DE102012202098A1

DE102012202098A1 - Hermetic pump

Info

Publication number: DE102012202098A1
Application number: DE102012202098A
Authority: DE
Inventors: Ahmed Fadil
Original assignee: KSB AG
Current assignee: KSB SE and Co KGaA
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2013-08-14
Also published as: EP2626560B1; EP2626560A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hermetische Pumpe bestehend aus einem elastischen Rohr, das zwischen einem auslassseitigen Ventil und einem einlassseitigen Ventil hermetische dicht angeordnet ist, wobei an oder in dem elastischen Rohr Induktionswicklungen vorgesehen sind, die mit einer Erregerwicklung elektromagnetisch koppelbar sind.The invention relates to a hermetic pump consisting of an elastic tube which is hermetically sealed between an outlet-side valve and an inlet-side valve, wherein on or in the elastic tube induction windings are provided which are electromagnetically coupled to a field winding.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum hermetischen Pumpen von Flüssigkeiten oder Gasen, wobei der Pumpvorgang durch die Veränderung eines Volumens in einer Pumpkammer hervorgerufen wird, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung.The invention relates to a device for the hermetic pumping of liquids or gases, wherein the pumping operation is caused by the change of a volume in a pumping chamber, and a method for operating such a device.

Das Prinzip der Verdrängerpumpe auf dem die vorliegende Erfindung beruht, ist hinlänglich bekannt. Beispielsweise beschreibt die WO 00/12896 A1 einen Aufbau, bei dem eine Pumpkammer mit einem Einlass versehen ist, der mit einer Rückschlagklappe ausgestattet ist, die bewirkt, dass das Förderfluid nur in die Pumpkammer eindringen kann. Ebenso ist auslassseitig eine Rückschlagklappe vorgesehen. Die Pumpkammer ist aus elastischem Material gefertigt. Wird das Volumen der Pumpkammer vergrößert, so wird Förderfluid durch den Einlass angesaugt, die Rückschlagklappe des Einlasses ist hierbei geöffnet, die auslassseitige geschlossen. Beim Reduzieren des Volumens wird die Klappe des Einlasses geschlossen, die auslassseitige geöffnet, so dass das Förderfluid die Pumpekammer über den Auslass verlassen kann. Die Veränderung des Volumens der Pumpenkammer wird mechanisch bewirkt, beispielsweise direkt durch drücken auf die Pumpkammer.The principle of the positive displacement pump on which the present invention is based is well known. For example, this describes WO 00/12896 A1 a structure in which a pumping chamber is provided with an inlet, which is equipped with a non-return valve, which causes the conveying fluid can only penetrate into the pumping chamber. Likewise, a check valve is provided on the outlet side. The pumping chamber is made of elastic material. If the volume of the pumping chamber is increased, delivery fluid is sucked through the inlet, the non-return valve of the inlet is hereby opened, the outlet side closed. When reducing the volume, the flap of the inlet is closed, the outlet side is opened, so that the conveying fluid can leave the pump chamber via the outlet. The change in the volume of the pump chamber is effected mechanically, for example directly by pressing on the pumping chamber.

Die DE 4029250 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Erzeugung von Druckstößen in Flüssigkeiten oder Gasen, wie sie für oben genannte Verdrängerpumpen einsetzbar ist. In einem elastomeren Schlauchstück sind magnetische oder magnetisierbare Teilchen eingelagert, wobei das Schlauchstück von elektromagnetischen Treiberstufen umgeben ist, die in einem sich wiederholenden Vorgang nach einem vorgewählten, variabel steuerbaren Takt nacheinander entsprechend ihrer Reihenfolge durch Stromimpulse aktiviert werden können, wobei eine beliebige peristaltische aufgezwungen werden kann.The DE 4029250 A1 describes a device for generating pressure surges in liquids or gases, as it can be used for above-mentioned positive displacement pumps. In an elastomeric piece of tubing magnetic or magnetizable particles are incorporated, the piece of tubing is surrounded by electromagnetic driver stages, which can be activated sequentially in a repetitive operation after a preselected, variably controllable clock according to their order by current pulses, wherein any peristaltic can be imposed ,

