DE1290820B

DE1290820B - Electromagnetically driven piston pump

Info

Publication number: DE1290820B
Application number: DE1964E0027037
Authority: DE
Inventors: Unger Ladislaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-05-13
Filing date: 1964-05-13
Publication date: 1969-03-13

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch angetriebene Kolbenpumpe, bestehend aus einem Stator als Erregerteil und einem als Hohlzylinder ausgebildeten, in seiner Längsrichtung in Abschnitte aus magnetisierbarem und magnetisch nichtleitendem Werkstoff aufgeteilten Kolben, wobei die magnetisch bewirkte Kolbenbewegung entgegen der Pumprichtung auf eine Schraubenfeder wirkt, die in den Erregerpausen durch Entspannung die Pumparbeit ausführt.The invention relates to an electromagnetically driven piston pump, consisting of a stator as the exciter part and a hollow cylinder, in its longitudinal direction into sections of magnetizable and magnetically non-conductive Material split piston, counteracting the magnetically induced piston movement the pumping direction acts on a helical spring, which in the excitation pauses by relaxation performs the pumping work.

Auf dem Gebiet der Kleinpumpen setzen sich immer mehr verschiedene Arten magnetisch angetriebener Pumpen durch. Die Wirtschaftlichkeit solcher Pumpen liegt in ihrem einfachen Aufbau und dem besonders niedrigen Verschleiß. Pumpen in Massiv-Eisen-Ausführung haben den Vorzug, daß sie äußerst kleine Luftspalte aufweisen, jedoch ist ihre Baugröße durch die Eisen-Magnetisierungsverlustebeschränkt, und sie können daher praktisch nur als Kleinstpumpen ausgeführt werden. Pumpen mit magnetisch hochwertigen Eisenpaketen sind auf einen magnetisch nichtleitenden Zylinder angewiesen, was wiederum den schädlichen magnetischen Spalt um die zweifache Wandstärke des Zylinders vergrößert und den magnetischen Wirkungsgrad beträchtlich herabsetzt.In the field of small pumps, there are more and more different ones Types of magnetically driven pumps through. The economy of such pumps lies in their simple structure and particularly low wear. Pumps in Solid iron design have the advantage that they have extremely small air gaps, however, their size is limited by the iron magnetization losses, and they can therefore practically only be designed as miniature pumps. Pumps with magnetic high-quality iron packages are dependent on a magnetically non-conductive cylinder, which in turn reduces the damaging magnetic gap by twice the wall thickness of the The cylinder is enlarged and the magnetic efficiency is considerably reduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetisch betätigte Pumpe zu schaffen, mit welcher auch höhere Leistungen und damit entsprechende Baugrößen erzielbar sind.The invention is based on the object of an electromagnetically operated To create a pump with which higher performance and thus corresponding sizes are achievable.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kolben in seiner Längsrichtung derart zweiteilig ausgebildet ist, daß das druckseitige Kolbenende aus magnetisierbarem und das saugseitige Kolbenende aus einem magnetisch nichtleitenden Werkstoff besteht und der Kolben nur an seinen äußeren Enden von den Poljochen in der Bewegungsrichtung geführt wird.The object is achieved according to the invention in that the Piston is designed in two parts in its longitudinal direction in such a way that the pressure-side Piston end made of magnetizable and the suction-side piston end made of one magnetic non-conductive material and the piston only at its outer ends of the pole yokes is guided in the direction of movement.

Bei einer bekannten Pumpe, deren als Hohlzylinder ausgebildeter Kolben zwei Abschnitte aus magnetisierbarem Werkstoff aufweisen, die über ein Rohr aus magnetisch nichtleitendem Werkstoff miteinander verbunden sind, taucht der eine Abschnitt in üblicher Weise in die Elektromagnetspule ein, während der andere Abschnitt mit einem Permanentmagneten der- . gestalt zusammenwirkt, daß über ein bewegliches Joch die Stromzufuhr zu der Spule ständig unterbrochen wird. Derartige Pumpen sind in ihrer Leistung beschränkt und können auch nicht beliebig groß ausgelegt werden. ; Gleiches gilt für eine weiterhin bekannte Pumpe mit einem Kolben aus magnetisch nichtleitendem Material, der weder magnetische noch elektrische Funktionen hat. Der Kolben steht in Verbindung mit einem scheibenförmigen, am Rande geschlitzten Pol- ; joch, dessen abgebogene Randpartien in eine Ringspule eingreifen. Da bei dieser Pumpe der Kolben keinen Teil des magnetischen Antriebs bildet, werden die schwingenden, im Magnetfeld liegenden Massen durch das Kolbengewicht vergrößert, und dieser Umstand ist ausschlaggebend dafür, daß derartige Pumpen für größere Leistungen nicht geeignet sind.In a known pump, whose piston is designed as a hollow cylinder have two sections made of magnetizable material, which are made via a tube magnetically non-conductive material are connected to each other, one dives Section in the usual way into the solenoid, while the other section with a permanent magnet der-. gestalt that interacts via a movable Yoke the power supply to the coil is constantly interrupted. Such pumps are limited in their performance and cannot be designed as large as desired. ; The same applies to a further known pump with a piston made of magnetic non-conductive material that has neither magnetic nor electrical functions. The piston is in connection with a disk-shaped, slotted on the edge Pole; yoke, the bent edge parts of which engage in a ring coil. Included this pump the piston does not form part of the magnetic drive, the oscillating masses lying in the magnetic field increased by the piston weight, and this fact is decisive for the fact that such pumps for greater capacities are not suitable.

Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Pumpe in der Leistung praktisch nicht begrenzt, da die magnetisch wirksamen, als Pumpenelemente dienenden Eisenteile aus massivem Werkstoff bestehen und so angeordnet sind, daß sie nur einen sehr kleinen Teil des Gesamt-Eisenweges darstellen, während die wesentlich längeren, um die Erregerspule führenden Eisenwege, die den magnetischen Rückschluß bilden, dagegen aus verlustarmen Dynamoblech-Paketen gefertigt werden können.In contrast, the pump of the present invention is practical in performance not limited, as the magnetically effective iron parts serving as pump elements consist of solid material and are arranged so that they only have a very small Part of the total iron path, while the much longer to the excitation coil leading iron paths that form the magnetic return, on the other hand, from low-loss Dynamo sheet packs can be manufactured.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung jeweils im Längsschnitt dargestellt.In the drawing are exemplary embodiments of the subject matter of the invention each shown in longitudinal section.

Gemäß A b b. 1 sind an den beiden Enden der Erregerspule 1 die Poljoche 2 und 3 angeordnet, die aus massivem magnetisierbarem Werkstoff bestehen. Die Bohrung 4 in dem Poljoch 3 bildet den eigentlichen Druckzylinder, und die Bohrung 5 in dem Poljoch 2 nimmt die Schraubenfeder 6 auf, die gleichzeitig als magnetische und mechanische Führung des Kolbens dient. Der äußerliche magnetische Rückschluß wird von zwei aus Dynamoblech geschichteten Paketen 7 gebildet. Der Kolben gleitet mit seinem magnetisch nichtleitenden Teil 8 in dem Poljoch 2 und legt sich in seiner Ruhelage an die Schraubenfeder 6 an. Mit dem magnetisch leitenden Teil 9, welcher auch das Ventil 10 enthält, gleitet der Kolben in der Bohrung 4 des Poljoches 3, welcher seinerseits das zweite Ventil 11 enthält. Bei Erregung des Systems mit Wechselstrom wird der Kolben 8 und 9 in das Poljoch 2 gezogen und spannt die Schraubenfeder 6. Bei dieser Bewegung entsteht in dem Druckzylinder 4 ein Unterdruck, das Ventil 10 öffnet sich, und das Fördermedium wird über die Kolbenbohrung angesaugt.According to A b b. 1, the pole yokes 2 and 3, which are made of solid magnetizable material, are arranged at the two ends of the excitation coil 1. The bore 4 in the pole yoke 3 forms the actual pressure cylinder, and the bore 5 in the pole yoke 2 receives the helical spring 6, which simultaneously serves as a magnetic and mechanical guide for the piston. The external magnetic yoke is formed by two packets 7 layered from dynamo sheet. The piston slides with its magnetically non-conductive part 8 in the pole yoke 2 and rests against the helical spring 6 in its rest position. With the magnetically conductive part 9, which also contains the valve 10, the piston slides in the bore 4 of the pole yoke 3, which in turn contains the second valve 11. When the system is excited with alternating current, the pistons 8 and 9 are drawn into the pole yoke 2 and tension the helical spring 6. This movement creates a negative pressure in the pressure cylinder 4 , the valve 10 opens, and the pumped medium is sucked in through the piston bore.

