DE102017108203B4 - Kühlverfahren für elektrisch betriebene membranpumpen - Google Patents

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Abstract

Eine Membranpumpe umfasst einen Motor, der einen Anker in einer hin- und hergehenden Linearbewegung antreibt. Eine erste Membran ist an ein erstes Ende des Ankers gekoppelt, wobei die erste Membran in einer ersten Pumpkammer angeordnet und dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf die hin- und hergehende Linearbewegung des Ankers Fluid in die und aus der ersten Pumpkammer zu pumpen. Ein Kühleinlassventil und ein Kühlauslassventil stehen in Wirkverbindung mit der ersten Membran, wobei die erste Membran, wenn der Anker vorrückt, um die erste Membran zu biegen und ein Volumen der ersten Pumpkammer zu verringern, hinter der ersten Membran Umgebungsluft durch das Kühleinlassventil zieht, und wobei, wenn der Anker in die Gegenrichtung läuft, um zu bewirken, dass die erste Membran das Volumen der ersten Pumpkammer vergrößert, die erste Membran Umgebungsluft durch das Kühlauslassventil aus der ersten Pumpkammer drückt.

Description

  • HINTERGRUND
  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Membranpumpen und andere Verdrängerpumpen, bei denen die Hin- und Herbewegung einer flexiblen Membran genutzt wird.
  • STAND DER TECHNIK
  • Eine Membranpumpe wird allgemein als eine Verdrängerpumpe beschrieben, bei der die Hin- und Herbewegung einer flexiblen Membran und entsprechende Ventile in Fluidverbindung mit der Membran genutzt werden, um ein Fluid zu pumpen.
  • Die Membran ist in der Regel zur Bildung einer Pumpenkammer abgedichtet. Die Biegung der Membran kann bewirken, dass das Volumen der Pumpkammer zunimmt und abnimmt. Wenn das Volumen zunimmt, wird das zu pumpende Fluid in die Kammer eingeleitet, und wenn das Volumen abnimmt, wird das zu pumpende Fluid aus der Kammer verdrängt. Dieses Muster ist wiederholbar und erzeugt auf diese Weise die hin- und hergehende Pumpwirkung der Pumpe.
  • Der Wiederholungscharakter der Hin- und Herbewegung kann jedoch zu Ineffizienzen führen. Es besteht also ein Bedarf, die Effizienz von Membranpumpen oder anderen Verdrängerpumpen zu verbessern.
  • Die DE 10 2004 042 944 A1 offenbart einen Kolbenkompressor, wobei Kühlluft durch eine Ansaugleitung in das Kompressor-Kurbelgehäuse eingesaugt wird, bevor sie durch ein Austrittsventil entweicht. DE 10 138 070 A1 zeigt einen Kolbenkompressor mit einem einlassseitigen Ventil zum Einziehen von Luft in das Kurbelgehäuse, wenn sich der Kolben bewegt und einen Unterdruck im Kurbelgehäuse erzeugt.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Membranpumpen und andere Verdrängerpumpen, bei denen die Hin- und Herbewegung einer flexiblen Membran genutzt wird.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Membranpumpe gemäß Anspruch 1, umfassend: einen Motor, der einen Anker in einer hin- und hergehenden Linearbewegung antreibt, wobei der Anker ein erstes Ende aufweist; eine erste Membran, die an das erste Ende des Ankers gekoppelt ist, wobei die erste Membran in einer ersten Pumpkammer angeordnet ist, wobei die erste Membran dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf die hin- und hergehende Linearbewegung des Ankers Fluid in die erste Pumpkammer und aus der ersten Pumpkammer zu pumpen; ein Kühleinlassventil, das in Wirkverbindung mit der ersten Membran steht; und ein Kühlauslassventil, das in Wirkverbindung mit der ersten Membran steht, wobei, wenn der Anker vorrückt, um die erste Membran zu biegen, damit ein Volumen der ersten Pumpkammer verringert und Fluid aus dieser gepumpt wird, die erste Membran Umgebungsluft hinter der ersten Membran durch das Kühleinlassventil in die erste Pumpkammer saugt, und wobei, wenn der Anker in die Gegenrichtung läuft, um zu bewirken, dass die erste Membran das Volumen der ersten Pumpkammer vergrößert, um Fluid in diese zu pumpen, die erste Membran Umgebungsluft durch das Kühlauslassventil hinter der ersten Membran aus der ersten Pumpkammer drückt.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst Rippen, die an den Motor gekoppelt sind.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst, dass das Kühlauslassventil in einem Winkel zu den Rippen angeordnet ist.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst, dass das Kühlauslassventil die aus diesem austretende Umgebungsluft über die Rippen leitet.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Motorhalterung, die dazu ausgelegt ist, den Motor in der Pumpe abzustützen, wobei das Kühleinlassventil und das Kühlauslassventil in der Motorhalterung eingerichtet sind.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Mehrzahl von Kühleinlassventilen und eine Mehrzahl von Kühlauslassventilen, wobei jedem der Kühleinlassventile ein entsprechendes Kühlauslassventil zugeordnet ist.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine zweite Membran, die an ein zweites Ende des Ankers gekoppelt ist, wobei die zweite Membran in einer zweiten Pumpkammer angeordnet ist, wobei die zweite Membran dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf die hin- und hergehende Linearbewegung des Ankers Fluid in die zweite Pumpkammer und aus der zweiten Pumpkammer zu pumpen, ein Kühleinlassventil und ein Kühlauslassventil, die mit der zweiten Membran in Wirkverbindung stehen, wobei, wenn der Anker vorrückt, um die zweite Membran zu biegen, damit ein Volumen der zweiten Pumpkammer verringert und Fluid aus dieser gepumpt wird, die zweite Membran Umgebungsluft hinter der zweiten Membran durch das Kühleinlassventil in die zweite Pumpkammer saugt, und wobei, wenn der Anker in die Gegenrichtung läuft, um zu bewirken, dass die zweite Membran das Volumen der zweiten Pumpkammer vergrößert, um Fluid in diese zu pumpen, die zweite Membran Umgebungsluft durch das Kühlauslassventil hinter der zweiten Membran aus der zweiten Pumpkammer drückt.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst, dass die erste und die zweite Pumpkammer gegensinnig zueinander arbeiten.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst, dass die Rippen in Längsrichtung entlang einer Länge des Motors ausgerichtet sind.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst, dass die Rippen mit einem Spalt zwischen benachbarten Rippen eingerichtet sind und das Kühlauslassventil die aus diesem austretende Umgebungsluft in die Spalte drückt.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Membranpumpe, umfassend: einen Motor, der einen Anker in einer hin- und hergehenden Linearbewegung antreibt, wobei der Anker ein erstes Ende aufweist; eine erste Membran, die an das erste Ende des Ankers gekoppelt ist, wobei die erste Membran in einer ersten Pumpkammer angeordnet ist, wobei die erste Membran dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf die hin- und hergehende Linearbewegung des Ankers Fluid in die erste Pumpkammer und aus der ersten Pumpkammer zu pumpen; eine Verteilleitung, die eine Oberfläche aufweist, welche zu mindestens mit einem Teil des Motors in direktem Kontakt steht, wobei das in die und aus der ersten Pumpkammer gepumpte Fluid durch die Verteilleitung hindurchströmt, um eine Wärmeübertragung mit dem Motor zu bewirken.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst, dass die Verteilleitung den Motor an mehreren Stellen an dem Motor direkt berührt.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren zum Kühlen einer Membranpumpe, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Motors, der einen Anker in einer hin- und hergehenden Linearbewegung antreibt, um eine Membran in einer Pumpkammer anzutreiben; Bereitstellen von Verdunstungsrippen an einer Außenfläche des Motors; Ziehen von Umgebungsluft in die Pumpkammer hinter der Membran; Drücken der Umgebungsluft aus der Pumpkammer durch die Membran; Blasen der Umgebungsluft über die Rippen, um den Motor durch Zwangskonvektion zu kühlen.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Ausrichten der Rippen in Längsrichtung entlang einer Länge des Motors mit einem Spalt zwischen benachbarten Rippen.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Drücken der aus der Pumpkammer austretenden Umgebungsluft in den Spalt zwischen benachbarten Rippen.