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Erzeugung von Druckstößen in einer hermetischen Pumpe bestehend aus einem elastischen Rohr, das zwischen einem auslassseitigen Ventil und einem einlassseitigen Ventil hermetisch dicht in einem Gehäuse angeordnet ist, bereitzustellen, wobei diese einfach und kostengünstig ausgeführt sein soll.The present invention is based on the object, a device for generating pressure surges in a hermetic pump consisting of an elastic tube which is arranged between an outlet-side valve and an inlet-side valve hermetically sealed in a housing to provide, which are simple and inexpensive should be.

Die Lösung sieht vor, dass bei der hermetischen Pumpe an oder in dem elastischen Rohr Induktionswicklungen vorgesehen sind, die mit einer das elastische Rohr umhüllenden Erregerwicklung elektromagnetisch koppelbar sind.The solution provides that in the hermetic pump on or in the elastic tube induction windings are provided which are electromagnetically coupled with an elastic winding surrounding the excitation winding.

Durch die Koppelung der Erregerwicklung an die Induktionswicklung ist es möglich eine Kraft auf das elastische Rohr zu Übertragen, die zu einer Auslenkung des Rohrs führt. Diese Auslenkung führt zu der erwünschten Pumpwirkung. Durch die elektromagnetische Auslenkung des elastischen Rohrs wird die Anzahl mechanisch bewegter Teile an der Pumpe gering gehalten, wodurch die Reibung im Gesamtsystem stark reduziert wird. Die Pumpe eignet sich besonders zum Transport von Gemischen aus Feststoff und Flüssigkeit, wobei ein gasförmiger Anteil keine Beeinträchtigung darstellt. Abhängig von Druck und Fördermedium werden passende Ventile gewählt, die einen Kompromiss aus schneller Reaktion und guter Durchlässigkeit bieten, wodurch der Wirkungsgrad der Pumpe maßgeblich beeinflusst wird. Die horizontale oder vertikale Anordnung der Pumpe bestimmen weitere Eigenschaften der Ventile, die für die erfindungsgemäße Pumpe nach allgemein üblichen Regeln ausgewählt werden können.By coupling the excitation winding to the induction winding, it is possible to transmit a force to the elastic tube, which leads to a deflection of the tube. This deflection leads to the desired pumping action. Due to the electromagnetic deflection of the elastic tube, the number of mechanically moving parts is kept low on the pump, whereby the friction in the overall system is greatly reduced. The pump is particularly suitable for transporting mixtures of solid and liquid, with a gaseous portion is no impairment. Depending on pressure and fluid, suitable valves are chosen that offer a compromise between fast reaction and good permeability, which significantly influences the efficiency of the pump. The horizontal or vertical arrangement of the pump determine further characteristics of the valves, which can be selected for the pump according to the invention according to generally accepted rules.

