SOLUTIONS AS
05.01.2021
01-01
Overdragelse av søknad/rettighet
2021/00027
INN
Generell henvendelse
PG FLOW SOLUTIONS AS
22.02.2019
03-03
Endring av søker/innehaver
2019/02165
INN
Hovedbrev
22.02.2019
03-02
Endring av søker/innehaver
2019/02165
INN
Overdragelse eller navne- adresseendring
22.02.2019
03-01
Endring av søker/innehaver
2019/02165
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
18.02.2019
02-01
Endring av søker/innehaver
2019/02165
UT
GH Forespørsel
PROTECTOR IP AS
11.02.2019
01-01
Endring av søker/innehaver
2019/02165
INN
Generell henvendelse
PROTECTOR IP AS
22.05.2014
17-01
Saksbehandling
20085103
UT
PT Registreringsbrev Nasjonal Patent
14.02.2014
15-01
Saksbehandling
20085103
UT
PT Meddelelse om patent
Protector Intellectual Property Consultants AS
14.02.2014
14-01
Saksbehandling
20085103
UT
Generelt Brev Patent
Protector Intellectual Property Consultants AS
12.02.2014
13-02
Saksbehandling
20085103
INN
Hovedbrev
Protector Intellectual Property Consultants AS
12.02.2014
13-01
Saksbehandling
20085103
INN
Korrespondanse (hoved dok)
Protector Intellectual Property Consultants AS
07.12.2012
12-05
Saksbehandling
20085103
INN
Korrespondanse (hoved dok)
Protector Intellectual Property Consultants AS
07.12.2012
12-04
Saksbehandling
20085103
INN
Krav
Protector Intellectual Property Consultants AS
07.12.2012
12-03
Saksbehandling
20085103
INN
Beskrivelse
Protector Intellectual Property Consultants AS
07.12.2012
12-02
Saksbehandling
20085103
INN
Hovedbrev
Protector Intellectual Property Consultants AS
07.12.2012
12-01
Saksbehandling
20085103
INN
Sammendrag
Protector Intellectual Property Consultants AS
01.10.2012
11-01
Saksbehandling
20085103
UT
Realitet patent
Protector Intellectual Property Consultants AS
04.03.2011
10-03
Saksbehandling
20085103
INN
Krav
Protector Intellectual Property Consultants AS
04.03.2011
10-02
Saksbehandling
20085103
INN
Hovedbrev
Protector Intellectual Property Consultants AS
04.03.2011
10-01
Saksbehandling
20085103
INN
Korrespondanse (hoved dok)
Protector Intellectual Property Consultants AS
22.12.2010
09-02
Saksbehandling
20085103
INN
Hovedbrev
Protector Intellectual Property Consultants AS
22.12.2010
09-01
Saksbehandling
20085103
INN
Korrespondanse (hoved dok)
Protector Intellectual Property Consultants AS
14.10.2010
08-01
Saksbehandling
20085103
UT
Patent - Reminder of first annual fee (2010.10.14)
Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.Description
Den foreliggende oppfinnelsen gjelder generelt en drivanordning for pumper og kompressorer. Oppfinnelsen vedrører også en sammenstilling av en slik drivanordning med et flertall pumper, som drivanordningen egner seg spesielt godt for.Det er kjent flere typer drivanordninger for pumper og kompressorer. Typen blir gjerne valgt på bakgrunn av parametre som vekt, volum, kraft, hastighet, lyd-nivå, vibrasjonsnivå, pålitelighet, tilgjengelig kraftforsyning og pris m.m. For eksempel ønsker man ved undervannsapplikasjoner særlig å ha en pålitelig drivanordning som krever lite vedlikehold og som kan drives med hydraulikk eller elektrisk strøm.Fra patentpublikasjon US 7,287,595 er det kjent å bruke en elektrisk motor for å drive et hydraulisk stempel for forsyning av hydraulisk trykk i et undervanns-miljø. Den elektriske motoren er tilkoblet en rulleskruesammenstilling (roller screw assembly 170) over et planetgir (190). Til rulleskruen er det tilkoblet en stempelstang (134) som i sin motstående ende er festet i et hydraulisk stempel(130). Sammenstillingen kan således tilveiebringe et hydraulisk trykk ved hjelp av elektrisk kraft til den elektriske motoren, hvilket hydraulisk trykk akkumuleres i en akkumulator (142). På denne måten unngår en at hydrauliske navlestrenger må føres fra havoverflaten og ned til en havbunnsbrønn, for eksempel.Ved løsningen vist i US 7,287,595 er det verd å merke seg at slaglengden til stempelstangen (134) er begrenset til området mellom planetgiret (190) og den ytterste (nederste) grensen for bevegelse i rulleskruesammenstillingen (170).Videre er det kjent å tilveiebringe stempelbevegelsen ved å feste stempelstangen, direkte eller indirekte, til en veivaksel (se Fig. 1) eller et svinghjul. En slik veivaksel eller svinghjul vil ha en aksialretning på tvers av stempelets slaglengde. Dette gjør at sammenstillingen blir plasskrevende. Videre er slaglengden til stempelet begrenset av veivakselens eller svinghjulets dimensjoner i sin radialretning.Publikasjon EP0728489 viser en