DD156386C2

DD156386C2 - ELECTRICALLY OPERATED PUMP

Info

Publication number: DD156386C2
Application number: DD22761481A
Authority: DD
Inventors: Albert R Druschke; Manfred Peschel
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1981-02-13
Filing date: 1981-02-13
Publication date: 1988-02-17
Also published as: DD156386B1; DD156386A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrisch betriebene Pumpe, bestehend aus einem elektrisch erregbaren, mit einer Anzahl Erregerwicklungen versehenen Stator, einem zentrisch im Stator angeordneten exzentrisch wirkenden Rotor und einem zwischen Rotor und Stator an der Statorinnenwand anliegenden elastisch deformierbaren Schlauch für das zu fördernde Medium. Ziel ist, durch Steuerbarkeit das Anwendungsgebietzu erweitern und dabei Schlauch und Medium weitgehend schonend zu beeinflussen. Aufgabe ist es, bei weitgehend variierbarer Förderleistung und Förderdruck bei geringer Erregung eine unvollständige Schlauchquetschung zu erreichen. Gemäß der Erfindung ist der an sich bekannte freibeweglich gehaltene Rotor spannungsabhängig zu Rosettenbewegungen zwingbar.The invention relates to an electrically operated pump, comprising an electrically excitable, provided with a number of field windings stator, a centrally arranged in the stator eccentrically acting rotor and a voltage applied between the rotor and stator on the stator inner wall elastically deformable hose for the medium to be delivered. The aim is to extend the field of application by means of controllability, while at the same time influencing the hose and the medium with great care. The task is to achieve incomplete tube squeezing with largely variable delivery capacity and delivery pressure with low excitation. According to the invention, the per se known freely movable rotor is voltage-dependent to rosette movements zwingbar.

Description

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem zweckmäßigen und erprobten Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below on a practical and proven embodiment. In the accompanying drawing show:

Fig. 1: den an drei Phasen eines Drehstromnetzes angeschlossenen Stromimpulssteller als elektrischer Schaltkreis des Stators; Fig. 2: einen Querschnitt durch Rotor und Stator bei teilweiser Schlauchbelastung (Betriebsweise b); Fig.3: einen Querschnitt durch Rotor und Stator bei vollständiger Schlauchbelastung (Nulldurchgang, Betriebsweise a), bei entnommenem Schlauch.Fig. 1: connected to three phases of a three-phase network current pulse actuator as the electrical circuit of the stator; 2 shows a cross section through the rotor and stator with partial hose loading (mode b); 3 shows a cross section through the rotor and stator with full hose load (zero crossing, mode a), with the hose removed.

Gemäß Fig. 1 besteht der Stromimpulssteller 1 aus zwei an drei Phasen R; S; T eines Drehstromnetzes angeschlossenen elektrischen Schaltkreis^ 5. Jeder Schaltkreis 4 bzw. 5 besitzt drei elektrische Erregerwicklungen 6, zwischen denen jeweils eine Stromrichtungssperre 7 elektrisch eingeschaltet ist.According to FIG. 1, the current pulse controller 1 consists of two three phases R; S; Each circuit 4 and 5 has three electrical field windings 6, between each of which a current-direction lock 7 is electrically turned on.

Die Stromrichtungssperren (Dioden) 7 sind in einem Schaltkreis 4 in einer und in dem anderen Schaltkreis 5 in entgegengesetzter Richtung (oder ungekehrt) angeordnet.The current direction barriers (diodes) 7 are arranged in a circuit 4 in one and in the other circuit 5 in the opposite direction (or vice versa).

Gemäß Fig. 2 besteht die elektrisch betriebene Pumpe aus einem Stator 8 mit sechs Erregerwicklungen 6, einem an der Innenwand des Stators 8 anliegenden elastisch deformierbaren Schlauch 2 und einem im unerregten Zustand zentrisch im Stator 8 angeordneten, exzentrisch wirkenden Rotor 3.2, the electrically operated pump consists of a stator 8 with six excitation windings 6, a voltage applied to the inner wall of the stator 8 elastically deformable hose 2 and a centrally arranged in the de-energized state in the stator 8, eccentrically acting rotor. 3

In der Fig. 2 ist die Betriebsweise b dargestellt. Hierbei belastet der Rotor 3 den elastisch deformierbaren Schlauch 2 bei Bewegung nur teilweise.In Fig. 2, the operation b is shown. In this case, the rotor 3 only partially loads the elastically deformable hose 2 during movement.