In einer Ausgestaltung der Erfindung umhüllt bei der hermetischen Pumpe die Erregerwicklung in Längsrichtung des Rohres einen Teilbereich des elastischen Rohrs. Durch die genaue Platzierung der Erregerwicklung entlang des elastischen Rohres, lassen sich die elastischen Eigenschaften des Rohrmaterials optimal ausnutzen. An den Enden des Rohrabschnitts ist eine feste Verbindung mit den Anschlussflanschen notwendig. Eine Ausdehnung muss in diesen Bereichen vermieden werden. Der Mittlere Bereich des elastischen Rohres ist für eine maximale Verformung ausgelegt. In diesem Bereich ist die Induktionswicklung angeordnet, die von der Erregerwicklung umgeben ist. Durch die elektromagnetische Wechselwirkung ist es möglich, dass dieser Bereich gedehnt wird, wodurch das Volumen des elastischen Rohrs vergrößert wird. Ebenso ist es möglich, das elastische Rohr in diesem Bereich zusammen zu drücken, wodurch sich sein Volumen verkleinert.In one embodiment of the invention, in the case of the hermetic pump, the exciter winding in the longitudinal direction of the tube encloses a portion of the elastic tube. Due to the exact placement of the excitation winding along the elastic tube, the elastic properties of the tube material can be optimally utilized. At the ends of the pipe section a firm connection with the connection flanges is necessary. An expansion must be avoided in these areas. The middle region of the elastic tube is designed for maximum deformation. In this area, the induction coil is arranged, which is surrounded by the field winding. By the electromagnetic interaction, it is possible that this area is stretched, whereby the volume of the elastic tube is increased. It is also possible to compress the elastic tube in this area, which reduces its volume.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die Induktionswicklungen als Netz und /oder Geflecht aus elektrisch leitfähigem Material ausgebildet, um auftretende Kräfte gleichmäßig in das elastische Rohr zu übertragen. Die Kräfte, die notwendig sind, um das elastische Rohr zu dehnen oder zu stauchen sind sehr hoch, weshalb eine gleichmäßige Übertragung wesentlich ist. Zusätzlich ist darauf zu achten, dass die Beweglichkeit des elastischen Rohrs erhalten bleibt, weshalb sich die Ausbildung der Induktionswicklung in Form eines Gewebes anbietet. Dieses Gewebe kann zusätzlich mit einem Gewebe aus elastischem Material verbunden sein. Beide zusammen werden dann zwischen elastischen Hüllschichten einlaminiert. Zur Verstärkung der elektromagnetischen Wechselwirkung kann es zweckvoll sein, zusätzlich zur Induktionswicklung noch Permanentmagnete im elastischen Rohr vorzusehen, insbesondere Permanentmagnete mit hoher Energiedichte, beispielsweise Seltenerdmagnete.In a further embodiment, the induction windings are formed as a network and / or braid of electrically conductive material to transmit forces occurring evenly in the elastic tube. The forces that are necessary to stretch or compress the elastic tube are very high, which is why a uniform transfer is essential. In addition, it should be ensured that the mobility of the elastic tube is maintained, which is why the formation of the induction coil in the form of a tissue is offered. This fabric may additionally be bonded to a fabric of elastic material. Both together are then laminated between elastic sheath layers. To enhance the electromagnetic interaction, it may be useful to provide permanent magnets in the elastic tube in addition to the induction winding, in particular permanent magnets with high energy density, such as rare earth magnets.

In einer weiteren Ausgestaltung ist ein Bereich zwischen dem Gehäuse und dem elastischen Rohr mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt. Eine Kühlung des elastischen Rohrs ist notwendig, wenn zur Verformung des Rohres sehr hohe Ströme induziert werden. Um eine Verformung oder Zersetzung des elastischen Materials zu vermeiden, werden im elastischen Rohr Kühlmöglichkeiten vorgesehen, die beispielsweise als Kühlkanäle ausgeführt sind. Bei einem kompletten Kühlmantel kann zusätzlich eine Sicherung vorgesehen sein, die die Pumpe im Fall einer Leckage des elastischen Rohres vor auslaufen schützt, sowie ein Sensor, der die Leckage registriert und einem Warnsystem meldet. In a further embodiment, a region between the housing and the elastic tube is filled with a cooling liquid. A cooling of the elastic tube is necessary if very high currents are induced to deform the tube. In order to avoid deformation or decomposition of the elastic material, cooling options are provided in the elastic tube, which are designed for example as cooling channels. In the case of a complete cooling jacket, a fuse may additionally be provided which protects the pump from leaking in the event of leakage of the elastic tube, as well as a sensor which registers the leakage and reports to a warning system.