pumpeanordning hvor en elektrisk rotasjonsmotor koblet til en omformer frembringer en resiprokerende og lineær pumpe-bevegelse av en plate.EP1435459 beskriver en resiprokerende pumpe, hvor en motor tilveiebringer en resiprokerende bevegelse av et diafragma, som videre tilveiebringer en pumpe-funksjon.EP1114933 viser en oscillerende pumpeanordning, der et oscillerende skaft til hvilket det er festet to magneter blir satt i oscillerende bevegelse av et skiftende magnetisk felt. I hver andre av skaftet er det tilknyttet et pumpekammer.Patentsøknadspublikasjon US22001027087 viser likeledes et oscillerende skaft tilknyttet et pumpekammer i hver sin ende.Patentpublikasjon US4145165 viser en plungerstang som drives av en elektrisk motor, hvorved stangen forløper gjennom motorens rotor. En lineærbevegelse tilveiebringes av en omformer slik at alternerende trykk lages i et pumpekammer tilknyttet hver av de to endene til stangen.Patentpublikasjon US6136288 viser en lignende løsning med to drivere som hver har en resiprokerende plungerstang drevet av hver sin elektriske rotasjonsmotor. Her er det to drivere med hver sin plungerstang. Imidlertid er det kun én ende av hver stang som anvendes til respektive pumpekamre. Det er altså to plungerstenger og to pumpekamre i sammenstillingen.Internasjonal patentsøknadspublikasjon WO2005096472 beskriver en elektrisk aktuator hvor et skyvbart skaft er montert i rotoren til en elektrisk motor. En omformer mellom rotasjons- og lineærbevegelse omgjør motorens rotasjonsbevegelse til en lineærbevegelse av skaftet.Tysk patentsøknadspublikasjon DE4407276 angir videre en aktuator for et vindu, lufteluke eller lignende, der drivmotoren er en elektrisk rotasjonsmotor.
US5394288 viser en aktuator, der aktuatorstangen er utvendig gjenget og drevet av en elektrisk motor.Videre beskriver WO9618036 en anordning for å øke et eksiterende væsketrykk ved hjelp av en ventil- og plungersammenstilling. En styringsanordning styrer til-førsel av væske til to plungerdrivere. Hver plungerdriver har to pumpekamre der hver av de fire pumpekamrene drives suksessivt for å tilveiebringe en væske-strøm med forhøyet trykk i forhold til det tilførte væsketrykket.Det er et formål ved den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en drivanordning for pumper og kompressorer som unngår de ovennevnte ulempene, og som i tillegg innehar ytterligere fordeler i forhold til kjent teknikk.I samsvar med et første aspekt av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en drivanordning for en pumpe, kompressor eller lignende, innrettet til å tilveiebringe alternerende trykk i to kamre på respektive sider av et stangelement, så som kamre til pumper eller kompressorer, som følge av en resiprokerende bevegelse av stangelementet. Stangelementet er tilkoblet to bevegelige trykkammerflater i form av stempler, hvilket stangelement er opplagret i et hus og innrettet til å foreta nevnte resiprokerende bevegelse i dette, og hvorved drivanordningen videre omfatter en elektrisk rotasjonsmotor som er koblet til stangelementet gjennom en omformer mellom rotasjon og lineærbevegelse for således å tilveiebringe den resiprokerende bevegelsen av stangelementet. Stangelementet forløper gjennom rotoren til den elektriske motoren. I samsvar med oppfinnelsen omslutter stemplene sammen med huset et fluidrom som beveger seg resiprokerende sammen med bevegelsen til stemplene.Trykkammerflaten kan være av et flertall typer. Generelt er det en flate hvis bevegelse fører til volumforandring i trykkammeret den grenser til. For eksempel kan den være et stempel som kan være festet til stangelementet. Det kan også være en membran i en membranpumpe som er mekanisk tilkoblet stang
elementet. Videre kan det være en bevegelig del av et trykkammer i en pumpe. Stangelementet kan være tilkoblet trykkammerflaten mekanisk eller over fluidforbindelse. Således kan stangelementet selv for eksempel være et stempel hvis bevegelsesenergi overføres hydraulisk til en pumpe eller kompressor.Stangelementet er en del som forløper gjennom rotoren til elektromotoren. Stangelementet er således den delen som forbinder motorens bevegelsesenergi til trykkammerflaten. Dette kan skje direkte eller indirekte.Fluidrommet er fortrinnsvis væskefylt. Dette resulterer i et flertall fordeler som vil bli nærmere beskrevet nedenfor. Det kan imidlertid også være gassfylt.Drivanordningen kan være tilkoblet to pumper eller kompressorer, med hvilke nevnte to respektive