NO873857L

NO873857L - PUMP DEVICE, SPECIAL FOR AA PUMP WATER FROM DEEP BURNER.

Info

Publication number: NO873857L
Application number: NO873857A
Authority: NO
Inventors: Bjorn Olofsson
Original assignee: Olofsson Bjoern
Priority date: 1986-01-16
Filing date: 1987-09-15
Publication date: 1987-09-15
Also published as: NO873857D0

Description

PUMPEANORDNING, SÆRLIG FOR A PUMPE VANN FRA DYPE BRØNNERPUMPING DEVICE, PARTICULARLY FOR PUMPING WATER FROM DEEP WELLS

Foreliggende søknad angår en pumpeanordning, særlig for å pumpe vann fra dype brønner, hvor en ved markoverflaten beliggende matepumpeenhet overfører kraft og bevegelse til en leveringspumpeenhet, slik at vann fra et brønnhull under arbeidsslaget løftes til munningen av en leveringsledning som via en trykkventil er forbundet med leveringspumpeenheten, og at vann under returslaget strømmer inn i leveringspumpeenheten gjennom en innløpsledning for brønnvann, som via en sugeventil er forbundet med leveringspumpeenheten. The present application concerns a pumping device, in particular for pumping water from deep wells, where a feed pump unit located at the field surface transfers power and movement to a delivery pump unit, so that water from a well hole during the working stroke is lifted to the mouth of a delivery line which is connected via a pressure valve to the delivery pump unit, and that water during the return stroke flows into the delivery pump unit through an inlet line for well water, which is connected to the delivery pump unit via a suction valve.

Dyptvannpumper utgjøres idag oftest av stempelpumper, hvor stempelet er plassert i bunnen av brønnen og forbundet med en ved marknivå anordnet manøvreringsanordning via en trekkstang. Ved dype brønner blir stempelpumper tunge og vanskelige å håndtere, samtidig som transport- og installasjonskostnadene for disse blir store. Videre er det vanskelig å bore helt vertikale hull, slik at stempelpumper enten krever en overdimen-sjonering av hulldiameteren eller en komplisert styring av boret for å sikre at trekkstangen fritt kan utføre en vesentlig vertikal opp- og nedadgående bevegelse. Begge disse foranstalt-ninger er meget kostnadskrevende. Deep water pumps today most often consist of piston pumps, where the piston is placed at the bottom of the well and connected to a maneuvering device arranged at ground level via a pull rod. In the case of deep wells, piston pumps become heavy and difficult to handle, while the transport and installation costs for these become high. Furthermore, it is difficult to drill completely vertical holes, so that piston pumps either require an over-dimensioning of the hole diameter or a complicated control of the drill to ensure that the tie rod can freely carry out a substantial vertical upward and downward movement. Both of these measures are very costly.

Det er også tidligere kjent å anvende sammentrekkbare og ekspanderbare kammere nedsenket i brønnen, som via trykkledninger er forbundet med påvirkningsorgan anordnet ved grunnivå. US patentskrift 4 008 008 viser en slik pumpe der påvirkningsorganet for et slikt sammentrykkbart og ekspanderbart kammer utgjøres av en matepumpe av stempeltype. Matepumpen må plasseres meget lett tilgjengelig for å tillate utskifting av tetningsorgan og etterfylling av hydraulikkvæske som er lekket ut fra matepumpen. Hydraulikkvæsken som befinner seg i matepumpehuset utsettes derfor i varme klima for en høy temperatur, slik at det er fare for at den avkjøling som væsken utsettes for ved pumping gjør at volumet av væsken minsker så mye at det blir vanskelig å opprettholde arbeidstrykket. It is also previously known to use contractible and expandable chambers submerged in the well, which are connected via pressure lines to an impact device arranged at ground level. US patent document 4 008 008 shows such a pump where the influence member for such a compressible and expandable chamber is constituted by a feed pump of piston type. The feed pump must be placed very easily accessible to allow replacement of the sealing device and refilling of hydraulic fluid that has leaked from the feed pump. The hydraulic fluid in the feed pump housing is therefore exposed to a high temperature in hot climates, so that there is a risk that the cooling to which the fluid is subjected during pumping causes the volume of the fluid to decrease so much that it becomes difficult to maintain the working pressure.

Videre er det kjent å anvende trykkluftpumper og elektrisk drevne pumper i dyptvannpumper. Disse krever imidlertid tilgang til ytre kraftkilder, hvilket kan være ugunstig, særlig ved anvendelse i u-land. Furthermore, it is known to use compressed air pumps and electrically driven pumps in deep water pumps. However, these require access to external power sources, which can be disadvantageous, particularly when used in developing countries.

Ettersom vannmangelen er størst i u-land, der grunnvann-nivået ofte ligger langt under markoverflaten, er behovet for dyptvannbrønner størst i disse land. Med tanke på disse lands økonomi er kostnadsfaktoren ofte helt avgjørende for om en brønn skal kunne bygges eller ikke. As the water shortage is greatest in developing countries, where the groundwater level is often far below the ground surface, the need for deep water wells is greatest in these countries. Considering the economy of these countries, the cost factor is often decisive for whether a well can be built or not.

For å muliggjøre en billig byggnadskostnad for en dyptvann-brønn skal pumpeanordningskonstruksjonen tillate at borehull av små dimensjoner kan anvendes og at avvik fra en vertikallinje tillates ved boringen. In order to enable a cheap construction cost for a deep water well, the pump device construction must allow that boreholes of small dimensions can be used and that deviations from a vertical line are permitted during drilling.

Videre bør pumpeanordningen kunne drives manuelt dels for at installasjon av ytre kraftkilder og transport av brensel til disse ofte utgjør en uoverkommerlig kostnad og dels for at vedlikehold, reparasjon og ettersyn skal bli minimalt og vedlikeholdspersonale ikke trenger utdannes. Furthermore, the pump device should be able to be operated manually partly because the installation of external power sources and the transport of fuel to these often constitute a prohibitive cost and partly because maintenance, repair and inspection should be minimal and maintenance personnel do not need to be trained.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en pumpeanordning som oppfyller alle ovennevnte krav uten å ha de ulemper som manuelt drevne stempelpumper har. The purpose of the present invention is to arrive at a pump device which meets all the above-mentioned requirements without having the disadvantages that manually driven piston pumps have.