In einer weiteren Ausgestaltung ist zur Reduzierung von Druckstößen im Anschluss an das auslassseitige Ventil ein Windkessel vorgesehen. Bauartbedingt ist der Förderstrom über die Zeit durch starke Pulse gekennzeichnet. Der Einsatz des genannten Windkessels dient der Glättung des auslassseitigen Förderstroms.In a further embodiment, a wind tank is provided to reduce pressure surges following the outlet-side valve. Due to the design of the flow over time is characterized by strong pulses. The use of said wind tank serves to smooth the outlet-side flow.

Des Weiteren beschreibt die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer hermetischen Pumpe wobei in die Erregerwicklung ein Strom eingeprägt wird, insbesondere ein pulsförmiger Strom. Um eine Wechselwirkung zwischen der Erregerwicklung und der Induktionswicklung zu erreichen, ist es notwendig die Induktionswicklung aufzumagnetisieren. Dies wird am einfachsten erreicht, indem man in die Erregerwicklung einen kurzen Strompuls einprägt. Die magnetisierte Induktionswicklung kann anschließend durch die Erregerwicklung angezogen oder abgestoßen werden, so dass sich der Effekt der Volumenvergrößerung oder -verkleinerung einstellt. Furthermore, the invention describes a method for operating a hermetic pump wherein a current is impressed into the excitation winding, in particular a pulse-shaped current. In order to achieve an interaction between the excitation winding and the induction winding, it is necessary to magnetize the induction winding. This is most easily achieved by impressing a short current pulse into the exciter winding. The magnetized induction coil can then be attracted or repelled by the excitation winding, so that the effect of volume increase or decrease sets.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens weist der aufgeprägte Strompuls einen Nulldurchgang auf. Der Wechsel der Stromrichtung ermöglicht eine sehr große Kraft zwischen den beiden Wicklungen zu erzeugen.In one embodiment of the method, the impressed current pulse has a zero crossing. The change of the current direction allows to generate a very large force between the two windings.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird der Strom in aufeinanderfolgenden Pulsfolgen eingeprägt, wobei der Abstand zweier Pulse die Materialeigenschaften des elastischen Rohrs berücksichtigt. Da das elastische Rohr mit einer Trägheit behaftet ist, verformt es sich nicht instantan mit dem Anliegen der durch die elektromagnetische Wechselwirkung hervorgerufenen Kraft, es reagiert verzögert. Diese Verzögerung muss beim Einprägen des Stroms berücksichtigt werden. Der Strompuls wird eingeprägt, das elastische Rohr verformt sich und kehrt anschließend in seine Ausgangsform zurück. Erst nach vollständiger Entspannung wird ein neuer Strompuls in die Erregerwicklung eingeprägt.In a further embodiment of the method, the current is impressed in successive pulse sequences, wherein the distance between two pulses takes into account the material properties of the elastic tube. Since the elastic tube is subject to inertia, it does not instantaneously deform with the concern of the force caused by the electromagnetic interaction, it responds delayed. This delay must be taken into account when impressing the current. The current pulse is impressed, the elastic tube deforms and then returns to its original shape. Only after complete relaxation, a new current pulse is impressed into the exciter winding.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen die erfindungsgemäße hermetische Pumpe, sowie die für die Verwendung relevante Parameter. Im Einzelnen zeigt dieReference to an embodiment of the invention will be explained in more detail. The drawings show the hermetic pump according to the invention, as well as the relevant parameters for use. In detail, the shows

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen hermetischen Pumpe, die 1 a schematic representation of a hermetic pump according to the invention, the

2 die Anordnung der Wicklungen, die 2 the arrangement of the windings, the

3 die Ausführung mit Permanentmagneten, die 3 the version with permanent magnets, the

4 ein erstes Schema zur Nutzung der hermetischen Pumpe und die 4 a first scheme for the use of the hermetic pump and the

5 ein zweites Schema zur Nutzung der hermetischen Pumpe. 5 a second scheme for using the hermetic pump.