bevegelige trykkflater samvirker. Fordelaktig virker én trykkflate altså med én av de to pumpene eller kompressorene. De to pumpene eller kompressorene kan være tilkoblet samme kilde for mediet som skal pumpes eller komprimeres. Dette resulterer fordelaktig i at trykket i det nevnte mediet på innløpssiden til respektive pumpe eller kompressor er hovedsakelig det samme.Rulleskruesammenstillingen er ment å omfatte alle typer egnete anordninger for omvandling av rotasjonsmotorens rotasjonsbevegelse til en lineærbevegelse av stangelementet. I tillegg til omvandling av bevegelsen fra roterende til lineær kan de også fordelaktig skje en kraftutveksling. Drivanordningen kan også omfatte et flertall rulleskruesammenstillinger. Stangelementets posisjon er fortrinnsvis bestemt av antallet foretatte rotasjoner av rotoren til den elektriske motoren. Stangelementet kan således fordelaktig avleses via motoren ved avlesing av antall rotasjoner.Drivanordningen kan være innrettet til å generere elektrisk energi ved bruk av den elektriske motoren ved oppbremsing av dennes bevegelse. Således opp-nås en energieffektiv drivanordning, der deler av den opparbeidete bevegelses-energien kan gjenvinnes for utføring fra drivanordningen som elektrisk energi.I de utførelsesformer hvor fluidrommet er fylt med en væske, kan denne fordelaktig være den samme væsken som på motsatte sider av trykkammerflatene. En eventuell lekkasje over trykkammerflatene vil da spille mindre rolle.Videre, når fluidrommet er fylt med en væske kan denne fordelaktig være trykksatt til et trykk som er høyere enn trykket på de motsatte sider av trykkammerflatene. Dette sikrer at en eventuell lekkasje vil foregå i retning ut av fluidrommet.Drivanordningen kan ytterligere omfatte en stengbar fluidforbindelse mellom et første og andre kammer. En slik forbindelse eller kanal er hensiktsmessig ved innstilling av posisjonen til stangelementet og trykkammerflatene, samt ved regulering av fyllmengde av fluid i kamrene.I samsvar med et andre aspekt av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en pumpesammenstilling omfattende to drivanordninger og til disse tilkoblete pumper eller kompressorer. Drivanordningene er innrettet til å tilveiebringe alternerende trykk i kamre til nevnte pumper eller kompressorer som følge av en resiprokerende bevegelse av et stangelement. Stangelementet er opplagret i et hus og innrettet til å foreta nevnte resiprokerende bevegelse i dette, og hver drivanordning omfatter en elektrisk motor som er innrettet til å tilveiebringe den resiprokerende bevegelsen av stangelementet. I samsvar med oppfinnelsen forløper stangelementet gjennom rotoren til den elektriske motoren og på hver side av den elektriske motoren er det tilkoblet et stempel, hvis bevegelse fører til trykkforandring i nevnte kamre. Trykkforandringen resulterer i pumpe- eller kompressorfunksjon. Den elektriske motoren er en rotasjonsmotor og er koblet til stangelementet over en omformer mellom rotasjons- og lineærbevegelse. Hver av de to nevnte drivanordningene er tilkoblet to pumper eller kompressorer, hvorved de to stemplene til respektive stangelement hver driver én pumpe eller kompressor. De fire pumpenes innløp er tilkoblet den samme kilden og deres utløp også er sammenført. De to drivanordningene drives faseforskjøvet i forhold til hverandre. Stemplene i hver drivanordning, sammen med huset omslutter et fluidrom som beveger seg resiprokerende sammen med bevegelsen til stemplene.Pumpesammenstilling kan fordelaktiv være innrettet til å generere elektrisk energi ved retardasjon av motoren i en drivanordning, ved anvendelse av motoren i denne som en elektrisk generator. Den genererte elektriske energien tilføres enten til motoren i den andre drivanordningen eller mellomlagres i et kondensatorbatteri.En drivanordning kan omfatte en stengbar fluidforbindelse mellom et første og andre av nevnte kamre på respektive sider av stangelementet.En drivanordning og en pumpesammenstilling i samsvar med henholdsvis det første eller andre aspektet av oppfinnelsen vil fordelaktig gi en kompakt bygge-form, lav kompleksitet, lav vekt, få deler, muliggjøre bruk av motor med høyt moment, samt ulike thrusterplasseringer.For å gi en bedre forståelse av de forskjellige tekniske trekk og funksjonene ved den foreliggende oppfinnelsen gis i det følgende en eksempelbeskrivelse av en utførelsesform. Beskrivelsen gis under henvisning til tegningene, derFig. 