Dette formål oppnås ved en pumpeanordning med de i patentkrav 1 angitte særegne trekk. Ved at drivkraften overføres gjennom en hydraulikkledning blir kravet om vertikali-tet hos borehullet, der pumpeanordningen er installert vesentlig mindre. Videre kan rør av plastmateriale med liten vekt anvendes, hvilket i betydelig grad minsker transportkostnadene sammenliknet med konvensjonelle stempelpumper. This purpose is achieved by a pump device with the distinctive features specified in patent claim 1. As the driving force is transmitted through a hydraulic line, the requirement for verticality at the borehole, where the pump device is installed, is significantly reduced. Furthermore, pipes made of plastic material with a light weight can be used, which significantly reduces transport costs compared to conventional piston pumps.

Kamrene i matepumpe- og leveringspumpeenheten utgjøres av belgsylindre, hvilket avstedkommer et helt lukket hydraulikksystem, hvilket gir en pumpeanordning som ikke behøver påfylles, hvorved matepumpen kan plasseres beskyttet under grunnivå. The chambers in the feed pump and delivery pump unit are made up of bellows cylinders, which results in a completely closed hydraulic system, which provides a pump device that does not need to be topped up, whereby the feed pump can be placed protected below ground level.

Ovennevnte og andre fordeler og særegne trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av følgende detaljerte beskrivelse av foretrukne utføringsformer av oppfinnelsen med henvisning til vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 viser et skjematisk riss, delvis i tverrsnitt, av en første utføringsform av pumpeanordningen ifølge oppfinnelsen, The above and other advantages and distinctive features of the invention will be apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the invention with reference to the attached drawings, where: Fig. 1 shows a schematic view, partly in cross section, of a first embodiment of the pump device according to the invention,

fig. 2 viser i gjennomskjæring leveringspumpeenheten ifølge en andre utføringsform av oppfinnelsen, fig. 2 shows in cross-section the delivery pump unit according to a second embodiment of the invention,

fig. 3 viser i gjennomskjæring leveringspumpen ifølge en tredje utføringsform av oppfinnelsen, fig. 3 shows in cross-section the delivery pump according to a third embodiment of the invention,

fig. 4-6 viser i gjennomskjæring leveringspumpeenheten ifølge ytterligere utføringsformer av oppfinnelsen, idet fig. 4 og 5 også omfatter horisontale tverrsnitt, og fig. 4-6 show in cross-section the delivery pump unit according to further embodiments of the invention, as fig. 4 and 5 also include horizontal cross-sections, and

fig. 7 viser i gjennomskjæring en utforming av en fjæranordning som er hensiktsmessig å anvende ved en pumpeanordning ifølge fig. 1. fig. 7 shows in cross-section a design of a spring device which is suitable for use with a pump device according to fig. 1.

I fig. 1 vises skjematisk pumpeanordningen ifølge oppfinnelsen omgitt av et brønnrør 1. Pumpeanordningen omfatter en matepumpeenhet 2, en leveringspumpeenhet 3, en hydraulikkledning 4 som forbinder disse enheter og en leveringsledning 5. In fig. 1 schematically shows the pump device according to the invention surrounded by a well pipe 1. The pump device comprises a feed pump unit 2, a delivery pump unit 3, a hydraulic line 4 which connects these units and a delivery line 5.

Matepumpeenhetens viktigste komponent utgjøres av et sammentrykkbart og utvidbart kammer 6 som består av en belgsylinder med stive endevegger. Denne er i sin øvre ende forbundet med en ikke nærmere vist manøvreringsmekanisme som ved aktivering gir denne ende en opp- og nedadgående bevegelse. Denne manøvreringsmekanisme kan være av hvilken som helst hensiktsmessig art og utgjør i seg selv ingen del av foreliggende oppfinnelse. Med tanke på pumpeanordningens påtenkte anvendelsesområde foretrekkes imidlertid en manuelt drevet mekanisme som fra vedlikeholdssynspunkt bør være av enkel konstruksjon og eksempelvis kan utgjøres av et hevarmmanøvrert tannhjul 14 som driver en tannstang 15. The feed pump unit's most important component consists of a compressible and expandable chamber 6 which consists of a bellows cylinder with rigid end walls. This is connected at its upper end to a maneuvering mechanism, not shown in detail, which, when activated, gives this end an upward and downward movement. This maneuvering mechanism can be of any suitable nature and in itself does not form part of the present invention. In view of the pump device's intended application area, however, a manually operated mechanism is preferred which, from a maintenance point of view, should be of simple construction and can for example consist of a lever-operated gear wheel 14 which drives a rack 15.

Belgsylinderens 6 nedre ende er fast festet i matepumpeenheten 2 og dens bunnflate omfatter en åpning som munner ut i hydraulikkledningens 4 øvre ende som er forbundet med matepumpeenheten. The lower end of the bellows cylinder 6 is firmly fixed in the feed pump unit 2 and its bottom surface comprises an opening which opens into the upper end of the hydraulic line 4 which is connected to the feed pump unit.

Også leveringspumpeenheten 3, som er plassert nær brønnens bunn, omfatter et sammentrykkbart og utvidbart kammer 7 som utgjøres av en belgsylinder og som i sin øvre ende er forbundet med nedre ende av hydraulikkledningen 4. Belgsylinderen 7 er innesluttet i et pumpehus 8 som omfatter tilkoplingsåpninger for hydraulikkledningen 4, leveringsledningen 5 og en innløps-ledning for brønnvann. Den øvre stive endevegg hos belgsylinderen er fast forbundet med pumpehuset 8 via en rørstuss for at leveringsledningsåpningen skal kunne anordnes i pumpehusets øvre endevegg. Denne plassering av leveringsledningsåpningen muliggjør at plassbehovet i tverretning hos pumpeanordningen bare i noen grad overstiger diameteren hos belgsylinderen 7. Also the delivery pump unit 3, which is located near the bottom of the well, comprises a compressible and expandable chamber 7 which is made up of a bellows cylinder and which is connected at its upper end to the lower end of the hydraulic line 4. The bellows cylinder 7 is enclosed in a pump housing 8 which comprises connection openings for the hydraulic line 4, the delivery line 5 and an inlet line for well water. The upper rigid end wall of the bellows cylinder is firmly connected to the pump housing 8 via a pipe connection so that the supply line opening can be arranged in the upper end wall of the pump housing. This placement of the delivery line opening enables the transverse space requirement of the pump device to only slightly exceed the diameter of the bellows cylinder 7.

