Claims (1)
Elektromagnetpumpe mit einem — in zwei elektrisch voneinander getrennte und für einen wechselseitigen Stromfluß geschaltete Magnetspulen, und durch eine Rückholfeder einseitig oder durch die die Schwingfrequenz ausgleichenden Federn zweiseitig begrenzt — beweglich angeordnetem Anker, mit einem axial zugeordnetem Kolben, der in einer Grenzstellung in eine Pumpenkammer hineinragt, die in der Mitte einer Ventilstrecke, bestehend aus zwei radial angeordneten Kugelventilen, von denen eines das Ein- und das andere das Auslaßventil bildet, gekennzeichnet dadurch/daß der in den beiden Spulen angeordnete Anker an seinen beiden Enden . stiftförmige Kolben besitzt, der in beiden Grenzstellungen in die Pumpenkammern der ebenfalls doppelt radial angeordneten Ventilstrecken hineinragt, wobei die beiden Ventilstrecken durch zwei vertikal angeordnete, durch das gesamte Pumpengehäuse führende Bohrungen verbunden sind, von denen die eine die Saug-und die andere die Druckleitung bildet.Electromagnetic pump with a - in two electrically separated from each other and connected for a mutual current flow solenoid coils, and by a return spring on one side or by the oscillating frequency compensating springs bounded on two sides - movably arranged armature, with an axially associated piston, which projects in a limit position in a pump chamber , in the middle of a valve path, consisting of two radially arranged ball valves, one of which forms the one and the other the outlet valve, characterized in that / arranged in the two coils armature at its two ends. pin-shaped piston has, which protrudes in both limit positions in the pump chambers of the likewise double radial valve sections, wherein the two valve sections are connected by two vertically arranged, through the entire pump housing bores, one of which forms the suction and the other the pressure line ,
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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die erfindungsgemäße Lösung ist in der geophysikalischen Bohrlochmessung als Antrieb für Spreizarme bei kleinkalibrigen Andrückvorrichtungen zu verwenden. Die Anwendung bei Kalibermeßsystemen oder Zentriervorrichtungen der Bohrlochmessung ist ebenfalls möglich.The solution according to the invention is to be used in the geophysical borehole measurement as a drive for spreading arms in small-caliber pressure devices. The application in caliber measurement systems or borehole measurement centering devices is also possible.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Elektromagnetpumpen sind in verschiedenen konstruktiv unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Dazu gehören solche mit einer oder zwei Spulen in einem Dauermagneten liegend oder auch ohne Dauermagneten (DE-OS 1 628176 bzw. DE-OS 2252304) und bei denen der Anker zugleich Kolben ist (DD-PS 37944, DE-OS 2252304) oder der Kolben axial zum Anker angeordnet istjz. B. DE-OS 1 703919 oder DE-OS 2366301). Allen Lösungen ist gemeinsam, daß sie mit einer Rückholfeder arbeiten, wobei diese lediglich konstruktiv unterschiedlich angeordnet ist. Eine Ausnahme bilden dabei lediglich solche Magnetpumpen, die einen besonders leichten Hohlkolben besitzen, in horizontaler Lage arbeiten und dabei zwei gleichsinnig geschaltete Spulen, die in einem Permanentmagneten liegen, aufweisen (DD-PS 37944) und der Kolben zusätzlich noch zwischen zwei Federn gelagert ist, um so die Eigenfrequenz des Kolbens mit der Frequenz der an den Spulen anliegenden Wechselstromfrequenz zu synchronisieren (DE-OS 2252304). Bei diesen Mag netpumpen handelt es sich ausschließlich um Förderpumpen. Zum Druckauf- bzw. -abbau für den vorgesehenen Zweck ist aber ein Pumpenaggregat erforderlich, das die Abführung der Hydraulikflüssigkeit druckbeaufschlagt in einer Richtung vornimmt. Eine solche Pumpe ist aus der DE-OS 2914341 bekannt. Sie besitzt in ihrem unteren Teil, d.h. im unteren Wirkungsbereich des Kolbens zwei radial angeordnete Kugelventile, von denen das eine als Einlaß- und das andere als Auslaßventil arbeitet. Während die Vorwärtsbewegung des Kolbens durch das Einschalten der Elektromagnetspule bewirkt wird, beruht die Rückwärtsbewegung allein auf der Wirkung der Rückholfeder (DE-OS 2914341, Bl. 10). Das heißt die Druckbeaufschlagung der Flüssigkeit hängt allein von der Wirksamkeit der Rückholfeder ab. Wie aus der o.g. DE-OS weiter zu ersehen, ist unter Berücksichtigung der vorgesehenen Kolbenschmierung eine Herabsetzung der Betätigungsgeschwindigkeit des Kolbens relativ einfach erreichbar (a.a.O., Bl. 18) und soll wegen eventuell drohender „Überspeisung des zu transportierenden Flüssigkeitsgutes" (a.a.O., Bl. 23) auch realisiert werden. Im Gegensatz dazu, ist für den vorliegenden Anwendungsfall eher eine Erhöhung der Betätigungsgeschwindigkeit für einen relativ schnellen Druckanstieg von ausschlaggebender Bedeutung.Electromagnetic pumps are known in various designs of different designs. These include those with one or two coils lying in a permanent magnet or without permanent magnets (DE-OS 1 628 176 and DE-OS 2252304) and in which the anchor is also the piston (DD-PS 37944, DE-OS 2252304) or Piston is arranged axially to the anchor jz. B. DE-OS 1 703919 or DE-OS 2366301). All solutions have in common that they work with a return spring, which is arranged only structurally different. An exception to this form only those magnetic pumps that have a particularly light hollow piston, work in a horizontal position while two co-directional coils that are in a permanent magnet have (DD-PS 37944) and the piston is additionally stored between two springs, so as to synchronize the natural frequency of the piston with the frequency of the voltage applied to the coils AC frequency (DE-OS 2252304). These magnetic pumps are exclusively feed pumps. For pressure build-up or -down for the intended purpose but a pump unit is required, which carries out the discharge of hydraulic fluid pressurized in one direction. Such a pump is known from DE-OS 2914341. It has in its lower part, i. in the lower effective range of the piston two radially arranged ball valves, of which one operates as an inlet and the other as an outlet valve. While the forward movement of the piston is effected by the switching of the electromagnetic coil, the backward movement is based solely on the action of the return spring (DE-OS 2914341, Bl. 10). That is, the pressurization of the liquid depends solely on the effectiveness of the return spring. As from the o.g. DE-OS can be further seen, taking into account the proposed piston lubrication, a reduction in the operating speed of the piston is relatively easy to reach (see above, Bl. 18) and because of any imminent "over-feed of the liquid to be transported" (aaO, Bl. 23) also realized By contrast, for the present application, increasing the actuation speed for a relatively rapid increase in pressure is of crucial importance.
Ein weiterer Nachteil dieser Lösung ist die bereits erwähnte Rückholfeder. Die zur Spannung dieser Feder notwendige Kraft muß der Anker mit aufbringen. Diese Kraft geht also für den notwendigen holien und relativ schnellen Druckaufbau verloren. Zur Berücksichtigung dieser zusätzlichen Kraft wäre eine entsprechende Dimensionierung insbesondere für die Magnetspule und den Anker erforderlich, die aber an der Forderung nach der Einsatzmöglichkeit in kleinkalibrigen Bohrlochsonden scheitert. Diese Forderung spricht auch gegen die Anwendung von Permanentmagneten, welche außerdem auch zu einem relativ komplizierten und außerdem teuren Aufbau eines Pumpenaggregates führen. Eine besondere Rolle spielt hinsichtlich der Forderung nach einem möglichst hohen Druck die Oberfläche des Kolbens. Beiden bekannten technischen Lösungen weisen die Kolben eine relativ große Oberfläche auf. Je größer aber die Oberfläche eines Kolbens ist, um so geringer ist der mit dem Kolben erzeugte Druck pro Flächeneinheit.Another disadvantage of this solution is the already mentioned return spring. The force required to tension this spring must be applied by the anchor. This power is lost for the necessary holien and relatively fast pressure build-up. To take account of this additional force, a corresponding dimensioning would be necessary, in particular for the magnet coil and the armature, but fails to meet the demand for the possibility of use in small-bore borehole probes. This requirement also speaks against the use of permanent magnets, which also lead to a relatively complicated and also expensive construction of a pump unit. A special role plays in terms of the demand for the highest possible pressure, the surface of the piston. Both known technical solutions, the piston has a relatively large surface area. However, the larger the surface area of a piston, the lower the pressure per unit area produced by the piston.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Mit der vorschlagsgemäßen Lösung soll ein einfacher, vollständig unkomplizierter Aufbau einer Magnetpumpe mit extrem kleinem Durchmesser erreicht werden, die mit möglichst geringer Ausgangskraft relativ schnell einen hohen Druck erzeugen kann. Damit wird eine höhere Arbeitsproduktivität bei der Herstellung der Pumpe, sowie eine größere Arbeitssicherheit beim bestimmungsgemäßen Einsatz erreicht.With the proposed solution, a simple, completely uncomplicated construction of a magnet pump with an extremely small diameter is to be achieved, which can generate a high pressure relatively quickly with the lowest possible output force. Thus, a higher labor productivity in the production of the pump, as well as greater safety in the intended use is achieved.