DE202009012365U1

DE202009012365U1 - Resonanzpumpe

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Publication number: DE202009012365U1
Application number: DE200920012365
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-13
Filing date: 2009-09-13
Publication date: 2009-11-19
Anticipated expiration: 2019-09-14

Abstract

Resonanzpumpe, dadurch gekennzeichnet daß in einem rohrförmigen, die elektrische Induktion sehrgering dämpfenden Gehäuse, mindestens ein mit Rückschlagventilen, (in Form von Kugel- oder Membranventilen), versehener Kolben zusammen mit, Ihn im Gehäuse zentrierenden Spiralfedern und/oder elastischen Verdrängungskörpern, leicht verschiebbar gelagert ist, welcher durch, eine oder mehrere, außerhalb des Pumpeninnenraums angebrachte Induktionsspule in Arbeitsrichtung mit Hilfe von, in diesem Kolben fixierten Ferrit- oder Permanentmagnetringen, vorzugsweise auf der Resonanzfrequenz des sich durch die Anordnung ergebenden Feder/Massen-Systems verschiebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine überwiegend rotationssymmetrisch aufgebaute Kolbenpumpe mit direkter elektrischer Ansteuerung des Pumpenkolbens, bei der ein Kolben mit integriertem Ventil in einem Gehäuse zu Längsschwingungen, vorzugsweise auf der Resonanzfrequenz, die sich aus den Massen der bewegbaren Teile der Resonanzpumpe und des Mediums ergibt, angeregt wird und dabei das zu fördernde Medium von einer Seite des Kolbens auf die andere Seite fördert. Der Rückfluß des Mediums wird durch zwei, an Ein- und Ausgang des Resonanzpumpengehäuses eingebaute Ventile wirksam verhindert.
Eine ähnliche Pumpe, bei der jedoch die ganze Pumpe durch einen externen Antrieb in Längsschwingungen versetzt wird ist in der US 2 553 542 beschrieben.
Zweck und Aufgabe der Erfindung ist, eine einfach und kostengünstig herstellbare Resonanzpumpe anzugeben, die durch direkte Anregung des Wirkmechanismus auf seiner Resonanzfrequenz, innerhalb des Arbeitsbereichs stufenlos regelbar ist und in beliebigen Abmessungen herstellbar ist, anzugeben.
Die bekannten Pumpen dieser Bauform werden mit einem hohen energetischen Aufwand betrieben und sind demzufolge in Herstellung und Betrieb mit hohen Kosten verbunden.
Der überwiegende Einsatzbereich der hier beschriebenen Resonanzpumpen liegt in der Verwendung als Förder- und Dosierpumpe. Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Resonanzpumpen liegt darin, daß der Hub der Kolben und damit die Fördermenge und -geschwindigkeit aus dem Nullpunkt heraus stufenlos, auch asymmetrisch regelbar ist, was die erfindungsgemäßen Resonanzpumpen auch für Einsatzbereiche einsetzbar macht in denen eine differenzierte Förderbewegung des Mediums gefordert wird.
Die erfindungsgemäße Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die erfindungsgemäße Resonanzpumpe, (1, 2, und 3) aus einem Gehäuse besteht, auf oder in dessen Umfangsfläche im Arbeitsbereich des Kolbens Induktionsspulen montiert sind, die mit, – im Kolben fixierten Ferrit- oder Permanentmagnetringen, – in Wechselwirkung treten, d. h. durch wechselweise Anregung oder Umpolung der Induktionsspule(n) den Kolben mit dem darin befindlichen Ventil innerhalb des Gehäuses in eine Längsschwingung oder, bei Verwendung als Dosierpumpe in eine, die Richtung wechselnde Hubbewegung versetzen.
Auftretende Streufelder der Induktionsspulen sind durch Abschirmbleche oder durch den Anbau von Polschuhen an die Induktionsspulen abschirmbar/dämpfbar. Der Rückfluß des Mediums gegen den Rücksog auf der Ansaugseite, bzw. den Rückdruck auf der Druckseite wird durch Ventile an den beiden Enden der Resonanzpumpe wirksam verhindert.
Da Teile der Resonanzpumpe, – mit Ausnahme der Induktionsspulen und Ferrit-, (1), bzw. Permanentmagnetringe, (2), – aus nahezu beliebigen Werkstoffkombinationen herstellbar sind und Kolbengeschwindigkeit und -weg innerhalb des Arbeitsbereichs beliebig regelbar sind, ist das, aus dem Pumpvorgang resultierende Strömungsverhalten in Sinne von, innerhalb eines Impulses wechselnden Strömungsgeschwindigkeitsprofilen beliebig regelbar, was die Resonanzpumpe auch für den Einsatz in einigen Bereichen der Medizintechnik eignet. Als Werkstoffe zur Herstellung der Einzelteile der Resonanzpumpen, – mit Ausnahme der Induktionsspulen und Ferrit-, (1), bzw. Permanentmagnetringe, (2), – eignen sich besonders faserverstärkte Kunststoffe oder Chrom-Nickel-Legierungen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nachfolgend anhand mehrerer vorteilhafter Ausführungsbeispiele beschrieben und dargestellt.