All annen plassering av leveringsledningsåpningen fører til at leveringsledningen kommer til å inneholde en del som har en utstrekning utenfor pumpehusets tverrdimensjoner. Any other placement of the delivery line opening results in the delivery line containing a part that extends beyond the cross dimensions of the pump housing.

Mellom bunnveggene til belgsylinderen 7 henholdsvis husetBetween the bottom walls of the bellows cylinder 7 and the housing respectively

8 er en returfjær 9 anordnet. Pumpeanordningen virker på følgende måte. Under arbeidsslaget sammentrykkes belgsylinderen 6 ved aktivering av manøvreringsmekanismen. Ettersom belgsylind-rene 6, 7 sammen med hydraulikkledningen 4 danner et lukket hydraulikksystem, vil volumminskingen i belgsylinderen 6 som følge av dens sammentrykning komme til å motsvares av en like stor volumøking, dvs. en utvidelse, av belgsylinderen 7. Dette medfører en kompresjon av returfjæren 9 samt en trykkøking i pumpehuset, hvilket fører til at en trykkventil 10, som er anordnet i leveringsledningen i nærheten av dens tilkopling til pumpehuset, åpnes. Samtidig trykkes et vannvolum, som er like stort som belgsylinderens 7 volumøking, ut av pumpehuset og inn i leveringsledningen. 8, a return spring 9 is arranged. The pump device works in the following way. During the working stroke, the bellows cylinder 6 is compressed by activation of the maneuvering mechanism. As the bellows cylinders 6, 7 together with the hydraulic line 4 form a closed hydraulic system, the volume reduction in the bellows cylinder 6 as a result of its compression will be matched by an equal increase in volume, i.e. an expansion, of the bellows cylinder 7. This results in a compression of the return spring 9 as well as a pressure increase in the pump housing, which causes a pressure valve 10, which is arranged in the delivery line near its connection to the pump housing, to open. At the same time, a volume of water, which is as large as the volume increase of the bellows cylinder 7, is pushed out of the pump housing and into the delivery line.

Under returslaget sammentrykkes belgsylinderen 7 ved hjelp av returfjæren 9, og den av belgsylinderens volumminsking frembrakte trykksenking i pumpehuset medfører at trykkventilen 10 lukkes og en sugeventil 11, som er plassert i innløpsledningen for brønnvann, åpnes. Brønnvann strømmer således inn i pumpehuset i takt med sammentrykkingen av belgsylinderen 7. Etter at sammentrykkingen av belgsylinderen 7 har skjedd, påbegynnes et nytt arbeidsslag osv. inntil ønsket mengde brønnvann er levert. During the return stroke, the bellows cylinder 7 is compressed by means of the return spring 9, and the pressure drop in the pump housing caused by the volume reduction of the bellows cylinder causes the pressure valve 10 to close and a suction valve 11, which is located in the inlet line for well water, to open. Well water thus flows into the pump housing in step with the compression of the bellows cylinder 7. After the compression of the bellows cylinder 7 has taken place, a new working stroke begins, etc. until the desired amount of well water is delivered.

Returfjæren 9 ifølge oppfinnelsen er nødvendig for at pumpeanordningen skal virke, ettersom man med undertrykk ikke kan løfte en vannsøyle som er lenger enn 10 m uten at denne brister. For å kompensere for tyngden av væskesøylen i hydraulikkledningen må trykkfjæren 9 ha en viss forspenning for at belgsylinderen 7 skal kunne sammentrykkes maksimalt. En likevektsbetraktning ved maksimalt sammentrykt stilling av belgsylinderen 7 gir med vann som hydraulikkvæske følgende formel for returfjærens 9 forspenning: The return spring 9 according to the invention is necessary for the pump device to work, as with negative pressure you cannot lift a column of water that is longer than 10 m without it bursting. In order to compensate for the weight of the liquid column in the hydraulic line, the pressure spring 9 must have a certain preload so that the bellows cylinder 7 can be compressed to the maximum. An equilibrium consideration in the maximally compressed position of the bellows cylinder 7 gives, with water as the hydraulic fluid, the following formula for the preload of the return spring 9:

der Fo = forspenning av returfjæren 9 where Fo = preload of the return spring 9

P = væsketetthetP = liquid density

g = tyngdens aksellerasjong = acceleration of gravity

A7 = leveringspumpeenhetens kammers 7 bunnarealA7 = bottom area of the delivery pump unit's chamber 7

tu = høyden av hydraulikkledningtu = height of hydraulic line

hb = brønnvannivå i forhold til brønnbunnen.hb = well water level in relation to the bottom of the well.

Under arbeidsslaget komprimeres returfjæren 9 utover denDuring the working stroke, the return spring 9 is compressed beyond it

av forspenningen betingete kompresjon. Ettersom den øvre belgsylinder 6 vesentlig er ubelastet av ytre krefter, innsees at den ytterligere fjærkraft på grunn av kompresjon av fjæren 9 utover forspenning Fo strengt tatt ikke er nødvendig for at fjæren 9 skal kunne utføre nødvendig arbeid under returslaget. Man søker derfor å utnytte en fjær som innen slaglengdeområdet for belgsylinderen 7 har en karakteristikk som gir så liten fjærkraft som mulig utover forspenningen Fo. of the prestress conditioned compression. As the upper bellows cylinder 6 is essentially unburdened by external forces, it is realized that the additional spring force due to compression of the spring 9 beyond preload Fo is strictly speaking not necessary for the spring 9 to be able to perform the necessary work during the return stroke. One therefore seeks to utilize a spring which, within the stroke length range of the bellows cylinder 7, has a characteristic which gives as little spring force as possible beyond the preload Fo.

I fig. 2 - 6 er de deler som tilsvarer liknende deler i pumpeanordningen ifølge fig. 1 gitt tilsvarende henvisnings-betegnelser med et hundretall foran. In fig. 2 - 6 are the parts that correspond to similar parts in the pump device according to fig. 1 given corresponding reference designations with a hundred in front.

I fig. 2 vises en leveringspumpeenhet som hovedsakelig adskiller seg fra tilsvarende enhet i fig. 1 ved at returfjæren 9 er utskiftet med en trekkfjær 109. Dette innebærer at husets 108 aksielle lengde er minsket med det rom en returfjær av trykkfjærtype ville ha opptatt i komprimert tilstand. In fig. 2 shows a delivery pump unit which mainly differs from the corresponding unit in fig. 1 in that the return spring 9 has been replaced by a tension spring 109. This means that the axial length of the housing 108 is reduced by the space a return spring of the compression spring type would have taken up in a compressed state.