  • Die vorstehenden und andere Merkmale und Vorteile, sowie die Konstruktion der vorliegenden Offenbarung gehen deutlicher hervor und werden vollständig ersichtlich aus der nachstehenden detaillierteren Beschreibung der besonderen Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
  • Figurenliste
  • Einige der Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren ausführlich beschrieben, wobei gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente bezeichnen:
    • 1 ist eine Seitenansicht einer veranschaulichenden Ausführungsform einer Linearmotor-Doppelmembranpumpe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
    • 2 ist eine Querschnittsendansicht der in 1 dargestellten Linearmotor-Doppelmembranpumpe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
    • 3 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden Ausführungsform einer Linearmotor-Doppelmembranpumpe gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
    • 4 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden Ausführungsform einer Linearmotor-Doppelmembranpumpe gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine ausführliche Beschreibung der nachfolgend dargelegten Ausführungsformen der offenbarten Vorrichtung und des offenbarten Verfahrens wird hier beispielhaft und nicht beschränkend unter Bezugnahme auf die oben aufgeführten Figuren vorgestellt. Obwohl bestimmte Ausführungsformen ausführlich dargestellt und beschrieben sind, ist offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung wird in keiner Weise auf die Anzahl der konstituierenden Komponenten, deren Materialien, Formen, relative Anordnung etc. beschränkt, und wird einfach als ein Beispiel von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung offenbart.
  • Als Vorbemerkung zur ausführlichen Beschreibung wird darauf hingewiesen, dass die Singularformen „ein“ bzw. „eine“ sowie „der, die, das“, wie sie in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, Pluralbezugnahmen einschließen, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes vorgibt.
  • Die Zeichnungen zeigen beispielhafte Ausführungsformen einer Doppelmembranpumpe 10. Diese Ausführungsformen können jeweils verschiedene Struktur- und Funktionskomponenten umfassen, die sich ergänzen, um die ausgeprägte Funktionalität und Leistungsfähigkeit der Pumpe 10 bereitzustellen, wobei die besondere Struktur und Funktion derselben hier im Einzelnen noch beschrieben wird.
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigen die 1 bis 4 beispielhafte Ausführungsformen einer Doppelmembranpumpe 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Ausführungsformen der Pumpe 10 können bei Bedarf neben anderen Komponenten einen Motor 20, einen Anker 30, gegenüberliegende Pumpkammern 40 und 50 und eine entsprechende Verteilleitung 60 mit einem oder mehreren darin angeordneten Einlässen und Auslässen umfassen.
  • Ausführungsformen der Pumpe 10 können einen Motor 20 umfassen. Der Motor 20 kann beispielsweise ein elektromagnetischer Linearmotor mit einem Stator 22 sein. Der Stator 22 kann einen Spulensatz (nicht dargestellt) umfassen, der als ein elektrischer Leiter ausgebildet ist, wobei der Spulensatz beispielsweise eine Reihe von Drahtspulen in Form einer Spule, Spirale, Helix oder einer anderen zylinderartigen Form ist, durch die ein elektrischer Strom hindurchgehen kann. Wenn der Stator 22 über den elektrischen Anschluss 25 mit einer elektrischen Stromquelle gekoppelt ist, kann ein elektrischer Strom durch den Spulensatz hindurchgehen, und der Spulensatz kann als ein elektromagnetischer Leiter zum Erzeugen eines Magnetfeldes fungieren. Der Spulensatz kann als die Wicklung(en) des elektromagnetischen Leiters angesehen werden, und der Spulensatz kann eine oder mehrere Wicklungen aufweisen. Diese Wicklungen können induktiv oder magnetisch gekoppelt sein. Die Mitte der Wicklung(en) kann die magnetische Achse des Leiters definieren. Die Enden der Wicklung(en) des Spulensatzes können mit einer oder mehreren Schaltungen für elektrische Leistung gekoppelt sein. Die Anzahl der Wicklungen oder Spulen in dem Spulensatz, die Anzahl der getrennten Durchgänge des Drahts in den Wicklungen oder in dem Spulensatz und/oder der bestimmte Strom, der durch die Wicklungen oder den Spulensatz hindurchgeht, können so eingestellt werden, dass sie das resultierende Magnetfeld verändern, modifizieren oder abändern.
  • Der magnetische Linearmotor kann beispielsweise einen entsprechenden Magnetanker 30 aufweisen, der einen oder mehrere Magnete in Reihe aufweist. Beispielsweise kann der Magnetanker 30 eine Reihe von Permanentmagneten umfassen, die in einer linearen oder schaftartigen Konfiguration ausgerichtet sind, wobei die Magnete in einer Linie Ende an Ende aneinandergereiht sein können. Der Magnetanker 30 kann ein Außengehäuse oder eine Hülse aufweisen, in der die Magnete angeordnet sind. Beispielsweise kann der Magnetanker 30 eine zylindrische Form aufweisen, wobei der Magnetanker 30 eine Achse haben kann, die durch den Durchmesser der Magnete und die gemeinsame lineare Länge der Ende an Ende angeordneten Magnete definiert ist. Die Achse des Magnetankers 30 kann so ausgestaltet sein, dass sie mit der magnetischen Achse des Stators 22 ausgerichtet ist, so dass der Magnetanker 30 koaxial zu dem Stator 22 ist. Der Magnetanker 30 kann daher so ausgelegt sein, dass er innerhalb der Wicklungen oder Spulen des Spulensatzes angeordnet ist und auf die Magnetkräfte, die durch den Spulensatz innerhalb des Stators 22 erzeugt werden, ansprechen kann. Auf diese Weise kann der Magnetanker 30 so ausgelegt sein, dass er in einer linearen, hin- und hergehenden Bewegung durch den Innendurchmesser des Stators 22 im Ansprechen auf die Magnetkräfte des Spulensatzes hin- und herbewegt wird. Eine solche Ausgestaltung kann einen 360°-Magnetfluss erzeugen, wobei sich der Magnetanker 30 im Ansprechen auf die Magnetkräfte, die durch den Spulensatz erzeugt werden, in einer linearen Hin- und Herbewegung durch den Stator 22 bewegt, ohne physisch mit dem Stator 22 in Kontakt zu stehen.