In der 1 ist die erfindungsgemäße hermetische Pumpe 1 in einer Seitenansicht dargestellt. In einem Gehäuse 2 befindet sich ein elastisches Rohr 3, das an seinem oberen Ende zwischen dem Gehäuse 2 und einem auslassseitigen Ventil dicht verspannt ist. An seinem unteren Ende ist das elastische Rohr 3 mit einem einlassseitigen Ventil 5 verspannt. Die beiden Ventile 4, 5 verfügen über nicht dargestellte Flansche mittels derer die erfindungsgemäße hermetische Pumpe in eine Anlage eingebaut werden kann, wobei das von der Pumpe transportierte Gut im Fluidraum 6 lediglich mit dem elastischen Rohr 3 in Berührung kommt. In the 1 is the hermetic pump according to the invention 1 shown in a side view. In a housing 2 there is an elastic tube 3 , which is at its upper end between the housing 2 and an outlet-side valve is tightly clamped. At its lower end is the elastic tube 3 with an inlet side valve 5 braced. The two valves 4 . 5 have flanges, not shown, by means of which the hermetic pump according to the invention can be installed in a system, wherein the material transported by the pump in the fluid space 6 only with the elastic tube 3 comes into contact.

Das Gehäuse 2 verfügt im mittleren Bereich über eine Erregerwicklung 7. Diese Erregerwicklung besteht aus elektrisch leitfähigen Spulen, die zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes vorgesehen sind. Dieser Erregerwicklung 7 gegenüberliegend ist auf dem elastischen Rohr 3 eine Induktionswicklung 8 angeordnet. Wird in der Erregerwicklung 7 ein elektromagnetisches Feld erregt, so wird dadurch in der Induktionswicklung 8 ein entsprechendes Gegenfeld hervorgerufen. Als Resultat der beiden Felder entwickelt sich eine Kraft, die eine Ausdehnung des elastischen Rohrs 3 bewirkt. Diese Ausdehnung ist proportional zum angelegten Erregerfeld und bewirkt eine Volumenvergrößerung im elastischen Rohr 3.The housing 2 has a field winding in the middle area 7 , This excitation winding consists of electrically conductive coils which are provided for generating an electromagnetic field. This exciter winding 7 opposite is on the elastic tube 3 an induction winding 8th arranged. Will be in the excitation winding 7 an electromagnetic field is excited, so it is in the induction winding 8th a corresponding opposing field caused. As a result of the two fields, a force develops which is an extension of the elastic tube 3 causes. This expansion is proportional to the applied excitation field and causes an increase in volume in the elastic tube 3 ,

Durch diese Volumenvergrößerung entsteht ein Unterdruck im elastischen Rohr 3 wodurch das einlassseitige Ventil 5 geöffnet und Fördergut angesaugt wird. Bei maximaler Ausdehnung des elastischen Rohrs 3 wird die Erregerspannung abgeschaltet und das elastische Rohr 3 zieht sich aufgrund der Rückstellkräfte des elastischen Materials wieder auf seine ursprüngliche Größe zusammen. Hierbei entsteht ein Überdruck im elastischen Rohr 3 der dazu führt, dass das einlassseitige Ventil 5 geschlossen, das auslassseitige Ventil 4 geöffnet und das Fördergut gefördert wird.This increase in volume creates a negative pressure in the elastic tube 3 whereby the inlet-side valve 5 opened and conveyed is sucked. At maximum extension of the elastic tube 3 the excitation voltage is switched off and the elastic tube 3 retracts to its original size due to the resilience of the elastic material. This creates an overpressure in the elastic tube 3 which causes the inlet-side valve 5 closed, the outlet-side valve 4 opened and the conveyed is promoted.

Durch den Einsatz eines Windkessels im Auslassbereich lassen sich Druckstöße deutlich reduzieren. By using a wind boiler in the outlet area, pressure surges can be significantly reduced.

