DE1050200B

DE1050200B -

Info

Publication number: DE1050200B
Application number: DENDAT1050200D
Authority: DE

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine neue Vorricritung zur Erzielung des Umlaufes von verschiedenen Strömungsmitteln, z. B. Flüssigkeiten, sowie zur einoder zweistufigen Verdichtung von gasförmigen Strömungsmitteln. The invention relates to a new Vorricritung for achieving the circulation of various fluids, z. B. liquids, as well as for one- or two-stage compression of gaseous fluids.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die 'bekannten Vorrichtungen für das genannte Anwendungsgebiet, die einen mit abgestimmter Frequenz arbeitenden elektromagnetischen Antrieb besitzen, so umzugestalten, daß ,sie sich für spezielle Bedarfsfälle verwenden lassen, bei denen ein solcher Antrieb in einer allseitig vom umgebenden Raum abgeschlossenen Kammer arbeiten muß, wie sie beispielsweise im Kältemaschinenbau vorliegen.The invention has set itself the task of providing the 'known devices for the field of application mentioned, who have an electromagnetic drive working at a tuned frequency, to be redesigned, that they can be used for special needs in which such a drive in a must work on all sides from the surrounding space closed chamber, as for example in Refrigeration engineering are available.

Die technische Entwicklung auf diesem Gebiet hat gezeigt, daß es zweckmäßig ist, das ganze Verdichteraggregat in Form eines sogenannten abgedichteten Kompressors m einen gemeinsamen, nach der Außen-Iuft abgeschlossenen Innenraum einzubauen. Daher sind die bisher üblichen Konstruktionsformen, bei denen sich der feststehende Teil des magnetischen Kreises außerhalb eines den beweglichen Teil des Kreises, also des Ankers, aufnehmenden Gehäuses befindet, für diese Zwecke nicht verwendbar. Es lag also die Aufgabe vor, außer dem beweglichen auch den feststehenden Teil dieses Antriebssystems in das abgedichtete Gehäuse einzubringen.The technical development in this field has shown that it is expedient, the whole compressor unit in the form of a so-called sealed compressor m incorporate a common, enclosed by the outer-IUFD interior. Therefore, the previously customary forms of construction in which the fixed part of the magnetic circuit is located outside of a housing that accommodates the moving part of the circuit, that is to say the armature, cannot be used for these purposes. The task at hand was to bring the fixed part of this drive system into the sealed housing in addition to the movable part.

Die Erfindung hat eine Lösung dieser Aufgabe gefunden, die nicht nur eine volkommene Abdichtung des Aggregates einschließlich des Magnetkreises im obigen Sinne ermöglicht, sondern die Leistung des Antriebes wesentlich -erhöht, indem sie vorschlägt, den Magnetkreis, der bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art feststeht und daher an der Antriebsbewegung nicht teilnimmt, derart beweglich auszu- bilden, daß er in gleicher Weise wie der Anker, jedoch zu diesem gegenphasig in Schwingungen versetzt wird.The invention has found a solution to this problem, which is not only a perfect seal of the unit including the magnetic circuit in the above sense, but the performance of the Drive significantly increased by proposing the magnetic circuit in the known devices of this type is fixed and therefore does not take part in the drive movement to be so movable form that it vibrates in the same way as the armature, but out of phase with it will.

Es ist dadurch möglich, den resultierenden Hub der Kolben gegenüber den Zylindern, die nach der von der Erfindung vorgeschlagenen Konstruktionsform mit dem schwingenden Magnetkreis fest verbunden sind, im voraus genau festzulegen. Die Kolben und die Zylinder bewegen sich dabei gegenläufig, wobei die Schwingungsamplituden im umgekehrten Verhältnis zur Größe der bewegten Massen stehen. Im Gegensatz dazu liegt bei den vorbekarmten Anordnungen der Wert der Schwingungsamplituden des festen, mit magnetischem Kreis ausgestatteten Teils beim Einbau nicht genau fest, denn dieser Wert hängt im einzelnen von der Art der Aufhängung oder Befestigung der ganzen Vorrichtung ab.It is thereby possible to determine the resulting stroke of the pistons in relation to the cylinders, which according to the from the construction form proposed in the invention are firmly connected to the oscillating magnetic circuit, to be specified in advance. The pistons and cylinders move in opposite directions, with the Vibration amplitudes are inversely related to the size of the moving masses. In contrast in addition, the value of the oscillation amplitudes of the fixed, with, lies in the previously known arrangements magnetic circuit equipped part during installation, because this value depends on the individual on the type of suspension or fastening of the entire device.