Die Darstellungen sind nicht maßstäblich und in der vertikalen Achse der Abbildungen zur besseren Unterscheidbarkeit der Einzelteile gedehnt dargestellt. Die Pfeile links und rechts der einzelnen Darstellungen bezeichnen die Förderrichtung.
Die Funktion der Resonanzpumpen in den folgenden Darstellungen beruht darauf, daß in einem Gehäuse ein Kolben verschiebbar gelagert ist, der zu beiden Seiten durch elastische Elemente, (Federn, (1), und/oder Verdrängungskörper, (1), zentriert wird und durch ein, mit dem Kolben verbundenes induktiv anregbares Element, (Ferrit- oder Permanentmagnetring) innerhalb einer oder mehrerer Induktionsspulen durch Induktion verschiebbar ist. Im Kolben und an beiden Enden der Resonanzpumpe befinden sich ein einseitig wirkende Kugelventile in gleicher Wirkrichtung.
Die bevorzugte Einbaurichtung der, in den Darstellungen gezeigten Resonanzpumpen ist vertikal, wobei die Ansaugseite in Einbaurichtung unten ist.
Wird der Kolben nach links, (bei vertikalem Einbau oben), bewegt, schließt die Ventilkugel, (1.10, 2.10, 3.10, und 4.10), im Kolben das Kugelventil im Kolben und das links, (bei vertikalem Einbau oben), vom Kolben befindliche Medium wird durch das in der Ausströmöffnung auf der Druckseite befindliche Kugelventil aus der Resonanzpumpe gefördert. Gleichzeitig wird durch den, im Raum rechts, (bei vertikalem Einbau unterhalb) des Kugelventils entstehenden Unterdruck das Medium durch das sich öffnende Kugelventil in der Ansaugöffnung eingesaugt. Der Rückfluß des Mediums bei Umkehrung der Kolbenbewegung wird durch die Kugelventile verhindert. Bewegt sich der Kolben von links nach rechts wird das in der Ansaugöffnung befindliche Kugelventil geschlossen und das rechts, (bei vertikalem Einbau unterhalb), des Kolbens befindliche Medium in den Raum links, (bei vertikalem Einbau oberhalb), des Kolbens verdrängt.
In den Zeichnungen sind die Kugelventile mit lose eingelegten Kugeln dargestellt. In diesem Fall wird deren Betätigung durch die Bewegung der Kolben und des geförderten Mediums bewirkt.
Der Verschluß der Kugelventile wird dadurch optimiert daß die Ventilkugeln, wie in (4) gezeigt, mit Hilfe einer Feder in die Ventilsitze gedrückt werden, was den Einsatz der Resonanzpumpen bei etwa horizontalem Einbau oder im Betrieb wechselnder Lage, z. B. wenn dieselben während des Betriebs, z. B. in Fahrzeugen, bewegt werden, sind die Ventilkugeln durch einen gefederten, in einer, etwa in der Mitte der Prallfläche, in einer Bohrung geführten Stift abgestützt. Dieser Führungsstift kann auch, insbesondere bei Ventilkugeln aus Kunststoff, an die Ventilkugeln angeformt sein. Da die Ventilkugeln in diesem Fall nicht mehr frei drehen können, besteht im bereich der Ventilsitze die Gefahr des vorzeitigen Verschleißes. (4). Nachteilig ist dabei, daß die Ventilkugeln nach einiger Betriebszeit Einlauferscheinungen zeigen.
Eine Low-cost-Variante der gezeigten Resonanzpumpen sieht vor, die Kugelventile durch Federstahl-, Gummi, oder Elastomerklappen, (auch als Flatterventile bekannt), zu ersetzen, die aufgrund ihrer Eigenelastizität ein(e) oder mehrere Bohrung(en)/Hohlprofil(e) im Ventil verschließen. (5).
1 zeigt die erfindungsgemäße Resonanzpumpe in einer Ausführung in der Kolben, – gebildet durch zwei, miteinander, z. B. durch eine Verschraubung, verbundenen Teile, (1.7, und 1.8), und einem Ring, (1.6), aus Ferrit-, oder einem anderen induktiv wirksamen Werkstoff, z. B. Eisen, im Innenraum mit einem einseitig wirkenden Kugelventil, gebildet durch die Ventilkugel, (1.10), und Überströmkanälen, (1.81), welche durch eine kreisförmige Anordnung von Bohrungen und/oder profilierten Durchbrüchen um die vorzugsweise kalottenförmige Rückprallfläche für die Ventilkugel, (1.10), angeordnet sind.
