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- Priorität:
Taiwan (R.O.C.) 9. Februar 2007 096104724
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Die
Erfindung betrifft eine Membranpumpe, insbesondere eine Membranpumpe,
die bei einem Fluidzuführ-
oder Fluidumwälzsystem
angewandt werden kann.
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Wie
es in der 1 dargestellt ist, verfügt eine
herkömmliche, übliche piezoelektrische
Pumpe über
einen Kammerkörper 10.
Die Unterseite des Kammerkörpers 10 ist
mit einer Einlassleitung 101 und einer Auslassleitung 102 versehen.
Die Mündungen
der Einlassleitung 101 und der Auslassleitung 102 sind
mit einem Rückschlagventil 20 bzw. 20a versehen.
Die Oberseite des Kammerkörpers 10 ist
mit einer Membran 303 versehen. Ein Aktivierungselement 104 liegt
flach an der Membran 103 an. Das Aktivierungselement 104 ist
ein piezoelektrisches Teil. Durch diese Anordnung wird, nachdem
das Aktivierungselement 104 mit einem elektrischen Strom
versorgt wurde, dafür
gesorgt, dass der mittlere Teil der Membran 103 nach oben
und unten schwingt, wie es durch den Pfeil in dieser Figur angedeutet
ist. Da das spezielle Positionsdesign dieser Struktur dadurch gekennzeichnet
ist, dass die zwei Rückschlagventile 20, 20a in
der Einlassleitung 101 und der Auslassleitung 102 liegen,
ist, wenn das Aktivierungselement 104 nach oben schwingt,
der Innendruck im Kammerkörper 10 kleiner
als der dortige Außendruck.
Demgemäß bewegen
sich beide Rückschlagventile 20, 20a nach
oben. Im Ergebnis ermöglicht
es das Rückschlagventil 20,
den Kanal zwischen der Einlassleitung 101 und dem Kammerkörper 10 zu öffnen, so dass
das Arbeitsfluid im Inneren der Einlassleitung 101 in den
Kammerkörper 10 eintreten
kann. Gleichzeitig sperrt das Rückschlagventil 20a den
Kanal zwischen der Auslassleitung 102 und dem Kammerkörper 10,
so dass das aus der Auslassleitung 102 ausgelassene Arbeitsfluid
nicht in den Kammerkörper 10 zurück fließen kann.
Andererseits wird, wenn auf das Aktivierungselement 104 gedrückt wird,
dafür gesorgt,
dass die Membran 103 den Raum des Kammerkörpers 10 zusammendrückt und so
einen Druck erzeugt, der dafür
sorgt, dass sich beide Rückschlagventile 20, 20a nach
unten bewegen. Im Ergebnis ermöglicht
es das Rückschlagventil 20a,
den Kanal zwischen der Auslassleitung 102 und dem Kammerkörper 10 zu öffnen, so
dass das unter Druck gesetzte Arbeitsfluid im Inneren des Kammerkörpers 10 aus der
Auslassleitung 102 heraus laufen kann. Das Rückschlagventil 20 sperrt
den Kanal zwischen der Einlassleitung 101 und dem Kammerkörper 10,
so dass das Wasser im Kammerkörper 10 nicht
aus der Einlassleitung 101 heraus laufen kann. Durch diesen kontinuierlichen
Auf-Ab-Schwingvorgang kann das Arbeitsfluid fortlaufend aus der
Einlassleitung 101 in den Kammerkörper 10 eintreten
und dann aus der Auslassleitung 102 heraus fließen. Daher
wird die Pumpe zu einer Antriebsquelle für die Strömung des Arbeitsfluids.
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Jedoch
zeigt eine derartige Art einer piezoelektrischen Pumpe einige Nachteile.