Bei der von der Erfindung vorgeschlagenen Bauart wird jedoch ein Massenausgleich der schwingenden Vorrichtung zum Pumpen und Verdichten von verschiedenen StrömungsmittelnIn the design proposed by the invention, however, a mass balancing of the vibrating Device for pumping and compressing various fluids

Anmelder:Applicant:

Societe Anonyme des Usines Chausson, Asnieres, Seine (Frankreich)Societe Anonyme des Usines Chausson, Asnieres, Seine (France)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Höger, Dr.-mg. E. Maier und Dipl.-Ing. M. Sc. W. Stellredit, Patentanwälte, Stuttgart-O, Uhlandstr. 16Representative: Dr.-Ing. W. Höger, Dr.-mg. E. Maier and Dipl.-Ing. M. Sc. W. Stellredit, patent attorneys, Stuttgart-O, Uhlandstr. 16

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 29. Oktober 1955Claimed priority: France of October 29, 1955

Andre Chausson, Asnieres, Seine (Frankreich), ist als Erfinder genannt wordenAndre Chausson, Asnieres, Seine (France), has been named as the inventor

Teile erreicht, so daß besondere Sorgfalt beim Einbau nicht mehr beachtet werden muß.Parts reached, so that special care no longer has to be observed during installation.

Das Antriebssystem gemäß der Erfindung, welches die oben gekennzeichneten Unvollkommenheiten der bekannten elektromagnetischen Antriebsaggregate ausschaltet, ist derart ausgebildet, daß der Antrieb einen im mittleren Bereich des Zylinders vorgesehenen, in diesem entgegen der Wirkung von einander entgegengerichteten Federn längsverschieblichen Magnetkreis aufweist, in dessen Luftspalt ein Magnetanker in dieser Längsrichtung zwischen Federn hin- und herschwingt, die ihm eine bestimmte Eigenfrequenz erteilen, wobei die Kolben am Anker und die dazugehörigen Zylinder am Magnetkreis vorgesehen sind.The drive system according to the invention, which has the imperfections identified above turns off known electromagnetic drive units, is designed such that the drive one provided in the middle area of the cylinder, in this counteracting the action of each other Has springs longitudinally displaceable magnetic circuit, in the air gap of which a magnet armature in this longitudinal direction swings back and forth between springs which give it a certain natural frequency issue, with the pistons on the armature and the associated cylinders on the magnetic circuit.

Zweckmäßig kann dabei ein Magnetkreis verwendet werden, der zwei langgestreckte Magnetkörper umfaßt, die beiderseits des Ankers parallel zu diesem verlaufen, wobei jeder Magnetkörper Nuten zur Aufnahme von je zwei konzentrischen, unmittelbar vom Wechselstrom gespeisten Spulen aufweist und magnetisch voneinander durch einen Zylinder getrennt sind, an dem sie so angebracht sind, daß der erzeugte Magnetfluß nur die magnetischen Teile des Ankers durchquert.Appropriately, a magnetic circuit can be used which comprises two elongated magnetic bodies, which run parallel to it on both sides of the armature, each magnetic body having grooves for receiving it each has two concentric coils fed directly by the alternating current and is magnetic are separated from each other by a cylinder to which they are attached so that the generated Magnetic flux only traverses the magnetic parts of the armature.

