DE1101960B

DE1101960B - Electromagnetically driven cantilever pump

Info

Publication number: DE1101960B
Application number: DEM44101A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Niclassen; Dr-Ing Adolf Mohr; Ladislaus Unger
Original assignee: OTTO MUEHLSCHLEGEL DIPL ING
Current assignee: OTTO MUEHLSCHLEGEL DIPL ING
Priority date: 1960-01-26
Filing date: 1960-01-26
Publication date: 1961-03-09
Also published as: GB974087A

Description

Elektromagnetisch angetriebene Freischwingerpumpe Die bekannten Schwingankerpumpen, die mit oder ohne Ventile ausgeführt sein können und auf dem Prinzip der Hubmagneten oder Drehmagneten arbeiten, haben, weil der von ihnen benötigte unmagnetische Spalt, z. B. ein Luftspalt im unmagnetischen Kreis aus Konstruktionsgründen nicht beliebig herabgesetzt werden kann, einen schlechten Wirkungsgrad. Bei Antrieben für Pumpen, die gegen :großen Druck arbeiten sollen, werden diese Art Antriebe in ihren Dimensionen und ihrer Leistungsaufnahme zu groß, und man zieht Pumpantriebe mit rotierenden Motoren vor.Electromagnetically driven cantilever pump The well-known oscillating armature pumps, which can be designed with or without valves and based on the principle of lifting magnets or rotary magnets work, because the non-magnetic gap required by them, z. B. an air gap in the non-magnetic circuit is not arbitrary for design reasons can be degraded, poor efficiency. For drives for pumps, those who are supposed to work against: great pressure become these kind of drives in their dimensions and their power consumption too great, and pump drives with rotating ones are preferred Engines before.

Es sind ventillos arbeitende Pumpsysteme für kleine Pumpleistungen mit Schwingankerantrieben bekanntgeworden, bei denen der Kolben in einem nicht magnetisierbaren Führungsrohr schwingt und durch dieses Rohr hindurch angetrieben wird. Der Wirkungsgrad auch dieser Pumpsysteme ist sehr schlecht, weil durch die großen Unterbrechungen (Spalte) im magnetischen Kreis zu viel Erregerleistung erforderlich wird.They are valve-free pumping systems for small pumping capacities became known with oscillating armature drives, in which the piston in a non-magnetizable Guide tube swings and is driven through this tube. The efficiency This pumping system is also very bad because of the large interruptions (Column) too much excitation power is required in the magnetic circuit.

Die Aufgabe besteht also darin, eine Schwingankerpumpe mit größerem Wirkungsgrad, insbesondere für größere Pumpdrücke, zu bauen.The task is therefore to create a vibrating armature pump with a larger Efficiency, especially for higher pumping pressures to build.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Schwingankermotor, dessen Anker in bekannter Weise als Kolben der Pumpe arbeitet, mit kleinstem unmagnetischem Spalt verseben wird. Dieser soll gerade noch ausreichen, die Führung des Kolbens zu gestatten. Damit entspricht er dem Spiel zwischen dem als Anker betätigten Kolben und der Zylinderwand, die als Stator wirksam ist. -Der Spalt besteht also nur noch aus dem Pumpmedium, z. B. Wasser, Öl od. dgl., das als dünnster Film in das Spiel zwischen Kolben und Zylinderwand eindringt.According to the invention, this object is achieved in that a vibrating armature motor, the armature of which works in a known manner as a piston of the pump, is sifted with the smallest non-magnetic gap. This should just be sufficient to allow the piston to be guided. This corresponds to the play between the piston, which is operated as an armature, and the cylinder wall, which acts as a stator. -The gap consists only of the pump medium, z. B. water, oil or the like. That penetrates as the thinnest film in the game between the piston and cylinder wall.

Als Korrosionsschutz können Oberflächenvergütungen an Kolben und Zylinderwand in bekannter Weise vorgesehen werden. Da diese Vergütungen meist aus nicht magnetisierbaren Stoffen bestehen, wie z. B. eine Verchromung, soll auch diese Vergütungsschicht so dünn wie möglich sein, um den unmagnetischen Spalt nicht zu vergrößern und dadurch den Wirkungsgrad zu verschlechtern.Surface coatings on the piston and cylinder wall can be used as corrosion protection be provided in a known manner. Since this remuneration mostly consists of non-magnetizable Substances exist, such as B. a chrome plating, this coating should also be as thin as possible so as not to enlarge the non-magnetic gap and thereby to worsen the efficiency.

Erfindungsgemäß bestehen Zylinder und Kolben der Pumpe aus magnetisierbarem Stoff, wobei jedoch ein Teil der aus magnetisierbarem Material bestehenden und noch von einer Magnetspule erregbaren Zylinderwand unterbrochen und aus nicht magnetisierbarem Material gebildet wird, so daß der magnetische Fluß durch den Kolben selbst geschlossen wird. Durch diesen kleinen wirksamen Spalt erhöht sich der Wirkungsgrad der Pumpe um ein Vielfaches gegenüber ähnlich ausgeführten Pumpen.According to the invention, the cylinder and piston of the pump are made of magnetizable material Substance, although some of it consists of magnetizable material and still does interrupted by a magnet coil excitable cylinder wall and from non-magnetizable Material is formed so that the magnetic flux closed through the piston itself will. This small effective gap increases the efficiency of the pump many times over compared to pumps with a similar design.