1 viser en kjent fortrengerpumpe med veivhus og krysshode; Fig. 2 viser en skjematisk prinsippskisse av en fordelaktig utførelsesform av etaspekt av den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 3 viser skjematiske prinsippskisser av en membranpumpe og en slangemembranpumpe; Fig. 4 viser en alternativ utførelsesform av drivenheten i Fig. 2; Fig. 5 viser et tverrsnittsriss av en mer realistisk utførelse av drivenheten i Fig. 2; Fig. 6 viser et perspektivriss av en rulleskrue for omforming av rotasjonsbevegelse til lineærbevegelse; Fig. 7 viser et tverrsnittsriss av rulleskruen i Fig. 7; Fig. 8 viser et perspektivriss av en pumpesammenstilling i samsvar med detandre aspektet av den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 9 viser et tverrsnitt av perspektivrisset i Fig. 8;
Fig. 10 viser kurver for elektrisk effekt, pumpeeffekt og rotorhastighet for enI Fig. 1 er det vist en kjent fortrengerpumpe med veivaksel og krysshode. Som en ser av figuren kreves det forholdsvis stor plass og tunge elementer for veiv-akselen og krysshodet, til tross for at drivmotoren ikke er med. I det følgende utførelseseksemplet beskrives en drivenhet som erstatter det innenfor den stiplete linjen i Fig. 2, og som dessuten omfatter drivmotoren.I Fig. 2 er det vist en skjematisk prinsippskisse av en drivanordning 11 for en første og andre membranpumpe 13a, 13b. Membranpumpene 13a, 13b har hver sin innløpsventil 15a, 15b og hver sin utløpsventil 17a, 17b, henholdsvis. Innløps- og utløpsventilene åpner og lukker i avhengighet av trykkdifferansen over dem. Ventilene kunne også vært styrt på en annen måte, for eksempel elektrisk eller hydraulisk styrt. De inntegnete pilene viser strømningsretningene for membranpumpene 13a, 13b.Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til membranpumper, eller til pumper som sådan. Drivanordningen i samsvar med oppfinnelsen kan således for eksempel benyttes for drift av en kompressor eller annen anordning. I Fig. 3 er det vist skjematiske prinsippskisser for en membranpumpe 13a, som de vist i Fig. 2, samt for en slangemembranpumpe 13c. Pumper og kompressorer forutsettes kjent for en fagmann og vil ikke bli nærmere beskrevet her. I stedet vil drivanordningen 11 for slike anordninger bli beskrevet i nærmere detalj.Det henvises igjen til Fig. 2. Drivanordningen 11 omfatter et sylindrisk hus 19.1 huset 19 er det anordnet et første og andre stempel 21 a, 21b som er forbundet til hverandre med en stempelstang 23. Stemplene ligger an mot den indre veggflaten til huset 19 med tetninger 25a, 25b, på en slik måte at de danner barrierer mot hver side av respektive stempel 21a, 21b. Stemplene kunne også vært anordnet i en ytterligere sylinder eller foring på innsiden av huset 19. På venstre side av det første stempelet 21a er det således tilveiebrakt et første funksjonskammer 27a mellom det første stempelet 21a og membranen 29a til
den første membranpumpen 13a. Tilsvarende er det tilveiebrakt et andre funksjonskammer 27b mellom det andre stempelet 21 b og membranen 29b til den andre membranpumpen 13b.I den midtre delen av huset 19 er det anordnet en elektrisk motor 31. Den elektriske motoren 31 er anordnet i et fluidrom 41 mellom det første og andre stempelet 21a, 21b. Motorens stator 31a er festet til den indre veggen til huset 19. Radielt innenfor statoren 31a er motorens rotor 31b anordnet. Kraftforsyn-ingen til den elektriske motoren 31 er ikke vist. Radielt innenfor rotoren 31b er stempelstangen 23 anordnet på en slik måte at rotoren 31 b kan rotere fritt i forhold til denne. Den elektriske motoren 31 kan fordelaktig være en permanentmagnetmotor.Til rotoren 31b er det festet en mutter 33a, på en slik måte at mutteren 33a roterer med rotoren 31b. Mutteren 33a er en del av en rulleskruesammenstilling 33, og står i inngrep med spor i stempelstangen 23 på en slik måte at rotasjon av mutteren 33a fører til aksial bevegelse av stempelstangen 23. Sporene i stempelstangen 23 som står i inngrep med mutteren 33a er ikke vist. Det første og andre stempelet 21a, 21b kan altså beveges aksialt ved rotasjon av den elektriske motoren 31. Videre kan den aksiale retningen bestemmes av rotorens 31 b rotasjonsretning.Det skal bemerkes at oppfinnelsen ikke er begrenset av hvilken type anordning som benyttes for å overføre elektromotorens 31 rotasjonsbevegelse til aksial bevegelse av stempelstangen 23. En fagmann vil således kunne velge den kraftoverføringsanordningen som egner seg best, for eksempel med hensyn til krefter, hastigheter, vekt, volum, energitap, vedlikehold, pålitelighet og pris.Avhengig av drivenhetens anvendelsesområde kan en også anvende en girutveksling mellom elektromotoren 31 og mutteren 33a, så som et planetgir.Det henvises nå til Fig. 5, som viser et tverrsnitt av en mer realistisk eksempel på drivanordningen vist i Fig. 2. Fluidrommet 41 mellom det første og andre stempelet 21a, 21b kan fordelaktig være fylt med en væske. Væsken kan være