Zuallererst sind sowohl die Einlassleitung 101 als auch
die Auslassleitung 102 an der Unterseite des Kammerkörpers 10 vorhanden,
um dessen Struktur in größerem Ausmaß als die
herkömmliche
Struktur zu miniaturisieren, wobei es jedoch schwierig ist, die
Position der Leitung so zu konzipieren, dass es zu weiter verringerten
Abmessungen kommt. Daher ist es schwierig, eine derartige Struktur
bei einem noch flacheren Raum anzuwenden, wie bei einem aktuellen
Notebook oder miniaturisierten biologischen und medizinischen Instrumenten.
Ferner schwingt das Aktivierungselement 104 auf solche
Weise, dass sein mittlerer Teil einen Auf-Ab-Schwingvorgang ausführt. Wenn
auf das Aktivierungselement 104 Druck ausgeübt wird,
treibt es gleichzeitig die Membran 103 an, damit diese
nach unten auf das Arbeitsfluid im Kammerkörper 10 drückt, so
dass es zu beiden Seiten fließen
kann. Obwohl die Rückschlagventile 20, 20a an
den Mündungen
der Einlassleitung 101 bzw. der Auslassleitung 102 vorhanden
sind, um zu verhindern, dass das Arbeitsfluid in die Einlassleitung 101 eintritt
und einen sogenannten Rückströmungseffekt
erzeugt, wirkt in der Praxis nur der mittlere Teil des Aktivierungselements 104 als
Schwingungsbereich, was bewirkt, dass der Schwingungsbereich des
Aktivierungselements 104 klein ist. Daher ist, während jedes Schwingvorgangs,
die Menge des in den Kammerkörper 10 eindringenden
oder aus ihm austretenden Fluids klein, was der Hauptnachteil dieses
Pumpenaufbaus ist.
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Daher
liegt der Erfindung, angesichts der obigen Nachteile, die Aufgabe
zugrunde, eine Membranpumpe und eine Vorrichtung mit einer solchen
zu schaffen, bei der eine Seite eines Aktivierungselements dazu
verwendet wird, einem Sektor ähnlich
zu schwingen, so dass ein größerer Bereich
eines Auf-Ab-Schwingvorgangs erzielt werden kann, um auf das Arbeitsfluid
in der Pumpe Druck auszuüben, um
es dadurch dazu zu zwingen, in einer Richtung zu fließen. Durch
diese Anordnung kann, zusätzlich
zu einem kompakten, noch flacheren Aufbau der Pumpe, der Modus des
einseitigen Schwingvorgangs mit großem Hub mit der Strömungsrichtung
des Fluids zusammenwirken, um dadurch die Arbeitseffizienz der Pumpe
und des Umwälzsystems
derselben zu verbessern.
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Diese
Aufgabe ist durch die Membranpumpe gemäß den beigefügten Ansprüchen 1 und
15 und die Vorrichtung mit einer solchen gemäß dem Anspruch 32 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Membranpumpe
verfügt über einen
Kammerkörper.
Das Innere desselben ist mit einer ersten Kammer und einer zweiten Kammer
versehen, die in Fluidverbindung miteinander stehen. An einer Seite
oder beiden des Kammerkörpers
sind eine Einlassleitung und eine Auslassleitung vorhanden, die
in Fluidverbindung mit der ersten bzw. der zweiten Kammer stehen.
An der Innenwandfläche
derselben Seite der ersten und der zweiten Kammer sind Ventile vorhanden,
um dadurch zu verhindern, dass das Arbeitsfluid einen Rückströmungseffekt
erfährt.
Ferner ist die Oberseite des Kammerkörpers mit einer Membran versehen.
An dieser liegt ein Aktivierungselement an, um sie so anzutreiben, dass
sie nach oben und unten schwingt, wodurch auf das Ar beitsfluid in
der ersten Kammer ein solcher Druck ausgeübt wird, dass es in einer Richtung
zirkulierend fließt.
Durch diese Anordnung wird nicht nur die Pumpenstruktur weiter miniaturisiert,
sondern es ist auch das Arbeitsvermögen der Pumpe, d. h. die Strömungsmenge
des Arbeitsfluids, erhöht.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten
Ausführungsformen
näher erläutert.