Die Schwingankerpumpe arbeitet mit zwei Ventilen. Ein Ventil ist am Kolben, das andere in der Zuführungsleitung angebracht. In einer abgeänderten Bauart können auch beide Ventile in den Kolben verlegt werden. Wenn die Pumpe auf kleine Förderhöhen arbeiten soll, kann der Anker kegelförmig ausgeführt sein; damit tritt die Schwingankerpumpe in bekannter Weise als ventillose Pumpe in Funktion, besitzt jedoch durch den kleinen Spalt zwischen Anker und Stator einen wesentlich höheren Wirkungsgrad als bekanntgewordene ventillose Pumpen.The oscillating armature pump works with two valves. A valve is on Piston, the other mounted in the supply line. In a modified design it is also possible to relocate both valves in the piston. When the pump is on small Heads should work, the armature can be designed conical; with it occurs the oscillating armature pump functions in a known manner as a valveless pump however, due to the small gap between the armature and the stator, a much larger one Efficiency than valveless pumps that have become known.

Der Stator, der die Wicklung beinhaltet, stellt ein geschlossenes Gehäuse dar und kann nach der Erfindung zwecks besserer Wärmeableitung mit einer entsprechenden Flüssigkeit, z. B. Transformatorenöl, gefüllt werden. Durch diese Maßnahmen wird eine gute Wärmeableitung nach der Innen- und Außenseite des Schwingankerstators erreicht.The stator, which contains the winding, is a closed one Housing and can according to the invention for the purpose of better heat dissipation with a corresponding liquid, e.g. B. transformer oil, are filled. Through this Measures will be good heat dissipation to the inside and outside of the oscillating armature stator achieved.

Die Frei;schwingerkolbenpumpe kann erfindungsgemäß auf einfache Art vor Überlastung geschützt werden, indem die Ausdehnung des 051s bei Erwärmung einen Überdruckschalter betätigt, der den Strom bei unzulässig hoher Erwärmung unterbricht.According to the invention, the free oscillating piston pump can be implemented in a simple manner protected from overload by allowing the 051s to expand when it heats up Overpressure switch actuated, which interrupts the current in the event of impermissibly high heating.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die magnetisch nicht leitenden Einsätze zusammen mit dem Spulenkörper mit einem geeigneten Kunststoff ausgegossen oder verpreßt werden.In a further embodiment of the invention, they cannot be magnetically conductive inserts together with the bobbin with a suitable plastic be poured or grouted.

In den Abb. 1 bis 3 sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung im zentralen Längsschnitt dargestellt. Die Schwingankerpumpe in topfmagnetähnlicher Ausführung besteht aus dem Stator 1 und dem Anker 2, der zugleich als Kolben der Pumpe arbeitet. Der Anker 2 ist in einem Rohr 3 geführt, das nicht magnetisierbare Einsätze oder Wandungen 4 enthält. Das Spiel des Kolbens in seinem- Führungsrohr tritt als wirksamer Spalt in magnetischem Kreis zwischen Stator 1 und Anker 2 in Erscheinung. Die ringförmigen Einsätze oder Wandungen 4 unterbrechen den magnetischen Fluß und leiten ihn dem beweglichen Anker 2 zu. Der Anker 2 bildet den Rückschluß ,des magnetischen Kreises. AmAnker 2 ist ein Rückschlagventil 5 angebracht, .das den Durchfluß der Flüssigkeit in einer Richtung durch den Anker, gestattet. Das zweite Ventil 6 liegt in der Zuleitung. Man kann auch beide Ventile 5 und 6 in den Anker legen und erhält die Ausführungsform; wie sie in Abb. 2 dargestellt,ist. Abb. 3 zeigt .einen Anker in ventilloser Ausführung, der in bekannter Weise durch seinen unterschiedlichen Strömungswiderstand in den beiden Bewegungsrichtungen eine Pumpwirkung erzeugt und genauso, wie in den Ausführungsbeispielen nach Abb. 2 und 3 gezeigt, mit sehr kleinem unmagnetischem Spalt in das Führungsrohr der Schwingankerpumpe eigebaut werden kann. Bei allen Ausführungsformen sorgt eine schwache Feder 7, die in der einen Bewegungsrichtung des Ankers vorgespannt wird, in der Pumpwirkung jedoch nicht in Funktion tritt, für die Ausgangsstellung des Ankers 2.In Figs. 1 to 3 embodiments according to the invention are shown in central longitudinal section. The oscillating armature pump in a pot magnet-like design consists of the stator 1 and the armature 2, which also works as the piston of the pump. The armature 2 is guided in a tube 3 which contains non-magnetizable inserts or walls 4. The play of the piston in its guide tube appears as an effective gap in the magnetic circuit between stator 1 and armature 2. The annular inserts or walls 4 interrupt the magnetic flux and guide it to the movable armature 2. The armature 2 forms the return path of the magnetic circuit. AmAnker 2, a check valve 5 is mounted, .the the flow of fluid in one direction through the armature permitted. The second valve 6 is in the supply line. You can also put both valves 5 and 6 in the armature and get the embodiment; as shown in Fig. 2. Fig. 3 shows an armature in a valveless design, which in a known manner generates a pumping effect due to its different flow resistance in the two directions of movement and, as shown in the embodiments according to Figs. 2 and 3, with a very small non-magnetic gap in the guide tube of the Oscillating armature pump can be built in. In all embodiments, a weak spring 7, which is pretensioned in one direction of movement of the armature, but does not function in terms of the pumping action, ensures the initial position of the armature 2.