I fig. 3 vises en tredje utføringsform av oppfinnelsen. Leveringspumpeenheten 203 omfatter i denne utføringsform et i det vesentlige radielt ekspanderbart og sammentrykkbart kammer 207 som utgjøres av en belgsylinder 220. Denne belgsylinder består av en slangeformet hoveddel 221 hvis ender 224, 225 er fast forbundet med respektive sidekant hos to plateformete holderelementer 222 hhv. 223, som i sin tur er fast forbundet med topp- hhv. hunndelene hos huset 208. Diameteren til de skiveformete holderelementer er større enn diameteren til den slangeformete hoveddel 221 og de mellom de med holderelementene fast forbundne ender 224, 225 og tilstøtende deler av belgsylinderens hoveddel 221 beliggende endeforbindelsesdeler 226, 227 ligger i belgsylinderens i fig. 3 viste ubelastete tilstand an mot holderelementenes endeflater og strekker seg vinkelrett på hoveddelens 221 lengderetning. In fig. 3 shows a third embodiment of the invention. In this embodiment, the delivery pump unit 203 comprises an essentially radially expandable and compressible chamber 207 which is made up of a bellows cylinder 220. This bellows cylinder consists of a hose-shaped main part 221 whose ends 224, 225 are firmly connected to the respective side edges of two plate-like holder elements 222 and 223, which in turn is permanently connected to the top or the female parts of the housing 208. The diameter of the disk-shaped holder elements is larger than the diameter of the snake-shaped main part 221 and the end connection parts 226, 227 located between the ends 224, 225 fixed to the holder elements and adjacent parts of the main part 221 of the bellows cylinder are located in the bellows cylinder in fig. 3 showed the unloaded state against the end surfaces of the holder elements and extends perpendicularly to the longitudinal direction of the main part 221.

Som tidligere nevnt omfatter leveringspumpeenheten også en returfjær. I utføringsformen ifølge fig. 3 utgjøres denne av den gummifjær i form av én eller flere gummiplater 228, som på hensiktsmessig måte, eksempelvis ved vulkanisering, er festet til belgsylinderens 220 slangeformete hoveddel 221. I den viste utførelse er gummiplatene festet på innsiden av belgsylinderen, men det er selvsagt mulig også å feste platen på utsiden. As previously mentioned, the delivery pump unit also includes a return spring. In the embodiment according to fig. 3, this is constituted by the rubber spring in the form of one or more rubber plates 228, which are attached in an appropriate way, for example by vulcanization, to the snake-shaped main part 221 of the bellows cylinder 220. In the embodiment shown, the rubber plates are attached to the inside of the bellows cylinder, but it is of course possible also to attach the plate on the outside.

Slangekroppen som inngår i belgsylinderen er i denne utføringsform fremstilt av elastisk materiale, f.eks. armert gummi. Strengt tatt skulle den slangeformete kroppen i seg selv da kunne utgjøre returfjær og forspenningen oppnås ved at den slangeformete kroppen fra spenningsløs stilling, dvs. med en form ifølge fig. 3, utvides noe på grunn av trykket som dannes av væskesøylen i hydraulikkledningen 204, til den ubelastete stilling i leveringspumpeenheten. Ettersom endeforbindelsesdelene 226, 227 imidlertid bare gir liten utvidelsesmotstand behøves bare en liten trykkpåvirkning for å forårsake en forholdsvis stor volumøking hos en slangekropp 221 uten påførte gummifjærer ved at slangekroppen da inntar en timeglass-liknende form, hvilket bare kan oppnås ved utbøyning av slangekroppens ender uten at materialet i denne kropp utvides i vesentlig grad. Det tilgjengelige volum for arbeidsslagets ekspansjon kan med en slik utførelse bli altfor liten. The hose body which is part of the bellows cylinder is in this embodiment made of elastic material, e.g. reinforced rubber. Strictly speaking, the snake-shaped body in itself could then constitute a return spring and the bias is achieved by the snake-shaped body from a tension-free position, i.e. with a shape according to fig. 3, expands somewhat due to the pressure created by the liquid column in the hydraulic line 204, to the unloaded position in the delivery pump unit. However, as the end connection parts 226, 227 only offer little resistance to expansion, only a small pressure effect is needed to cause a relatively large increase in volume in a hose body 221 without applied rubber springs in that the hose body then assumes an hourglass-like shape, which can only be achieved by bending the ends of the hose body without that the material in this body expands to a significant extent. The available volume for the expansion of the working class can be far too small with such a design.

Ved å anordne en forspent gummiplate eller forspente gummiplater 228 på slangekroppen, hvilke plater strekker seg langs hoveddelens 221 hele lengde og er jevnt fordelt langs omkretsen av hoveddelen 221, kan en jevn utvidelsesmotstand oppnås hos belgsylinderen ved at bøyemotstanden ved den med gummiplatene 228 avstivete hoveddel 221 i belgsylinderen blir større enn endeforbindelsesdelenes 226, 227 opprullingsmotstand. Kammerets 207 ekspansjon vil følgelig i det vesentlige skje ved hjelp av radiell utvidelse av slangekroppens hoveddel 221 med innfestete gummiplater 228. By arranging a pre-tensioned rubber plate or pre-tensioned rubber plates 228 on the hose body, which plates extend along the entire length of the main part 221 and are evenly distributed along the circumference of the main part 221, a uniform expansion resistance can be achieved in the bellows cylinder by the bending resistance of the main part 221 stiffened with the rubber plates 228 in the bellows cylinder becomes greater than the winding resistance of the end connection parts 226, 227. The expansion of the chamber 207 will therefore essentially take place by means of radial expansion of the main part 221 of the hose body with attached rubber plates 228.