  • Alternativ kann der Motor 20 beispielsweise ein herkömmlicher Elektromotor, wie beispielsweise ein umkehrbarer Gleichstrommotor eines bürstenlosen Typs sein. Der Elektromotor kann so ausgelegt sein, dass er den Anker 30 in reziproken Hin- und Herbewegung antreibt, um dadurch den Betrieb der Membranen 42 und 52, die hier im Einzelnen noch beschrieben werden, anzutreiben. Der Elektromotor kann eine Rotorspindel mit darauf befindlichen Permanentmagneten aufweisen, wobei die Rotorspindel drehbeweglich gelagert ist und als ein Antriebselement fungiert, das den Anker 30 im Ansprechen auf elektromagnetische Kräfte, die durch den stehenden Stator des Elektromotors erzeugt werden, entlang seiner Achse linear hin und her antreibt. Die Rotorspindel und der Anker 30 können mit passenden Gewinden ausgebildet sein, um miteinander zusammenzuwirken. Andere herkömmliche Elektromotoren können so arbeiten, dass sie über ein Getriebe oder einen Mechanismus Leistung von ihrer Ausgangswelle bereitstellen, um die reziproke Hin- und Herbewegung des Ankers 30 bereitzustellen.
  • Weiterhin alternativ kann der Motor 20 beispielsweise ein herkömmlicher pneumatischer oder hydraulischer Motor sein, der so ausgelegt ist, dass er Fluidenergie in lineare Energie umwandelt, um dem Anker 30 eine lineare Hin- und Herbewegung zu verleihen.
  • Ausführungsformen der Pumpe 10 können den Motor 20 umfassen, der mit einer Motorhalterung 26 gekoppelt ist, wobei die Motorhalterung 26 dazu dienen kann, den Motor in seiner korrekten Ausrichtung und Position in Bezug auf die anderen Komponenten der Pumpe 10 und insbesondere den Anker 30 zu haltern. Der Anker 30 kann außerdem durch eine Hülse, eine Buchse, ein Lager oder einen Positionierer 28 abgestützt sein, die bzw. das bzw. der dazu ausgelegt sein kann, die Ausrichtung und Position des Ankers 30 gegenüber dem Motor 20 aufrechtzuerhalten. Der Positionierer 28 kann dazu ausgelegt sein, die Position des Ankers 30 aufrechtzuerhalten und dennoch die hin- und hergehende lineare Verschiebung des Ankers 30 zu ermöglichen. Wie beschrieben können ein oder mehrere Positionierer 28 innerhalb des Motors 20 dazu ausgebildet sein, den Anker 30 abzustützen. Weiterhin können ein oder mehrere Positionierer beiderseits des Motors 20 an jeder beliebigen Stelle entlang der axialen Länge des Ankers 30 positioniert sein. Daher kann der Anker 30 sich auf einer oder mehreren Seiten des Motors 20 über ein Ende des Motors 20 hinaus erstrecken. Insbesondere kann der Anker 30 ein erstes Ende 32 und ein zweites Ende 34 aufweisen, die einander gegenüberliegen und sich beiderseits des Motors 20 über den Motor 20 hinaus erstrecken.
  • Ausführungsformen der Pumpe 10 können ein oder mehrere Abstandshalter 80 umfassen, die zwischen den Motorhalterungen 26 und der ersten und der zweiten Pumpkammer 40 und 50 angeordnet sind und die hier im Einzelnen noch beschrieben werden. Die Abstandshalter 80 können so ausgelegt sein, dass sie die erste und die zweite Pumpkammer 40 und 50 von dem Motor 20 geeignet beabstanden, um den Anker 30 mit der gewünschten Hublänge oder dergleichen zu versehen. Darüber hinaus können Größe und Form der Abstandshalter 80 so angepasst werden, dass sie für die gewünschte Hublänge oder Leistung des Motors 20 und/oder der Pumpe 10 geeignet sind. Die Hublänge der Pumpe 10 kann durch die axiale Länge des Ankers 30 bestimmt werden.
  • Ausführungsformen der Pumpe 10 können die erste und die zweite Pumpkammer 40 und 50 umfassen, die selbst mit den Motorhalterungen 26 lösbar gekoppelt sind. Anders ausgedrückt können Ausführungsformen der Pumpe 10 beiderseits des Motors 20 die Motorhalterung 26, die mit den jeweiligen Kappen 44 und 54 gekoppelt ist, umfassen, wobei die erste und die zweite Membran 42 bzw. 52, die hier im Einzelnen noch zu beschrieben werden, jeweils dazwischen angeordnet sind. Indem die Motorhalterungen 26 nicht nur die Funktion der Abstützung für den Motor 20, sondern auch die Funktion des Halteelements oder des Koppelelements, an das die Kappen 44 und 54 gekoppelt werden können, übernehmen, kann die Größe der Pumpe 10 erheblich verringert werden.
  • Ausführungsformen der Pumpe 10 können ferner eine erste Pumpkammer 40 umfassen. Die erste Pumpkammer 40 kann eine erste Membran 42 und eine erste Kappe 44 umfassen, die zwischen sich eine erste Fluidkammer 46 definieren. Die erste Membran 42 kann eine flexible Membran sein, die geeignet ist, in Reaktion auf eine Eingabe, wie etwa eine Kraft, wiederholt durchgebogen und/oder abgewinkelt zu werden. Die erste Membran 42 kann lösbar, beispielsweise durch ein Befestigungselement 45, mit dem ersten Ende 32 des Ankers 30 gekoppelt sein. Die Membran 42 kann entweder direkt oder indirekt in Wirkbeziehung mit dem ersten Ende des Ankers 30 gekoppelt sein, so dass die Hin- und Herbewegung des Ankers 30, wie hier beschrieben, dazu dienen kann, die Membran 42 in einer ähnlichen Hin- und Herbewegung innerhalb oder in Verbindung mit der ersten Fluidkammer 46 zu biegen. Die erste Kappe 44 kann lösbar mit der Pumpe 10 gekoppelt sein und kann insbesondere so mit Komponenten der Pumpe gekoppelt sein, dass sie dazu ausgelegt ist, mit der ersten Membran 42 funktionell in Verbindung zu stehen. Die erste Kappe 44 kann der ersten Membran 42 gegenüberliegen und zwischen diesen die erste Fluidkammer 46 definieren. Die erste Fluidkammer 46 kann dazu ausgelegt sein, ein Fluid in sich aufzunehmen, an dem die Membran 42 arbeiten oder auf das sie in anderer Weise einwirken kann, um einen Fluidstrom und/oder einen Druck auf das Fluid zu erzeugen. Mit anderen Worten kann die Fluidkammer 46 ein Einlass-Rückschlagventil 47 und ein Auslass-Rückschlagventil 49 umfassen, die arbeiten, um in Reaktion auf die Bewegung oder Verschiebung der Membran 42 einen Fluidstrom in die und aus der Fluidkammer 46 zu leiten. Die Einlass-Rückschlagventile 47 und die Auslass-Rückschlagventile 49 können Kugelventile, Klappenventile oder andere ähnliche Ventile sein, die sich abwechselnd öffnen und schließen, um Kammern zu füllen und eine Rückströmung zu beschränken oder anderweitig zu blockieren. Die Einlass-Rückschlagventile 47 und die Auslass-Rückschlagventile 49 können an der zweiten Pumpkammer 50 in ihrer jeweiligen Konfiguration, wie es für eine bestimmte Strömungskonfiguration erwünscht ist, umgekehrt oder umgedreht angeordnet sein.