Das Resonanzpumpengehäuse besteht aus einem Gehäuserohr, (1.1), und besitzt an beiden Enden auf Druck- und Ansaugseite Befestigungsgewinde zur Aufnahme der Deckel, (1.2, und 1.5), Die Induktionsspulen, (1.12, und 1.13), sind mit den längsgeteilten Spulenkörpern, (1.121, und 1.131), in das Gehäuserohr, (1.1), eingelassen um im Betrieb eine Lageveränderung der Spulen durch Verschiebung zu vermeiden. Im Betrieb werden zur Bewirkung der Kolbenbewegung die Induktionsspulen abwechselnd mit elektrischer Energie versorgt und bewirken dadurch eine Lageänderung des Kolbens, der durch die Teile (1.6, 1.71, 1.8, 1.83, 1.84, und 1.10) gebildet wird. Durch die Option, die beiden Spulen getrennt anzusteuern ergibt sich die Möglichkeit, die Kolbenbewegung innerhalb des Arbeitsbereichs in beliebigen Bewegungs- und/oder Beschleunigungsprofilen zu regeln.
Der Deckel auf der Ansaugseite, (1.3), besitzt im Innenbereich eine, vorzugsweise kalottenförmige Prallfläche, (1.32), um die Überströmkanäle, (1.31), in Form von Bohrungen und/oder profilförmigen Durchbrüchen angeordnet sind, und bildet zusammen mit der Verschraubung Ansaugseite, (1.5), und der Ventilkugel, (1.11), ein einseitigwirkendes Kugelventil, das durch die Ventilkugel, (1.10), am abgerundeten Ventilsitz, (1.52), geschlossen wird.
Der Deckel Druckseite, (1.2), bildet zusammen mit der Verschraubung Druckseite, (1.5), ein einseitig wirkendes Kugelventil, wobei durch die O-Ringe, (1.43 und 1.21), die Resonanzpumpe nach außen abdichtet wird. Der Deckel Druckseite, (1.2), enthält das Kugelventil, welches durch die Ventilkugel, (1.11), und den abgerundeten Ventilsitz, (1.52), bei Auflage der Ventilkugel, (1.11), geschlossen wird. Die Verschraubung Druckseite, (1.5), besitzt im Innenbereich eine, vorzugsweise kalottenförmige, Prallfläche, (1.32), um welche Überströmkanäle, (1.31), in Form von Bohrungen und/oder profilförmigen Durchbrüchen angeordnet sind.
Zu beiden Seiten des Kolbens, der durch die Teile (1.6, 1.71, 1.8, 1.83, 1.84, und 1.10) gebildet wird sind Spiralfedern, (1.14 und 1.15), angeordnet, die den Kolben im Ruhezustand in der Resonanzpumpe zentrieren. Diese Spiralfedern besitzen abhängig von ihrer Dimensionierung, (Material, Querschnitt, Windungszahl), einen hohen Einfluß auf die Resonanzfrequenz des hin und her schwingenden Kolbens.
2 zeigt die erfindungsgemäße Resonanzpumpe in einer weitgehend der vorbeschriebenen, 1 entsprechenden Ausführung in welcher der Kolben, – gebildet durch zwei, miteinander, z. B. durch eine Verschraubung, verbundenen Teile, (2.7, und 2.8), jedoch abweichend von 1 einem Ring, (2.6), aus Permanentmagnetwerkstoff, z. B. Co-Sm oder NdFeB, im Innenraum mit einem einseitig wirkenden Kugelventil, gebildet durch die Ventilkugel, (2.10), und Überströmkanälen, (2.81), welche durch eine kreisförmige Anordnung von Bohrungen und/oder profilierten Durchbrüchen um die vorzugsweise kalottenförmige Rückprallfläche für die Ventilkugel, (2.10), angeordnet sind. Das Resonanzpumpengehäuse besteht aus einem Gehäuserohr, (2.1), und besitzt an beiden Enden auf Druck- und Ansaugseite Befestigungsgewinde zur Aufnahme der Deckel, (2.2, und 2.5).
Abweichend von 1 besitzt die Resonanzpumpe nur eine Induktionsspule, (2.12), die in eine, mit Isolierlack versehene Ringnut eingelassen ist und ohne Spulenkörper direkt in die Ringnut im Gehäuserohr, (2.1), gewickelt wird um im Betrieb eine Lageveränderung der Spulen durch Verschiebung zu vermeiden. Im Betrieb wird zur Bewirkung der Kolbenbewegung die Induktionsspule, (2.12), umgepolt, bzw. mit einer, in der Frequenz regelbaren, Wechselspannung betrieben.
Diese Montageform der Induktionsspule ist auch auf die, in 1 und 3 beschriebenen Varianten anwendbar und erlaubt es, den Abstand des Spulen-Innenduchmessers zum Permanentmagnet-, bzw. Ferritring zu reduzieren. Die Länge der Induktionsspule entspricht etwa dem maximal möglichen Hub des Kolbens der durch die Teile (2.6, 2.71, 2.8, 2.83, 2.84, und 2.10) gebildet wird. Zur Reduzierung von Streufeldern und zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Induktionsspule ist um dieselbe ein U-förmiger, Magnetfelder gut leitender Polschuh, (2.122), mit geringen Ummagnetisierungsverlusten montiert.
Der Deckel, (2.3), auf der Ansaugseite besitzt im Innenbereich eine, vorzugsweise kalottenförmige Prallfläche, (2.32), um die Überströmkanäle, (2.31), in Form von Bohrungen und/oder profilförmigen Durchbrüchen angeordnet sind, und bildet zusammen mit der Verschraubung Ansaugseite, (2.5), und der Ventilkugel, (2.11), ein einseitigwirkendes Kugelventil, das durch die Ventilkugel, (2.10), am abgerundeten Ventilsitz, (2.52), geschlossen wird.