Ved hensiktsmessig armering av gummiplatene 228 er det forholdsvis enkelt å avstedkomme en valgfri bøyningsmotstand hos disse uten at utvidelsesmotstanden i radialretningøkes. Selvsagt kan på samme måte valgfri bøyningsmotstand hos den slangeformete hoveddel 221 oppnås, men ettersom hele slangekroppen inklusive endeforbindelsesdelene 226, 227 skal fremstilles i ett stykke, er det av fremstillingstekniske grunner uhensikts-messig å utforme slangekroppen med en inhomogen armering. By suitably reinforcing the rubber plates 228, it is relatively easy to achieve an optional bending resistance in these without increasing the expansion resistance in the radial direction. Of course, optional bending resistance of the snake-shaped main part 221 can be achieved in the same way, but as the entire snake body including the end connection parts 226, 227 is to be manufactured in one piece, it is inappropriate for manufacturing technical reasons to design the snake body with an inhomogeneous reinforcement.

I den i fig. 3 viste utføringsform er tre gummiplater 228 anordnet jevnt fordelt om hoveddelens 221 omkrets, men gummifjæren ifølge oppfinnelsen kan også utgjøres av en enkelt plate som strekker seg rundt hele hoveddelens 221 omkrets, eller av hvilket som helst antall jevnt fordelte plater. In the one in fig. 3, three rubber plates 228 are arranged evenly distributed around the circumference of the main part 221, but the rubber spring according to the invention can also be made up of a single plate that extends around the entire circumference of the main part 221, or of any number of evenly distributed plates.

En vesentlig oppgave for gummifjæren i leveringspumpeenheten ifølge oppfinnelsen er, foruten å fremskaffe en forspenning som tilsvarer kraften Fo ved returfjæren 9, å sørge for at slangekroppen i ubelastet tilstand har den i fig. 3 viste form. Nøyaktig hvordan ekspansjonen av kammeret 207 skjer under arbeidsslaget til den endelig stilling er i denne sammenheng uvesentlig. Derimot er det vesentlig at kammeret 207 i den endelige stilling opptar et så stort volum som mulig. For at opprullingsmotstanden til endeforbindelsesdelene 226, 227 ikke skal øke altfor mye slik at deformasjonsmotstandsdelen ved opprullingsmotstanden forhindrer full ekspansjon av kammeret 207 ved at dette får en ballongliknende form i sin endelige ekspanderende stilling, ved hvilken form endene 224, 225 An essential task for the rubber spring in the delivery pump unit according to the invention is, in addition to providing a bias corresponding to the force Fo at the return spring 9, to ensure that the hose body in an unloaded state has the one in fig. 3 shown form. Exactly how the expansion of the chamber 207 takes place during the working stroke to the final position is in this context immaterial. On the other hand, it is essential that the chamber 207 in the final position occupies as large a volume as possible. In order that the roll-up resistance of the end connection parts 226, 227 should not increase too much so that the deformation resistance part at the roll-up resistance prevents full expansion of the chamber 207 by this taking a balloon-like shape in its final expanding position, in which shape the ends 224, 225

hindrer utvidelse av delene 226, 227, er det hensiktsmessig å påse at kammerets ekspansjon skjer ved at endene av hoveddelen 221 først når frem til husets 208 sidevegg. Derved tillates en fortsatt ekspansjon av hoveddelens øvrige deler ved at endelukke-delene 226, 227 uten motstandsøking kan deformeres og utvides inn i det ringformete rom mellom endene 224, 225 og husets 208 sidevegg. prevents expansion of the parts 226, 227, it is appropriate to ensure that the expansion of the chamber takes place by the ends of the main part 221 first reaching the side wall of the housing 208. Thereby, a continued expansion of the other parts of the main part is permitted by the fact that the end closure parts 226, 227 can be deformed and expanded into the annular space between the ends 224, 225 and the side wall of the housing 208 without increasing resistance.

Det kan således være hensiktsmessig å frembringe ønsket ekspansjonsforløp ved å utforme den slangeformete hoveddel 221 med lokalt forskjellig bøyningsmotstand eller fjærkarakteristika. Dette kan f.eks. oppnås ved istedenfor plater å la gummifjærene utgjøres av bånd med ulike egenskaper, som strekker seg i omkretsretning av hoveddelen 221 og som er jevnt fordelt langs lengden av hoveddelen. It may thus be appropriate to produce the desired expansion process by designing the snake-shaped main part 221 with locally different bending resistance or spring characteristics. This can e.g. is achieved by instead of plates letting the rubber springs be made up of bands with different properties, which extend in the circumferential direction of the main part 221 and which are evenly distributed along the length of the main part.

I denne sammenheng skal påpekes at dersom platens eller platenes 228 bøyningsmotstand har passende størrelse vil det ønskete ekspansjonsforløp likevel kunne oppnås ettersom den opprinnelige utvidelse av kammeret 207 fra ubelastet tilstand skjer hos den lettest utvidbare del, dvs. endeforbindelsesdelene 226, 227, hvilket forårsaker en bøyning og ekspansjon av hoveddelen 221 med plater 228 med begynnelse i de endepartier som er forbundet med delene 226, 227. In this context, it should be pointed out that if the bending resistance of the plate or plates 228 has a suitable size, the desired expansion process can still be achieved, as the original expansion of the chamber 207 from the unloaded state occurs at the most easily expandable part, i.e. the end connection parts 226, 227, which causes a bending and expansion of the main part 221 with plates 228 beginning in the end parts which are connected to the parts 226, 227.

Også andre utførelser av leveringspumpeenhetens returfjær enn de beskrevne kan tenkes. F.eks. kan man tenke seg å Other designs of the delivery pump unit's return spring than those described are also conceivable. E.g. one can imagine to

utnytte element av den type som utgjøres av to motsatt rettete, diagonalt forløpende gummibånd som forenes i sitt skjæringspunkt. utilize an element of the type that consists of two oppositely directed, diagonally running rubber bands that join at their point of intersection.

Det er heller ikke nødvendig å utforme slangekroppen av fjærende materiale. Den i fig. 3 viste form ved slangekroppen 221 kan oppnås ved bøyning av en bøyelig slangekropp og oppviklingen av slangekroppen skjer da bare mot virkningen av kraften fra gummifjærene. Ved en slik utforming kan det være hensiktsmessig å omgi slangekroppen med en perforert sylinder 230 som bestemmer slangekroppens sluttstilling og som er vist i venstre del av fig. 3. Derved forhindres i hovedsaken at store strekkspenninger oppstår på slangekroppen uansett hvilket arbeidstrykk som pålegges, hvilket kan være en fordel ved visse anvendelser. It is also not necessary to design the hose body from springy material. The one in fig. The shape shown in 3 at the hose body 221 can be achieved by bending a flexible hose body and the coiling of the hose body then only takes place against the effect of the force from the rubber springs. With such a design, it may be appropriate to surround the hose body with a perforated cylinder 230 which determines the end position of the hose body and which is shown in the left part of fig. 3. This essentially prevents large tensile stresses from occurring on the hose body regardless of the working pressure applied, which can be an advantage in certain applications.