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1 ist
eine Schnittansicht einer Membranpumpe gemäß dem Stand der Technik;
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2 ist
eine perspektivische Explosionsansicht einer Membranpumpe gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht der Pumpe gemäß der 2 in zusammengebauter Form;
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4 und 5 sind
Schnittansichten I bzw. II zum Veranschaulichen des Betriebs der
Membranpumpe gemäß der 3;
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6 und 7 sind
Schnittansichten I bzw. II, die die Leitung bei der Membranpumpe
gemäß der 3 zeigen;
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8 ist
eine Draufsicht einer Membranpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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9 und 10 sind
Draufsichten einer jeweiligen Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung;
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11 ist
eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen eines Vergleichs
zwischen Schwingungsvorgängen
bei einer Membranpumpe gemäß der Erfindung
und einer solchen gemäß dem Stand
der Technik.
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Wie
es aus den 2 und 3 erkennbar ist,
besteht die Membranpumpe gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung im Wesentlichen aus einem Kammerkörper 1, dessen Inneres
mit einer ersten Kammer 11 und einer zweiten Kammer 12 zum
Aufnehmen eines Arbeitsfluids versehen ist. Bei der dargestellten
Ausführungsform
ist die erste Kammer 11 größer als die zweite Kammer 12.
Die erste und die zweite Kammer sind voneinander getrennt, stehen
jedoch durch ein Durchgangsloch 13 zwischen ihnen in Fluidverbindung
miteinander. Die beiden Seiten am Außenrand des Kammerkörpers 11 sind
mit einer Einlassleitung 14 bzw. einer Auslassleitung 15 versehen.
Die Einlassleitung 14 und die Auslassleitung 15 stehen
mit der ersten Kammer 11 bzw. der zweiten Kammer 12 in
Fluidverbindung. Die Innenwandfläche
der ersten Kammer 11 ist an einer der Einlassleitung 14 entsprechenden
Position mit einem Ventil 2 versehen. Bei der vorliegenden
Ausführungsform
ist ein Ende des Ventils 2 mit einem Schaft 21 versehen,
der in einer Durchgangsöffnung 111 der
Innenwandfläche
liegt. Ausgehend vom Schaft 21 erstreckt sich eine Platte 22,
deren Position derjenigen der Mündung
der Einlassleitung 14 entspricht. Diese Platte wird dazu
verwendet, das Arbeitsfluid daran zu hindern, aus der ersten Kammer 11 zur
Einlassleitung 14 zurück
zu fließen,
also aus dem Kammerkörper 1 heraus
zu fließen.
Die Innenwandfläche
der zweiten Kammer 12 ist an einer dem Durchgangsloch 13 entsprechenden
Position mit einem Ventil 2a versehen. Dieses Ventil 2a wird
dazu verwendet, das Arbeitsfluid daran zu hindern, aus der zweiten
Kammer durch das Durchgangsloch 13 zur ersten Kammer 11 zurück zu fließen. Das
Ventil 2a ist auf dieselbe Weise wie das Ventil 2 in
der ersten Kammer 11 aufgebaut.
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Gemäß der 2 ist
die obere Endfläche des
Kammerkörpers 1 mit
einer Membran 3 aus einem Material mit großer mechanischer
Spannungskraft versehen. Die Größe der Membran 3 entspricht ungefähr der Fläche einer
Endfläche
des Kammerkörpers 1.
Ferner bedeckt die Membran die ersten Kammer 11 und die
zweite Kammer 12 auf vollständige Weise. Über der
Membran 3 ist ein Aktivierungsele ment 4 vorhanden,
das bei der vorliegenden Ausführungsform
aus einem piezoelektrischen Teil besteht und in solcher Weise über der
ersten Kammer 11 liegt, dass es flach an der Membran 3 anliegt.