Einer Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Antriebssystems dient eine von der Erfindung vorgeschlagene Ausführungsmöglichkeit für den Magnetanker insofern, als in dem Anker zwei in einem nicht- -One proposed by the invention is used to increase the performance of the drive system Implementation possibility for the magnet armature insofar as in the armature two in one non- -

809 748/312b809 748 / 312b

1 051 05

magnetischen Träger eingebettete Dauermagnete eingebaut werden können, deren Polarität einander entgegengerichtet ist und die bei der durch die Federn bestimmten, mittleren Ruhestellung des Magnetankers beiderseits der äußeren Nuten des Magnetkreises stehen.Magnetic carrier embedded permanent magnets can be installed whose polarity is opposite to each other and that of the central rest position of the armature determined by the springs stand on both sides of the outer grooves of the magnetic circuit.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Es zeigtThe invention is intended below with reference to the drawings using an exemplary embodiment explained. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung für das Pumpen und die Verdichtung verschiedener Strömungsmittel,1 shows a longitudinal section of an embodiment of the device according to the invention for pumping and the compression of various fluids,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung längs der Linie II-II der Fig. 1,FIG. 2 shows a section through the device along the line II-II in FIG. 1,

Fig. 3 eine geschnittene Teilansicht einer Ausführungseinzelheit in größerem Maßstab.3 shows a partial sectional view of an embodiment detail on a larger scale.

Die dargestellte Vorrichtung weist eine rohrförmige Hülle 1 auf, die an ihren beiden Enden durch Flansche 2 und 3 flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist. Die Flansche sind mit Schultern 4 versehen, die zur Zentrierung in der Hülle 1 dienen. Die Flansche werden durch an ihren Enden mit Gewinde versehenen Zugstangen 8 mittels Muttern 9 derart zusammengezogen, daß eine aus Hülle 1 und Flansche 9 gebildete Einheit entsteht, deren Innenraum die Vorrichtung gemäß der Erfindung aufnimmt.The device shown has a tubular sheath 1, which at both ends by Flanges 2 and 3 is sealed liquid-tight. The flanges are provided with shoulders 4, the Centering in the shell 1 are used. The flanges are threaded through at their ends Tie rods 8 pulled together by means of nuts 9 in such a way that one formed from shell 1 and flanges 9 Unit arises, the interior of which receives the device according to the invention.

Jeder der Flansche 2 und 3 setzt sich in Gehäusen 10 und 11 mit inneren Kammern 12 fort. Jede dieser Kammern besitzt je ein im Saugkanal 13 untergebrachtes Saugventil 21 und ein im Druckkanal 14 eingebautes Druckventil 29.Each of the flanges 2 and 3 continues in housings 10 and 11 with internal chambers 12. Any of these Each chamber has a suction valve 21 housed in the suction channel 13 and one built into the pressure channel 14 Pressure valve 29.

Die Saugventilanordnung ist in Fig. 3 im vergrößerten Maßstab dargestellt. Aus dieser Darstellung ist erkennbar, daß die Saugventile unter Einwirkung von Federn 26 an den die Ventilsitze bildenden Stirnflächen der Ansaugflansche 15 anliegen.The suction valve arrangement is shown in Fig. 3 on an enlarged scale. From this representation it can be seen that the suction valves under the action of springs 26 on the valve seats forming The end faces of the suction flanges 15 are in contact.

Die Druckventile 29 (Fig. 1) werden von gleich gestalteten Federn an ringförmige Ventilsitze 28 a angedrückt, die in die Druckkanäle 14 eingearbeitet sind.The pressure valves 29 (Fig. 1) are pressed by identically designed springs on annular valve seats 28 a, which are incorporated into the pressure channels 14.

Die inneren Kammern 12 erweitern sich trichterförmig in Richtung auf die Membranen 40, deren jede am äußeren Rande zwischen zwei gelochten Platten 32 eingespannt ist. Die den Membranen zugekehrten Innenflächen der gelochten Platten sind derart konkav ausgebildet, daß die inneren Bereiche der Membranen in Achsrichtung nach beiden Seiten ausschwingen können.The inner chambers 12 widen in a funnel shape in the direction of the membranes 40, each of which is clamped at the outer edge between two perforated plates 32. Those facing the membranes Inner surfaces of the perforated plates are concave in such a way that the inner regions of the membranes can swing out to both sides in the axial direction.