  • Wenn der Anker 30 Kraft ausübt, um die Membran 42 in Richtung der Kappe 44 zu biegen, kann die Membran 42 das Volumen innerhalb der Fluidkammer 46 verringern, um dadurch wenigstens einen Teil des Fluids innerhalb der Fluidkammer 46 zu drücken oder zu verdrängen, um das Einlass-Rückschlagventil 47 zu schließen und das Auslass-Rückschlagventil 49 zu öffnen, so dass das Fluid aus dem Auslass-Rückschlagventil 49 austreten und in die Verteilleitung 60 gelangen kann. Auf ähnliche Weise kann, wenn der Anker 30 Kraft ausübt, um die Membran 42 von der Kappe 44 weg zu ziehen, die Membran 42 das Volumen innerhalb der Fluidkammer 46 vergrößern, um dadurch ein Vakuum in der Fluidkammer 46 zu erzeugen, das dazu dienen kann, das Einlass-Rückschlagventil 47 zu öffnen und das Auslass-Rückschlagventil 49 zu schließen, so dass das Fluid in der Verteilleitung 60 durch das Einlass-Rückschlagventil 47 hindurchtreten und in die Fluidkammer 46 eintreten kann. Bei mehr Fluid in der Fluidkammer 46 kann der Anker 30 so eingestellt werden, dass er die vorgenannten Schritte durch wiederholtes Ausüben einer Kraft auf die Membran 42 wiederholt, um die Membran 42, wie beschrieben, wiederholt hin zu und weg von der Kappe 44 zu biegen, um zu bewirken, dass das Fluid wiederholt in die Fluidkammer 46 eintritt und aus dieser austritt. Auf diese Weise fungieren der Anker 30 und die erste Pumpkammer 40 als eine Hälfte der Membranpumpe 10, um ein Fluid durch die Pumpe 10, die Verteilleitung 60 und zu einem gewünschten Ziel zu pumpen.
  • Ausführungsformen der Pumpe 10 können ferner eine zweite Pumpkammer 50 umfassen. Die zweite Pumpkammer 50 kann eine zweite Membran 52 und eine zweite Kappe 54 umfassen, die zwischen sich eine zweite Fluidkammer 56 definieren. Die zweite Membran 52 kann eine flexible Membran sein, die geeignet ist, in Reaktion auf eine Eingabe, wie etwa Kraft, wiederholt durchgebogen und/oder abgewinkelt zu werden. Die zweite Membran 52 kann, beispielsweise durch das Befestigungselement 45, lösbar mit dem zweiten Ende 34 des Ankers 30 gekoppelt sein. Die zweite Membran 52 kann entweder direkt oder indirekt in Wirkbeziehung mit dem zweiten Ende 34 des Ankers 30 gekoppelt sein, so dass die Hin- und Herbewegung des Ankers 30, wie hier beschrieben, dazu dienen kann, die zweite Membran 52 in einer ähnlichen Hin- und Herbewegung innerhalb oder in Verbindung mit der zweiten Fluidkammer 56 zu biegen. Die zweite Kappe 54 kann lösbar mit der Pumpe 10 gekoppelt sein und kann insbesondere so mit Komponenten der Pumpe 10 gekoppelt sein, dass sie dazu ausgelegt ist, mit der zweiten Membran 52 funktionell in Verbindung zu stehen. Die zweite Kappe 54 kann der zweiten Membran 52 gegenüberliegen und zwischen diesen die zweite Fluidkammer 56 definieren. Die zweite Fluidkammer 56 kann dazu ausgelegt sein, ein Fluid in sich aufzunehmen, an dem die Membran 52 arbeiten oder auf das sie in anderer Weise einwirken kann, um einen Fluidstrom und/oder einen Druck auf das Fluid zu erzeugen. Anders ausgedrückt kann die Fluidkammer 56 ein Einlass-Rückschlagventil 57 und ein Auslass-Rückschlagventil 59 umfassen, die arbeiten, um in Reaktion auf die Bewegung oder Verschiebung der Membran 52 einen Fluidstrom in die und aus der Fluidkammer 56 zu leiten. Die Einlass-Rückschlagventile 57 und die Auslass-Rückschlagventile 59 können Kugelventile, Klappenventile oder andere ähnliche Ventile sein, die sich abwechselnd öffnen und schließen, um Kammern zu füllen und eine Rückströmung zu beschränken oder anderweitig zu blockieren. Die Einlass-Rückschlagventile 57 und die Auslass-Rückschlagventile 59 können an der zweiten Pumpkammer 50 in ihrer jeweiligen Konfiguration, wie es für eine bestimmte Strömungskonfiguration erwünscht ist, umgekehrt oder umgedreht angeordnet sein.
  • Wenn der Anker 30 Kraft ausübt, um die Membran 52 in Richtung der Kappe 54 zu biegen, kann die Membran 52 das Volumen innerhalb der Fluidkammer 56 verringern, um dadurch wenigstens einen Teil des Fluids innerhalb der Fluidkammer 56 zu drücken oder zu verdrängen, um das Einlass-Rückschlagventil 57 zu schließen und das Auslass-Rückschlagventil 59 zu öffnen, so dass das Fluid aus dem Auslass-Rückschlagventil 59 austreten und in die Verteilleitung 60 gelangen kann. Auf ähnliche Weise kann, wenn der Anker 30 Kraft ausübt, um die Membran 52 von der Kappe 54 weg zu ziehen, die Membran 52 das Volumen innerhalb der Fluidkammer 56 vergrößern, um dadurch ein Vakuum in der Fluidkammer 46 zu erzeugen, das dazu dienen kann, das Einlass-Rückschlagventil 57 zu öffnen und das Auslass-Rückschlagventil 59 zu schließen, so dass das Fluid in der Verteilleitung 60 durch das Einlass-Rückschlagventil 57 hindurchtreten und in die Fluidkammer 56 eintreten kann. Wenn wieder mehr Fluid in die Fluidkammer 56 gelangt ist, kann der Anker 30 so eingestellt werden, dass er die vorgenannten Schritte wiederholt, indem er wiederholt Kraft auf die Membran 52 ausübt, um die Membran 52, wie beschrieben, wiederholt hin zu und weg von der Kappe 54 zu biegen um dadurch zu bewirken, dass das Fluid wiederholt in die Fluidkammer 56 eintritt und aus dieser austritt. Auf diese Weise fungieren der Anker 30 und die zweite Pumpkammer 50 als eine Hälfte der Membranpumpe 10, um ein Fluid durch die Pumpe 10, die Verteilleitung 60 und zu einer gewünschten Stelle zu pumpen.
  • Ausführungsformen der Pumpe 10 können die erste und die zweite Pumpkammer 40 und 50 umfassen, die im Tandembetrieb arbeiten, um auf Basis der Hin- und Herbewegung, die von einer magnetisch angetriebenen, linearen Doppelmembranpumpe 10 erzeugt wird, ein Fluid zu verdrängen oder anderweitig zu pumpen, wobei die erste und die zweite Pumpkammer 40 und 50 so eingerichtet sind, dass sie an gegenüberliegenden Enden des Ankers 30 arbeiten, der in Reaktion auf die von dem Motor 20 auf ihn ausgeübten Kräfte linear hin- und her verschoben wird. Anders ausgedrückt, wenn sich der Magnetanker 30 zum Ausüben von Kraft hin- und her bewegt, um die Membran 42 in Richtung der Kappe 44 zu biegen und so das Volumen der ersten Fluidkammer 46 zu verringern, biegt der Magnetanker 30 gleichzeitig die Membran 52 von der Kappe 54 weg, um das Volumen der zweiten Fluidkammer 56 zu vergrößern. Wenn der Magnetanker 30 Kraft ausübt, um die Membran 42 von der Kappe 44 weg zu biegen, um das Volumen der ersten Fluidkammer 46 zu vergrößern, biegt auf gleiche Weise der Magnetanker 30 gleichzeitig die Membran 52 in Richtung der Kappe 54, um das Volumen der zweiten Fluidkammer 56 zu verringern. Infolgedessen kann sich der Magnetanker 30 in Reaktion auf die Eingabe von dem Motor 20 in linearer Weise hin- und herbewegen, um gleichzeitig entgegengesetzte und hin- und hergehende Kräfte auf jeden des ersten und des zweiten Pumpabschnitts 40 und 50 auszuüben. Auf diese Weise kann die Pumpe 10, je nach Fall, gleichzeitig Fluid durch, in, aus, innerhalb oder über jeden ihrer Pumpabschnitte 40 und 50, sowie die Verteilleitung 60, bewegen.