Das Aktivierungselement 4 verfügt über ein festes Ende 41 und
ein schwingendes Ende 42. Das feste Ende 41 und
die Auslassleitung 15 liegen auf derselben Seite. Das feste
Ende 41 ist mit mehreren Elektrodenzuleitungen 5 versehen,
um den erforderlichen Strom für
das Aktivierungselement 4 zu liefern. Das schwingende Ende 42 liegt
flach an der Fläche
der Membran 3 an. Nachdem Strom zugeführt wurde, bildet das schwingende
Ende 42 an einer seiner Seiten einen Sektor, und es schwingt
mit großem
Hub. Wie es in der 11 dargestellt ist, ist beim
selben Schwingungswinkel die durch diese sektorähnliche Schwingung erzielte Änderung
viel größer als
eine Änderung 1,
die durch Schwingung des mittleren Teils der Membran erhalten wird.
Daher kann durch eine sektorähnliche
Schwingung das Arbeitsfluid konzentriert werden, und es kann dafür gesorgt
werden, dass es in einer Richtung strömt. Gleichzeitig wird dafür gesorgt,
dass die Membran 3 zur ersten Kammer 11 hin drückt, um
dadurch die Nachteile zu überwinden,
dass der Schwingungsbereich eines herkömmlichen Aktivierungselements
sehr klein ist und damit die Strömungsmenge
klein ist. Ferner kann die Schwingungsfrequenz des Aktivierungselements 4 entsprechend
verschiedenen Vorgaben eingestellt werden.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
ist der Kammerkörper 1 in
ein Gehäuse 6 eingebaut,
um darin die Membran 3 und das Aktivierungselement 4 einzuschließen. Das
Gehäuse 6 ist
mit mehreren Durchgangsöffnungen 61, 61a und 61b an
denjenigen Positionen versehen, die denen des Aktivierungselements 4,
der Elektrodenzuleitungen 5 bzw. der zweiten Kammer 12 entsprechen.
Auf diese Weise liegt das Aktivierungselement 4 nach außen hin frei
und kann sich ausdehnen. Die Elektrodenzuleitungen 5 durchdringen
ebenfalls das Aktivierungselement 4. Die vollständig zusammengebaute
Membranpumpe ist in der 3 dargestellt.
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Wie
es durch die 4 und 5 veranschaulicht
ist, kann die beschriebene Membranpumpe bei einem Flüssigkeitszuführsystem
oder einem Flüssigkeitsumwälzsystem
(wie einem Kühlwasserumwälzsystem)
angewandt werden. Die Einlassleitung 14 und die Auslassleitung 15 werden
mit Leitungen 7 des Systems verbunden, damit die Membranpumpe
in Fluidverbindung mit den anderen Komponenten des Systems (nicht
dargestellt) steht, wobei das Arbeitsfluid in die Membranpumpe eintreten kann.
Wenn dem Aktivierungselement 4 über die Zuleitungen 5 Strom
zugeführt
wird, erzeugt das schwingende Ende 42 desselben einen Schwingvorgang,
wobei die eine Seite sektorartig schwingt, wie es in der 4 dargestellt
ist. Wenn das schwingende Ende 42 des Aktivierungselements 4 nach
unten schwingt, wird gleichzeitig dafür gesorgt, dass die Membran 3 den
Innenraum der ersten Kammer 11 komprimiert, wodurch ein
Druck erzeugt wird, der das Arbeitsfluid durch das Ventil 2a zur
zweiten Kammer 12 drückt
(durch einen Pfeil gekennzeichnet). Obwohl ein kleiner Teil des
Arbeitsfluids zur Einlassleitung 14 fließt, kann
das durch die Membran 3 erzeugte Moment das Ventil 2 dazu
zwingen, die Mündung der
Einlassleitung 14 dicht zu verschließen, wodurch verhindert wird,
dass das Arbeitsfluid zu dieser zurück fließt. Andererseits kehrt, wie
es in der 5 dargestellt ist, wenn das
schwingende Ende 42 des Aktivierungselements 4 nach
oben schwingt, die Membran 3 zu ihrer ursprünglichen
Form zurück,
um den Druck im Innenraum der ersten Kammer 11 aufzuheben,
wodurch er kleiner als der Außendruck
an ihr ist, wodurch das Arbeitsfluid von der Einlassleitung 14 durch
das Ventil 2 in die erste Kammer 11 gedrückt wird
(durch einen Pfeil gekennzeichnet). Das in der Auslassleitung 15 und
der zweiten Kammer 12 verbleibende Arbeitsfluid erzeugt
aufgrund des Drucks ebenfalls ein solches Moment, dass auf das Ventil 2a gedrückt wird,
wodurch dieses das Durchgangsloch 13 dicht verschließt. Auf
diese Weise wird das in der Auslassleitung 15 und der zweiten
Kammer 12 verbliebene Arbeitsfluid daran gehindert, in die
erste Kammer 11 zurück
zu fließen.