Der Deckel Druckseite, (2.2), bildet zusammen mit der Verschraubung Druckseite, (2.5), ein einseitig wirkendes Kugelventil, wobei durch die O-Ringe, (2.43 und 2.21), die Resonanzpumpe nach außen abdichtet wird. Der Deckel Druckseite, (2.2), enthält das Kugelventil, welches durch die Ventilkugel, (2.11), und den abgerundeten Ventilsitz, (2.52), bei Auflage der Ventilkugel, (2.11), geschlossen wird. Die Verschraubung Druckseite, (2.5), besitzt im Innenbereich eine, vorzugsweise kalottenförmige, Prallfläche, (2.32), um welche Überströmkanäle, (2.31), in Form von Bohrungen und/oder profilförmigen Durchbrüchen angeordnet sind.
Zu beiden Seiten des Kolbens, der durch die Teile (2.6, 2.71, 2.8, 2.83, 2.84, und 2.10) gebildet wird sind Spiralfedern, (2.14 und 2.15), angeordnet, die den Kolben im Ruhezustand in der Resonanzpumpe zentrieren. Diese Spiralfedern besitzen abhängig von ihrer Dimensionierung, (Material, Querschnitt, Windungszahl), einen hohen Einfluß auf die Resonanzfrequenz des hin und her schwingenden Kolbens.
3 zeigt eine weitere, der in 1 dargestellten Variante in welcher der Kolben, – gebildet durch zwei, miteinander, z. B. durch eine Verschraubung, verbundenen Teile, (3.7, und 3.8), und einem Ring, (3.6), aus Ferrit-, oder einem anderen induktiv wirksamen Werkstoff, z. B. Eisen, im Innenraum mit einem einseitig wirkenden Kugelventil, gebildet durch die Ventilkugel, (3.10), und Überströmkanälen, (3.81), welche durch eine kreisförmige Anordnung von Bohrungen und/oder profilierten Durchbrüchen um die vorzugsweise kalottenförmige Rückprallfläche für die Ventilkugel, (3.10), angeordnet sind.
Das Resonanzpumpengehäuse besteht aus einem Gehäuserohr, (3.1), und besitzt an beiden Enden auf Druck- und Ansaugseite Befestigungsgewinde zur Aufnahme der Deckel, (3.2, und 3.5), Die Induktionsspulen, (3.12, und 3.13), sind mit den längsgeteilten Spulenkörpern, (3.121, und 3.131), in das Gehäuserohr, (3.1), eingelassen um im Betrieb eine Lageveränderung der Spulen durch Verschiebung zu vermeiden. Im Betrieb werden zur Bewirkung der Kolbenbewegung die Induktionsspulen abwechselnd mit elektrischer Energie versorgt und bewirken dadurch eine Lageänderung des Kolbens, der durch die Teile (3.6, 3.71, 3.8, 3.83, 3.84, und 3.10) gebildet wird. Durch die Option, die beiden Spulen getrennt anzusteuern ergibt sich die Möglichkeit, die Kolbenbewegung innerhalb des Arbeitsbereichs in beliebigen Bewegungs- und/oder Beschleunigungsprofilen zu regeln.
Der Deckel auf der Ansaugseite, (3.3), besitzt im Innenbereich eine, vorzugsweise kalottenförmige Prallfläche, (3.32), um die Überströmkanäle, (3.31), in Form von Bohrungen und/oder profilförmigen Durchbrüchen angeordnet sind, und bildet zusammen mit der Verschraubung Ansaugseite, (3.5), und der Ventilkugel, (3.11), ein einseitigwirkendes Kugelventil, das durch die Ventilkugel, (3.10), am abgerundeten Ventilsitz, (3.52), geschlossen wird.
Der Deckel Druckseite, (3.2), bildet zusammen mit der Verschraubung Druckseite, (3.5), ein einseitig wirkendes Kugelventil, wobei durch die O-Ringe, (3.43 und 3.21), die Resonanzpumpe nach außen abdichtet wird. Der Deckel Druckseite, (3.2), enthält das Kugelventil, welches durch die Ventilkugel, (3.11), und den abgerundeten Ventilsitz, (3.52), bei Auflage der Ventilkugel, (3.11), geschlossen wird. Die Verschraubung Druckseite, (3.5), besitzt im Innenbereich eine, vorzugsweise kalottenförmige, Prallfläche, (3.32), um welche Überströmkanäle, (3.31), in Form von Bohrungen und/oder profilförmigen Durchbrüchen angeordnet sind.
Abweichend von 1 sind zu beiden Seiten des Kolbens, der durch die Teile (3.6, 3.71, 3.8, 3.83, 3.84, und 3.10) gebildet wird sind Verdrängungskörper, (3.14 und 3.15), angeordnet, die den Kolben im Ruhezustand in der Resonanzpumpe zentrieren. Diese Verdrängungskörper sind aus einem hochelastischen Werkstoff, z. B. einem geschlossenporigen Elastomer oder als gasgefüllte Hohlkörper, (wie gezeichnet), hergestellt. Bei gasgefüllten Verdrängungskörpern empfiehlt es sich, die dem Gehäuserohr zugewandten Umfangsflächen der Verdrängungskörper zur Reduzierung von Walkvorgängen im Eckenbereich, zur Gehäuserohrwand hin, dach- oder trapezförmig anzuschrägen.