  • Ausführungsformen der Pumpe 10 können eine Verteilleitung 60 in Wirkverbindung mit dem Fluid innerhalb der Pumpe 10 umfassen. Die Verteilleitung 60 kann einen oder mehrere Fluideinlässe bzw. -auslässe 70 umfassen. Die Verteilleitung 60 kann so ausgestaltet sein, dass sie den einen oder die mehreren Einlässe bzw. Auslässe 70 strömungstechnisch mit der ersten und der zweiten Pumpkammer 40 und 50, und umgekehrt, koppelt. Mit anderen Worten, die Verteilleitung 60 kann die Rohre und/oder Leitungen umfassen, welche die Strömung des Fluids, das durch die Pumpe 10 bearbeitet wird und auf das diese einwirkt, durch jede der Pumpkammern 40 und 50 und in die und aus der Pumpe 10 leitet. Die Größe und Form der Verteilleitung 60 kann dem Bedarf der Pumpe 10 entsprechend angepasst werden. Die Verteilleitung 60 kann so ausgelegt sein, dass sie entweder eine oder beide von einer druckbeaufschlagten und einer nicht druckbeaufschlagten Fluidquelle aufnimmt.
  • Ausführungsformen der Pumpe 10 können eine Steuereinheit 12 und eine zugeordnete Steuerelektronik 14 umfassen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 12 eine Steuerung sein, umfassend einen Prozessor (CPU), eine Leiterplatte, einen internen Speicher, einen Codierer, eine Software, Steueralgorithmen, Eingänge, Ausgänge und andere elektrische Komponenten, wie erforderlich, um die elektrischen Arbeitsvorgänge und die Steuerelektronik 14 der Pumpe 10 zu leiten. Weiterhin kann zum Beispiel die zugeordnete Steuerelektronik 14 ferner Sensoren, Messeinrichtungen, Ventile, Regler, Wandler, Elektromagnete, Steuerungen, drahtlose Kommunikation und dergleichen umfassen, um - neben anderen wichtigen elektrisch basierten Betriebs- und Steuerungsaspekten der Pumpe 10 - Folgendes durchzuführen: Messen und Steuern der Fluidströmung durch die Pumpe 10, Zählen von Pumpzyklen, Steuern der Motordrehzahl und -leistung, Durchflussmessung, Messen und Steuern des Fluiddrucks, Leckagedetektion, Messen und Erfassen des Hubendes, Versetzen der Hublänge, Messen und Steuern des Stromflusses durch den Motor 20 und Ausgleichen der Fluidströmung durch die Pumpe 10. Die Steuereinheit 12 kann dazu ausgelegt sein, die Arbeitsvorgänge jeder Komponente der Steuerelektronik 14 zu koordinieren, um jeden beliebigen der vorstehenden Betriebsaspekte der Pumpe 10 zu realisieren, zu steuern und/oder zu verändern. Alternativ kann jede der Komponenten der Steuerelektronik 14 so ausgelegt sein, dass sie je nach Bedarf mit einer oder mehreren zugehörigen Komponenten kommuniziert, um die gewünschten Arbeitsvorgänge der Pumpe 10 auszuführen. Alternativ kann jede der Komponenten der Steuerelektronik 14 so ausgelegt sein, dass sie je nach Bedarf mit der Steuereinheit 12, sowie direkt mit einer oder mehreren zugehörigen Komponenten kommuniziert, um die gewünschten Arbeitsvorgänge der Pumpe 10 auszuführen.
  • Wie in den 2 und 3 gezeigt, können Ausführungsformen der Pumpe 10 den Motor 20 mit einer oder mehreren Wärmeableitungsrippen 23 umfassen, die mit diesem und insbesondere mit dem Stator in thermischer Verbindung stehen, um Wärme von den Spulenwicklungen abzuleiten. Die Wärmeableitungsrippen 23 können in einem Muster um die Außenseite des Motors 20 ausgeführt sein, um Wärme nach außen und/oder weg von den Spulenwicklungen zu ziehen. Bei elektrischen oder elektromagnetischen Motoren 20 kann durch den elektrischen Strom, der durch die Metallwicklungen hindurchgeht, Wärme in dem Motor 20 erzeugt werden. Die Wärmeableitungsrippen 23 können daher so mit dem Motor 20, der Motorhalterung 26 oder anderen Komponenten der Pumpe 10 gekoppelt sein, dass die Rippen 23 mit dem Motor 20 in thermischer Verbindung stehen, um als Kühlkörper zum Ableiten von Wärme weg von dem Motor 20 zu dienen. Die Wärmeableitungsrippen 23 können in einer 360-Grad-Konfiguration um die gesamte Außenseite des Motors 20 herum angeordnet sein. Die Rippen 23 können sich in einem nach außen gerichteten radialen Muster weg von dem Motor 20 erstrecken. Die Rippen 23 können einen Spalt oder einen Zwischenraum zwischen benachbarten Rippen 23 definieren, in dem Umgebungsluft liegen, bzw. durch den Umgebungsluft hindurchtreten oder -strömen kann, um Wärme von den Rippen 23 weg und in die Umgebungsluft oder die Atmosphäre zu ziehen. Die Rippen 23 können aus Metall, etwa aus wärmeleitfähigen Metallen wie Aluminium oder Kupfer hergestellt sein. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die Basis jeder der Rippen 23, die in funktionellem thermischen Kontakt mit dem Motor 20 steht, Wärme aus und weg von dem Motor 20 ziehen. Die Wärme wird dann nach außen zu einem kühleren distalen Ende jeder der Rippen 23 wandern. Wenn die Wärme von der Basis der Rippe 23 zum distalen Ende der Rippe 23 übertragen wird, kann die Umgebungsluft zwischen den Rippen 23 die Wärme in die Umgebungsluft herausziehen, um dadurch die Rippen 23 zu kühlen und den Rippen 23 zu ermöglichen, kontinuierlich mehr Wärme von dem Motor 20 abzuziehen.