Demgemäß bildet
das Ar beitsfluid in der Membranpumpe eine größere Strömungsmenge in einer Richtung
aus.
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Die
Einlassleitung 14 und die Auslassleitung 15 sind
bei der dargestellten Ausführungsform
an den beiden Seiten des Kammerkörpers 1 vorhanden, wobei
jedoch die Positionen entsprechend verschiedenen Situationen variiert
werden können.
Wie es durch die in der 6 dargestellte Ausführungsform veranschaulicht
ist, kann die Einlassleitung 14 an einer Seite des Kammerkörpers 1 vorhanden
sein, wobei sie in Fluidverbindung mit dieser steht. Die Auslassleitung 15 ist
am Boden des Kammerkörpers 1 vorhanden,
wobei sie in Fluidverbindung mit der zweiten Kammer 2 steht.
Alternativ können,
wie es in der 7 dargestellt ist, die Einlassleitung 14 und
die Auslassleitung 15 am Boden des Kammerkörpers 1 vorhanden
sein, wobei sie in Fluidverbindung mit der ersten Kammer 11 bzw.
der zweiten Kammer 12 stehen. Das Ventil 2 ist
in der ersten Kammer 11 an einer der Einlassleitung 14 entsprechenden
Position vorhanden, um dadurch das Arbeitsfluid daran zu hindern,
in die Einlassleitung 14 zurück zu strömen. Daher kann das in den
Kammerkörper 1 eintretende
Arbeitsfluid, durch die Wirkung des Ventils 2, eine Pumpwirkung
hervorrufen, wobei die eine Seite die Eintrittsseite und die andere
Seite die Austrittsseite ist, so dass der Nachteil einer herkömmlichen
Pumpe, dass die Strömungsmenge
zu klein ist, überwunden
wird.
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Bei
der in der 8 dargestellten Ausführungsform
besteht die Membranpumpe im Wesentlichen wiederum aus einem Kammerkörper 1,
in dessen Innerem eine erste Kammer 11 und eine zweite Kammer 12 ausgebildet
sind. Nun ist die zweite Kammer 12 an einer Seite der ersten
Kammer 11 vorhanden. Die beiden Kammern stehen durch ein
Durchgangsloch 13 in Fluidverbindung miteinander. Ferner verfügt der Kammerkörper 1 wiederum über eine
Einlassleitung 14 und eine Auslassleitung 15,
die nun beide auf derselben Seite liegen. Die Einlassleitung 14 und
die Auslassleitung 15 stehen mit der ersten Kammer 11 bzw.
der zweiten Kammer 12 in Fluidver bindung. Die Innenwandfläche der
ersten Kammer 11 ist an einer der Einlassleitung 14 entsprechenden
Position mit einem Ventil 2 versehen. Die Innenwandfläche der
zweiten Kammer 12 ist an einer dem Durchgangsloch 13 entsprechenden
Position mit einem Ventil 2a versehen. Die Oberseite des
Kammerkörpers 1 ist
mit einer Membran 3 versehen, die die erste Kammer 11 und
die zweite Kammer 12 überdeckt.