Durch den Einsatz der Verdrängungskörper, (3.14 und 3.15), wird der Innenraum der Resonanzpumpe und damit das Volumen der zu bewegenden Menge des zu fördernden Mediums stark reduziert. Gleichzeitig wird die resultierende Fördermenge durch die, durch den Kolbenhub bewirkte, wechselnde Streckung/Stauchung der Verdrängungskörper und die daraus resultierende, zusätzliche Vergrößerung/Verkleinerung des Volumens des zu fördernden Mediums zwischen den Kugelventilen bei gleichem Kolbenhub vergrößert. Insoweit eine Befestigung der Verdrängungskörper in der Resonanzpumpe erforderlich ist, erfolgt diese zweckmäßig durch angeformte ringförmige Wulste an beiden Seiten, die in korrespondierende Ringnuten in Kolben und Deckel eingedrückt werden. Die Herstellung derartiger Ringwulste ist bei Verwendung von Elastomeren oder Gummi problemlos möglich.
4 zeigt einen Kolben aus der in 3 dargestellten Variante in welcher der Kolben, – gebildet durch zwei, miteinander, z. B. durch eine Verschraubung, verbundenen Teile, (4.7, und 4.8), und einem Ring, (4.6), aus Ferrit-, oder einem anderen induktiv wirksamen Werkstoff, z. B. Eisen, im Innenraum mit einem einseitig wirkenden Kugelventil, gebildet durch die Ventilkugel, (4.10), und Überströmkanälen, (4.81), welche durch eine kreisförmige Anordnung von Bohrungen und/oder profilierten Durchbrüchen um die vorzugsweise kalottenförmige Rückprallfläche für die Ventilkugel, (4.10), angeordnet sind. Abweichend von 3 ist das Kugelventil dahingehend erweitert, daß in der Prallfläche ein, gefedert gelagerter, verschiebbarer Stempel eingesetzt ist, der die Ventilkugel, (4.10), in den Ventilsitz, (4.72), drückt. Der Stempel kann mit der Ventilkugel fest verbunden, verklebt oder ein Teil der Ventilkugel sein. Die Spiralfeder, (4.10), ist aus rostfreiem Cr-Ni-Werkstoff hergestellt.
5 zeigt einen Kolben aus der in 4 dargestellten Variante in welcher der Kolben, – gebildet durch zwei, miteinander, z. B. durch eine Verschraubung, verbundenen Teile, (5.7, und 5.8), und einem Ring, (5.6), aus Ferrit-, oder einem anderen induktiv wirksamen Werkstoff, z. B. Eisen. Abweichend von 4 ist das übernimmt die Ventilfunktion ein Membran-Klappenventil. 5a zeigt die Verschlußklappenmembran, (5.15), in der Draufsicht. Die Verschlußklappenmembran, (5.15), ist am äußeren Rand durch den O-Ring, (5.84), zwischen den beiden Kolbenteilen eingespannt. Die Verschlußklappenmembran, (5.15), ist aus dünnem, rostfreiem Federstahlblech, Gummi, oder einem anderen Elastomer hergestellt und besitzt im dargestellten Fall zwei Biegebereiche, (5.151), die durch eine definierte Querschnittsreduzierung das Wegbiegen der beiden Verschlußlappen ermöglichen, wenn in den Überströmkanälen, (5.71), ein Überdruck, oder auf der, den Überströmkanälen abgewandten Seite der Verschlußklappenmembran, (5.15), ein Unterdruck auftritt. Die Überlappung von Verschlußklappenmembran, (5.15), und Überströmkanälen, (5.71), ist in der Draufsicht dargestellt.
Diese Variante ist in die in 1, 2 und 3 dargestellten Bauformen der Resonanzpumpen implementierbar und können bei kleineren Förderleistungen/Differenzdrücken, deren Kugelventile ersetzen. Sie ist auch mit mehr Überströmkanälen in Verbindung mit einer der Zahl der Überströmkanäle entsprechende Anzahl von Verschlußklappen herstellbar, was den Einsatz sensiblerer Membranen ermöglicht und hauptsächlich für kleine Fördermengen in Verbindung mit geringen Drücken geeignet, jedoch sehr kostengünstig herstellbar.
Die vorbeschriebenen Resonanzpumpenvarianten sind zur Reduzierung von, vom Gehäuse auf die Halterung übertragenen Schwingungen paarweise montiert und werden im Gegentakt betrieben. Rohrschwingungen im, an die Resonanzpumpe(n) anschließenden Leitungsbereich werden durch bekannte Kompensatoren weitgehend neutralisiert. Werden mehrere Resonanzpumpen in einer Halterung und an gemeinsamen Ansaug- und Druckleitungen phasenverschoben betrieben, ist eine nahezu laminare Strömung erreichbar. Gleichzeitig werden durch eine Ansteuerung der Induktionsspulen im Gegentakt nach außen auftretende Schwingungen gegeneinander aufgehoben.
Die erfindungsgemäßen Resonanzpumpen sind beim Einsatz zur Vergrößerung des Regelbereichs in Kaskaden und/oder zur Erhöhung des Drucks hintereinander montierbar.
Bezeichnung der Baugruppen und Teile in den Abbildungen