Ein Überdruckschalter 8 unterbricht bei einer gewissen Ausdehnung des Öls, mit dem der geschlossene Wickelraum, soweit er nicht von der Erregerwicklung eingenommen wird, ausgefüllt ist, den Erregerstrom und schützt damit die Pumpe vor zu großer Erwärmung.An overpressure switch 8 interrupts at a certain expansion of the oil with which the closed winding space, as far as it is not from the excitation winding is taken, is filled, the excitation current and thus protects the pump from too much heating.

Beim Anschluß der Schwingankerpumpe an das Wechselstromnetz wird der Stator 1 erregt und zieht den Anker 2 in das Rohr 3. Dabei schließt sich das Ventil 5 und saugt entsprechend der Kolbenbewegung neue Flüssigkeit über das Ventil 6 nach. Bei Abnahme der magnetischen Kraft drückt der Flüssigkeitsdruck den Anker 2 so weit zurück, bis der Druck vor und hinter dem Ventil 5 gleich groß ist; damit kann ,der Anker 2 durch die schwache Feder 7 leicht, ohne gegen einen Druck zu arbeiten, zurückbewegt werden. Bei dieser Bewegung strömt die Flüssigkeit durch das Ventil s; Ventil 6 in Abb. 1 und 2 trennt in diesem Zustand die Überdruck- von der Unterdruckleitung.When the oscillating armature pump is connected to the alternating current network, the Stator 1 excites and pulls armature 2 into tube 3. The valve closes 5 and sucks in new liquid via valve 6 in accordance with the piston movement. When the magnetic force decreases, the fluid pressure pushes the armature 2 so far back until the pressure in front of and behind the valve 5 is equal; so that can Armature 2 easily moved back by the weak spring 7 without working against a pressure will. With this movement the liquid flows through the valve s; Valve 6 in Fig. 1 and 2 separates the overpressure from the underpressure line in this state.

Die Ausführung nach Abb.2 und 3 wird einen schlechteren Wirkungsgrad haben als die Ausführung nach Abb. 1, weil in Abb. 2 ein Teil der Flüssigkeit, hauptsächlich bei größeren Drücken, den Anker umströmt und in die Unterdruckleitung abfließen kann und in Abb. 3 beim ventillosen Anker bereits durch die Bauweise ein Zurückströmen der Flüssigkeit von der Druckleitung in die Unterdruckleitung gegeben ist.The design according to Fig. 2 and 3 will have a poorer level of efficiency have than the version according to Fig. 1, because in Fig. 2 a part of the liquid, mainly at higher pressures, the armature flows around and drains into the vacuum line can and in Fig. 3 with the valveless armature already a backflow due to the design the liquid is given from the pressure line into the vacuum line.

Die Ausführungsform nach Abb. 1 hat den weiteren Vorteil, daß sie direkt in die Leitung eingesetzt werden kann und somit, um sehr große Förderhöhen zu erreichen, auf einfache Art in beliebiger Vielzahl hintereinander geschaltet werden kann.The embodiment of Fig. 1 has the further advantage that it can be used directly in the line and thus to very large delivery heads to achieve, connected in a simple manner in any number can be.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electromagnetically operated pump with an in a freely oscillating flow tube made of magnetizable material Piston through which the medium to be conveyed flows, the flow tube is surrounded by a magnetic coil, characterized in that an annular Tube section (4) of the flow tube (3) surrounded by the ring coil made of non-magnetizable Material consists and the two magnetizable pipe parts of the flow tube through magnetizable parts (1) on the side of the magnet coil facing away from the flow tube are connected so that the magnetic flux through the piston is closed.

2. Cantilever pump according to claim 1, characterized in that a thin, z. B. Electroplated or sprayed applied non-magnetizable layer around the armature (2) or the flow tube (3) mechanically closes the gap between armature (2) and stator (1) decreased.

3. Cantilever pump according to claim 1, characterized in that the Flow tube (3) or the armature (2) without a non-magnetizable intermediate layer slides in the guide tube (3).

4. cantilever pump according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the armature (2) contains the two valves (5, 6).

5. Cantilever pump according to claim 1 to 4, characterized in that the flow tube (3) is made of magnetizable Substance itself in series with the armature forms the remaining magnetic yoke.

6. Cantilever pump according to claim 1 to 5, characterized in that the winding space of the stator is filled with oil and an overpressure switch (8) is attached to the stator, which responds by the expansion of the oil in the winding space and protects the oscillating armature pump against overload. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1052 241.