An der Oberseite der Membran 3 ist ein Aktivierungselement 4 vorhanden,
das über
ein festes Ende 41 und ein schwingendes Ende 42 verfügt. Das
feste Ende 41 steht mit mehreren Elektrodenzuleitungen 5 in elektrischer
Verbindung. Bei dieser Ausführungsform befindet
sich das feste Ende 41 auf der Seite der Einlassleitung 14 und
der Auslassleitung 15, was es erleichtert, dass das schwingende
Ende 42 des Aktivierungselements 4 einen sektorähnlichen
Schwingungsvorgang ausführt.
Schließlich
kann der Kammerkörper 1 wiederum
mit einem Gehäuse 6 kombiniert
sein, das die Membran 3 und das Aktivierungselement 4 im
Inneren aufnimmt.
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Wenn
dem Aktivierungselement 4 des Kammerkörpers 1 Strom zugeführt wird,
führt das
schwingende Ende 42 desselben eine sektorähnliche Schwingung
aus. Wenn dieses schwingende Ende 42 nach unten schwingt,
wird dafür
gesorgt, dass die Membran 3 zum Inneren der ersten Kammer 11 hin drückt, wodurch
der Innendruck in dieser ansteigt. Daher erzeugt das in der ersten
Kammer 11 vorhandene Arbeitsfluid ein Moment und bewegt
sich gleichzeitig zur Einlassleitung 14 und zur Auslassleitung 15.
Wenn das Arbeitsfluid zur Einlassleitung 14 fließt, drückt das
so erzeugte Moment auf das Ventil 2, das sich an der der
Einlassleitung 14 entsprechenden Position befindet. So
schließt
das Ventil 2 die Einlassleitung 14, um zu verhindern,
dass das Arbeitsfluid zu dieser zurück fließt, also einen Rückströmungseffekt erzeugt.
Gleichzeitig drückt
das durch das zur Auslassleitung 15 fließende Arbeitsfluid
erzeugte Moment das Ventil 2a auf, so dass das Arbeitsfluid
durch die zweite Kammer 12 zu anderen Komponenten fließen kann.
Andererseits kehrt, wenn das Aktivierungselement 4 nach
oben schwingt, die Membran 3 zu ihrer ursprünglichen
Form zurück,
und der Innendruck in der ersten Kammer 11 fällt in solcher
Weise, dass der dortige Außendruck
größer als
der Innendruck ist. So fließt
das Arbeitsfluid in die Einlassleitung 14, wobei das Ventil 2 öffnend weggedrückt wird,
und es fließt
in die erste Kammer 11. Ferner erzeugt das in der zweiten
Kammer 12 verbliebene Fluid aufgrund des Drucks ebenfalls
ein Moment, das auf das Ventil 2a im Durchgangsloch 13 drückt. Auf diese
Weise wird das Durchgangsloch 13 versperrt, um das Arbeitsfluid
daran zu hindern, in die erste Kammer 11 zurück zu fließen, so
dass die Membranpumpe eine Umwälzung
in einer Richtung ausführen kann.
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Auch
bei der in der 9 dargestellten Ausführungsform
verfügt
die Membranpumpe über
einen Kammerkörper 1,
dessen Inneres jedoch nur über eine
erste Kammer 11 verfügt.
An den beiden Seiten des Kammerkörpers 1 befinden
sich eine Einlassleitung 14 bzw. eine Auslassleitung 15.
An der Innenwandfläche
der ersten Kammer 11 ist an der der Einlassleitung 14 entsprechenden
Position ein Ventil 2 vorhanden, das dazu verwendet wird,
zu verhindern, dass Arbeitsfluid aus der ersten Kammer 11 in
die Einlassleitung 14 zurück fließt. Ferner ist die Oberseite
des Kammerkörpers 1 mit
einer Membran 3 versehen, an deren Oberseite sich ein Aktivierungselement 4 befindet,
das über
ein festes Ende 41 und ein schwingendes Ende 42 verfügt. Das
feste Ende 41 steht mit mehreren Elektrodenzuleitungen 5 in
elektrischer Verbindung, so dass der erforderliche Strom für den Betrieb
zugeführt
werden kann. Schließlich kann
der Kammerkörper 1 wiederum
durch ein Gehäuse 6 abgedeckt
sein, wodurch die oben genannten Elemente aufgenommen sind. Die
Einlassleitung 14 und die Auslassleitung 15 können sich
an einer Seite des Kammerkörpers 1 befinden,
wobei die Positionen entsprechend verschiedenen Erfordernissen geändert werden
können,
so dass sie sich an derselben Seite des Kammerkörpers 1, an dessen
Boden oder an einer Seite bzw. am Boden desselben befinden können.