I høyre del av fig. 3 vises to holderringer 231 som har en hensiktsmessig utforming for å begrense utvidelsen av endeforbindelsesdelene 226, 227 i den endelige ekspanderte stilling. Ettersom utvidelsen av disse deler skjer i det vesentlige bare ved at delene forflyttes utad-nedad-oppad uten at materialet i disse deler utsettes for noen større strekkspenning vil slangekroppens ender 224, 225 være stort sett ubelastet under kammerets ekspansjonsforløp og med holderringene 231 oppnås at ingen skjærspenninger oppstår i endene 224, 225 i slangekroppens endelige ekspanderte stilling. In the right part of fig. 3 two retaining rings 231 are shown which have an appropriate design to limit the expansion of the end connection parts 226, 227 in the final expanded position. As the expansion of these parts essentially only takes place by the parts being moved outwards-downwards-upwards without the material in these parts being exposed to any major tensile stress, the ends 224, 225 of the hose body will be largely unstressed during the chamber's expansion process and with the retaining rings 231 it is achieved that no shear stresses occur at the ends 224, 225 in the final expanded position of the hose body.

Fig. 4 viser en ytterligere utføringsform av en leveringspumpeenhet ifølge oppfinnelsen. I denne utføringsform er matepumpeenheten forbundet med det ringformete kammer 307 som begrenses av veggen til huset 308 og belgsylinderen 320, Fig. 4 shows a further embodiment of a delivery pump unit according to the invention. In this embodiment, the feed pump unit is connected to the annular chamber 307 which is limited by the wall of the housing 308 and the bellows cylinder 320,

hvorved pumpingen avstedkommes ved minsking av det sentrale, whereby the pumping is carried out by reducing the central,

sylindriske rom i slangekroppen 321, hvilken minsking forårsakes av ekspansjon av det ringformete kammer 307. Denne ekspansjon motvirkes av rundt omkretsen av slangekroppen 321 anordnete, radialt utstikkende fjærer 328 som fortrinnsvis er av gummimateriale. Som vist med strek-prikkete linjer i det horisontale tverrsnitt i fig. 4 vil slangekroppen, i kammerets 307 ubelastete stilling, dvs. når trykket i dette kammer bare balanserer hydraulikkfluidsøylen i hydraulikkledningen mellom mate- og leveringspumpeenheten, i avsnittet mellom de i omkretsretning adskilte fjærer 328 være noe utvidet. Videre vil slangekroppen i helt ekspandert stilling ha timeglassform. Begge disse egenskaper begrenser mulig ekspansjonsvolum i kammeret 307 i forhold til den likeformete radielle utvidelse ifølge det i fig. 3 viste utføringseksempel, slik at en leveringspumpeenhet 303 får større dimensjoner enn en enhet 203 for samme slagvolum. cylindrical spaces in the hose body 321, which reduction is caused by expansion of the annular chamber 307. This expansion is counteracted by radially protruding springs 328 arranged around the circumference of the hose body 321, which are preferably of rubber material. As shown by dash-dotted lines in the horizontal cross-section in fig. 4, the hose body, in the unloaded position of the chamber 307, i.e. when the pressure in this chamber only balances the hydraulic fluid column in the hydraulic line between the feed and delivery pump unit, in the section between the circumferentially spaced springs 328 will be somewhat expanded. Furthermore, the hose body in the fully expanded position will have an hourglass shape. Both of these properties limit the possible expansion volume in the chamber 307 in relation to the uniform radial expansion according to that in fig. 3 showed an embodiment, so that a delivery pump unit 303 has larger dimensions than a unit 203 for the same stroke volume.

I utføringsformen ifølge fig. 5 utgjøres kammeret 407 som er forbundet med matepumpeenheten av slangekroppens indre. In the embodiment according to fig. 5, the chamber 407 which is connected to the feed pump unit is formed by the interior of the hose body.

Også i denne utføringsform har returfjærene radiell utstrekning. Belgens 420 endeforbindelsesdeler er til forskjell fra det i Also in this embodiment, the return springs have a radial extent. Belgen's 420 end connection parts are different from the i

fig. 3 viste eksempel også fast forbundet med holderelementenes horisontale deler, slik at ingen fare for timeglassform i den ubelastete stilling av belgen 420 vil foreligge. I utvidet stilling vil belgen derfor få ballongliknende form. I fig. 5 utgjøres fjærene av to gummiplater som krysser hverandre i slangekroppens midte. Dette utgjør en fra fremstillingssynspunkt fordelaktig utføringsform, ettersom slangeelement og fjærer kan fremstilles i ett stykke. Selvsagt kan returfjæren utformes med flere enn de to viste gummiplater. fig. 3 showed example also firmly connected to the horizontal parts of the holder elements, so that there will be no danger of an hourglass shape in the unloaded position of the bellows 420. In the extended position, the bellows will therefore take on a balloon-like shape. In fig. 5, the springs are made up of two rubber plates that cross each other in the middle of the hose body. This constitutes an advantageous embodiment from a manufacturing point of view, as the hose element and springs can be produced in one piece. Of course, the return spring can be designed with more than the two rubber plates shown.

Som tidligere nevnt i beskrivelsen skal fjærene prinsippielt bare balansere trykket av hydraulikkfluidsøylen i hydraulikkledningen mellom matepumpeenhet og leveringspumpeenhet. Dette blir viktigere jo dypere brønnen er på grunn av de store fjærkrefter som det ellers kan bli nødvendig å overvinne. Fig. 6 viser en utføringsform som er særlig fordelaktig fra dette synspunkt. As previously mentioned in the description, the springs should in principle only balance the pressure of the hydraulic fluid column in the hydraulic line between the feed pump unit and delivery pump unit. This becomes more important the deeper the well is due to the large spring forces that may otherwise need to be overcome. Fig. 6 shows an embodiment which is particularly advantageous from this point of view.