  • Wie in 3 gezeigt, können Ausführungsformen der Pumpe 10 ein oder mehrere Konvektionskühlungsmerkmale, wie etwa Kühlventile 84 und 86 umfassen. Die Ventile 84 und 86 können als Wärmeübertragungs- oder Kühlmerkmale dienen, welche die Übertragung von Wärme weg von dem Motor 20 und zu der Umgebungsluft unterstützen. Das Ventil 84 kann ein Einlassventil sein, das irgendwo an der Motorhalterung 26 und/oder an den Kappen 44 oder 54 angeordnet ist und mit der Membran 42 oder 52 und der jeweiligen Pumpkammer 40 bzw. 50 in funktioneller Verbindung steht. Beispielsweise kann das Ventil 84 so angeordnet sein, dass es mit jeder der Pumpkammern 40 und 50 strömungstechnisch in Verbindung steht. Anders formuliert kann ein Ventil 84 so ausgelegt sein, dass es mit der Pumpkammer 40 strömungstechnisch in Verbindung steht, während ein anderes Ventil 84 so ausgelegt sein kann, dass es mit der Pumpkammer 50 strömungstechnisch in Verbindung steht. Auf gleiche Weise kann das Ventil 86 ein Auslassventil sein, das irgendwo an der Motorhalterung 26 und/oder an den Kappen 44 oder 54 angeordnet ist und mit der Membran 42 oder 52 und der jeweiligen Pumpkammer 40 bzw. 50 in funktioneller Verbindung steht. Beispielsweise kann das Ventil 86 so angeordnet sein, dass es mit jeder der Pumpkammern 40 und 50 strömungstechnisch in Verbindung steht. Anders ausgedrückt kann ein Ventil 86 so ausgelegt sein, dass es mit der Pumpkammer 40 strömungstechnisch in Verbindung steht, während ein anderes Ventil 86 so ausgelegt sein kann, dass es mit der Pumpkammer 50 strömungstechnisch in Verbindung steht.
  • Während der primäre Zweck der Membran 42, darin besteht, das Fluid durch die Pumpkammer 40 zu pumpen, und dies ebenso für die Membran 52 und die Pumpkammer 50 gilt, können Ausführungsformen der Pumpe 10 so ausgestaltet sein, dass ein sekundärer Zweck der Membranen 42 und 52 darin bestehen kann, (wie durch den Pfeil 90 angedeutet) Umgebungsluft von außerhalb der Pumpe 10 durch das Ventil 84 und in die jeweilige Pumpkammer 40 bzw. 50, jedoch bezüglich des Fluids auf der Rückseite oder der gegenüberliegenden Seite der jeweiligen Membran 42 bzw. 52 zu ziehen, und danach die Umgebungsluft (aus den Pumpkammern 40 und 50 durch das Ventil 86 (wie durch den Pfeil 92 angedeutet)) auszutreiben.
  • Man betrachte insbesondere beispielsweise die Membran 42 und die entsprechende Pumpkammer 40. Wenn sich die Membran 42 in Richtung der Kappe 44 biegt, um in Reaktion auf die Bewegung des Ankers 30 das Volumen der Pumpkammer 40 auf der Fluidseite zu reduzieren, wird das in der Pumpkammer 40 befindliche Fluid aufgrund des erhöhten Drucks von dem abnehmenden Volumen durch eines der Rückschlagventile 47 oder 49 (abhängig von der Strömungsrichtung des Fluids) und in die Verteilleitung 60 aus der Pumpkammer 40 ausgestoßen. Gleichzeitig damit wird in der Pumpkammer 40, hinter der Membran 42, auf der Seite 41 der Membran 42, die dem Fluid gegenüberliegt, ein Vakuum erzeugt. Wenn das Ventil 84, das in der Motorhalterung 26 und/oder der Kappe 44 so angeordnet ist, dass das Ventil 84 in Fluidverbindung zwischen der Umgebungsluft und der Pumpkammer 40 hinter der Membran 42 steht, kann die Vakuumkraft, die durch die Membran 42 hinter der Membran 42 erzeugt wird, die Umgebungsluft durch das Ventil 84 und in die Pumpkammer 40 hinter der Membran 42 ziehen, saugen oder auf andere Weise zwingen.
  • Wenn sich anschließend die Membran 42 in Reaktion auf den Richtungswechsel des Ankers 30 weg von der Kappe 44 oder zurück in Richtung des Motors 20 bewegt, erhöht sich das Volumen auf der Fluidseite der Membran 42, und die Vakuumkraft, welche durch die Bewegung der Membran 42 erzeugt wird, bewirkt, dass auf der Fluidseite der Membran 42 durch eines der Rückschlagventile 47 oder 49 (abhängig von der Strömungsrichtung des Fluids) Fluid in die Pumpkammer 40 eintritt. Gleichzeitig nimmt das Volumen auf der Rückseite der Membran 42, das nun Umgebungsluft enthält, ab, und die aus dem verringerten Volumen resultierende Druckkraft auf die Umgebungsluft erzwingt, oder bewirkt, dass die Umgebungsluft durch das Ventil 86 auf der Rückseite der Membran 42 aus der Pumpkammer 40 austritt.
  • Eine ähnliche Beschreibung kann bezüglich der Wechselwirkung der Ventile 84 und 86 mit der Membran 52 und der Pumpkammer 50 vorgenommen werden. Wenn sich beispielsweise die Membran 52 in Reaktion auf die Bewegung des Ankers 30 in Richtung der Kappe 54 biegt, um das Volumen der Pumpkammer 50 auf der Fluidseite zu reduzieren, wird das in der Pumpkammer 50 befindliche Fluid aufgrund des erhöhten Drucks von dem abnehmenden Volumen durch eines der Rückschlagventile 47 oder 49 (abhängig von der Strömungsrichtung des Fluids) und in die Verteilleitung 60 aus der Pumpkammer 50 ausgestoßen. Gleichzeitig damit wird in der Pumpkammer 50, hinter der Membran 52, auf der Seite 51 der Membran 52, die dem Fluid gegenüberliegt, ein Vakuum erzeugt. Wenn das Ventil 84, das in der Motorhalterung 26 und/oder der Kappe 44 so angeordnet ist, dass das Ventil 84 in Fluidverbindung zwischen der Umgebungsluft und der Pumpkammer 50 hinter der Membran 52 steht, kann die Vakuumkraft, die durch die Membran 52 hinter der Membran 52 erzeugt wird, die Umgebungsluft durch das Ventil 84 und in die Pumpkammer 50 hinter der Membran 52 ziehen, saugen oder auf andere Weise zwingen.
  • Wenn sich anschließend die Membran 52 in Reaktion auf den Richtungswechsel des Ankers 30 weg von der Kappe 54 oder zurück in Richtung des Motors 20 bewegt, erhöht sich das Volumen auf der Fluidseite der Membran 52, und die Vakuumkraft, die durch die Bewegung der Membran 52 erzeugt wird, bewirkt, dass Fluid auf der Fluidseite der Membran 52 durch eines der Rückschlagventile 47 oder 49 (abhängig von der Strömungsrichtung des Fluids) in die Pumpkammer 50 eintritt. Gleichzeitig nimmt das Volumen auf der Rückseite der Membran 52, das nun Umgebungsluft enthält, ab, und die aus dem verringerten Volumen resultierende Druckkraft auf die Umgebungsluft erzwingt, oder bewirkt, dass die Umgebungsluft durch das Ventil 86 auf der Rückseite der Membran 52 aus der Pumpkammer 50 austritt.
  • Ausführungsformen der Pumpe 10 können das Ventil 86 umfassen, das an der Motorhalterung 26 und/oder den Kappen 44 und 54 so angeordnet oder in diesen eingerichtet ist, dass jegliche Luft, die durch das Ventil 86 hindurchtritt, zu, über, oder auf die Wärmeableitungsrippen 23 gerichtet oder fokussiert oder auf andere Weise mit diesen in Kontakt gebracht werden kann. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die aus dem Ventil 86 austretende Luft über, in, durch oder auf die Wärmeableitungsrippen 23 gezwungen werden, um anstelle einer einfachen natürlichen Konvektionswärmeübertragung eine Zwangskonvektionswärmeübertragung von den Rippen 23 zu bewirken. Diese Wirkung ist vorteilhaft für die Pumpe 10, da die Zwangskonvektion die Wärmeübertragungsrate der Wärme von der Pumpe 10 weg erhöht, wodurch die Pumpe 10 effizienter läuft. Der Grund für höhere Wärmeübertragungsraten bei der Zwangskonvektion besteht darin, dass die Heißluft, welche die Wärmeableitungsrippen 23 umgibt, sofort durch den erzwungenen und gerichteten Luftstrom aus dem Ventil 86 entfernt wird.