av et flertall typer, avhengig av anvendelsesområdet for drivanordningen. For mange anvendelser vil imidlertid olje være fordelaktig. De bevegelige delene, så som den elektriske motoren 31 og rulleskruen 33 (mutter 33a), vil da bli smurt på en god måte. Samtidig vil væske bidra til å kjøle den elektriske motoren 31.En spesiell fordel ved bruk av væske i huset 19 er at drivanordningen da vilegne seg særlig godt for bruk under store trykk, for eksempel ved store havdyp. Videre, dersom membranpumpene 13a, 13b (Fig. 2) er tilkoblet samme kilde, vil trykket i denne kilden virke på begge sider av drivanordningen, det vil si på henholdsvis venstre og høyre side av det første og det andre stempelet 21a, 21b.Den elektriske motoren behøver således ikke jobbe mot et konstant mottrykk, slik den kunne måtte gjøre dersom den drev kun ett stempel. Enda en fordel er at trykkfallet over stemplene 21a, 21 b blir mindre, slik at det oppstår mindre lekkasje over tetningene 25a, 25b. Spesielt fordelaktig blir denne sammenstillingen dersom drivmediet i det første og andre funksjonskammeret 27a, 27b er den samme væsken som i fluidrommet 41 mellom det første og andre stempelet 21a, 21b. En lekkasje over tetningene 25a, 25b vil da spille mindre rolle. Videre kan væsken i fluidrommet 41 fordelaktig trykksettes, slik at væsken har større trykk en væsken utenfor stemplene 21a, 21b. En eventuell lekkasje vil da skje i retning ut av dette fluidrommet 41, slik at væsken her ikke vil bli forurenset. Dette vil gi en lang varighet og driftsikkerhet for drivanordningen. En væske i fluidrommet 41 vil fordelaktig både kjøle og smøre den elektriske motoren 31 og andre mekaniske bevegelige deler, slik som rulleskrueanordningen 33.Idet fluidrommet 41 mellom det første og andre stemplet 21a, 21b er fylt med et fluid, være seg en væske eller gass, må fluidet strømme forbi den elektriske motoren 31 og rulleskruen 33 (mutter 33a), når stemplene beveger seg aksialt. Det er derfor hensiktsmessig anordnet en spalte 37 mellom stempelstangen 23 og rotoren 31 b. Fluidet vil også kunne strømme gjennom en spalte mellom statoren 31a og rotoren 31b.I stedet for væske kan det i noen tilfeller være fordelaktig å bruke gass i fluidrommet 41. Det vil da oppstå mindre væskefriksjon på grunn av strømningene
enn ved en væske. Dette kan være spesielt fordelaktig ved lett utstyr som skal bevege seg raskt.I en hensiktsmessig utførelsesform er det anordnet en stengbar fluidforbindelse (ikke vist) mellom det første og andre funksjonskammeret 27a, 27b. En kan da flytte stemplene 21a, 21b uten å pumpe. På denne måten kan en stille inn en korrekt eller ønskelig posisjon for stemplene 21a, 21b, henholdsvis regulere fluidmengden i funksjonskamrene 27a, 27b. En slik fluidforbindelse kan også brukes til oppvarming av det interne mediet og ved en oppstartssekvens. Videre er det fordelaktig å anordne en eller flere ventiler for tilgang til fluidrommet 41. Således kan en sirkulere væsken i dette rommet i et kretsløp utenfor huset 19. Dette gir mulighet for oppvarming eller nedkjøling av væsken, samt rensing og/eller utbytting av væsken, uten å måtte demontere drivanordningen.Ved å anordne en temperaturmåler (ikke vist) i tilknytning til væsken i fluidrommet 41, kan en fordelaktig anordne en motorstyring som regulerer motorens ytelse i forhold til den målte temperaturen. En kan således tilveiebringe en sikkerhet mot for høy varme, samt sikre en tilstrekkelig høy temperatur i væsken ved bruk av hastigheter som krever en viss minimumstemperatur i væsken.For å hindre at stempelstangen roterer med mutteren 33a er det anordnet en antirotasjonsanordning i form av en tverrstang 35. Tverrstangen 35 er festet til stempelstangen 23 og forløper på tvers av denne. Ved sine to ender er tverrstangen 35 i inngrep med aksialt langsgående føringsspor langs innerveggen til huset 19. På denne måten hindrer tverrstangen 35 at stempelstangen 23 (eller stemplene) roterer i forhold til huset 19. En kan også se for seg andre måter å hindre denne rotasjonen på. For eksempel kan stemplene og huset ha et ikke-konsentrisk tverrsnitt.I hver ende av huset 19 i Fig. 5 er det anordnet flenser 39a, 39b for tilkobling til en pumpe eller kompressor (ikke vist).I stedet for å bruke en væske som drivmedium, for overføring av krefter fra stemplene 21a, 21b til membranene 29a, 29b, som i eksempelet under hen