Teilebezeichnung in 1

1.1: Gehäuserohr mit Gewinden für die Montage der Deckel auf der Ansaug-, (1.3), und Druckseite, (1.2), und Ringnuten zur Montage der geteilten Spulenkörper, (1.121 und 1.131). Das Gehäuserohr ist aus rostfreiem Stahl ebenso wie aus einem breiten Spektrum an Kunststoffen, vorzugsweise faserverstärkt, herstellbar.
1.2: Deckel Druckseite mit Nut zur Aufnahme des O-Rings, (1.21), zur Abdichtung des Innenraums, verschraubt mit Gehäuserohr, (1.1).
1.21: O-Ring zur Abdichtung des Gehäusedeckels Druckseite, (1.2), gegen das Gehäuserohr, (1.1).
1.22: Ventilsitz, (Kante abgerundet).
1.3: Deckel Ansaugseite, mit Nut zur Aufnahme des O-Rings, (1.34), zur Abdichtung des Innenraums, verschraubt mit Gehäuserohr, (1.1).
1.31: Überströmkanäle
1.32: Prallfläche für Ventilkugel (1.9), vorzugsweise kalottenförmig ausgeführt.
1.34: O-Ring zur Abdichtung des Gehäusedeckels Ansaugseite, (1.3), gegen das Gehäuserohr, (1.1).
1.4: Verschraubung Druckseite mit Überströmkanälen, (1.41), und Prallfläche, (1.42), für die Ventilkugel, (1.10).
1.41: Überströmkanäle
1.42: Prallfläche für Ventilkugel, (1.10), vorzugsweise kalottenförmig ausgeführt.
1.43: O-Ring in stirnseitiger Aufnahmenut zur Abdichtung des Gewindes zwischen Deckel Druckseite (1.2), und Verschraubung Druckseite (1.4).
1.5: Verschraubung Ansaugseite mit Ventilsitz, (1.52) und stirnseitiger Aufnahmenut für den O-Ring (1.51).
1.51: O-Ring in stirnseitiger Aufnahmenut zur Abdichtung des Gewindes zwischen Deckel Ansaugseite (1.3), und Verschraubung Ansaugseite (1.5).
1.52: Ventilsitz, (Kante abgerundet).
1.6: Ferritring.
1.7: Kolben Ansaugseite mit Gewinde zur Verschraubung mit Kolben Druckseite, (1.8), Ventilsitz (1.7.2), und Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings, (1.7.1).
1.71: Dichtring, (alternativ Lippendichtring).
1.72: Ventilsitz, (Kante abgerundet).
1.8: Kolben Druckseite mit Absatz für Ferritring, (1.9), Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings, (1.84), Überströmkanälen, (1.81), und Prallfläche, (1.82), für die Ventilkugel, (1.10).
1.81: Überströmkanäle.
1.82: Prallfläche für Ventilkugel, (1.11), vorzugsweise kalottenförmig ausgeführt.
1.83: Dichtring, (alternativ Lippendichtring).
1.84: O-Ring in stirnseitiger Aufnahmenut zur Abdichtung der Verschraubung gegen den Kolben Ansaugseite, (1.7), auf der Eingangseite.
1.9: Ventilkugel, als Hohl- oder Vollkugel, abhängig vom zu förderndem Medium, aus Glas, Keramik, Metall oder Kunststoff hergestellt.
1.10: Ventilkugel, als Hohl- oder Vollkugel, abhängig vom zu förderndem Medium, aus Glas, Keramik, Metall oder Kunststoff hergestellt.
1.11: Ventilkugel, als Hohl- oder Vollkugel, abhängig vom zu förderndem Medium, aus Glas, Keramik, Metall oder Kunststoff hergestellt.
1.12: Induktionsspule, wird nach Montage des Spulenkörpers, (1.21), auf das Gehäuserohr (1.1) gewickelt.
1.121: Spulenkörper, zur Vereinfachung der Montage in Längsachse geteilt.
1.13: Induktionsspule, Wird nach Montage des Spulenkörpers, (1.21), auf das Gehäuserohr (1.1) gewickelt.
1.131: Spulenkörper, zur Vereinfachung der Montage in Längsachse geteilt.
1.14: Spiralfeder, abhängig vom zu förderndem Medium, aus rostfreiem Federstahl, optional oberflächenbeschichtet hergestellt.
1.15: Spiralfeder, abhängig vom zu förderndem Medium, aus rostfreiem Federstahl, optional oberflächenbeschichtet hergestellt.

Teilebezeichnung in 2

2.1: Gehäuserohr mit Gewinden für die Montage der Deckel auf der Ansaug-, (2.3), und Druckseite, (2.2), und Ringnuten zur Montage der Spule, (2.121 und 2.131).
2.2: Deckel Druckseite mit Nut zur Aufnahme des O-Rings, (2.21), zur Abdichtung des Innenraums, verschraubt mit Gehäuserohr, (2.1).
2.21: O-Ring zur Abdichtung des Gehäusedeckels Druckseite, (2.2), gegen das Gehäuserohr, (2.1).
2.22: Ventilsitz, (Kante abgerundet).
2.3: Deckel Ansaugseite, mit Nut zur Aufnahme des O-Rings, (2.34), zur Abdichtung des Innenraums, verschraubt mit Gehäuserohr, (2.1).
2.31: Überströmkanäle
2.32: Prallfläche für Ventilkugel, (2.9), vorzugsweise kalottenförmig.
2.34: O-Ring zur Abdichtung des Gehäusedeckels Ansaugseite, (2.3), gegen das Gehäuserohr, (2.1).
2.4: Verschraubung Druckseite mit Überströmkanälen, (2.41), und Prallfläche, (2.42), für die Ventilkugel, (2.10).
2.41: Überströmkanäle
2.42: Prallfläche für Ventilkugel, (2.10), vorzugsweise kalottenförmig.
2.43: O-Ring in stirnseitiger Aufnahmenut zur Abdichtung des Gewindes zwischen Deckel Druckseite (2.2), und Verschraubung Druckseite (2.4).
2.5: Verschraubung Ansaugseite mit Ventilsitz, (2.52) und stirnseitiger Aufnahmenut für den O-Ring (2.51).
2.51: O-Ring in stirnseitiger Aufnahmenut zur Abdichtung des Gewindes zwischen Deckel Ansaugseite (2.3), und Verschraubung Ansaugseite (2.5).
2.52: Ventilsitz, (Kante abgerundet).
2.6: Permanentmagnetring, in Arbeitsrichtung gepolt.
2.7: Kolben Ansaugseite mit Gewinde zur Verschraubung mit Kolben Druckseite, (2.8), Ventilsitz (2.72), und Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings, (2.71).
2.71: Dichtring, (alternativ Lippendichtring).
2.72: Ventilsitz, (Kante abgerundet).
2.8: Kolben Druckseite mit Absatz für Ferritring, (2.9), Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings, (2.84), Überströmkanälen, (2.81), und Prallfläche, (2.82), für die Ventilkugel, (2.10).
2.81: Überströmkanäle.
2.82: Prallfläche für Ventilkugel, (2.11), vorzugsweise kalottenförmig.
2.83: Dichtring, (alternativ Lippendichtring).
2.84: O-Ring in stirnseitiger Aufnahmenut zur Abdichtung der Verschraubung gegen den Kolben Ansaugseite, (2.7), auf der Eingangseite.
2.9: Ventilkugel, als Hohl- oder Vollkugel, abhängig vom zu förderndem Medium, aus Glas, Keramik, Metall oder Kunststoff hergestellt.
2.10: Ventilkugel, als Hohl- oder Vollkugel, abhängig vom zu förderndem Medium, aus Glas, Keramik, Metall oder Kunststoff hergestellt.
2.11: Ventilkugel, als Hohl- oder Vollkugel, abhängig vom zu förderndem Medium, aus Glas, Keramik, Metall oder Kunststoff hergestellt.
2.12: Induktionsspule, (wird direkt auf eine Isolierschicht in der Ringnut des Gehäuserohrs gewickelt).
2.122: Polschuh, (ringförmiges U-Profil), in der Längsachse zur Montage geteilt, gleichzeitig Abschirmung der Induktionsspule nach außen. Wird zum Beispiel aus Weicheisenblech hergestellt oder aus ferritgefülltem Kunststoff mit einer Kunststoffspritzmaschine direkt auf die Induktionsspule und das Gehäuserohr gespritzt.
2.14: Spiralfeder, abhängig vom zu förderndem Medium, z. B. aus rostfreiem Federstahl, optional oberflächenbeschichtet hergestellt.
2.15: Spiralfeder, abhängig vom zu förderndem Medium, z. B. aus rostfreiem Federstahl, optional oberflächenbeschichtet hergestellt.