Nach Absinken des Erregerstromes schiebt die zusammengedrückte Schraubenfeder 6 den Kolben 8, 9 wieder in seine Ruhelage, das Ventil 10 wird geschlossen, wobei in dem Druckzylinder 4 ein überdruck entsteht, das Ventil 11 wird geöffnet und das Fördermedium mit der Kraft der zusammengedrückten Schraubenfeder aus der Pumpe gefördert. Bei zunehmendem Gegendruck kann sich die Schraubenfeder 6 nicht bis in ihre Ruhelage entspannen. Der Kolbenhub und damit auch der wirksame Luftspalt verkleinert sich, was eine Verbesserung des magnetischen Wirkungsgrades zur Folge hat. Dieses Funktionsprinzip der Pumpe weist einen mit zunehmendem Gegendruck stetig besseren magnetischen Wirkungsgrad auf, wobei die maximale Leistung der Pumpe der Kraft der zusammengedrückten Schraubenfeder entspricht.After the excitation current has dropped, the compressed helical spring pushes 6 the piston 8, 9 again in its rest position, the valve 10 is closed, wherein in the pressure cylinder 4 an overpressure arises, the valve 11 is opened and the The fluid is pumped out of the pump with the force of the compressed helical spring. When the counter pressure increases, the helical spring 6 cannot move into its rest position relax. The piston stroke and thus also the effective air gap are reduced, which results in an improvement in the magnetic efficiency. This principle of operation the pump has a steadily better magnetic efficiency with increasing back pressure on, the maximum power of the pump being the force of the compressed coil spring is equivalent to.

Sollen mit einer derartigen Pumpe hohe Drücke erreicht werden, so wird zwecks Erzielung einer optimalen Leistung die Pumpe derart ausgebildet, daß der magnetisch wirksame Teil des Kolbens in seinem Querschnitt größer ist als der hydraulisch wirksame Pumpen-Querschnitt.If high pressures are to be achieved with such a pump, see above For the purpose of achieving optimum performance, the pump is designed in such a way that the magnetically effective part of the piston is larger in its cross section than the hydraulically effective pump cross-section.

Die A b b. 2 und 3 stellen solche Anordnungen als Beispiel dar. Nach A b b. 2 ist das Poljoch 18 mit einer Stufenbohrung 12 ausgestattet, wobei die größere magnetisch wirkt und die kleinere als Pumpenzylinder dient. Der Kolben ist dementsprechend so ausgebildet, daß der Teil 13 den Anker des Magnetsystems und der Teil 14 den Kolben der Pumpe darstellt.The A b b. 2 and 3 show such arrangements as an example. According to A b b. 2, the pole yoke 18 is equipped with a stepped bore 12, the larger one acting magnetically and the smaller one serving as a pump cylinder. The piston is accordingly designed so that part 13 represents the armature of the magnet system and part 14 represents the piston of the pump.

Nach A b b. 3 stellt die Bohrung 15 des Kolbens 16 den beweglichen Zylinder der Pumpe dar, während der dazugehörige Kolben der Pumpe 17 als feststehender Teil ausgebildet ist.According to A b b. 3 represents the bore 15 of the piston 16 the movable one Cylinder of the pump, while the associated piston of the pump 17 as a fixed Part is formed.

Magnetisch bleiben aber die größeren Querschnitte des Kolbens wie auch des Stators wirksam, was eine im Vergleich zu dem wirksamen Pumpenquerschnitt größere Fläche des aktiven Eisens und damit eine höhere Kerneisen-Induktion erlaubt.However, the larger cross-sections of the piston remain magnetic also of the stator effective, which is a compared to the effective pump cross-section larger area of the active iron and thus a higher core iron induction allowed.

Claims

Claims: 1. Electromagnetically driven piston pump, consisting of a stator as the exciter part and a piston designed as a hollow cylinder, divided in its longitudinal direction into sections made of magnetizable and magnetically non-conductive material, the magnetically induced piston movement acting against the pumping direction on a helical spring which is in the Excitation pauses performs the pumping work by relaxation, characterized in that the piston is designed in two parts in its longitudinal direction such that the pressure-side piston end (9) consists of magnetizable and the suction-side piston end (8) of a magnetically non-conductive material and the piston only on its outer side Ends of the pole yokes (2, 3) is guided in the direction of movement.

2. Piston pump according to claim 1, characterized in that that the piston part made of magnetizable material is known per se Way is designed as a stepped piston, the part (13) only magnetic and the Part (14) acts as a piston of the pump.

3. Piston pump according to claims 1 and 2, characterized in that the pole yoke (3), the pressure cylinder (4) and the Pole yoke (2) forms the magnetically effective part of the gap.

4. Piston pump after the claims 1 to 3, characterized in that the pole yoke (18) with a concentric Stepped bore (12) is provided, which the pressure cylinder for the reciprocating Represents piston (13).

5. Piston pump according to claim 1, characterized in that the tubular piston with a pressure valve on its head (17) is fixed and the armature (16) with its bore (15) is a movable cylinder represents for the piston (17).

6. Piston pump according to claims 1 to 5, characterized characterized in that the pole yokes (2, 3) are square or polygonal in their outer shape are trained.

7. Piston pump according to claims 1 to 6, characterized in that that the excitation coil (1) acts as a spacer between the two pole yokes (2, 3) serves and at the same time seals the pump to the outside. B. piston pump according to claims 1 to 7, characterized by one or more parallel to the pumping direction to the Pole yokes adjacent sheet metal packages (7) as an external magnetic return.