Der Schlauch 2 wird auf diese Weise nur teilweise kurzzeitig impulsweise bzw. schlagartig nacheinander in Förderrichtung umlaufend zusammengedrückt, wodurch das im Schlauch befindliche Medium transportiert, der Schlauch jedoch geschont wird.The tube 2 is compressed in this way only partially briefly pulsewise or abruptly successively in the conveying direction circumferentially, whereby the medium located in the hose transported, the hose is spared.

Liegt die Spannung bei gegebener Impulsfrequenz unterhalb des Wertes gemäß der Betriebsweise b, so gelingt es wegen der zu schwachen Feldstärke nicht, den Rotor bis auf die doppelte Schlauchwanddicke an den Stator heranzubringen. Der Rotor dreht sich dann nicht, sondern vollführt eine Rosettenbewegung um den Statormittelpunkt gemäß der Darstellung in Fig. 2. Die Aussteuerung der Rosette und die Förderdosis je Impuls nimmt mit steigender Spannung der Wicklungen 6 zu.If the voltage at a given pulse frequency is below the value according to mode b, it is not possible to bring the rotor up to twice the tube wall thickness to the stator because of the too weak field strength. The rotor then does not rotate, but performs a rosette movement around the stator center as shown in Fig. 2. The control of the rosette and the delivery dose per pulse increases with increasing voltage of the windings 6 to.

Gemäß Fig.3 besteht die elektrisch betriebene Pumpe aus den Teilen, wie in Fig. 2, hier ist jedoch der Schlauch 2 herausgenommen. Der Unterschied zur Fig. 2 besteht darin, daß hier gemäß Betriebsweise a der Schlauch 2 bis auf Nulldurchgang impulsweise belastet wird. Diese Betriebsweise a erfordert eine höhere magnetische Feldstärke und ergibt eine größere Fördermenge je Impuls und einen höheren Förderdruck. Bei gegebener Impulsfrequenz und hinreichend großer Spannung dreht sich der Rotor 3 entgegengesetzt der Strömungs- oder Fließrichtung und belastet den Schlauch bei jedem Impuls bis auf Nulldurchgang an der entsprechenden Stelle zwischen Rotor 3 und Stator 8.According to Figure 3, the electrically operated pump consists of the parts, as in Fig. 2, but here the tube 2 is taken out. The difference from Fig. 2 is that here according to mode a, the tube 2 is pulsed charged to zero crossing. This operation requires a higher magnetic field strength and results in a larger flow per pulse and a higher discharge pressure. At a given pulse frequency and sufficiently high voltage, the rotor 3 rotates opposite to the flow or flow direction and loads the tube with each pulse to zero crossing at the corresponding point between the rotor 3 and stator. 8

Die Fördermenge ist von der Frquenz abhängig.The delivery rate depends on the frequency.

Bei Anschluß des Stromimpulsstellers 1 an drei Phasen R; S; T eines Drehstromnetzes formt dieser Stromimpulssteller 1 diesen Drehstrom mit der beschriebenen Anordnung der Erregerwicklungen 6 im Verein mit den Stromrichtungssperren 7 in einen Gleichstrom um und erzeugt dabei gleichzeitig, jedoch zeitabhängig, ein haltendes Gleichstrommagnetfeld und ein schrittweise fortschaltendes Gleichstrommagnetfeld (bzw. impulsgesteuertes gleichstrommagnetisches Wanderfeld), wodurch der frei bewegliche und aus ferromagnetischem Material bestehende Rotor 3 einerseits freibeweglich gehalten und andererseits im Stator 8 und auf dem Schlauch 2 zu rosettenförmigen Bewegungen gezwungen wird. Während dieser Bewegungen belastet der Rotor 3 den an der Statorinnenwandung anliegenden Schlauch 2 ständig kurzzeitig impulsweise bzw. schlagartig in Förderrichtung, wodurch das Fördermedium in den Schlauch gesaugt und durch diesen transportiert wird und zwar schritt- bzw. impulsweise.When connecting the current pulse actuator 1 to three phases R; S; T of a three-phase network, this current pulse generator 1 converts this three-phase current into a direct current with the arrangement of the excitation windings 6 in association with the current direction blocks 7 and simultaneously generates a holding DC magnetic field and a gradual DC magnetic field (or pulse-controlled DC magnetic traveling field), whereby the freely movable and consisting of ferromagnetic material rotor 3 on the one hand kept freely movable and on the other hand forced in the stator 8 and on the hose 2 to rosette-shaped movements. During these movements, the rotor 3 constantly loads the hose 2 resting against the stator inner wall momentarily in the manner of a pulse or abruptly in the conveying direction, as a result of which the pumped medium is sucked into the hose and transported through it, specifically in steps or in pulses.