visning til Fig. 2, kan drivanordningen også drive pumper eller kompressorer ved mekanisk overføring av kreftene. I stedet for et (eller to) stempel(er) kan drivanordningen således være tilkoblet direkte til for eksempel membranen i en membranpumpe. En kan også benytte anordningen vist i figur 1 uten membranene 29a, 29b. Stemplene 21a, 21b vil da være i direkte kontakt med mediet som blir pumpet.En særskilt fordel ved en drivanordning som vist under henvisning til Fig. 2 ellerFig. 5 er at hele drivanordningen kan være hermetisk lukket. Det er således ikke behov for dynamiske tetninger. Ved betraktning av anordningen vist i Fig. 2, kan en således bemerke at de to membranene 29a, 29b og huset 19 utgjør et lukket rom. Fordelaktig kan man imidlertid anordne en ventil (ikke vist) i huset 19 forFig. 4 viser en alternativ utførelse av sammenstillingen vist i Fig. 2. Sammenstillingen i Fig. 4 er kun koblet til én pumpe. På høyre side av sammenstillingen er stemplet 21b beholdt, men kammeret som tilsvarer det andre funksjonskammeret 27b i Fig. 2 er ventilert, for eksempel mot atmosfærisk trykk eller det kan være fylt med gass. Ved å beholde det andre stempelet 21b, oppnår man å kunne trykksette fluidrommet 41, og således oppnå fordelene nevnt ovenfor til tross for at drivanordningen driver kun én pumpe. Fig. 6 viser et perspektivriss av en rulleskruesammenstilling 33' som kan benyttes i en drivanordning som beskrevet under henvisning til Fig. 2. Rulleskruesammenstillingen 33' har en mutter 33a' på en stempelstang 23'. Stempelstangen 23' har heliske riller som mutteren 33a' er i inngrep med. En rotasjon av mutteren 33a' fører således til bevegelse av mutteren langs stempelstangens 23' lengde. Stempelstangen 23 i drivanordningen i Fig. 2 behøver selvfølgelig kun fremvise slike riller i lengden til det ønskete slag-området. Fig. 7 viser den samme rulleskruesammenstillingen 33' som i Fig. 6 i tverrsnitt (rillene ikke vist). Som tidligere nevnt er drivanordningen i samsvar med oppfinnelsen ikke begrenset til de viste anordningene for omdannelse av rotasjonsbevegelse til lineærbevegelse.I Fig. 8 og Fig. 9 er det vist et spesielt utførelseseksempel for anvendelse av drivanordningen i samsvar med oppfinnelsen. Figurene viser en pumpesammenstilling 101 omfattende to drivanordninger 103 av typen vist i Fig. 2, samt fire slangemembranpumper 105. Innløpene til de fire slangemembranpumpene 105 er fordelaktig koblet til den samme kilden, og deres utløp er også sammen-ført, slik at pumpesammenstillingen 101 fungerer som én logisk pumpeenhet. Som i drivenheten beskrevet under henvisning til Fig. 2, er slangemembran-pumpenes 105 innløp ved de respektive innløpsventilene 15' og deres utløp er ved de respektive utløpsventilene 17'.Til hver drivanordning 103 er det anordnet en elektrisk kraftforsyningskontakt 107, for drift av de respektive elektriske motorer 31.For å forbinde drivanordningenes 103 funksjonskamre 27' til slangemembranpumpene 105 er det anordnet fluidkanaler i form av forbindelsesrør 109 mellom funksjonskamrene 27' og slangemembranpumpene 105. Forbindelsesrørene 109 utgjør en del av et felles kammer omfattende funksjonskamrene 27' i drivanordningene 103 og kamrene 27" (Fig. 9) på utsiden av membranene 111 til pumpene 105.I Fig. 9 er slangemembranpumpene vist i nærmere detalj. Membranene 111 har slangeform og strekker seg mellom innløpsventilen 15' og utløpsventilen 17'. Ventilene 15', 17' er tilbakeslagsventiler.De øvrige komponentene pumpesammenstillingen 101 vist i Fig. 8 og Fig. 9 er beskrevet ovenfor under henvisning til Fig. 2 og Fig. 5.Ved bruk av to elektriske motorer 31, altså én motor i hver drivanordning 103, kan disse fordelaktig drives slik at de roterer i motsatte retninger. På den måten kan vridningsmomentet til hele pumpesammenstillingen 101 utlignes.To slangemembranpumper 105 som er tilkoblet samme drivanordning 103 vil med denne konfigurasjonen drives i motfase. Det vil si at når én pumpe 105 mottar økende trykk fra drivanordningen 103, vil den andre pumpen 105 motta