Teilebezeichnung in 3

3.1: Gehäuserohr mit Gewinden für die Montage der Deckel auf der Ansaug-, (3.3), und Druckseite, (3.2), und Ringnuten zur Montage der geteilten Spulenkörper, (3.121 und 3.131).
3.2: Deckel Druckseite mit Nut zur Aufnahme des O-Rings, (3.21), zur Abdichtung des Innenraums, verschraubt mit Gehäuserohr, (3.1).
3.21: O-Ring zur Abdichtung des Gehäusedeckels Druckseite, (3.2), gegen das Gehäuserohr, (3.1).
3.22: Ventilsitz, (Kante abgerundet).
3.3: Deckel Ansaugseite, mit Nut zur Aufnahme des O-Rings, (3.34), zur Abdichtung des Innenraums, verschraubt mit Gehäuserohr, (3.1).
3.31: Überströmkanäle
3.32: Prallfläche für Ventilkugel, (3.9), vorzugsweise kalottenförmig.
3.34: O-Ring zur Abdichtung des Gehäusedeckels Ansaugseite, (3.3), gegen das Gehäuserohr, (3.1).
3.4: Verschraubung Druckseite mit Überströmkanälen, (3.41), und Prallfläche, (3.42), für die Ventilkugel, (3.10).
3.41: Überströmkanäle
3.42: Prallfläche für Ventilkugel, (3.10), vorzugsweise kalottenförmig.
3.43: O-Ring in stirnseitiger Aufnahmenut zur Abdichtung des Gewindes zwischen Deckel Druckseite (3.2), und Verschraubung Druckseite (3.4).
3.5: Verschraubung Ansaugseite mit Ventilsitz, (3.52) und stirnseitiger Aufnahmenut für den O-Ring (3.51).
3.51: O-Ring in stirnseitiger Aufnahmenut zur Abdichtung des Gewindes zwischen Deckel Ansaugseite (3.3), und Verschraubung Ansaugseite (3.5).
3.52: Ventilsitz, (Kante abgerundet).
3.6: Ferritring.
3.7: Kolben Ansaugseite mit Gewinde zur Verschraubung mit Kolben Druckseite, (3.8), Ventilsitz (3.72), und Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings, (3.71).
3.71: Dichtring, (alternativ Lippendichtring).
3.72: Ventilsitz, (Kante abgerundet).
3.8: Kolben Druckseite mit Absatz für Ferritring, (3.9), Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings, (3.84), Überströmkanälen, (3.81), und Prallfläche, (3.82), für die Ventilkugel, (3.10).
3.81: Überströmkanäle.
3.82: Prallfläche für Ventilkugel, (3.11), vorzugsweise kalottenförmig.
3.83: Dichtring, (alternativ Lippendichtring).
3.84: O-Ring in stirnseitiger Aufnahmenut zur Abdichtung der Verschraubung gegen den Kolben Ansaugseite, (3.7), auf der Eingangseite.
3.9: Ventilkugel, als Hohl- oder Vollkugel, abhängig vom zu förderndem Medium, aus Glas, Keramik, Metall oder Kunststoff hergestellt.
3.10: Ventilkugel, als Hohl- oder Vollkugel, abhängig vom zu förderndem Medium, aus Glas, Keramik, Metall oder Kunststoff hergestellt.
3.11: Ventilkugel, als Hohl- oder Vollkugel, abhängig vom zu förderndem Medium, aus Glas, Keramik, Metall oder Kunststoff hergestellt.
3.12: Induktionsspule, wird nach Montage des Spulenkörpers, (3.21), auf das Gehäuserohr (3.1) gewickelt.
3.121: Spulenkörper, zur Vereinfachung der Montage in Längsachse geteilt.
3.13: Induktionsspule, Wird nach Montage des Spulenkörpers, (3.21), auf das Gehäuserohr (3.1) gewickelt.
3.131: Spulenkörper, zur Vereinfachung der Montage in Längsachse geteilt.
3.14: Verdrängungskörper, als elastischer Balg, vorzugsweise als Hohlkörper ausgeführt, z. B. aus Gummi oder einem Elastomer hergestellt, auch als Membranbalg ausführbar.
3.15: Verdrängungskörper, als elastischer Balg, vorzugsweise als Hohlkörper ausgeführt, z. B. aus Gummi oder einem Elastomer hergestellt, auch als Membranbalg ausführbar.