Diese Transport-oder Förderbewegung wird ausschließlich durch das auf den Rotor 3, den Schlauch 2 und das Fördermedium übertragene Gleichstrommagnetfeld erzeugt.This transport or conveying movement is generated exclusively by the DC magnetic field transmitted to the rotor 3, the hose 2 and the conveying medium.

Der freibewegliche Rotor 3 aus ferromagnetischem Material bewegt sich also infolge der Energie des gleichstrommagnetischen Wanderfeldes je nach Größe der am Stator anliegenden Spannung rosettenartig um den Statormittelpunkt.The freely movable rotor 3 made of ferromagnetic material thus moves due to the energy of the DC magnetic traveling field depending on the size of the voltage applied to the stator in a rosette around the stator center.

Die Vorteile der erfindungsmäßigen Pumpe bestehen darin, daß die Pumpe, der Antrieb und Stromimpulssteller 1 eine Baueinheit bilden, wodurch Kleinheit und Kompaktheit begründet sind. Weiterhin sind keine Lager erforderlich, weil der Rotor 3 aus ferromagnetischem Material magnetisch gehalten wird, indem den treibenden Stromimpulsen ein entsprechender Gleichstromanteil überlagert wird.The advantages of the inventive pump are that the pump, the drive and current pulse plate 1 form a structural unit, whereby small and compact are justified. Furthermore, no bearings are required because the rotor 3 is magnetically held of ferromagnetic material by the driving current pulses a corresponding DC component is superimposed.

Diese elektrisch betriebene Pumpe ist über einen großen Bereich des Förderstromes Steuer- und regelbar und zwar durch Änderung von Amplitude und Frequenz der Stromimpulsfolge.This electrically operated pump can be controlled and controlled over a large range of the flow rate by changing the amplitude and frequency of the current pulse train.

Bei dem erfindungsgemäß durch Stromimpulse erzeugten genannten Wanderfeld verursacht jeder Impuls eine Beschleunigung der zu bewegenden Masse von Stillstand bis auf Maximalgeschwindigkeit und anschließend eine Verzögerung von Maximalgeschwindigkeit bis auf Stillstand.In the aforementioned traveling field generated by current pulses according to the invention, each pulse causes an acceleration of the mass to be moved from standstill to maximum speed and then a delay from maximum speed to standstill.

Dadurch arbeitet diese Pumpe nahezu trägheitslos, weil die An- und Auslaufzeiten verschwindend gering sind. Hinzu kommt noch die kleine Masse des Rotors, seine freie Beweglichkeit und magnetische Halterung und der nahezu ununterbrochene magnetische Fluß im durch das Gleichstrommagnetfeld erzeugten magnetischen Kreis, so daß die Pumpe insgesamt schnell an- und umsteuerbar ist.As a result, this pump works almost inertia, because the start and run times are negligible. In addition, there is the small mass of the rotor, its free mobility and magnetic support and the almost continuous magnetic flux in the magnetic circuit generated by the DC magnetic field, so that the pump is switched on and reversed quickly.

Auch ist die mechanische Beanspruchung des Schlauchmaterials durch die erfindungsmäßige impulsweise Energieübertragung sehr gering, was zu hohen Betriebszeiten der Pumpe führt.Also, the mechanical stress of the tubing by the inventive impulsively energy transfer is very low, resulting in high operating times of the pump.

