DE2410072A1 - Elektromagnetische pumpe - Google Patents

Description

• Anlage zur Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung Elektromagnetische Pumpe Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Pumpe mit einem Elektromagneten, der einen Zylinder umgibt, der in einer Zylinderbobrung einen unter der Wirkung eines Magnetfeldes eine Hubbewegung ausführenden Kolben auftiiinnrb, welcher einen etwa in Richtung seiner langsachse verlaufenden Kanal auAreist, der an den Stirnseiten des Kolbens liegende Druckmittelräume verbindet.
• Es ist eine derartige Pumpe bekanntgeworden, bei der in dem im Kolben verlaufenden Kanal ein Rückschlagventil angeordnet ist. Bei dieser MB-schine ist auf der Zulaufseite ein Einlaßventil und auf der Auslaßseite ein Auslaßventil erforderlich, das die Einlaß- bzw. Auslaßkaamer verschliesst.
• Diese Ventile machen die Pumpe für Anwendungsfälle, bei denen es auf geringe Verstopfungsgefahr, Unempfindlichkeit oder besonders schonende Behandlung der zu pumpenden Flüssigkeit ankommt, weniger geeignet.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpe zu schaffen, die diese Nachteile vermeidet und dabei robust und unempfindlich ist.
• Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß der Kanal als nicht verschliessbarer Kanal ausgebildet ist und in Förderrichtung des Druckmittels einen wesentlich geringeren Durchflußwiderstand aufweist als in entgegengesetzter Richtung.
• Das hat den Vorteil, daß die Pumpe einen besonders einfachen Aufbau hat und mit einem Minimum an bewegten Teilen auskommt, während die Nachteile der bekannten Pumpe vermieden werden.
• Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der anschliessenden Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen.
• Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in: Fig. 1 eine Pumpe in vereinfachter Darstellung im langsschnitt, Fig. 2 einen Kolben für eine Pumpe nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1.
• Die Pumpe nach dem Ausführungsbeispiel 1 besitzt ein Gehäuse 1, das in seinem Inneren einen ringförmigen Elektromagneten 2 mit einer zylindrischen Bohrung 2' aufnimmt. Ein aus einem unmagnetischen Werkstoff bestehendes Zylinderrohr 3 ist durch die Bohrung 2' des gneten durchgeführt und im Gehäuse 1 befestigt. Eine Zuflußleitung 4 sowie eine Abflußleitung 5 sind fest mit jeweils einem Ende des Zylinderrohres 3 verbunden.
• Im Zylinderrohr 3, dessen Bohrung eine Zylinderbohrung 6 bildet, ist ein Kolben 7 dichtgleitend geführt, auf den zuflußseitig eine in einem den Saugraum 8 bildenden Abschnitt der Zylinderbohrung 6 angeordnete Druckfeder 9 und abflußseitig eine in einem den Druckraum 10 bildenden Iangenabschnitt der Zylinderbohrung 6 angeordnete Druckfeder 11 in jeder Stellung einwirken. Die beiden Druckfedern 9 und 11 stützen sich Jeweils an der Stirnseite der Leitungen 4 und 5 ab. Den Kolben 7 durchdringt in seiner Langsrichtung ein Kanal 12, dessen Querschnitt, ausgehend von der dem Saugraum 8 zugewandten Stirnseite, ständig zunimmt und im langsschnitt die Form eines Diffusors hat. Der Strömungswiderstand des Kanals 12 ist bei einer Strömungsrichtung des Druckmittels von der Zuflußleitung 4 zur Abflußleitung 5 wesentlich geringer als in umgekehrter Richtung.
• Der Elektromagnet 2 wird in bekannter und geeigneter Weise durch eine Stromquelle erregt, die hier nicht gezeigt ist. Die Frequenz des Magnetleldes ist auf die Eigenfrequenz des von den beiden Druckfedern 8 und 9 und dem Kolben 7 gebildeten Schwingungssystems abgestimmt, so daß dieses beim Betrieb der Pumpe mit der Eigenfrequenz schvJingt. Dabei führt der Kolben 7 unter der Kraft des MAgnetfeldes eine Hubbewegung aus. Bewegt sich der Kolben nach linkes und verkleinert den Saugraum 8, dann verdrängt er dabei Druckmittel, das durch den Kanal 12 zu dem sich vergrößernden Druckraum 10 fließt. Kehrt der Kolben 7 seine Bewegungsrichtung um und bewegt sich nach rechts, dann kann infolge des großen Strömungswiderstandes des Kanales 12 nur ein Teil des zuvor in den Druckraum 10 geflossenen Druckmittels zum Saugraum zurückfliessen, während der größere Teil des Druckmittels in die Abflußleitung geschoben wird. Damit ist ein Bewegungsspiel beendet. Dies wiederholt sich mit der Erregerfrequenz des Elektromagneten.
• Durch den Rückfluß von Druckmittel bei jedem Doppelhub des Kolbens ist der Wirkungsgrad der Pumpe begrenzt. Dieser hangt unter anderem von der Viskosität der Druckflüssigkeit und der Hubzahl des Kolbens ab. Die Pumpe hat aber den großen Vorteil, daß die Zahl der bewegten Teile auBerordentlich klein ist. Sie ist dadurch sehr robust und unempfindlich. Die Gefahr, daß leckflüssigkeit aus dem Gehäuse dringt, ist sehr gering, wodurch sich die Pumpe auch für explosive Flüssigkeiten eignet. Eine Verstopfungsgefahr besteht nicht, so daß die Pumpe auch bei verschmutzten Medien einsetzbar ist, sie eignet sich aber auch für Flüssigkeiten, die einer besonders schonenden Behandlung bedürfen, wie z.B. Blut.
• Einen Kolben 15 für eine elektromagnetische Pumpe nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zeigt die Fig. 2. Im Kolben 15 ist ein Kanal 16 ausgebildet, der von dessen saugseitiger Stirnseite 17 ausgeht und an dessen druckseftiger Stirnseite 18 endet. Dieser Kanal ist in der Art des Kanals einer Teslasschen Strömungsdiode ausgebildet und besitzt einen saugseitigen, von der Stirnseite 17 ausgehenden, etwa geraden Kanalabschnitt 19 und einen zu diesem parallelversetzten, ebenfalls etwa geraden Kanalabschnitt 20. Diese beiden Kanalabschnitte sind durch einen schräg zur Kolbenachse verlaufenden Kanal 21 miteinander verbunden. Von dem schrägen Kanalabschnitt 21 geht ein ein Umkehrlmanal bildender Zweigkanal 22 aus, der zunächst in der gleichen Richtung wie dieser etwa in Richtung der Stirnseite 17 verläuft und dann nach einer Schvlenkung in den saugseitigen geraden Sanalabschnitt 19 mündet> derart, daß er an der SEndung einen kleinen Winkel mit der Kolbenlängsachse einschliesst.
• Führt der Kolben 15 unter der Kraft des I1agnetfeldes eine Hubbewegung in Richtung seiner Stirnseite 17 aus, dann fliesst das saugseitig verdrängte Druckmittel durch die Abschnitte 19 bis 21 des Kanals zur Druckseite.
• Kehrt nun der Kolben 15 seine Bewegungsrichtung um und bewegt sich in Richtung seiner Stirnseite 18, dann versucht das auf der Druckseite befindliche Druckmittel wieder zur Saugseite zurückzufliessen, wobei es vom schrägen Kanalabschnitt 21 in den Zweigkanal 22 und den geraden Abschnitt 19 gelangt. Das im Zweigkanal 22 fliessende Druckmittel hat an dessen Einmündung in den Kanalabschnitt 19 eine Richtungskomponente, die der Strömungsrichtung des Druckmittels in diesem Abschnitt 19 gerade entgegengesetzt ist, wodurch sich Verorirbelungen und damit ein großer Strömnngswiderstand ergeben, der wesentlich größer ist als der, den das Druckmittel beim Fluß vom Saugraum zum Druckraum erfährt. Der Rückfluß von Druckmittel wird dadurch wesentlich verringert, so daß ein die Differenz bildendes Fördervolumen übrigbleibt.
• Der Wirkungsgrad der Pumpe ist auch in diesem Falle durch den Rüclsfluß von Druckmittel begrenzt, was aber angesichts der Vorteile der Pumpe bei den vorgesehenen Einsatzzwecken vertretbar ist.
• Auf diesen Gedanken aufbauend lassen sich noch andere Ausführugen des Kanales finden, die verschiedene Strömungswiderstände in den beiden Richtungen haben, wobei der Wirkungsgrad der Pumpe um so besser ist, je größer der Unterschied der Strömungsw^xiderstände der beiden Richtungen ist.