Teilebezeichnung in 4

4.6: Ferritring.
4.7: Kolben Ansaugseite mit Gewinde zur Verschraubung mit Kolben Druckseite, (4.8), Ventilsitz (4.72), und Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings, (4.71).
4.71: Dichtring, (alternativ Lippendichtring).
4.72: Ventilsitz, (Kante abgerundet).
4.77: Ringnut zum Einknöpfen des Wulstes des Verdrängungskörpers, (4.15).
4.8: Kolben Druckseite mit Absatz für Ferritring, (4.9), Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings, (4.84), Überströmkanälen, (4.81), und Prallfläche, (4.82), für die Ventilkugel, (4.10).
4.81: Überströmkanäle.
4.82: Prallfläche für Ventilkugel, (4.11), vorzugsweise kalottenförmig ausgeführt.
4.83: Dichtring, (alternativ Lippendichtring).
4.84: O-Ring in stirnseitiger Aufnahmenut zur Abdichtung der Verschraubung gegen den Kolben Ansaugseite, (4.7), auf der Eingangseite.
4.85: Federstempel zur Rückführung der Ventilkugel, (4.10).
4.86: Spiralfeder zur Betätigung des Federstempels, (4.85).
4.87: Ringnut zum Einknöpfen des Wulstes des Verdrängungskörpers, (4.14).
4.10: Ventilkugel, als Hohl- oder Vollkugel, abhängig vom zu förderndem Medium, aus Glas, Keramik, Metall oder Kunststoff hergestellt.

Teilebezeichnung in 5 und 5a

5.6: Ferritring.
5.7: Kolben Ansaugseite mit Gewinde zur Verschraubung mit Kolben Druckseite, (5.8), Überströmkanälen, (5.81). Ventilsitz, (5.72), und Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings, (5.71).
5.71: Überströmkanäle.
5.8: Kolben Druckseite mit Absatz für Ferritring, (5.6), und stirnseitig eingesetztem O-Ring zur Fixierung der Verschlußklappenmembran, (5.15).
5.15: Verschlußklappenmembran, (sogenannte Flattermembran), hergestellt aus dünnem, rostfreiem Federstahlblech. Gummi, oder einem anderen Elastomer.
5.151: Biegebereich der Verschlußklappenmembran, (5.72).
5.84: O-Ring in stirnseitiger Aufnahmenut zur Abdichtung der Verschraubung gegen den Kolben Ansaugseite, (5.7), und zur Fixierung Verschlußklappenmembran, (5.15).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 2553542 [0002]

Claims

Resonanzpumpe, dadurch gekennzeichnet daß in einem rohrförmigen, die elektrische Induktion sehrgering dämpfenden Gehäuse, mindestens ein mit Rückschlagventilen, (in Form von Kugel- oder Membranventilen), versehener Kolben zusammen mit, Ihn im Gehäuse zentrierenden Spiralfedern und/oder elastischen Verdrängungskörpern, leicht verschiebbar gelagert ist, welcher durch, eine oder mehrere, außerhalb des Pumpeninnenraums angebrachte Induktionsspule in Arbeitsrichtung mit Hilfe von, in diesem Kolben fixierten Ferrit- oder Permanentmagnetringen, vorzugsweise auf der Resonanzfrequenz des sich durch die Anordnung ergebenden Feder/Massen-Systems verschiebbar ist.
Resonanzpumpe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Resonanzpumpe an Ein- und Ausgang mit Kugel- oder Membranventilen mit gleicher Wirkrichtung wie das Kugel- oder Membranventil im Kolben versehen ist.
Resonanzpumpe, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die, den Kolben betätigenden Induktionsspule(n) außerhalb des Innenraums, vorzugsweise jedoch, zum Schutz vor Verschiebungen, ganz oder teilweise in das Gehäuse eingelassen und optional mit einem, gleichzeitig als Abschirmung wirkenden Polschuh versehen sind.
Resonanzpumpe, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die, den Kolben betätigenden Induktionsspulen außerhalb des Innenraums, vorzugsweise jedoch, zum Schutz vor Verschiebungen, ganz oder teilweise in das Gehäuse eingelassen und optional mit einem, gleichzeitig als Abschirmung wirkenden Polschuh versehen sind.
Resonanzpumpe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Verdrängungskörper im Ruhezustand in ihrem Innenbereich etwa den Querschnitt der Durchflußgeometrie besitzen und durch die, im Betrieb stattfindenden Streckvorgänge ihren Innenraum vergrößern, bzw. durch die auf der anderen Kolbenseite gleichzeitig stattfindenden Stauchvorgänge ihren Innenraum verkleinern und durch diese Änderung des Innenvolumens die Förderleistung bei gleichem Hub des Kolbens vergrößern.
Resonanzpumpe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß eines oder mehrere der Kugelventile in der Resonanzpumpe mit einem federgestützten Rückholmechanismus für die Ventilkugeln versehen sind.