Die dargestellte hermetische Pumpe kann in unterschiedlicher Weise kombiniert werden. Sind mehrere Pumpen parallel geschaltet, so kann der Effekt von Druckstößen reduziert und gleichzeitig die Fördermenge beliebig vergrößert werden. Serielle Anordnungen der erfindungsgemäßen Pumpen ermöglichen es einen Fördergutdruck für bestimmte Abschnitte einer Anlage differenziert zu erzeugen. Durch die kompakte Bauweise der hermetischen Pumpe, kann sie an Stellen eingesetzt werden, wo für andere Pumpen nicht genügend Bauraum zur Verfügung steht.The illustrated hermetic pump can be combined in different ways. If several pumps are connected in parallel, the effect of pressure surges can be reduced and, at the same time, the flow rate can be arbitrarily increased. Serial arrangements of the pumps according to the invention make it possible to produce a conveyed material pressure differentiated for certain sections of a plant. Due to the compact design of the hermetic pump, it can be used in places where there is not enough space available for other pumps.

Nutzungsbedingt wird es regelmäßig notwendig sein, das elastische Rohr 3 zu wechseln, da dieses einem Verschleiß ausgesetzt ist. Hierzu werden lediglich die Verbindungen an den beiden Ventilen 4, 5 gelöst und das elastische Rohr 3 aus dem Gehäuse 2 entfernt. Die Induktionswicklung 8 des verschlissenen elastischen Rohrs 8 kann mühelos der Wiederverwertung zugeführt werden.Due to usage, it will be necessary regularly, the elastic tube 3 to change, since this is exposed to wear. For this purpose, only the connections to the two valves 4 . 5 solved and the elastic tube 3 out of the case 2 away. The induction winding 8th the worn elastic tube 8th Can easily be recycled.

Die 2 zeigt die Anordnung der Wicklungen in einem Ausschnitt in einer Ruhestellung der Pumpe. Im oberen Bereich der 2 ist der Stator dargestellt, wobei die statorseitige Erregerwicklung 7 fest mit einem Statormantel 9 verbunden ist. Der Statormantel 9 ist so ausgeführt, dass er sämtliche Kräfte aufnimmt, die während des Pumpvorgangs auftreten. Er sichert die Erregerwicklung 7 und sieht eine ausreichende elektrische Isolierung, sowie eine Kühlung der Erregerwicklung 7 vor. The 2 shows the arrangement of the windings in a section in a rest position of the pump. In the upper area of the 2 the stator is shown, wherein the stator-side field winding 7 firmly with a stator jacket 9 connected is. The stator jacket 9 is designed to absorb all forces that occur during the pumping process. He secures the excitation winding 7 and sees sufficient electrical insulation, as well as cooling the field winding 7 in front.

Der Erregerwicklung 7 gegenüberliegend ist in der 2 die Induktionswicklung 8 dargestellt. Diese ist in das in der 2 nur angedeutete elastische Rohr 3 eingearbeitet, wobei berücksichtigt ist, dass sich die räumliche Lage der Induktionswicklung 8 beim Pumpvorgang verändert. Beide Wicklungen sind in der 2 nur schematisch dargestellt. Abhängig von der jeweiligen Anwendung und den Materialien, die für das elastische Rohr 3 verwendet werden, sind auch Anordnungen der beiden Wicklungen 7, 8 möglich, die schräg zur Strömungsrichtung ausgerichtet sind. Ebenso sind Anordnungen möglich, bei denen die Wicklungen 7, 8 im Ruhezustand nicht parallel angeordnet sind.The excitation winding 7 Opposite is in the 2 the induction winding 8th shown. This is in the in the 2 only indicated elastic tube 3 incorporated, taking into account that the spatial position of the induction coil 8th changed during the pumping process. Both windings are in the 2 shown only schematically. Depending on the particular application and the materials used for the elastic pipe 3 are also used arrangements of the two windings 7 . 8th possible, which are aligned obliquely to the flow direction. Likewise, arrangements are possible in which the windings 7 . 8th are not arranged in parallel in the idle state.