Claims (1)

1. Ansprüche

   l.)Blektromagnetische Pumpe mit einem Elektromagneten, der einen Zylinder umgibt, der in einer Zylinderbohrung einen unter der wirkung eines Magnetfeldes eine Hubbelqeg;ung ausführenden Kolben aufnimmt, welcher einen etwa in Richtung seiner Iängasachse verlaufenden Kanal aufweist, der an den Stirnseiten des Kolbens liegende Druckmfttelräume verbindet, dadurch gel,ennzeichnet, daß der Kanal (8, 10, 12) als nicht verschliessbarer Kanal ausgebildet ist und in Förderrichtung des Druckmittels einen wesentlich geringeren Durchflußwiderstand auftist als in entgegengesetzter Richtung.

   2. Elektromagnetische Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (12) als Diffusor ausgebildet ist, der einen in Förderrichtung des Druckmittels zunehmenden Durchmesser aufweist.

   9. Elektromagnetische Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (16) in der Art einer Teslatschen Strömungsdiode ausgebildet ist und aus einem den Kolben (15) durchdringenden Hauptkanal aus zwei etera geraden, parallel zueinander versetzten Abschnitten (19, 20) und einem diese verbindenden und zu diesen schräg verlaufenden Abschnitt (21) und einem Zweigkanal (22) besteht, der von dem schräg verlaufenden Kanalabschnitt (21) abzweigt und so in den geraden Abschnitt, den das Druckmittel in Förderrichtung zuerst durchfließt, einmündet, daß das vom Zweigkanal (21) in den geraden Hauptkanalabschnitt (19) fliessende Druckmfttel eine Richtungskomponente in Förderrichtung des Druckmittels erhält.