Die durch die Platten 32 gebildeten Membranhalterungen werden auf den Flanschen 2 und 3 gegenüberliegenden Seiten von Kränzen 41 überdeckt, deren Aufgabe später erläutert werden soll. Die Membranhalterungen sind gemeinsam mit den Kränzen 41 mittels Gewindebolzen 42 und Muttern 43 auf die Innenseiten der Flanschet und 3 aufgeschraubt und gegen die Flansche 2 und 3 sowie gegen die Kränze 41 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise abgedichtet. The membrane holders formed by the plates 32 are on the flanges 2 and 3 opposite one another Pages covered by wreaths 41, the task of which will be explained later. The membrane holders are together with the rings 41 by means of threaded bolts 42 and nuts 43 on the Inside of the flanges and 3 screwed on and against the flanges 2 and 3 and against the wreaths 41 sealed in the manner shown in the drawing.

Im Innern der rohrförmigen Hülle 1 befindet sich ein Gestell 50 (Fig. 1 und 2), welches an beiden Enden flanschförmige Abschlußteile 51 besitzt, die auf ringförmigen Führungsflächen 52 gleiten können, welche sich auf der inneren Wandung der Hülle 1 befinden. Infolge dieser Konstruktion wird das Gestell 50 in der Hülle 1 in Achsrichtung verschieblich geführt. DerVerschiebeweg des Gestells 50 wird durch Schraubenfedern 53 begrenzt.Inside the tubular casing 1 there is a frame 50 (FIGS. 1 and 2), which at both ends Has flange-shaped end parts 51 which can slide on annular guide surfaces 52, which are located on the inner wall of the shell 1. As a result of this construction, the frame 50 in the shell 1 guided displaceably in the axial direction. The displacement of the frame 50 is provided by coil springs 53 limited.

Auf die Außenseiten der Abschlußteile 51 sind Flansche 48 aufgesetzt und durch Schrauben in ersichtlicher Weise befestigt.-Die Flansche 48 sind mit Zylindern 47, 47a versehen und bilden mit diesen ein-Flanges 48 are placed on the outer sides of the terminating parts 51 and can be seen in more detail by means of screws Way.-The flanges 48 are provided with cylinders 47, 47a and form with these

0 2000 200

heitliche Bauteile. Seitlich an den Außenwänden der Zylinder sind Löcher 49 vorgesehen, die der Zirkulation der Füllflüssigkeit dienen.uniform components. Laterally on the outer walls of the cylinder holes 49 are provided for circulation serve the filling liquid.

Die Zylinder werden in den Muffen 45 der an den Flanschen 2 und 3 befestigten Kränze 41 derart geführt, daß sie sich zusammen mit dem Gestell 50 axial verschieben können. Die Muffen 45 sind innen mit Dichtungsbelägen 46 versehen, so daß zwischen Zylinder und Muffe ein flüssigkeitsdichter Abschluß ίο besteht.The cylinders are guided in the sleeves 45 of the rims 41 attached to the flanges 2 and 3 in such a way that that they can move axially together with the frame 50. The sleeves 45 are inside provided with sealing linings 46 so that a liquid-tight seal between the cylinder and the sleeve ίο exists.

Das Gestell 50 besteht zweckmäßig aus einem unmagnetischen, aber stromleitenden Werkstoff und trägt mit Hilfe von Laschen 55 (Fig. 1) die Teile 56 und 57 eines Magnetkreises.
Die beiden Teile 56 und 57 des Magnetkreises sind magnetisch voneinander durch das sie tragende Gestell isoliert und weisen Quernuten 58 bis 61 bzw. 58 a bis 61a auf.The frame 50 is expediently made of a non-magnetic, but electrically conductive material and, with the aid of tabs 55 (FIG. 1), carries the parts 56 and 57 of a magnetic circuit.
The two parts 56 and 57 of the magnetic circuit are magnetically isolated from one another by the frame supporting them and have transverse grooves 58 to 61 and 58 a to 61 a.