Der wesentlichste Vorteil der Erfindung besteht jedoch darin, daß diese Pumpe ausschließlich magnetisch betreibbar und magnetisch an- und umsteuerbar ist, und zwar mit der Netzfrequenz, daß sie einen niedrigen Anlaufstrom erfordert, daß der Wirkungsgrad der Gesamtkonstruktion gegenüber dem Stand der Technik wesentlich höher liegt und das Masse/ Leistungsverhältnis zugunsten der qualitativen Parameter den Weltstand übertrifft.The most significant advantage of the invention, however, is that this pump is only magnetically operated and magnetically switched on and reversed, with the grid frequency that it requires a low starting current that the efficiency of the overall construction over the prior art is much higher and the mass / performance ratio in favor of the qualitative parameters exceeds the world level.

Claims

Claim:

Electrically operated pump, consisting of an electrically excitable, provided with a number of excitation windings stator, a centrally arranged in the stator eccentrically acting rotor and an adjacent rotor and stator on the stator inner wall elastically deformable hose for the medium to be conveyed, characterized in that the known freely movably held rotor (3) is dependent on voltage to rosette movements forcibly.

For this 1 page drawing

Field of application of the invention

The invention relates to an electrically operated pump in which a liquid or gaseous medium with or without solid particles is conveyed through a hose.

Characteristic of the known technical solutions

In Soviet patent document 642509 a peristaltic pump is described, which consists of a conventional electric motor, in whose housing an electrically excitable provided with a plurality of electrical windings stator is arranged. In the interior of the stator is on the one hand a spirally wound and fitting against the stator inner elastic hose and on the other hand within this spiral hose an eccentric to this hose and the stator arranged, free running on the hose and while the hose continuously compressive to zero crossing electrically energizable rotor which has a plurality of shorted electrical windings on its laminated iron core.

Upon electrical excitation of the stator windings, in conjunction with the short-circuited electrical windings arranged in the laminated rotor, a continuous rotary motion is generated which forces the rotor to constantly rubbing on the hose, thereby continuously drawing the medium to be conveyed into the hose and continuously the hose is conveyed, with delivery and delivery pressure can not be changed.

The disadvantages of this peristaltic pump are that the pump is neither in the flow rate nor in the delivery pressure controllable that the rotor destroys the hose by its rubbing rolling movement in a short time, that the friction surface is relatively large, that the rolling rotor pressure dependent in the hose the Abwälzstelle constantly produces a bead and vorsieh herschiebt, creating an additional disadvantageous Schlauchquetschung and microstructure destruction is that thereby the wall of the hose is getting thinner and constantly changing capacity and discharge pressure unintentionally that substantially increased by this bead formation of energy requirements and reduced efficiency and the mass / power ratio is adversely affected that the abraded material of the tube gradually clogs the air gap between the hose and rotor more, said factors greatly reduce the running time of the pump, that after relatively short operation szeit the hose replaced and the pump must be freed from abraded material that the production of a laminated rotor with many windings is very expensive, thereby the mass of the rotor high and thus the pump is sluggish and requires a high starting current, that at all Laminated rotor with many windings must be present and that the free-running rotor would slip or fall every time when switching off the pump from the stator, if it were not secured by additional thrust bearing or the like. Another disadvantage of the pump is that it does not suck by itself, but must be filled with liquid bubble-free.

According to DD-PS 94848 a device for the stepwise generation of rotary or linear movements is known. In one embodiment, this device consists of a stator with excitation windings and an eccentrically acting, consisting of magnetically conductive material rotor between which a movable machine part is arranged. It is apparent from the document no indication that this machine part can be a hose.

Object of the invention

The object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art, in particular to make the parameters of the pump controllable and thereby significantly expand their scope, with largely gentle influence on the hose and the medium to be conveyed.

Explanation of the essence of the invention

The invention is based on the object, an electrically operated pump, consisting of an electrically excitable, provided with a number excitation windings stator, a centrally disposed in the stator eccentrically acting rotor and a voltage applied between the rotor and stator on the stator inner wall elastically deformable hose for the pumped Medium, to create, with the flow rate and the delivery pressure of the pump can be varied within wide limits and incomplete hose pinch with low excitation.

According to the invention, this object is achieved in that the known freely movably held rotor is dependent on voltage to rosette movements zwingbar.