  • Darüber hinaus können Ausführungsformen der Pumpe 10 die Rippen 23 umfassen, die in ein Gehäuse oder dergleichen eingehüllt sind. Das Gehäuse kann Öffnungen 88 aufweisen, durch welche die aus dem Ventil 86 austretende und über die Rippen 23 streichende Umgebungsluft (wie durch den Pfeil 92 angedeutet) aus dem Gehäuse austreten kann. Ferner kann ein Strömungselement 85 zusammen mit den Rippen 23 dazu angeordnet sein, die Strömung der aus dem Ventil 86 austretenden Umgebungsluft, die durch die Öffnungen 88 aus dem Gehäuse austritt, zu unterstützen. Das Strömungselement 85 kann abgewinkelte Abschnitte aufweisen, welche das Ausströmen der verdrängten Umgebungsluft aus den Öffnungen 88 bewirken.
  • Ausführungsformen der Pumpe 10 können ein oder mehrere Ventile 84 und ein oder mehrere Ventile 86 umfassen, die mit der Pumpkammer 40 zusammenwirken, und ein oder mehrere Ventile 84 und ein oder mehrere Ventile 86, die mit der Pumpkammer 50 zusammenwirken. Auf diese Weise können mehrere Ventile 84 und 86 strategisch in der Motorhalterung 26 und/oder den Kappen 44 und 54 angeordnet sein, um zum Erhöhen der Wärmeübertragungseffizienz der Pumpe 10 mit der Pumpkammer 40 bzw. 50 zusammenzuwirken, um dadurch die Pumpe 10 effektiver zu kühlen. In einigen Ausführungsformen kann jedes der Ventile 84 ein entsprechendes Ventil 86 aufweisen, so dass die Ventile 84 und 86 paarweise arbeiten können.
  • Wie in 4 gezeigt, können Ausführungsformen der Pumpe 10 ein oder mehrere leitende Kühlmerkmale, wie etwa die Verteilleitung 60 umfassen. Die Verteilleitung 60 kann so ausgelegt sein, dass sie in direktem Berührkontakt mit dem Motor 20 steht, um Wärme von dem Stator 22 abzuziehen. Beispielsweise kann die Verteilleitung 60 so ausgelegt sein, dass sie den Motor 20 zumindest an den Stellen direkt berührt, an denen die Verteilleitung 60 den Motor kreuzt oder sich diesem nähert, so dass das Fluid, das sich über die Verteilleitung 60 und die Pumpkammern 40 und 50 durch die Pumpe 10 bewegt, in direktem Kontakt mit dem Motor 20 über diesen streichen und durch Leitung Wärme von diesem abziehen kann. Die Verteilleitung 60 kann so ausgelegt sein, dass sie die Außenfläche des Motors direkt berührt, so dass die Außenfläche der Verteilleitung und die Außenfläche des Motors miteinander in Kontakt stehen. Darüber hinaus können Ausführungsformen der Pumpe 10 die Außenfläche der Verteilleitung umfassen, die auch als das Motorgehäuse oder die Außenfläche des Motors fungiert, um eine effizientere Wärmeübertragung zu bewirken. Die Einlass- und Auslassabschnitte 61 und 63 der Verteilleitung 60 können nahe dem Motor 20 angeordnet sein, um ebenfalls die Wärmeübertragung zu erleichtern. Die Einlass- und Auslassabschnitte 61 und 63 können, wie erforderlich, auf Basis des Bedarfs der Pumpe 10 umgestellt oder umgekehrt werden.
  • Die Konstruktionsmaterialien der Pumpe 10 und ihrer verschiedenen Bauteilkomponenten, einschließlich Ausführungsformen des magnetischen Motors 20 und der jeweiligen Pumpkammern 40 und 50 können aus einem beliebigen von vielen verschiedenen Arten von Materialien oder Kombinationen daraus gebildet sein, die leicht zu geformten Objekten geformt werden können, mit der Maßgabe, dass die ausgewählten Komponenten mit dem vorgesehenen Betrieb von Doppelmembranpumpen des hier offenbarten Typs vereinbar sind. Beispielsweise, und nicht hierauf beschränkt, können die Komponenten aus Folgendem gebildet sein: Kautschuke (synthetische und/oder natürliche) und/oder andere ähnliche Materialien; Gläser (wie beispielsweise Glasfaser) Kohlefaser, Aramidfaser, jede beliebige Kombination aus diesen und/oder andere ähnliche Materialien; Polymere wie Thermoplaste (wie ABS, Fluorpolymere, Polyacetal, Polyamid, Polycarbonat, Polyethylen, Polysulfon und/oder dergleichen), Duroplaste (wie Epoxy, Phenolharz, Polyimid, Polyurethan, Silikon, und/oder dergleichen, jede beliebige Kombination aus diesen, und/oder andere ähnliche Materialien; Komposite und/oder andere ähnliche Materialien; Metalle wie Zink, Magnesium, Titan, Kupfer, Eisen, Stahl, Kohlenstoffstahl, Legierungsstahl, Werkzeugstahl, Edelstahl, Aluminium, jede beliebige Kombination aus diesen, und/oder andere ähnliche Materialien; Legierungen, wie Aluminiumlegierung, Titanlegierung, Magnesiumlegierung, Kupferlegierung, jede beliebige Kombination aus diesen, und/oder andere ähnliche Materialien; irgendein anderes geeignetes Material; und/oder jede beliebige Kombination aus diesen.
  • Weiterhin können die Komponenten, welche die oben beschriebene Pumpe 10 und ihre verschiedenen Bauteile definieren, einschließlich Ausführungsformen des Magnetmotors 20 und der jeweiligen Pumpkammern 40 bzw. 50, vorgefertigt erworben oder separat hergestellt und dann zusammengebaut werden. Jedoch können beliebige oder alle der Komponenten gleichzeitig hergestellt und integral miteinander verbunden werden. Die separate oder gleichzeitige Herstellung dieser Komponenten kann Folgendes umfassen: Extrusion, Pultrusion, Vakuumformen, Spritzgießen, Blasformen, Harztransferformen, Gießen, Schmieden, Kaltwalzen, Fräsen, Bohren, Reiben, Drehen, Schleifen, Stanzen, Schneiden, Biegen, Schweißen, Löten, Härten, Nieten, Stanzen, Plattieren, 3D-Drucken und/oder dergleichen. Wenn beliebige der Komponenten separat hergestellt werden, können sie dann auf beliebige Art und Weise miteinander gekoppelt werden, wie etwa mit Klebstoff, einer Schweißverbindung, einem Befestigungselement (z. B. einem Bolzen, einer Mutter, einer Schraube, einem Nagel, einem Niet, einem Stift, und/oder dergleichen), einer Verdrahtung, jeder beliebigen Kombination aus diesen und/oder dergleichen, beispielsweise in Abhängigkeit von - neben anderen Überlegungen - dem speziellen Material, aus dem die Komponenten gebildet sind. Weitere mögliche Schritte könnten beispielsweise Sandstrahlen, Polieren, Pulverbeschichten, Verzinken, Anodisieren, Hartanodisieren und/oder Lackieren der Komponenten umfassen.