Die Nuten 59/60 dienen zur Aufnahme einer ersten Spule 62, während die Nuten 58, 61 zur Aufnahme einer zweiten Spule 63 dienen. Ebenso dienen die Nuten 59 a, 60 a zur Aufnahme einer Spule 62 a, während die Nuten 61a, 58a zur Aufnahme einer Spule 63 a dienen.The grooves 59/60 are used to receive a first coil 62, while the grooves 58, 61 for receiving a second coil 63 are used. Likewise, the grooves 59 a, 60 a are used to accommodate a coil 62 a, while the grooves 61a, 58a are used to accommodate a coil 63a.

Die Teile des Magnetkreises sind so ausgebildet, daß ihre einander gegenüberliegenden Flächen gewisse Erzeugende eines Zylinders abgrenzen.The parts of the magnetic circuit are designed so that their opposing surfaces have certain Delimit generating lines of a cylinder.

Die Spulen 62 bis 63 a werden mit Wechselstrom mit konstanter Frequenz gespeist und werden zweckmäßig miteinander in Reihe geschaltet.The coils 62 to 63 a are fed with alternating current at a constant frequency and are conveniently connected in series with one another.

Die Spulen 62 bis 63 a können alle gleichsinnig gewickelt sein und werden so gespeist, daß die Spulen 62 und 63 zu einem gegebenen Zeitpunkt { z.B. einen Nordpol erzeugen, während die Spulen 62 a und 63a zu dem gleichen Zeitpunkt einen Südpol erzeugen.The coils 62 to 63 a can all be wound in the same direction and are fed so that the coils 62 and 63 at a given time {e.g. generate a north pole while the coils 62 a and 63a create a south pole at the same time.

Träger für den Anker dieses Magnetkreises ist ein im folgenden als Schiffchen 64 bezeichnetes Teil aus unmagnetiechem, aber stromleitendem Werkstoff, in welches zwei Dauermagnete 67 und 68 mit der aus Fig. 1 ersichtlichen Polarität eingesetzt sind. Das Schiffchen trägt an seinen äußeren Enden Kolben 75 und 76, die in den Zylindern 57 und 47a gleiten. Die Kolben sind infolge ihrer beiderseitigen Bewehrung mit Manschetten doppelwirkend.The carrier for the armature of this magnetic circuit is a part referred to below as a boat 64 non-magnetic, but electrically conductive material, in which two permanent magnets 67 and 68 with the from Fig. 1 apparent polarity are used. The shuttle carries pistons 75 at its outer ends and 76 sliding in cylinders 57 and 47a. The pistons are due to their mutual reinforcement with cuffs double-acting.

Das Schiffchen wird durch Büchsen 70, die in dessen Körper eingegossen sind, auf den Außenflächen der Zylinder 47 und 47 a geführt. Zwischen die Innenflächen der Büchsen und die Außenflächen der Zylinder sind Rollenkäfige71 eingelegt, die den Gleitwiderstand beseitigen sollen. Eine Verschiebung des Schiffchens 64 und damit die Hubbewegungen der Kolben 75, 76 werden durch Schraubenfedern 79 und 80 begrenzt.The shuttle is supported by bushings 70 cast in its body on the outer surfaces the cylinder 47 and 47 a guided. Between the inner surfaces of the sleeves and the outer surfaces of the cylinders Roller cages71 are inserted to eliminate the sliding resistance. A shift in the The shuttle 64 and thus the stroke movements of the pistons 75, 76 are controlled by coil springs 79 and 80 limited.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist die Stellung, welche die Dauermagnete 67, 68 einnehmen, wenn sich das Schiffchen in der seiner Ruhestellung entsprechenden mittleren Stellung befindet, so gewählt, daß diese Dauermagnete 64, 68 jenseits der äußersten Spulen liegen, damit sich das Dauermagnetfeld in der strichpunktiert dargestellten Weise über jeden der beiden Teile 56 57 des Magnetkreises schließt.As can be seen from the drawing, the position which the permanent magnets 67, 68 assume when the shuttle is in the middle position corresponding to its rest position, chosen so that this Permanent magnets 64, 68 are on the other side of the outermost coils, so that the permanent magnetic field in the dash-dotted line illustrated manner via each of the two parts 56 57 of the magnetic circuit closes.