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Ferner
ist der Kammerkörper 1 mit
einem zweiten Kammerkörper 8 verbunden.
Das Innere des zweiten Kammerkörpers 8 verfügt über eine
zweite Kammer 81. Die beiden Seiten des zweiten Kammerkörpers 8 sind
mit einer Einlassleitung 82 bzw. einer Auslassleitung 83 verbunden.
Die Einlassleitung 82 steht über eine Leitung 7 in
Fluidverbindung mit der Auslassleitung 15 des Kammerkörpers 1.
An der Innenwandfläche
der zweiten Kammer 81 ist an einer der Einlassleitung 82 entsprechenden
Position ein Ventil 2a vorhanden. Die Auslassleitung ist
ebenfalls mit der Leitung 7 verbunden. Daher kann das an
der Membranpumpe vorhandene Aktivierungselement 4 seine
Wirkung starten, sobald es mit Strom versorgt wird, und es kann
nach einer Seite sektorartig schwingen. Wenn das Aktivierungselement 4 nach unten
drückt,
drückt
die Membran 3 den Innenraum der ersten Kammer 11 zusammen,
um den Druck in ihm zu erhöhen.
Im Ergebnis erzeugt das in der ersten Kammer 11 aufgenommene
Arbeitsfluid ein Moment in Form einer Strömung aus der Auslassleitung 15 heraus,
es strömt
durch die Leitung 7 in das im zweiten Kammerkörper 8 vorhandene
Ventil 2a, und anschließend fließt es zur zweiten Kammer 81,
zur Auslassleitung 83, zur Leitung 7 und anderen
Komponenten. Andererseits trifft ein kleiner Anteil des Arbeitsfluids
auch auf das in der ersten Kammer 11 vorhandene Ventil 2,
um dafür
zu sorgen, dass dieses die Einlassleitung 14 verschließt, um zu
verhindern, dass Arbeitsfluid aus dieser heraus in den Kammerkörper 1 zurück fließt. Wenn
das Aktivierungselement 4 nach oben schwingt, kehrt der
Druck in der ersten Kammer 11 in den Normalzustand zurück, in dem
der Außendruck
größer als
der Innendruck ist. Im Ergebnis tritt Arbeitsfluid durch die Einlassleitung 14 in
die erste Kammer 11 ein. Gleichzeitig erzeugt das Arbeitsfluid
im zweiten Kammerkörper 8 aufgrund
des Drucks ein Moment, wobei es zum in der zweiten Kammer 81 vorhandenen
Ventil 2a drückt,
so dass dieses die Einlassleitung 82 verschließt, wodurch das
Arbeitsfluid daran gehindert wird, in den Kammerkörper 1 zurück zu strömen.
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Daher
kann das Arbeitsfluid eine Zirkulation in einer Richtung erzeugen.
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Die
in der 10 veranschaulichte Ausführungsform
ist eine Membranpumpe mit wiederum einem Kammerkörper 1, dessen Inneres über eine
erste Kammer 11 verfügt.
An den beiden Seiten des Kammerkörpers 1 sind
eine Einlassleitung 14 bzw. eine Auslassleitung 15 vorhanden.
Ferner ist die Oberseite der ersten Kammer 11 mit einer
Membran 3 versehen, an deren Oberseite sich wiederum ein Aktivierungselement 4 befindet,
das über
ein festes Ende 41 und ein schwingendes Ende 42 verfügt. Das feste
Ende 41 ist elektrisch mit mehreren Elektrodenzuleitungen 5 verbunden.