I denne utføringsform utgjøres returfjærene av friksjonsløse bladfjærer 528, som fortrinnsvis er fremstilt av beryllium. Disse fjærer er i sin hoveddel festet i slangekroppen 521 og endene av fjærene når frem til husets 508 innervegg. Disse ender er styrt i radielt utstikkende styreplatepar 532 hos huset, hvorav den ene plate i et slikt styreplatepar er vist i fig. 6. Ved ekspansjon av kammeret 507 vil disse fjærer bli deformert bare ved at deres krumning minsker, hvilket innebærer at fjærendene glir mot husveggen i sine styreplatepar 532. Fjærenes deformasjonsmotstand vil stort sett være konstant under hele ekspansjonsforløpet for kammeret 507, slik at pumpingen kan skje med en kraft som bare såvidt overstiger forspenningskraften. Et flertall bladfjærer 528 kan plasseres rundt omkretsen av slangekroppen 521 uten i noen større grad å påvirke tilgjengelig slagvolum, hvilket gjør at slangekroppen i dette tilfelle med fordel kan fremstilles av et ikke-elastisk, men bøyelig materiale, slik at heller ikke slangekroppen oppviser noen utvidelsesmotstand. In this embodiment, the return springs are constituted by frictionless leaf springs 528, which are preferably made of beryllium. These springs are mainly fixed in the hose body 521 and the ends of the springs reach the inner wall of the housing 508. These ends are guided in a pair of radially projecting guide plates 532 at the housing, of which one plate in such a pair of guide plates is shown in fig. 6. When expanding the chamber 507, these springs will be deformed only by their curvature decreasing, which means that the spring ends slide against the housing wall in their pair of guide plates 532. The deformation resistance of the springs will be mostly constant during the entire expansion process for the chamber 507, so that pumping can take place with a force that only slightly exceeds the biasing force. A plurality of leaf springs 528 can be placed around the circumference of the hose body 521 without affecting the available stroke volume to any greater extent, which means that the hose body can in this case be advantageously produced from a non-elastic but flexible material, so that the hose body does not exhibit any expansion resistance either .

I de i fig. 3-6 viste utføringsformer er leveringspumpeenheten dimensjonert for en enkelt dybde, mens den i fig. 2 viste pumpeenhet kan benyttes ved ulike dybder ved å erstatte fjæren 109 med en annen fjær med hensiktsmessig karakteristikk. In those in fig. 3-6, the delivery pump unit is dimensioned for a single depth, while in fig. 2 shown pump unit can be used at different depths by replacing the spring 109 with another spring with appropriate characteristics.

Fig. 7 viser en fjæranordning 9 som er spesielt hensiktsmessig å anvende sammen med en belgsylinder 7 for borehull hvis dybde man ikke kjenner ved fremstillingen av pumpen ifølge oppfinnelsen. Fjæranordningen 9 omfatter et fjærhus 901 som utgjøres av en sylinderkropp med lukket bunn, hvis øvre, åpne ende er gjenget. Fra sentrum av husets 901 bunn rager en styrepinne 902 vertikalt oppad, på hvilken et styrerør 903 er glidbart styrt. Styrerørets øvre ende er forbundet med bunnen av belgsylinderen 7. I sin undre ende har styrerøret en radiell, ringformet flens 904. Mellom styrerørets undre ende og husbunnen er distanseringer 905 og tallerkenfjærer 906 anordnet på en slik måte at tallerkenfjærene trykker med ønsket forspenningskraft mot ringflensen 904. Det vil således være klart at ved hensiktsmessig valg av antall og stablingsmåte for tallerkenfjærene samt antall distansebrikker kan forspennings-kraf ten varieres innenfor forholdsvis vide grenser. Husets 901 øvre, åpne ende lukkes av en propp 907 som inneholder en utsparing for gjennomgang av styrepinnen 902 og styrerøret 903. Videre er fjærhusets indre avtettet mot omgivelsene ved hjelp av en belgtetning 908 og en støtdempende ring 909 av elastisk materiale er anordnet på undersiden av proppen 907. Det av styrerøret 903 begrensete rom over styrepinnen 902 er på hensiktsmessig måte ventilert, dvs. dette rom kommuniserer med husets 901 indre f.eks. gjennom en kanal i styrepinnen. Fig. 7 shows a spring device 9 which is particularly suitable for use together with a bellows cylinder 7 for boreholes whose depth is unknown when manufacturing the pump according to the invention. The spring device 9 comprises a spring housing 901 which consists of a cylinder body with a closed bottom, the upper, open end of which is threaded. From the center of the bottom of the housing 901, a guide pin 902 protrudes vertically upwards, on which a guide tube 903 is slidably guided. The upper end of the guide tube is connected to the bottom of the bellows cylinder 7. At its lower end, the guide tube has a radial, ring-shaped flange 904. Between the lower end of the guide tube and the bottom of the housing, spacers 905 and disc springs 906 are arranged in such a way that the disc springs press with the desired biasing force against the ring flange 904 It will thus be clear that by appropriately choosing the number and stacking method for the plate springs as well as the number of spacers, the biasing force can be varied within relatively wide limits. The upper, open end of the housing 901 is closed by a plug 907 which contains a recess for passage of the guide pin 902 and the guide tube 903. Furthermore, the interior of the spring housing is sealed against the surroundings by means of a bellows seal 908 and a shock-absorbing ring 909 of elastic material is arranged on the underside of the stopper 907. The space limited by the guide tube 903 above the guide pin 902 is suitably ventilated, i.e. this space communicates with the interior of the housing 901, e.g. through a channel in the control stick.

En stor fordel med utførelsen ifølge fig. 7 er at den nøyaktige styring av belgsylinderens 7 bunnflates bevegelse, A major advantage of the design according to fig. 7 is that the precise control of the movement of the bottom surface of the bellows cylinder 7,

som sikres av styrepinnen 902 og styrerøret 903, tillater at en belgsylinder med slaglengde kan anvendes, f.eks. en belgsylinder av rullmembrantype, hvilket er særlig viktig ved borehull med meget liten diameter for oppnåelse av en tilstrekkelig stor volumstrømning, ved at fjærhuset og styrerøret er avtettet mot omgivelsene kan videre ikke rustfritt materiale anvendes for fjærer og belgstyring og en éngangsvedlikeholdssmøring, f.eks. med molybdendisulfid, forblir virksom i lang tid, hvilket gir en meget liten friksjonsinnvirkning under driften. which is secured by the guide pin 902 and the guide tube 903, allows a bellows cylinder with a stroke length to be used, e.g. a bellows cylinder of rolling diaphragm type, which is particularly important for boreholes with a very small diameter to achieve a sufficiently large volume flow, as the spring housing and guide tube are sealed against the surroundings, stainless material cannot be used for springs and bellows steering and a one-time maintenance lubrication, e.g. with molybdenum disulphide, remains effective for a long time, resulting in very little frictional impact during operation.