avtagende trykk. Ved pumpesammenstillingen 101 vist i Fig. 8 og Fig. 9 kan videre de to drivanordningene 103 drives slik at den ene drives en kvart syklus eller 90° etter den andre.En kan også se for seg å anordne flere enn to drivanordninger 103 i en pumpesammenstilling. For eksempel kan en anordne tre eller flere drivanordninger som er tilkoblet for eksempel seks eller flere pumper. En kan på denne måten tilveiebringe en meget jevn pumping av mediet som skal pumpes, noe som vil begrense slitasje på mekaniske deler. I en anordning med seks pumper kan en for eksempel pumpe med hver pumpe i 60 grader av en 360-graders syklus. Eventuelt kan en innrette pumpene slik at de overlapper hverandre, for eksempel slik at hver pumpe er innrettet til å pumpe i 70 grader av en 360-graders syklus. De første fem og de siste fem gradene i hver pumpes funksjonslengde vil da kunne være felles med den foregående og neste, henholdsvis, pumpen i syklusen.En særlig fordel ved bruk av elektrisk motor i drivanordningen, er muligheten for å dosere slaget til stempelstangen. Fig. 10 viser et eksempel på pumping i én hel slaglengde (slagretning) hvor hele rotasjonsenergien til motoren (samt mutter og eventuell giranordning) overføres til pumpemediet (væsken mellom stemplene 21a, 21b og membranene 29a, 29b i Fig. 2). Som en ser av kurven for rotorhastigheten for rotoren til den elektriske motoren, kan forløpet i store trekk deles inn i en akselerasjonsfase hvor rotorhastigheten øker, en jevn fase hvor rotorhastigheten er forholdsvis jevn, og en avsluttende retardasjonsfase hvor rotorhastigheten avtar ned til null rotasjon. Videre vil det typisk være at jo nærmere slutten på syklusen, jo mer elektrisk energi brukes for å skyve stemplene mot endestillingen.Fig. 11 viser et eksempel på pumping i én hel slaglengde hvor en del av rotasjonsenergien blir overført til pumpemediet, hvorved den resterende rotasjonsenergien blir tilbakeført ved at motoren blir brukt til å bremse rotasjonen. Den elektriske motoren fungerer således som en generator i den siste delen av slaglengden. Den genererte elektriske energien kan for eksempel mellomlagres
i et kondensatorbatteri eller overføres direkte til en annen elektrisk motor, for eksempel i en annen drivanordning.En elektrisk styring av den elektriske motoren gir således fordelaktig mange muligheter for en fordelaktig styring av motoren. En kan justere motorens hastighet, akselerasjon og moment på bakgrunn av parametre som for eksempel hvilket medium som skal pumpes og dennes tilstand (temperatur, vis-kositet, egenvekt etc.) og tilstanden til drivanordningen (temperatur, fluidtype i fluidrommet, alder etc). Videre kan en fordelaktig ta hensyn til egensvingninger ved fastsettelse av ønsket hastighet.Ved anordningen i samsvar med oppfinnelsen kan det fordelaktig brukes en elektrisk roterende permanentmagnetmotor. Videre kan den elektriske motoren være en asynkronmotor eller en synkronmotor. Elektriske motorer av typer som fremviser høy virkningsgrad og et høyt moment vil være fordelaktige. En kan også se for seg en løsning med en elektrisk lineærmotor. En vil da unngå å måtte omforme den elektriske motorens rotasjonsbevegelse til lineærbevegelse. I et slikt tilfelle kan stempelstangen være anordnet og festet i rotordelen. Videre kan det anvendes både likestrømsmotor og vekselstrømsmotor.I stedet for å endre rotasjonsretningen på den elektriske motoren for en etter-følgende motsatt slagretning, kan en også se for seg en rulleskrueanordning eller tilsvarende anordning for omvandling av rotasjonsbevegelse til lineærbevegelse, som er slik innrettet at den slagretningen endrer seg automatisk ved uendret rotasjonsretning på den elektriske motoren.I en alternativ utførelsesform kan statoren til den elektriske motoren anordnes utenfor huset 19 eller integrert i dette. Statoren vil da kunne byttes ut eller fjer-nes for vedlikehold uten å måtte åpne det fluidfylte rommet i drivanordningen.Et ytterligere fordelaktig trekk vil være å innrette drivanordningen med tilbake-kobling på den elektriske motoren, for å overvåke hvor motoren, henholdsvis stempelstangen, er til enhver tid. Dette kan for eksempel gjøres ved å måle impedans.I en alternativ drivanordning som den beskrevet heri, kan en se for seg at den elektriske motoren erstattes av en hydraulisk motor.Det skal bemerkes at flere utførelsesformer er mulige. Oppfinnelsens omfang er begrenset av patentkravene, og en fagmann vil kunne gjøre et flertall endringer av de ovennevnte eksemplene uten å forlate oppfinnelsens omfang.