Das schwingende Ende 82 erzeugt bei Versorgung mit Strom
an einer Seite eine sektorartige Schwingung. Der Kammerkörper 1 kann wiederum
mit einem Gehäuse 6 versehen
sein, das die vorstehend genannten Elemente bedeckt. Die Einlassleitung 14 und
die Auslassleitung 15 können sich
an einer Seite des Kammerkörpers
befinden, jedoch können
ihre Positionen entsprechend verschiedenen Anforderungen geändert werden,
so dass sie beispielsweise auf derselben Seite des Kammerkörpers 1,
am Boden desselben oder an einer Seite und dem Boden liegen können.
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Ferner
sind die Einlassleitung 14 und die Auslassleitung 15 des
Kammerkörpers 1 mit
einem dritten Kammerkörper 9 bzw.
einem zweiten Kammerkörper 8 verbunden.
Die Innenräume
des zweiten Kammerkörpers 8 und
des dritten Kammerkörpers 9 verfügen über eine
zweite Kammer 81 bzw. eine dritte Kammer 91. Die
beiden Seiten des zweiten Kammerkörpers 8 und des dritten
Kammerkörpers 9 sind mit
einer jeweiligen Einlassleitung 82, 92 bzw. Auslassleitung 93, 93 versehen.
Die Auslassleitung 93 des dritten Kammerkörpers 9 steht über eine
Leitung 7 in Fluidverbindung mit der Einlassleitung 14 des Kammerkörpers 1.
Die Einlassleitung 82 des zweiten Kammerkörpers 8 steht über eine
Leitung 7 mit der Auslassleitung 15 des Kammerkörpers 1 in
Fluidverbindung. An der Innenwandfläche der dritten Kammer 91 ist
an der der Einlasslei tung 92 entsprechenden Position ein
Ventil 2 vorhanden. An der Innenwandfläche der zweiten Kammer 81 ist
an der der Auslassleitung 15 entsprechenden Position ein
Ventil 2a vorhanden. Aufgrund dieser Anordnung wird, wenn
das am Kammerkörper 1 vorhandene
Aktivierungselement 4 nach unten zu schwingen beginnt, die
Membran 3 nach unten zum Innenraum der ersten Kammer 11 des
Kammerkörpers 1 hin
weggedrückt,
wodurch dafür
gesorgt wird, dass Arbeitsfluid zur Einlassleitung 14 und
zur Auslassleitung 15 fließt. Aufgrund des durch die
Kompression erzeugten Moments fließt das Arbeitsfluid durch die
Auslassleitung 15 durch das Ventil 2a, und anschließend fließt es zur zweiten
Kammer 81, zur Auslassleitung 83, zur Leitung 7 sowie
anderen Komponenten. Gleichzeitig trifft das zur Einlassleitung 14 strömende Arbeitsfluid auf
das im dritten Kammerkörper 9 vorhandene
Ventil 2, wodurch die Einlassleitung 93 des dritten
Kammerkörpers 9 geschlossen
wird, was verhindert, dass Arbeitsfluid außerhalb der Einlassleitung 92 in
die dritte Kammer 91 zurück strömt. Wenn das Aktivierungselement 4 nach
oben schwingt, kehrt die erste Kammer 11 auf ihren ursprünglichen
Rauminhalt zurück, so
dass der Außendruck
an ihr größer als
ihr Innendruck ist. Im Ergebnis trifft das Arbeitsfluid aus der Einlassleitung 92 auf
das Ventil 2, und es strömt in die erste Kammer 11.
Gleichzeitig erzeugt das Arbeitsfluid im zweiten Kammerkörper 8 auch
ein Moment, um auf das in der zweiten Kammer 81 vorhandene
Ventil 2a zu treffen, so dass dieses die Einlassleitung 82 schließt, wodurch
verhindert wird, dass Arbeitsfluid in die erste Kammer 11 zurück strömt. Daher
kann die Membranpumpe eine Zirkulation in einer Richtung erzeugen.