Wenn die induzierenden Spulen des Magnetkreises in 'der oben angegebenen Weise gespeist werden, erzeugen sie ein Wechselfeld, welches während einer vollständigen Periode des speisenden Wechselstroms ein Maximum erreicht, zu Null wird, und sich hierauf in jeder Spule umkehrt, so daß, da die Polaritäten der Magnete 67, 68 festliegen, diese abwechselnd in der einen und der anderen Richtung angezogen und hierauf abgestoßen werden, wodurch sie demWhen the inducing coils of the magnetic circuit are fed in the manner indicated above, generate they an alternating field, which during a complete period of the feeding alternating current reaches a maximum, becomes zero, and then reverses in each coil, so that, since the polarities of the Magnets 67, 68 are fixed, these are attracted alternately in one and the other direction and to be repelled, whereby they dem

Claims

Shells 64 and pistons 75, 76 give the same movement. On the other hand, the frame performs a longitudinal movement in the opposite direction, receiving the corresponding drive from the parts 56, 57 of the magnetic circuit connected to it. As a result, the cylinders connected to the frame 50 also move in a reciprocating movement which, however, is shifted in phase by 180 ° against the movement of the pistons. The pistons 75, 76 displace an incompressible liquid in the cylinders, such as, for. B. oil. The displaced oil masses act on the diaphragms 40 in the cycle of the pulsating pressure fluctuations of the oil filling, so that they also carry out oscillating movements. A pumping action is therefore exerted on the liquid located on the sides of the membranes which face the housings 10 and 11. The device according to the invention can be used in this way for conveying liquids. The mode of operation of the valve devices in the housings 10 and 11 corresponds to that of the valves of conventional piston pumps. There is therefore no need to explain it. By modifying the construction slightly, it can be achieved that the device can also be used as a compressor. For this purpose, the housings 10 and 11 containing the suction and pressure valves are to be replaced by cylinder heads which have a valve device that is customary for compressors. A description of such cylinder heads is also not necessary, since their construction is within the scope of professional skills. 35 claims:

1. Device for pumping and compressing various fluids, the device one inside a tight cylinder

arranged, electromagnetically operating at a tuned frequency drive, thereby characterized in that the drive has a provided in the middle area of the cylinder (1), in this against the action of opposing springs (53) longitudinally displaceable Magnetic circuit (56, 57), in the air gap of which a magnet armature (64 to 67) in this longitudinal direction between springs (79, 80) swings back and forth, giving it a certain natural frequency issue, with pistons (75, 76) on the armature and the associated cylinders (47, 47a) on the magnetic circuit are provided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the magnetic circuit has two elongated ones Magnet body (56, 57) comprises, on both sides of the armature (64 to 67) parallel to this run, each magnetic body having grooves (58 to 61 or 58a to 61a) for receiving each has two concentric coils (62, 63 or 62 α, 63a) fed directly by the alternating current and are magnetically separated from each other by a cylinder (50) to which they are so attached are that the generated magnetic flux only traverses the magnetic parts of the armature (64).

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the magnet armature (64 to 67) has two permanent magnets (66, 67) embedded in a non-magnetic carrier (64), the Polarity is opposite to each other and that determined by the springs (79,80) middle rest position of the armature on both sides of the outer grooves (58, 61, 58a, 61a) of the The magnetic circuit.

Considered publications:
German Patent No. 805 006; French Patent No. 492,949; ·
British Patent No. 586,862;
U.S. Patent Nos. 2,721,453, 494,951. ';

1 sheet of drawings