Claims
Nye patentkrav
1. Drivanordning (11) for en pumpe, kompressor eller lignende, innrettet til å tilveiebringe alternerende trykk i to kamre (27a, 27b, 27', 27") på respektive sider av et stangelement (23), så som kamre til pumper eller kompressorer, som følge av en resiprokerende bevegelse av stangelementet (23), hvilket stangelement er tilkoblet to bevegelige trykkammerflater i form av stempler (21a, 21b), hvilket stangelement (23) er opplagret i et hus (19) og innrettet til å foreta nevnte resiprokerende bevegelse i dette, og hvorved drivanordningen videre omfatter en elektrisk rotasjonsmotor (31) som er koblet til stangelementet gjennom en omformer (33) mellom rotasjon og lineærbevegelse for således å tilveiebringe den resiprokerende bevegelsen av stangelementet (23), hvorved stangelementet forløper gjennom rotoren (31b) til den elektriske motoren (31),
karakterisert ved at
stemplene (21a, 21b) sammen med huset (19) omslutter et fluidrom (41), hvilket fluidrom (41) beveger seg resiprokerende sammen med bevegelsen til stemplene (21a, 21b).
2. Drivanordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at den elektriske rotasjonsmotoren (31) er en elektrisk permanentmagnetmotor.
3. Drivanordning i samsvar med et av de foregående patentkravene, karakterisert ved at den ytterligere omfatter en stengbar fluidforbindelse mellom et første og andre av nevnte kamre (27a, 27b).
4. Drivanordning i samsvar et av de foregående patentkravene, karakterisert ved at drivanordningen er innrettet til å generere elektrisk energi ved bruk av den elektriske motoren (31), idet denne anvendes som generator ved oppbremsing av bevegelsen til den elektriske motoren (31), der den genererte elektriske energien enten tilføres til elektrisk motor i en annen drivanordning eller mellomlagres i et kondensatorbatteri.
5. Drivanordning i samsvar med et av de foregående patentkravene, karakterisert ved at drivanordningen er anordnet ved et havdyp og at rotoren (31b) til den
elektriske motoren (31) er tilveiebrakt i fluidrommet (41), hvorved fluidrommet (41) er fylt med en væske som er trykksatt til et trykk som er høyere enn trykket på de motsatte sider av trykkammerflatene (21a, 21b).
6. Drivanordning i samsvar med et av de foregående patentkravene, karakterisert ved at omformeren mellom rotasjon og lineærbevegelse er en rulleskrue (33).
7. Pumpesammenstilling (101) omfattende to drivanordninger (103) og til disse tilkoblete pumper (105) eller kompressorer, hvilke drivanordninger (103) er innrettet til å tilveiebringe alternerende trykk i kamre (27") til nevnte pumper (105) eller kompressorer som følge av en resiprokerende bevegelse av et stangelement (23), hvorved stangelementet (23) er opplagret i et hus (19) og innrettet til å foreta nevnte resiprokerende bevegelse i dette, og hvorved hver drivanordning (103) videre omfatter en elektrisk motor (31) som er innrettet til å tilveiebringe den resiprokerende bevegelsen av stangelementet (23),
karakterisert ved
- at stangelementet (23) forløper gjennom rotoren (31b) til den elektriske motoren (31) og på hver side av den elektriske motoren (31) er tilkoblet et stempel (21'), hvis bevegelse fører til trykkforandring i nevnte kamre (27"), hvorved trykkforandringen resulterer i pumpe- eller kompressorfunksjon;
- at den elektriske motoren (31) er en rotasjonsmotor og er koblet til stangelementet over en omformer (33, 33', 33a) mellom rotasjons- og lineærbevegelse;
- at hver av de to nevnte drivanordningene er tilkoblet to pumper (105) eller kompressorer, hvorved de to stemplene til respektive stangelement hver driver én pumpe (105) eller kompressor;
- at de fire pumpenes innløp er tilkoblet den samme kilden og deres utløp også er sammenført;
- at de to drivanordningene (103) drives faseforskjøvet i forhold til hverandre; og
- at stemplene (21') i hver drivanordning, sammen med huset (19) omslutter et fluidrom (41), hvilket fluidrom (41) beveger seg resiprokerende sammen med bevegelsen til stemplene (21').
8. Pumpesammenstilling (101) i samsvar med patentkrav 7, karakterisert ved at faseforskyvningen mellom de to nevnte drivanordningene (103) er 90 grader.
9. Pumpesammenstilling (11) i samsvar med patentkrav 7 eller 8, karakterisert ved at den er innrettet til å generere elektrisk energi ved retardasjon av motoren (31) i en drivanordning (103), ved anvendelse av motoren (31) i denne som en elektrisk generator, der den genererte elektriske energien enten tilføres til motoren (31) i den andre drivanordningen (103) eller mellomlagres i et kondensatorbatteri.
10. Pumpesammenstilling (11) i samsvar med et av patentkravene 7 til 9, karakterisert ved at en drivanordning (103) omfatter en stengbar fluidforbindelse mellom et første og andre av nevnte kamre (27") på respektive sider av stangelementet (23).