  • Während diese Offenbarung in Verbindung mit den oben dargelegten spezifischen Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist erkennbar, dass viele Alternativen, Abwandlungen und Varianten für den Fachmann offensichtlich sind. Dementsprechend sollen die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, wie sie oben dargelegt sind, veranschaulichend und nicht einschränkend sein. Verschiedene Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung gemäß den nachstehenden Ansprüchen abzuweichen. Die Ansprüche stellen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung dar und sollten nicht auf die hier bereitgestellten spezifischen Beispiele beschränkt werden.

Claims (18)

  1. Eine Membranpumpe, umfassend: einen Motor (20), der einen Anker (30) in einer hin- und hergehenden Linearbewegung antreibt, wobei der Anker (30) ein erstes Ende (32) aufweist; eine erste Membran (42), die an das erste Ende (32) des Ankers (30) gekoppelt ist, wobei die erste Membran (42) in einer ersten Pumpkammer (40) angeordnet ist und die erste Membran (42) dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf die hin- und hergehende Linearbewegung des Ankers (30) Fluid in die erste Pumpkammer (40) und aus der ersten Pumpkammer (40) zu pumpen; ein Kühleinlassventil (84), das in Wirkverbindung mit der ersten Membran (42) steht; und ein Kühlauslassventil (86), das in Wirkverbindung mit der ersten Membran (42) steht; wobei, wenn der Anker (30) vorrückt, um die erste Membran (42) zu biegen, damit ein Volumen der ersten Pumpkammer (40) verringert und Fluid aus dieser heraus gepumpt wird, die erste Membran (42) Umgebungsluft hinter der ersten Membran (42) durch das Kühleinlassventil (84) in die erste Pumpkammer (40) zieht, wobei, wenn der Anker (30) in die Gegenrichtung läuft, um zu bewirken, dass die erste Membran (42) das Volumen der ersten Pumpkammer (40) vergrößert, um Fluid in diese zu pumpen, die erste Membran (42) Umgebungsluft hinter der ersten Membran (42) durch das Kühlauslassventil (86) aus der ersten Pumpkammer (40) drückt, und wobei Umgebungsluft, die aus dem Kühlauslassventil (86) austritt, über Rippen (23) gelenkt wird, die mit dem Motor (20) gekoppelt sind.
  2. Pumpe nach Anspruch 1, wobei das Kühlauslassventil (86) in einem Winkel zu den Rippen (23) angeordnet ist.
  3. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, ferner eine Motorhalterung (26) umfassend, die dazu ausgelegt ist, den Motor (20) in der Pumpe abzustützen, wobei das Kühleinlassventil (84) und das Kühlauslassventil (86) in der Motorhalterung (26) eingerichtet sind.
  4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner eine Mehrzahl von Kühleinlassventilen (84) und eine Mehrzahl von Kühlauslassventilen (86) umfassend, wobei jedem der Kühleinlassventile (84) ein entsprechendes Kühlauslassventil (86) zugeordnet ist.
  5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner eine zweite Membran (52) umfassend, die an ein zweites Ende (34) des Ankers (30) gekoppelt ist, wobei die zweite Membran (52) in einer zweiten Pumpkammer (50) angeordnet und wobei die zweite Membran (52) dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf die hin- und hergehende Linearbewegung des Ankers (30) Fluid in die und aus der zweiten Pumpkammer (50) zu pumpen.
  6. Pumpe nach Anspruch 5, ferner ein Kühleinlassventil (84) und ein Kühlauslassventil (86) umfassend, die mit der zweiten Membran (52) in Wirkverbindung stehen.
  7. Pumpe nach Anspruch 6, wobei, wenn der Anker (30) vorrückt, um die zweite Membran (52) zu biegen, damit ein Volumen der zweiten Pumpkammer (50) verringert und Fluid aus dieser heraus gepumpt wird, die zweite Membran (52) Umgebungsluft hinter der zweiten Membran (52) durch das Kühleinlassventil (84) in die zweite Pumpkammer (50) zieht.
  8. Pumpe nach Anspruch 7, wobei, wenn der Anker (30) in die Gegenrichtung läuft, um zu bewirken, dass die zweite Membran (52) das Volumen der zweiten Pumpkammer (50) vergrößert, um Fluid in diese zu pumpen, die zweite Membran (52) Umgebungsluft hinter der zweiten Membran (52) durch das Kühlauslassventil (86) aus der zweiten Pumpkammer (50) drückt.
  9. Pumpe nach Anspruch 8, wobei die erste und die zweite Pumpkammer (40, 50) gegensinnig zueinander arbeiten.
  10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei wenigstens ein Teil der Rippen (23) in Längsrichtung entlang einer Länge des Motors (20) ausgerichtet sind.
  11. Pumpe nach Anspruch 10, wobei die Rippen (23) mit einem Spalt zwischen benachbarten Rippen (23) eingerichtet sind und die aus dem Kühlauslassventil (84) austretende Umgebungsluft in die Spalte gedrückt wird.
  12. Verfahren zum Kühlen einer Membranpumpe, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Motors (20), der einen Anker (30) in einer hin- und hergehenden Linearbewegung antreibt, um eine Membran (42, 52) in einer Pumpkammer (40, 50) anzutreiben; Bereitstellen von Verdunstungsrippen (23) an einer Außenfläche des Motors (20); Ziehen von Umgebungsluft in die Pumpkammer (40, 50) hinter der Membran (42, 52); Drücken der Umgebungsluft aus der Pumpkammer (40, 50) durch die Membran (42, 52); Blasen der Umgebungsluft über die Rippen (23), um den Motor (20) durch Zwangskonvektion zu kühlen.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Bereitstellen von Verdunstungsrippen (23) an einer Außenfläche des Motors (20) ferner das Ausrichten der Rippen (23) in Längsrichtung entlang einer Länge des Motors (20) mit einem Spalt zwischen benachbarten Rippen (23) umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Blasen der Umgebungsluft über die Rippen (23) ferner das Drücken der aus der Pumpkammer (40, 50) austretenden Umgebungsluft in den Spalt zwischen benachbarten Rippen (23) umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend das Einhüllen wenigstens eines Teils der Rippen (23) in einem Gehäuse, das Öffnungen (88) umfasst, durch welche Umgebungsluft aus dem Gehäuse austreten kann.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend das Bereitstellen eines Strömungselements (85), das zusammen mit den Rippen (23) angeordnet ist, um die Strömung der aus der Pumpkammer (40, 50) austretenden Umgebungsluft, die durch die Öffnungen (88) aus dem Gehäuse austritt, zu unterstützen.
  17. Pumpe nach Anspruch 11, ferner umfassend ein Gehäuse, welches wenigstens einen Teil der Rippen (23) einhüllt, und wobei das Gehäuse Öffnungen (88) umfasst, durch welche Umgebungsluft aus dem Gehäuse austreten kann.
  18. Pumpe nach Anspruch 17, ferner umfassend ein Strömungselement (85), das zusammen mit den Rippen (23) angeordnet ist, um die Strömung der Umgebungsluft durch die Öffnungen (88) aus dem Gehäuse zu unterstützen.
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