Die 3 zeigt eine alternative Ausführung der erfindungsgemäßen Pumpe, bei der Permanentmagnete 10 die Wirkung der Induktionsspulen übernehmen. Die Nord-Süd Ausrichtung der Permanentmagnete ist in der 3 durch N beziehungsweise S dargestellt. In dem elastischen Rohr 3, das in dieser Ausführung als Balg 11 ausgeführt ist, sind zwischen zwei Falten des Balges 11 abwechselnd Permanentmagnete 10 und Erregerwicklungen 7 angeordnet. Wird die Erregerwicklung 7 mit einem Gleichstrom in einer ersten Stromrichtung beaufschlagt, so wird in der Erregerwicklung 7 ein Magnetfeld aufgebaut, wie es in der 3A, also im oberen Teil der 3 dargestellt ist. Dieses Magnetfeld der Erregerwicklung bewirkt ein Zusammenziehen des Balges. Im unteren Teil der 3, also der 3B, ist der Fall dargestellt, bei dem die Erregerwicklung 7 mit einem Gleichstrom in einer zweiten Stromrichtung beaufschlagt ist. Das resultierende Magnetfeld führt zu einer Vergrößerung des Balges. Die wechselweise Bestromung der Erregerwicklung 7 führt zu der gewünschten Volumenveränderung und somit zur Pumpwirkung. Die dargestellten Größenverhältnisse sind schematisch und lassen sich beliebig variieren.The 3 shows an alternative embodiment of the pump according to the invention, in the permanent magnets 10 take over the effect of the induction coils. The north-south orientation of the permanent magnets is in the 3 represented by N or S. In the elastic tube 3 , which in this embodiment as bellows 11 is executed, are between two folds of the bellows 11 alternately permanent magnets 10 and excitation windings 7 arranged. Will the excitation winding 7 is acted upon by a direct current in a first current direction, is in the field winding 7 built up a magnetic field, as in the 3A , so in the upper part of the 3 is shown. This magnetic field of the exciter winding causes a contraction of the bellows. In the lower part of the 3 , so the 3B , the case is shown where the excitation winding 7 is acted upon by a direct current in a second current direction. The resulting magnetic field leads to an enlargement of the bellows. The alternating energization of the exciter winding 7 leads to the desired volume change and thus to the pumping action. The illustrated proportions are schematic and can be varied arbitrarily.

Die 4 zeigt ein erstes Schema zur Nutzung der beschriebenen hermetischen Pumpe. In der oberen Kurve ist der Verlauf des Stroms über die Zeit dargestellt, wie er in die Erregerwicklung 7 eingeprägt wird. Die mittlere Kurve zeigt die Kraft, die zwischen der Erregerwicklung 7 und der Induktionswicklung 8 aufgebaut wird, diese resultiert in einer Auslenkung des elastischen Rohrs, die in der unteren Kurve dargestellt ist.The 4 shows a first scheme for using the described hermetic pump. The upper curve shows the course of the current over time as it enters the exciter winding 7 is impressed. The middle curve shows the force between the excitation winding 7 and the induction coil 8th is constructed, this results in a deflection of the elastic tube, which is shown in the lower curve.

Zunächst wird ein negativer Strom eingeprägt, der in der Induktionswicklung 8 einen Strom induziert. Die hieraus entstehende Kraft bewirkt bereits eine leichte Auslenkung des elastischen Rohrs. Ist der Maximalwert erreicht, so bewirkt ein schneller Wechsel der Stromrichtung, verbunden mit einem Anstieg bis zum Maximalwert des Stroms in positiver Richtung, eine Kraft, die zu einer sehr starken Auslenkung des elastischen Rohrs führt, wodurch die eigentliche Pumpwirkung entsteht. Die Trägheit des elastischen Materials bewirkt eine langsame Bewegung bis zur maximalen Auslenkung, die elastische Eigenschaft sorgt für eine ebenso träge Rückbewegung in die Ausgangsposition.First, a negative current is impressed in the induction coil 8th induced a current. The resulting force already causes a slight deflection of the elastic tube. If the maximum value is reached, a rapid change of the current direction, combined with a rise to the maximum value of the current in the positive direction, causes a force which leads to a very strong deflection of the elastic tube, whereby the actual pumping action arises. The inertia of the elastic material causes a slow movement up to the maximum deflection, the elastic property ensures an equally sluggish return movement to the starting position.