Fjærpakkens forspenning som er gitt av formen ifølge figuren, kan minskes ved at proppen 907 gjenges ut en smule under forutsetning av at belgsylinderen 7 tillater tilsvarende oppad-forskyvning av styrerørets 903 øvre ende. Dette forhold kan utnyttes for å avstedkomme en fininnstillingsmulighet for forspenningen ved å utforme huset vertikalt forskyvbart og gjengeforbindelsen mellom hus og propp virksom for en forholdsvis stor forskyvbarhet av proppen i forhold til huset. The preload of the spring pack, which is given by the shape according to the figure, can be reduced by threading the plug 907 out a little on the condition that the bellows cylinder 7 allows a corresponding upward displacement of the upper end of the guide tube 903. This relationship can be used to create a fine-tuning option for the pretension by designing the housing vertically displaceable and the threaded connection between housing and plug effective for a relatively large displaceability of the plug in relation to the housing.

Ved å benytte tallerkenfjærer kan forspenningskraften således enkelt varieres for ulike dybder. Videre er en slik fjærpakke mye kortere enn hva en skruefjær med tilsvarende forspenning ville være, hvilket ut fra håndteringssynspunkt er en stor fordel. Endelig er fjærpakken ifølge oppfinnelsen beskyttet mot ytre påvirkning, dvs. fra det i mange tilfeller aggresivt virkende brønnvann, slik at den har lang levetid, hvilket er et vesentlig særtrekk ved den tenkte anvendelse. By using plate springs, the biasing force can thus be easily varied for different depths. Furthermore, such a spring pack is much shorter than what a coil spring with a similar preload would be, which from a handling point of view is a big advantage. Finally, the spring pack according to the invention is protected against external influences, i.e. from the aggressively acting well water in many cases, so that it has a long life, which is a significant feature of the intended application.

Et flertall modifiseringer er tenkbare innenfor rammen av oppfinnelsen. Oppfinnelsen omfang skal derfor bare begrenses av innholdet av vedlagte krav. A number of modifications are conceivable within the scope of the invention. The scope of the invention shall therefore only be limited by the content of the attached claims.

Claims

1. Pumping device, in particular for pumping water through deep wells, where a feed pump unit (2) located at the ground surface transfers power and movement to a delivery pump unit (3), so that water during the working stroke is lifted through a delivery line (5) which via a pressure valve (10) is connected to the delivery pump unit (3), and that water during the return stroke flows into the delivery pump unit through an inlet line for well water, which is connected to the delivery pump unit via a suction valve (11), characterized in that a compressible and expandable chamber (6 ) in the feed pump unit (2) is connected to an equally compressible and expandable chamber (7) in the delivery pump unit (3) through a hydraulic line (4), that the two chambers (6, 7) and the hydraulic line (4) together form a closed hydraulic system, and that a return spring (9) is arranged to support the compression of the delivery pump unit's chamber (7) during the return stroke.

2. Pump device according to claim 1, characterized in that the return spring (9) has a bias (Fo) which at least balances the weight of a liquid column in the hydraulic line (4).

3. Pump device according to claim 2, characterized in that the preload (Fo) of the return spring (9) is determined by the following formula:

where p = liquid density g = acceleration of gravity hu = the height of the hydraulic line hb = level difference between the bottom of the delivery pump unit's chamber and the water level in the well A7 = delivery pump unit chamber bottom area.

4. Pump device according to claim 3, characterized in that the chambers (207, 307) in the delivery pump unit (203,

303) consists of a bellows cylinder that can only be expanded in the radial direction.

5. Pump device according to claim 4, characterized in that the bellows cylinder (220, 320) consists of a hose-shaped body (221, 321) of flexible material, preferably of reinforced rubber material, whose ends (224, 225, 324, 325) are firmly connected with disc-shaped holding element (222, 223, 322, 323) protruding from the housing whose diameter exceeds the diameter of the main part of the hose body in the unloaded state of the bellows cylinder, i.e. when the bellows cylinder is only loaded by the liquid column in the hydraulic line, and that the main part of the hose body (221, 321) is connected to the end parts by means of end connection parts (226, 227, 326, 327) which in the unloaded state of the bellows cylinder lie against the end surfaces of the holder elements and extend perpendicularly to the main part of the hose body, and that the return spring for the delivery pump unit's chamber is made of rubber springs (228) which are firmly connected to the snake body (221) .

6. Pump device according to claim 5, characterized in that the rubber springs are made of rubber plates which are evenly distributed around the periphery of the hose body and which extend along the entire length of the main part of the hose body (221), or of horizontally arranged bands with an extent that is smaller than the circumference of the hose body in its unloaded state and which is evenly distributed in the circumferential and vertical directions.

7. Pump device according to claim 5, characterized in that the return spring for the delivery pump unit's chamber (307) consists of evenly distributed springs (328) around the periphery of the hose body (321) which are firmly connected to the side wall (308) of the delivery pump unit (303) as well as to the hose body.

8. Pump device according to claim 7, characterized in that the return spring for the delivery pump unit's chamber (407) consists of spring plates (4028) which extend diametrically from one side of the snake-shaped body (421) to the other side and whose ends are firmly connected to the inner wall of the snake-shaped body, the plates (428) being produced in one piece and connected to each other along the central axis of the snake-shaped body.

9. Pump device according to claim 4, characterized in that the return spring for the delivery pump unit's chamber (507) consists of crescent-shaped leaf springs (528), preferably of rubber material, which extend radially between the snake-shaped body (521) and the inner wall of the housing (508) and whose ends lie against this inner wall and are freely movable in an axial direction relative to this, that the snake-shaped body (521) in an unloaded state is hourglass-shaped in the space between the holder elements (522, 523) and that the leaf springs are firmly connected to the snake-shaped body in its hourglass-shaped part .

10. Pump device according to claim 3, characterized in that the return spring (9) consists of a stack of disc springs (906) arranged in a spring housing (901) which presses against a member (903) connected to the bottom of the bellows cylinder (7) with a biasing force which is variable through a variation of the number of springs in the stack and variation of the stack height using spacers (905).