Die 5 zeigt ein weiteres Schema zur Nutzung einer erfindungsgemäßen hermetischen Pumpe, wobei der eingeprägte Erregerstrom abschnittweise eine lineare Form zeigt. Die obere Kurve zeigt wieder den Verlauf des eingeprägten Stroms, die mittlere die Kraft und die untere die Auslenkung des elastischen Rohrs. The 5 shows a further scheme for using a hermetic pump according to the invention, wherein the impressed excitation current shows a section of a linear shape. The upper curve again shows the course of the impressed current, the middle the force and the lower the deflection of the elastic tube.

Der eingeprägte Strom bewirkt eine Kraft, die zur Auslenkung des Rohrs führt. Die Dauer des eingeprägten Strompulses orientiert sich am Abstand zwischen der Erregerwicklung und der Induktionswicklung. Wird dieser zu groß, so ist die Induktion sehr gering und ein weiteres aufrecht erhalten des Stroms nicht sinnvoll. Die Auslenkung des elastischen Rohrs ist vergleichbar mit der durch das erste Schema erzeugte, wobei der Verlauf jedoch glatter ist.The impressed current causes a force that leads to the deflection of the tube. The duration of the impressed current pulse is based on the distance between the excitation winding and the induction winding. If this is too large, the induction is very low and maintaining the current is not meaningful. The deflection of the elastic tube is comparable to that produced by the first scheme, but the course is smoother.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Pumpe pump
22: Gehäuse casing
33: Rohr pipe
44: auslassseitiges Ventil outlet side valve
55: einlassseitiges Ventil inlet side valve
66: Fluidraum fluid space
77: Erregerwicklung excitation winding
88th: Induktionswicklung induction coil
99: Statormantel stator
1010: Permanentmagnet permanent magnet
1111: Balg bellows

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 00/12896 A1 [0002]
DE 4029250 A1 [0003]

Claims

Hermetic pump consisting of an elastic tube ( 3 ) located between an outlet side valve ( 4 ) and an inlet-side valve ( 5 ) Hermetically sealed in a housing ( 2 ), characterized in that on or in the elastic tube ( 3 ) Induction windings ( 8th ) provided with an elastic tube ( 3 ) enveloping excitation winding ( 7 ) are electromagnetically coupled.

Hermetic pump according to claim 1, characterized in that the exciter winding ( 7 ) in the longitudinal direction of the elastic tube ( 3 ) a portion of the elastic tube ( 3 wrap).

Hermetic pump according to claim 1 or 2, characterized in that the induction windings are formed as a network and / or braid of electrically conductive material.

Hermetic pump according to one of the preceding claims, characterized in that an area between the housing ( 2 ) and the elastic tube ( 3 ) is filled with a cooling liquid.

Hermetic pump according to one of the preceding claims, characterized in that in the elastic tube ( 3 ) Channels are provided for the supply of cooling liquid.

Hermetic pump according to one of the preceding claims, characterized in that for the reduction of pressure surges following the outlet-side valve ( 4 ) a wind boiler is provided.

Method for operating a hermetic pump according to claim 1 to 6, characterized in that in the exciter winding ( 7 ) a current is impressed.

A method according to claim 7, characterized in that the current is impressed in a pulse shape.

A method according to claim 7 or 8, characterized in that the current pulse has a zero crossing.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the current is impressed in successive pulse sequences, wherein the distance between two pulses determines the material properties of the elastic tube ( 3 ) considered.